Präsenter4.indd

(Bild: Kontron)

Eckdaten

Embedded-Designer und -Entwickler haben heute eine große Auswahl an x86- und ARM-Prozessoren. Gleichzeitig können sie auf skalierbare Embedded-COM-Plattformen und Embedded-Boards zurückgreifen und sie verfügen über die notwendigen Softwaretools. Kontron steht als Partner zur Seite und integriert die weltweit besten und neuesten Prozessorinnovationen an standardisierten COMs und SBCs in sein Sortiment.

Für Embedded-Entwickler herrschen gerade spannende, aber auch herausfordernde Zeiten. Schließlich gibt es im Bereich IoT (Internet der Dinge) und IIoT (Industrial Internet of things) oft außergewöhnlich anspruchsvolle Anwendungen. Entwickler müssen mit den Anforderungen von Kunden, Management und Markt jonglieren, bei den Kosten sowie bei Leistung und Funktionalität. Um eine geringe Latenzzeit und eine größere Benutzerfunktionalität zu gewährleisten, sollen sich Server und Geräte zunehmend in der Nähe der Fabrikhalle oder des Produktionsumfeldes befinden und nicht in weit entfernten Serverfarmen.

Die Entwicklung neuer Prozessor-Generationen in Kombination mit standardisierten Computer-on-Modules (COMs) und Single-Board-Computern (SBCs) sowie Edge- und Fog-Computertechnologien und Middleware bietet Designern und Systemintegratoren ein höheres Maß an Verarbeitungsleistung und Skalierbarkeit sowie die Flexibilität, mehrere Anwendungen steuern, berechnen und verbinden zu können.

Neueste Prozessoren

pITX-imx8m_withBG

Zu sehen ist das Board pITX APL. Kontron

Die neuesten Prozessoren von NXP offerieren ein hohes Potenzial an Möglichkeiten für Anwendungen wie ARM-Mobil, IoT und Edge-IoT. Standardisierte, skalierbare COMs und SBCs bieten Entwicklern ein viel geringeres Risiko, Kostenvorteile sowie eine schnellere Markteinführung als Systeme, die komplett neu entwickelt werden müssen. Bei COMs wird die Wahl wahrscheinlich auf Qseven oder Smarc fallen, da der COM Express Mini x86-basiert ist. Die neuesten pITX-SBCs in Industriequalität versprechen den Entwicklern weitere Optionen. Ein gutes Beispiel für eine Alternative zur Verwendung von NXP-Prozessor-basierten ARM-COMs oder SBCs ist das Broadcom-basierte Raspberry Pi.

Die Bauteile sind alle sehr klein, dünn, leicht und robust. Dies ist auf die Anforderungen an mobile Geräte und die wachsende Bedeutung des Internet der Dinge (IoT) zurückzuführen.

Bei der i.MX-Technologie von NXP hat sich nach der Fusion von NXP und Freescale im Jahr 2015 viel getan. Das i.MX-Portfolio wurde auf acht Familien erweitert, wobei die neuesten Geräte mit fortschrittlichen ARM-Kernen ausgestattet sind und nach modernsten Verfahren hergestellt werden. Damit haben sich die Möglichkeiten erweitert, Cortex-A8-, -A9-, -A35- und A53-Kerne zu verwenden, die die Vorteile der 64-Bit-v8-Architektur von ARM nutzen.

Vor allem die i.MX.6-Prozessorfamilie für allgemeine Anwendungen hat in den letzten fünf Jahren eine Vorreiterrolle eingenommen mit stark wachsenden Verkaufszahlen. Das ist vielleicht nicht ganz überraschend, da der i.MX 6 der erste i.MX-Prozessor war, der sowohl einzelne Cortex-A7-Teile als auch Single-, Dual- und Quad-Cortex-A9-Varianten enthielt. Diese Serie war auch die erste, die den Cortex-M4-Kern für den Echtzeitbetrieb einsetzte. Danach haben sich alle i.MX-Bauteile mit Echtzeit-Domains weiterentwickelt.

Breites Leistungsspektrum

Diese Prozessorfamilie ist nach wie vor sehr gefragt. Die guten Allrounder eignen sich für viele Embedded-Verarbeitungsanwendungen, angefangen bei E-Readern und intelligenten Thermostaten bis hin zu Kassensystemen und der Gebäudeautomation. Kontron bietet das Smarc-sAMX6i-Modul mit Single-, Dual- oder Quad-Core-NXP-i.MX6-Prozessoren an, die ein breites Leistungsspektrum abdecken. Das Modul basiert auf der ARM-Cortex-A9-Technologie, die eine effiziente Entwicklung von Smart Devices im kompakten, lüfterlosen Design mit ausgewogener Prozessor- und Grafikleistung ermöglicht.

Bei weiterer Nutzung der Kerne Cortex-A7 und Cortex-M4 wurde dann 2017 die i.MX7-Reihe eingeführt. Der Schwerpunkt liegt auf der Optimierung von eingebetteten, batteriebetriebenen Geräten mit äußerst geringem Stromverbrauch für Anwendungen in den Bereichen Automotive, Industrie und IoT sowie bei Wearables. Diese Prozessorfamilie ermöglicht eine unabhängigere Steuerung und flexiblere Energieversorgung, die beispielsweise das Hochfahren von Systemen auf unterschiedliche Weise ermöglichen. Im Standby-Modus oder wenn eine geringe bis mittlere Leistung erforderlich ist, kann der A7-Kern abgeschaltet werden.

