Embedded-Rechner ist nicht gleich Embedded-Rechner: Was dieser Tage noch in Originalbaugröße mit Discovery im All seine Abschiedsgala gibt, läuft teilweise noch als extrem miniaturisierter Rechner in der Baugröße Daumenbreite mal -länge in vielen Anwendungen. Das andere Extrem sind Blades für Telekomanwendungen – ebenfalls Embedded, aber eine völlig andere Leistungsklasse und auch beeindruckender in den Dimensionen. Die Embedded World in Nürnberg zeigt hier jedes Jahr erstaunliche Entwicklungssprünge in jeder Hinsicht.
ATX-Boards mit Quadcore-CPU
Kontron präsentierte auf der Embedded World zwei neue langzeitverfügbare Embedded Motherboards auf Basis der zweiten Generation der Intel Core i3/i5/i7 Prozessoren: das KTQ67/Flex Embedded Motherboard im Flex-ATX Formfaktor sowie das Mini-ITX Embedded Motherboard Kontron KTQM67/mITX. Die gegenüber kommerziellen Motherboards qualitativ hochwertig und besonders robust ausgelegten Boards bieten Quadcore-Prozessoren mit einer gegenüber Vorgängerplattformen deutlich höheren CPU-Performance und doppelter Grafikleistung. Mit der hohen Langzeitverfügbarkeit sind sie damit Kontrons derzeit leistungsstärkste ATX-konforme Embedded Designs.
Mit ihrem umfassenden Schnittstellenangebot vereinfachen diese Embedded-Motherboards das Design-In, da sie alle benötigten Standardinterfaces für einen weiten Bereich an rechen- und grafikintensiven Applikationen bereits mitbringen. Darüber hinaus unterstützen sie die plattformübergreifende Middelware Embedded-Application-Programming-Interface (KEAPI), was die Applikationsentwicklung signifikant beschleunigt und so Time-to-Market und Total Cost-of-Ownership deutlich reduzieren kann.
Das Featureset im Detail: Das Flex-ATX Embedded Motherboard Kontron KTQ67 und das Mini-ITX Embedded Motherboard Kontron KTQM67/mITX basieren auf der zweiten Generation der Intel Core i3/i5/i7 Prozessoren und bieten mit bis zu 3,8 GHz sowie maximal 32 GB DDR3 RAM ein extrem breites Leistungsspektrum. Für die Ausführung der Peripherieschnittstellen integriert das Flex-ATX Motherboard Kontron KTQ67/Flex den Intel Q67 Controller Hub. An Videoschnittstellen bietet es 2x DisplayPort sowie 1x VGA und LVDS (beide KTQ67/Flex). Für Erweiterungskarten stehen 1x PCI Express x16 sowie 2x PCI Slots zur Verfügung. Das Mini-ITX Embedded Motherboard Kontron KTQM/mITX basiert auf dem Intel QM67 Controller Hub und führt 2x DisplayPort sowie 1 x DVI aus. An Erweiterungsslots bietet es 1x PCI Express x16 und 1x PCI Express x1. Zudem verfügt es sowohl über eine ATX Stromversorgung als auch einen industrietypischen 12 VDC Eingang. Beide Motherboards bieten außerdem umfassende Peripherie- und Vernetzungsoptionen. Die KTQ67 Embedded Motherboards bieten eine Langzeitverfügbarkeit von sieben Jahren. Unterstützt werden Windows 7/Vista/XP/Embedded Standard 7 sowie VxWorks und Linuxderivate.
