Congatec will massiv in funktionale Sicherheit (FuSa) investieren.

Congatec will massiv in funktionale Sicherheit (FuSa) investieren. (Bild: Congatec)

Funktional sichere Computing-Plattformen für mixed-critical Applikationen

Auf der Embedded World gab Congatec bekannt, massiv in funktionale Sicherheit (FuSa) zu investieren. Funktional sichere Embedded-Computing-Plattformen werden in vielen neuen Applikationen benötigt – von der industriellen Fertigung und kollaborativen Robotik bis hin zu autonomen Fahrzeugen für Werkshallen, Schienen und Straßen. In all diesen Applikationen gibt es zudem den Trend hin zur Hardwarekonsolidierung, was dazu führt, dass gemischt-kritische Anwendungen auf funktional sicheren eingebetteten Multicore-Systemen betrieben werden müssen, um mehrere sicherheits- und nicht-sicherheitskritische Aufgaben parallel bewältigen zu können. x86-basierte Embedded-Multicore-Plattformen bieten ein solides Fundament für solche Applikationen, weshalb Congatec sie jetzt für die Zertifizierung nach FuSa-Standards wie IEC 61508 und ISO 13849 qualifiziert.

Um Computer-on-Module für einen sicheren Betrieb zu qualifizieren, müssen alle Komponenten sowie das gesamte BSP für die FuSa-Zertifizierung vorbereitet sein – einschließlich der Sicherheitshandbücher (Safety Manual) und allen weiteren erforderlichen Dokumentationen. Auch alle organisatorischen Prozesse und Dokumente, die während der Entwicklung und Tests erstellt werden – wie FMEDA (Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis) sowie der Verifikations- und Validierungsprozess (V&V) – müssen mit den Zertifizierungsanforderungen in Einklang gebracht und von externen Gutachtern geprüft werden. All dies ist ab sofort bei der Congatec erhältlich.

Medical-Edge-Computing-Systemen, die den hohen Anforderungen der Patienten-, Daten- und Cybersicherheit entsprechen

Congatec und System Industrie Electronic (S.I.E) haben auf der Embedded World 2022 offiziell ihre neuen Co-Creation-Services für das Design von IT/OT-Systemen speziell für den Medizin- und Gesundheitssektor vorgestellt. Das gemeinsame Angebot richtet sich an Hersteller von Medizingeräten und Anbieter von Infrastrukturlösungen, die Patienten-, Daten- und Cybersicherheit für die Digitalisierung des Gesundheitswesens benötigen. Zwei neue Medical-Edge-Computing-Systeme wurden gezeigt, genannt secunet medical connect Carna und Athene, die in Zusammenarbeit mit dem OEM Secunet entwickelt und produziert werden.

Edge-Computing-Plattformen für die Digitalisierung des Gesundheitswesens müssen die Daten- und Cybersicherheitsspezifikationen der ITSEC oder Common Criteria zu 100 % erfüllen und/oder für die Zertifizierung nach B3S KRITIS und ISO/IEC 80001 vorbereitet sein. Für den Betrieb am Point-of-Care (POC) müssen ihre Medical-Computerplattformen auch EN 60601-1/EN 60601-2-konform und MDR/FDA-zertifizierbar sein. Dies erfordert 100 % zuverlässige und rückverfolgbare Komponenten, eine umfassende Dokumentation und vertrauenswürdige Quellen über die gesamte Lieferkette und den gesamten Lebenszyklus der medizinischen Geräte hinweg. Die Plattform secunet Carna kann beispielsweise an jedes Medizingerät angeschlossen werden und kann bestehende Plattformen digitalisieren – was entweder durch OEMs oder die Krankenhäuser selbst umgesetzt wird.

Rückblick auf die Embedded World 2022

Eingangsbereich Embedded World 2022
Weltpremiere: Zur 20. Embedded World dürfen sich die Besucher über sommerliches Grün freuen. Die Redaktion ist vor Ort und freut sich auf spannende Gespräche. (Bild: Alfred Vollmer / Redaktion all-electronics.de)

Vom 21. bis 23. Juni 2022 trafen sich Experten zur 20ten Ausgabe der Embedded World in Nürnberg. In den Hallen 1, 2, 3A, 4, 4A und 5 wurden wieder die neusten Trends und technische Innovationen im Bereich der Embedded-Systementwicklung präsentiert. 724 Aussteller aus 39 Ländern schaffen auf über 20.000 qm ein Informationsforum für die beteiligte Branche. Die Redaktion war vor Ort und hat sich umgeschaut. Hier finden Sie Eindrücke von der Messe sowie Neuheiten der Aussteller.