SMARC-sAMX7_per_neu_C

Smarc-basierend auf dem NXP-Prozessor i.MX7. Kontron

Smarc und Qseven

Kontron war der erste Embedded-Hersteller, der NXP-i.MX7-COM-Lösungen mit Smarc– und Qseven-Versionen anbot. Insgesamt sind i.MX7-Prozessoren kosteneffizienter und bieten eine verbesserte Energieeffizienz gegenüber i.MX6-Prozessoren. Sie werden daher zunehmend eingesetzt werden, insbesondere in Smartphones und Tablets sowie für Embedded-Routing- und Gateway-Geräte, die heute in industriellen Edge-IIoT-Umgebungen benötigt werden.

Die i.MX8X-Prozessorreihe, die von NXP zur gleichen Zeit wie die i.MX7-Prozessoren eingeführt wurde, ist eine Weiterentwicklung der i.MX6-Reihe mit mehr Performance. Auch hier unterstützt Kontron den i.MX8X mit seinem neuen Smarc-sAM8X-Modul. In Kürze wird auch eine Qseven-COM-Option verfügbar sein.

Die i.MX8-Prozessorfamilie bietet Teile mit bis zu vier Cortex-A53- und A35-Kernen und einem Cortex-M4-Kern sowie hardwarebeschleunigte Grafik- und Video-Engines. Die i.MX8X-Serie kann bis zu drei Displays gleichzeitig steuern und bietet dem Anwender skalierbare Leistung und Performance sowie die Wiederverwendung von Software. Darüber hinaus ermöglichen umfangreiche Hochgeschwindigkeits-Interface-Optionen eine breitere Systemkonnektivität. Unter anderem wird diese Prozessorreihe zunehmend in industriellen Steuerungs- und Robotik-Anwendungen sowie für anspruchsvolle Grafikanwendungen wie HMIs, Bildgebung, Machine Vision, Audio, Sprache und sicherheitskritische Systeme eingesetzt.

Geringer Stromverbrauch

SMARC iMX8x_C_Per

Smarc-basierend auf dem NXP-Prozessor i.MX8. Kontron

Hervorzuheben ist hier auch der i.MX8 Quad Max, der ARM-Entwicklern eine Verarbeitungsleistung verspricht, die mit dem Intel Atom vergleichbar ist – bei deutlich geringerem Stromverbrauch. Mit leistungsstarken Grafikfunktionen bietet dieser eine echte Alternative für grafikintensive Anwendungen wie HMIs, Real-time-Signage, Infotainment und medizinische Bildgebung, bei denen sowohl geringer Stromverbrauch als auch hohe Performance im Vordergrund stehen. Ein weiterer würdiger Konkurrent sind die TI-Sitara-AM6x-Prozessoren. Allerdings ist die Skalierbarkeit von SKUs mit gleichem Pinning im Vergleich zu NXP nicht so umfangreich. Letzteres erleichtert somit die Skalierung verschiedener CPU-SKUs auf einer PCB.

Anstatt entweder ein Intel Atom oder i.MX8 COM zu verwenden, hat ein eingebetteter SBC wie der Raspberry Pi oder die neue pITX-Kleinformatlösung von Kontron viel zu bieten. Der pITX-iMX8M bietet nicht nur zwei Gbit-Schnittstellen, sondern auch leistungsstarke Grafikfunktionen mit dem iMX8M (Mini) -ARM-Multi-Core-Cortex-A53 Prozessor, den NXP Anfang dieses Jahres auf den Markt gebracht hat. Der Raspberry Pi ermöglicht eine sehr schnelle Herstellung eines einzelnen Prototyps und verfügt über eine Vielzahl von Software, ist aber nicht als industrielle Plattform bewährt. Wie bei allen standardisierten COM-Bereichen von Kontron sind auch hier Evaluation-Carrier-Boards verfügbar.

Q7AMX7_per_C

Qseven basierend auf den NXP Prozessor i.MX7. Kontron

Kontron hat außerdem ein energiesparendes Dual-Core-Cortex-A-72-Smarc-Modul mit dem Layerscape-Prozessor NXP LS1028 vorgestellt. Es eignet sich besonders für Echtzeitanwendungen, die eine multiple Ethernet-Konnektivität erfordern. Um 4 × 1 GByte TSN-fähige Ethernet-Ports zu betreiben, kann eine PCIe-Linie als QSGMII-Port verwendet werden. Wie alle Kontron-COM-Module und Boards verfügt auch dieses Produkt über Approtect, ein umfassendes, plattformübergreifendes Sicherheits-Framework.

Thema der nächsten Seite: Bedarf an Middleware

Kontron ist sich bei der Gestaltung seines Produkt- und Lösungsportfolios stets bewusst, dass Entwickler in der heutigen hyper-vernetzten IoT-Welt Lösungen benötigen, um die Bereitstellung von Ressourcen mit geringer Latenz und großem Sicherheitsbedarf für Edge-Computing bei Netzwerken zu vereinfachen.

Vor diesem Hintergrund wurde das IoT-Software-Framework Susietec entwickelt, um Edge-Computing-Geräte auch aus der Ferne bereitzustellen, managen und updaten zu können, Edge-Knoten, Sensoren und andere IoT-Geräte mit Cloud-Framework zu verbinden und die Bereitstellung von Software und Updates für Remote-Embedded-Geräte zu automatisieren. Das Framework ermöglicht eine effektive Verschmelzung von Computertechnologie sowie Fabrik- und Unternehmens-IT und wird individuell an die jeweilige Anwendung angepasst, um kritische Steuerungs- und Sensordaten vor Ort zu sammeln und zu analysieren. Dazu bietet Kontron umfangreiche Board-Support-Packages für verschiedene Betriebssoftware wie Yocto Linux und Android an.

 

 

 

 

 

 

Peter Müller

Director Product Line Boards & Modules, Kontron

(neu)

Kostenlose Registrierung

Newsletter
Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?