Fusion bringt Grafikqualitäten mit
Congatec bietet für die ETX- und XTX-Standards Module mit Prozessoren der Fusion-Architektur von AMD bringen dabei signifikante Verbesserungen in Rechenleistung und Skalierbarkeit. Nach Abkündigung der Intel 855 Chipsatz Familie der Intel Corporation war im Markt vor allem für ETX-Computermodule eine gravierende Lücke besonders im oberen Leistungsbereich der Applikationen entstanden. Diese hat AMD mit der Fusion-Architektur geschlossen. Darüber hinaus eröffnet Fusion Perspektiven für ein breites Spektrum an grafikorientierten Applikationen. Auf der Embedded vorgestellt wurden die COM-Module Conga-EAF und Conga-XAF. Während Conga-EAF als ETX-Modul ausgeführt ist, handelt es sich bei Conga-XAF um ein XTX-Modul. Der XTX-Standard unterscheidet sich von dem ETX-Standard dadurch, dass XTX nicht mehr den ISA-Datenbus unterstützt, sondern den PCI-Express-Bus mit vier Lanes. Darüber hinaus weist XTX mehr S-ATA- und USB-Schnittstellen auf als ETX. Beide Module haben viele Gemeinsamkeiten: Neben den Prozessoren aus der G-Serie von AMD sind sie mit dem Embedded Controller-Hub Hudson E1 bestückt und stellen eine leistungsfähige kompakte 2-Chip-Lösung mit bis zu 4 GByte schnellem und preisgünstigem single Channel-DDR3-Speicher dar. Derzeit bietet congatec insgesamt fünf Prozessoren der AMD Embedded G-Series Plattform, die von einem AMD T44R 1,2 GHz Single Core (L1 cache 64KB, L2 cache 512kB x2) mit 9 Watt TDP bis hin zu einem AMD T56N 1,6 GHz Dual Core (L1 cache 64KB, L2 cache 512kB x2) mit 18 Watt TDP reichen.
Com-Express mit QorIQ
Emerson Network Power setzt bei COM-Express-Modulen auf die QorIQ-Prozessoren von Freescale: Im COM-X-P2020 und COMX-P4080 kommen die Mehrkern-Prozessoren QorIQ P2020 und P4080 integriert. Die Module besitzen die mechanischen Eigenschaften und Maße nach COM Express. Typische Einsatzbeispiele des P2020-Moduls sind klassische SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen), Sicherheits-Gateways oder auch Aerospace. Das COMX-4080 bringt mehr Leistung mit und kann in Servern, Routern, VPN-Gateways und Eisenbahn-Signal-/Steuersystemen. Die zwei Prozessorkerne von COMX-P2020 arbeiten mit 1,2 GHz, während COMX-P4080 acht Prozessorkerne mit 1,5-GHz hat. Die Module besitzen eine Grundfläche von 95 x 95 mm beim COMX-P2020 und 95 x 125 mm beim COMX-P4080. Energieverbrauch: Der typische Stromverbrauch des COMX-P2020 beträgt 12 W. Beide Baugruppen unterstützen die üblichen Embedded-Betriebssysteme, wie Green Hills Software, Lynuxworks, Mentor Graphics, QNX und Wind River.
COMSys: Embedded Building Block Technology
Den x86-Baukasten auf Mini ITX von TQ gibt es nun auch mit neuester Generation der Intel Core Technologie Sandy Bridge: Das Mainboard MB-COME-1 bildet in Verbindung mit einem Standard-COM-Express-Modul ein sehr kompaktes Hardware-Kit, das dank seines modularen Aufbaus als eine frei skalierbare Embedded-PC-Plattform genutzt werden kann. Der Einsatz von Modultechnologie bietet zum einen die langfristige Verfügbarkeit, zum anderen ist das System dadurch aber auch immer mit der aktuellen Technologie verfügbar. Bereits mit dem offiziellen Launch der zweiten Generation der Intel Core Technologie „Sandy Bridge“ wurden erste, funktionsfähige Prototypen vorgestellt. Der Serienstart ist somit bereits für das dritte Quartal 2011 geplant. Das PC-System kann – bei einheitlichen Schnittstellen und mechanischen Abmessungen – einfach auf die Anforderungen der Applikation abgestimmt werden. Die zahlreichen Erweiterungsmöglichkeiten und einsetzbaren Speichermedien bieten ein Höchstmaß an Flexibilität und erlauben somit einen einfachen, schnellen und kostengünstigen Ausbau an Funktionalität und Leistungsfähigkeit. Typische Einsatzgebiete sind Embedded Server-Anwendungen, PC-Systeme für die Automatisierung, Visualisierung und Überwachung sowie alle Anwendungen, die hohe Ansprüche an Qualität, Langlebigkeit und Langzeitverfügbarkeit haben. Die Abmessungen des Mainboards mit 170 mm x 170 mm entsprechen dem Mini ITX Formfaktor und auch die Montagepunkte entsprechen dem eines Mini ITX Boards. Damit kann die komplette Infrastruktur der am Markt breitbandig angebotenen Gehäuse und mechanischen Lösungen genutzt werden. Auch auf der Versorgungsseite setzt das MB-COME-1 auf die Standards, um den Vorteil der vielfältig angebotenen Netzteillösungen zu nutzen.