Neben diesen auf die Digitalisierung ausgerichteten Edge-Computing-Plattformen zielt das Team auch auf alle weiteren OEM-Anforderungen an Medical Panel-PCs oder Box-PCs ab – einschließlich funktionaler Sicherheit auf x86. Sie wird durch Intels Initiativen für funktionale Sicherheit auf der Basis von Intel-Atom-x6000E-Prozessoren und der erwarteten zukünftigen Unterstützung weiterer x86-Cores ermöglicht. Entwickler von mixed-critical-Implementierungen können zudem vom ebenfalls angekündigten neuen Safe Hypervisor-Technologie-Support der Tochterfirma Real-Time Systems und den applikationsfertigen Computer-on-Modules für funktionale Sicherheit profitieren.

Neben kritischen Gesundheitsinfrastrukturen und medizinischen OEM-Geräten wollen die beiden Unternehmen auch weitere Embedded- und Edge-Computing-Märkte für kritische Infrastrukturen (KRITIS) erschließen, wie beispielsweise den Finanz- und Versicherungssektor, Wasser- und Energieversorger, Informationstechnologie und Telekommunikation sowie Transport und Verkehr – sie alle sind auf cybersichere Systeme für ihre IT-Infrastruktur angewiesen.

Die medizinischen Edge-Systeme Carna (links) und Athene (rechts).
Die medizinischen Edge-Systeme Carna (links) und Athene (rechts). (Bild: Congatec)

COM-HPC und COM Express Computer-on-Module um sieben neue Prozessorvarianten der 12. Intel Core Prozessorgeneration erweitert

Vorgestellt wurden sieben noch stromsparendere Varianten der 12. Generation Intel-Core-IOTG-Mobilprozessoren (früherer Codename Alder Lake) auf jeweils sieben neuen COM-HPC und COM Express Computer-on-Modules. Ausgestattet mit der neuen Intel-Hybrid-Architektur, die Performance-Cores (P-Cores) mit Efficient-Cores (E-Cores) kombiniert, benötigen die gelöteten BGA-Prozessorvarianten 15 bis 28 W Base-Power, sodass Entwickler sie in vollständig passiv gekühlten Embedded- und Edge-Computing-Plattformen einsetzen können.

Der reduzierte Energieverbrauch wird hauptsächlich durch die Verringerung der Anzahl der P-Cores unter Beibehaltung der Anzahl der E-Cores erreicht. Im Performancebereich der Intel-Core-i7-Prozessoren profitieren beispielsweise heterogene Workloads in allen verfügbaren Varianten von acht Kernen und können von sechs P-Cores (12800HE/45 W Base-Power) auf entweder vier (1270PE/28 W Base-Power) oder zwei P-Cores (1265UE/ 15 W Base-Power) herunterskaliert werden. Ein weiterer Energiesparfaktor ist die reduzierte Anzahl an PCIe-Lanes (20 statt 28).

Industrielle Zielmärkte für die neuen Hochleistungs-Computer-on-Module mit Intel Core i7/5/3- und Celeron-Prozessoren finden sich überall dort, wo passiv gekühlte Computing-Systeme mehr Performance benötigen.

Die neuen COM-HPC Client Size A Module (95 mm × 120 mm) conga-HPC/cALP sowie die COM-Express-Compact-Type-6-Module (95 mm × 95 mm) conga-TC670 sind mit sechs besonders energieeffizienten Intel Core Prozessoren der 12. Generation sowie einem kostenoptimierten Celeron-Prozessor erhältlich. Beide Modulfamilien unterstützen bis zu 64 GB DDR5-SO-DIMM-Speicher mit 4.800 MT/s. Die integrierte Intel Iris X-Grafik der Intel-Core-i7- und i5-Prozessoren sowie die Intel UHD-Grafik der Intel-Core-i3- und Intel-Celeron-Prozessoren bieten Grafiksupport für bis zu vier unabhängige Displays und bis zu 8k-Auflösung.

Für den Anschluss von Peripheriegeräten unterstützen die COM-HPC-Module bis zu 16 PCIe Gen 4 und acht PCIe Gen 3 Lanes und verfügen über bis zu 2× Thunderbolt. Die COM-Express-Varianten bieten bis zu acht PCIe Gen 4 und 8 PCIe Gen 3 Lanes. Beide unterstützen eine optionale NVMe-SSD. Weitere Speichermedien können über 2× SATA Gen 3 angeschlossen werden.

