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Seit der Unternehmensgründung 1972 blickt EKF Elektronik GmbH, ein bekannter deutscher Hersteller von Boardprodukten auf Basis CompactPCI, auf eine beinahe 40jährige Unternehmensgeschichte zurück. In den Anfangsjahren noch als EKF Messtechnik GmbH, bestimmten Laborprodukte wie Sinusgeneratoren und Widerstandsdekaden das Produktspektrum. Ab 1980 tritt EKF mit einem breiten Angebot an Boards im Europakartenformat auf. Anfangs auf Basis Eurobus, ab 1985 VMEbus und heute mit einem umfangreichen Portfolio für CompactPCI Technologie. Zu den Alleinstellungsmerkmalen bei EKF zählt unter anderem der Einsatz der stromsparendsten Atom-Prozessoren und das Sideboard Konzept.

EKFs Sideboard Konzept

Dieses Konzept sieht vor, dass Basis CPU Baugruppen im Format 3U/4TE über Onboard-Interfaces mit weiteren Mezzanine Modulen und/oder vollformatigen Sideboards (3U/4TE) zu einer eigenständigen Funktionseinheit (Bundle) im Format 3U/8TE oder 3U/12TE verbunden werden können (Bild 2).

Bild 2: Bundles stellen autarke Rechnereinheiten dar, die neben Massenspeicher unterschiedliche I/Os anbieten und keine Backplane-Kommunikation benötigen.

Bild 2: Bundles stellen autarke Rechnereinheiten dar, die neben Massenspeicher unterschiedliche I/Os anbieten und keine Backplane-Kommunikation benötigen.EKF

Die so genannten Bundles stellen komplett autarke Rechnereinheiten dar, die neben Massenspeicher unterschiedliche I/O Funktionen anbieten und dafür keinerlei Backplane Kommunikation benötigen. Realisiert man die Anforderungen eines Projektes vollständig innerhalb eines Bundles, so kann eine cPCI Backplane entfallen, da lediglich eine Spannungsversorgung des Bundles erforderlich ist.

Die CompactPCI Zentraleinheit PC2-Limbo

Bestückt mit einem Prozessor der Intel Atom E6xx Serie, zeichnet sich die CompactPCI Zentraleinheit PC2-Limbo (Bild 1) durch einen geringen Stromverbrauch aus.

Bild 1: Weniger als 10Watt nimmt die mit Intel Atom E6xx Prozessoren bestückte CompactPCI Zentraleinheit PC2-Limbo auf.

Bild 1: Weniger als 10Watt nimmt die mit Intel Atom E6xx Prozessoren bestückte CompactPCI Zentraleinheit PC2-Limbo auf.EKF

Abhängig von der Ausführung benötigt der Prozessor lediglich 3 W, das komplette Board weniger als 10 W. Das ist verglichen zu den Boardprodukten des Mitbewerbs, die oft bis zum dreifachen benötigen, ein besonderes Merkmal der Host-CPU-Karte Limbo. Die E6xx Serie umfasst Prozessoren von 0,6 GHz bis 1,6 GHz Taktrate, optional spezifiziert für den industriellen Temperaturbereich (-40°C…+85°C). Die 4TE Frontplatte enthält je zwei Gigabit Ethernet und USB Buchsen. Für den Anschluss an einen Monitor steht ein DVI Ausgang zur Verfügung; wahlweise kann aber auch der klassische VGA Connector bestückt werden. Selbstverständlich wurde das Sideboard Konzept auch in vollem Umfang für PC2-Limbo umgesetzt. Der PC2-Limbo verfügt über bis zu 2 GB aufgelötetes RAM für erhöhte Anforderungen.
Ein CFast Sockel ermöglicht den Einsatz eines SATA basierenden Flash-Speichermoduls (SSD) als Massenspeicher für das Betriebssystem. Der zusätzliche MicroSD Kartenhalter eignet sich für industrielle microSDHC Flash Karten (Speed Class 6, bis 32 GB). Unter Beibehaltung der 4TE Bauhöhe des PC2-Limbo ist ein zusätzliches Mezzanine-Speichermodul wie das C42-SATA (1,8-Zoll microSATA Solid State Drive) oder C47-MSATA (Dual mSATA mit RAID Option) aufsteckbar.

CompactPCI PlusIO

CompactPCI PlusIO (PICMG 2.30) definiert den neuen ergänzenden CompactPCI Standard für die Daten Ein- und Ausgabe über den Steckverbinder J2, dessen Belegung in der Spezifikation im Detail beschrieben ist. Verschiedene serielle Schnittstellen des PC2- Limbo (PCI Express, SATA, Gigabit Ethernet und USB) stehen dadurch auf der Backplane zur Verfügung, wahlweise zur Nutzung durch ein so genanntes ‚Rear I/O Transition Module‘, oder für CompactPCI Serial Kartensteckplätze in einem hybriden System.

CompactPCI Serial

CompactPCI Serial (PICMG CPCI-S.0) beschreibt, aufbauend auf dem CompactPCI Formfaktor, die Nutzung der seriellen Interfaces PCI Express, SATA, Gigabit Ethernet und USB 2/3 über die Backplane. Die PlusIO Spezifikation eröffnet vor allem weitreichende Möglichkeiten zum Aufbau hybrider Systeme, verheiratet also das beste aus einem umfangreichen CompactPCI Portfolio mit den Möglichkeiten von CompactPCI Serial, gibt ein natives CompactPCI Serial System mit Bandbreiten bis 10 GHz über die Backplane bereits heute Antworten auf die Fragen von morgen und setzt dabei auf ein bewährtes mechanisches Konzept und eine Architektur ohne Management-Overhead. CompactPCI PlusIO werden über CompactPCI Serial angebunden.

Eine hybride Backplane ermöglicht den Parallelbetrieb von CompactPCI Classic und CompactPCI Serial Karten in einem gemeinsamen Einschub, mit dem PC2- Limbo in der Mitte der Backplane als ‚System Slot Controller‘ für beide Segmente (Bild 2). Der PC2-Limbo kann als Träger für zusätzliche Aufsteckkarten zu einer noch vielseitigeren Baugruppe erweitert werden. Dazu verfügt die CPU Karte über mehrere lokale Erweiterungs-Steckverbinder. Eine Reihe von Steckmodulen steht zur Auswahl, mit zahlreichen zusätzlichen I/O-und Massenspeicher-Funktionen. Normalerweise wird der PC2- Limbo und die zugehörige ‚Side Card‘ als fertig montierte 8TE oder sogar 12TE Baugruppe mit gemeinsamer Frontplatte ausgeliefert. Einige Flach-Profil Mezzanine Module begnügen sich aber auch mit den 4TE der Träger-CPU.

Der Atom E6xx Prozessor kombiniert CPU, Grafikeinheit und Speichercontroller. Damit ist die klassische ‚South Bridge‘ überflüssig. Als Ausgabe-Schnittstelle sind 4 PCI Express Kanäle vorhanden. Per PCI Express werden auf dem PC2-Limbo die meisten I/O Funktionen realisiert. Der so genannte Intel PCH (Platform Controller Hub) EG20T bietet USB und SATA. Zusätzlich verfügt das Board noch über weitere Controller für Gigabit Ethernet und SATA.
Schlussbemerkung
EKF bietet im Sideboard Konzept ein breites Spektrum an Boards zur Funktionserweiterung. Darüber hinaus sind kundenspezifische Sideboards möglich. 

Bernd Kleeberg

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: Bernd Kleeberg, Manager Sales & Marketing bei EKF Elektronik GmbH.

(sb)

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