Wesentlicher Unterschied zu bisherigen Lösungen sind die flachen Schnittstellen-Stecker, die ein völlig neues thermisches Design ermöglichen: Bisher wird das Mainbord von oben auf den Gehäuseboden geschraubt und eine mehr oder weniger aufwendige thermische Kopplung des CPU-Kühlkörpers mit der Gehäuseoberseite realisiert, um darüber die Wärme abzuführen. Daneben gibt es die aus der Standard-PC-Welt bekannte Kühlung per großem Lüfter. Aufgrund der flachen Bauweise ist der Heatspreader immer der höchste Punkt des Systems. Die Systemintegration wird quasi auf den Kopf gestellt. Das MB-COME-1 mit COM Express-Modul und Heatspreader wird an die Gehäuseoberseite montiert. Wegen der definierten Höhenprofile entsteht dabei eine genau definierte thermische Verbindung mit dem Gehäuse. Selbstverständlich funktionieren ebenso Standard-Mini-ITX-thermische Lösungen.
Das MB-COME-1 bietet standardmäßig bereits eine hohe Anzahl von Schnittstellen. Dabei sind 4x USB 2.0, 2x Gigabit Ethernet, DVI-I (analog & digital) und RS-232 nach außen geführt. Als interne Schnittstellen stehen 1x SATA zum direkten, kabellosen Anschluss einer internen 2.5″ Festplatte/SSD, 1x SATA zum Anschluss einer externen Festplatte/DVD-Laufwerk, ein CompactFlash-Steckplatz, ein CFast-Steckplatz, MiniPCIe Interface, Dual Channel LVDS inklusive Touch-Anbindung über USB oder COM sowie 1x USB 2.0 beispielsweise für den Anschluss einer USB-Flashdisk zur Verfügung. Durch diese Vielzahl an internen Schnittstellen können eine hohe Anzahl an Anwendungen sofort ohne zusätzliche Erweiterungen umgesetzt werden. Sollten diese Schnittstellen nicht ausreichen oder spezielle Schnittstellen benötigt werden, stehen zwei zusätzliche Erweiterungsmöglichkeiten zur Verfügung. Das proprietäre IO Extension Interface bietet eine weitere USB, PCIe x1, High Definition Audio, SVDO und I²C Schnittstelle. Damit können beispielsweise eine zusätzliche DVI-I bzw. HDMI Schnittstelle oder Feldbusse wie CAN auf applikations- beziehungsweise branchenspezifischen Zusatzplatinen realisiert werden.
Das zum Patent angemeldete und in das Mainboard integrierte TQ-Riser-Interface ist eine der Schlüssellösungen des Systems. Das TQ-Riser-System stellt neben dem PCI Bus zusätzlich zweimal PCIe x1 auf dem Riser zur Verfügung. Das Konzept ermöglicht entweder eine Erweiterung nach unten oder zur Seite, so dass die thermische Anbindung des CPU-Moduls auf der Oberseite des Mainboards unbeeinträchtigt bleibt. Mit einer Erweiterungskarte nach unten bleibt das System sogar innerhalb des Standard-I/O-Fensters und passt damit trotz Erweiterungskarte in extrem kompakte Standard-Mini ITX-Gehäuse. Durch Einsatz unterschiedlicher Riser-Adapter (wie 1x PCIe x1, 1x PCI oder 1x PCIe+PCI, …) ist der Anwender völlig frei in der Auswahl der Erweiterungskarten und kann somit aus der ganzen Fülle der am Markt angebotenen Karten wählen. Eine solch kompakte Bauweise und Flexibilität ist mit anderen am Markt angebotenen Systemen möglich.