Für die Vernetzung bietet das COM-HPC-Modul 2 × 2,5 GbE, während das COM Express-Modul 1× 2,5 GbE ausführt – wobei beide TSN unterstützen. Sound wird über SoundWire, HDA oder I2S in der COM-HPC-Version und HDA auf den COM-Express-Modulen bereitgestellt. Umfassende Board-Support-Packages stehen für alle führenden Real-Time Operating Systeme bereit, einschließlich Hypervisor-Unterstützung von Real-Time Systems sowie Linux, Windows und Android.

COM-HPC und COM Express Computer-on-Module um neue, energieeffiziente Prozessorvarianten der 12. Intel Core Prozessorgeneration erweitert.
COM-HPC und COM Express Computer-on-Module wurden um neue, energieeffiziente Prozessorvarianten der 12. Intel Core Prozessorgeneration erweitert. (Bild: Congatec)

Vorstoß in die Welt der Mixed-Critical-Echtzeit-Server

Die Intel Xeon D-2700 Prozessor-basierten Server-on-Modules wurden um fünf neue Module der (160 mm × 160 mm) Performanceklasse COM-HPC Server Size D erweitert. Im Vergleich zu den bereits verfügbaren größeren Modulen (200 mm ×160 mm) COM-HPC Server Size E halbiert sich die Anzahl der unterstützten DRAM-Module von acht auf vier. Dennoch stehen 512 GB DDR4-RAM mit 2933 MT/s bereit. Der Vorteil der Begrenzung des Arbeitsspeichers besteht darin, dass die Module weniger Platz benötigen, was den Footprint im Vergleich zur Size E um 20 Prozent reduziert.

Zielapplikationen der neuen COM-HPC-Module mit Intel-Xeon-D-2700-Prozessor sind tief eingebettete, platzbeschränkte Edge-Server-Implementierungen mit hohem Datendurchsatz, aber weniger speicherintensiven Workloads. Sie sind typischerweise in IIoT-vernetzten Echtzeitumgebungen, wie sie in Smart Factories und kritischen Infrastrukturen zu finden sind.

Die fünf neuen conga-HPC/sILH Server-on-Modules erweitern die bestehende COM-HPC- Server-Size-D-Produktfamilie, die bislang nur mit Prozessoren der Intel-Xeon-D-1700-Serie verfügbar war, um fünf neue Plattformen mit Intel-Xeon-D-2700-Prozessoren. Beide Prozessorserien basieren auf derselben Prozessorgeneration, die unter dem Codenamen Ice Lake entwickelt wurde. Der Launch der neuen Module verdoppelt die Anzahl der auf diesem 160 mm × 160 mm großen Hochleistungs-Server-on-Modules-Formfaktor verfügbaren Cores von maximal zehn auf bis zu 20. Der Speichersupport wächst von maximal drei auf bis zu vier DDR4-RAM-Kanäle mit bis zu 512 GB bei 2933 MT/s.

Die neuen Server-Module bieten für robuste Edge-Server-Installationen 32× PCIe Gen 4 Lanes und 16× PCIe Gen 3 Lanes für die Anbindung einer breiten Palette dedizierter Controller, Rechenbeschleunigerkarten und NVMe-Speichermedien. Für die Anbindung an Echtzeit-Netzwerke stehen 1× 2,5 GbE inklusive TSN- und TCC-Support sowie eine erweiterte Ethernet-Bandbreite von bis zu 100 Gbps in verschiedenen Konfigurationen zur Verfügung, darunter 1× 100 GbE, 2× 50 GbE, 4× 25 GbE sowie verschiedene andere Konfigurationen über KR- oder SFI-Schnittstellen. Zu den weiteren Schnittstellen zählen 4× USB 3.1 und 4× USB 2.0. Für nichtflüchtigen Speicher unterstützen die Module optional eine integrierte eMMC 5.1 mit bis zu 128 GB Kapazität sowie 2× SATA III.

Neue COM-HPC-Server-Size-D-Module mit Intel-Xeon-D-2700-Prozessoren.
Neue COM-HPC-Server-Size-D-Module mit Intel-Xeon-D-2700-Prozessoren. (Bild: Congatec)

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