Neben den Funktionen, Schnittstellen und Erweiterungsmöglichkeiten des Systems wurde speziell auch Wert auf die Integrationsmöglichkeiten in Anwendungen mit erschwerten Umgebungsbedingungen gelegt. Alle Schnittstellen und externen Anschlüsse sind auf einer Seite. Unter Verwendung eines entsprechenden Gehäuses, wie es etwa innerhalb der Embedded Building Blocks-Initiative des Mechanikspezialisten apra-norm angeboten wird, ermöglicht dies IP54-Lösungen (auf 5 Seiten). Das extrem kompakte Gehäuse ist flexibel in der Montage, wie VESA oder DIN Rail, und bietet auch noch für höhere Leistungsklassen die Möglichkeit der passiven Kühlung.
Auf Basis des modularen Konzepts, beginnend bei der skalierbaren Performance mit Hilfe von COM Express-Modulen über die flexiblen Erweiterungsmöglichkeiten bis hin zur durchdachten Gehäusetechnik, ermöglicht das TQ-COMSys-System die einfache Realisierung von Industrie-PCs oder Embedded Systemen in der Welt der industriellen Anwendungen.
Schockfeste COM-Express-Module
Adlink präsentierte neue Produkte mit der aktuellen Intel Prozessorarchitektur in verschiedenen Formfaktoren mit den aktuellen Notebook-Prozessoren Intel Core i7 und i5. Dazu gehören zwei COM-Express-Module, das Express-CB-Modul für Embedded und mobile Anwendungen sowie das Express-CBR für militärische Anwendungen. Bei der Entwicklung des Express-CBR Moduls wurde das Ampro by Adlink Extreme Rugged Entwicklungsverfahren konsequent angewendet, um die Anforderungen der MIL-STD-202F (Schock und Vibration) sowie den erweiterten Betriebstemperatur-Bereich von -40 bis +85 °C zu erfüllen. Mit 6 HE und einer besonders niedrigen Leistungsaufnahme wartet das CompactPCI Prozessor-Blade cPCI-6510 auf, das die gleiche Intel Mobil-Plattform nutzt. Zwei weitere neue Produkte, die ebenfalls auf der Messe zu sehen waren, unterstreichen Adlinks Engagement für Lösungen mit den jeweils aktuellsten Intel Low-Power Plattformen. Das 3 HE CompactPCI Prozessor-Blade cPCI-3610 beruht auf dem Intel Atom D510/D410/N450 Prozessor. Das Ampro by Adlink Core Module, ein Extreme Rugged Single-Board-Computer im PC/104-Plus Formfaktor basiert auf dem Intel N450 Prozessor.
PICMG 1.0 CPU-Karte mit Intel Atom D525 CPU
Eine der laut Bressner ersten industrietauglichen PICMG 1.0 CPU-Karten mit Intel‘s Atom D525 Doppelkern-Prozessor: Der Single-Board-Rechner WYN WSBC-D5251 ist mit bis zu 4 GB DDR3 SDRAM ausgestattet, bietet VGA- und LVDS-Support (18/24 Bit Single-Channel) und verträgt auch rauere Betriebs-temperaturen von -5 bis +60 °C. Zum Funktionssumfang der Slot-CPU zählen zwei GigE- und drei SATA-II-Ports sowie sieben USB 2.0- und sechs COM-Anschlüsse; eine der COM-Schnittstellen kann wahlweise als RS232 oder RS422/485 konfiguriert werden. Ein Parallel-Interface und ein Digital-I/O-Port mit je vier Ein- und Ausgängen finden sich ebenfalls. Für Erweiterungen stehen ein CompactFlash- und ein Mini-PCIe-Steckplatz zur Verfügung. Ein programmierbarer Watchdog-Timer macht die Featureliste komplett.
Compact-PCI-Serial: Karten werden neu gemischt
Die PICMG-Spezifikation CPCI-S.0 CompactPCI-Serial ebnet als Nachfolger des parallelen CompactPCI den Weg zu seriellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen an der Backplane. Als Hersteller von Embedded-Hardware liefert MEN Mikro Elektronik bereits eine erste CPU-Karte mit i7-Prozessor sowie eine Reihe von Peripherie-Boards mit unterschiedlichen I/O-Funktionen für den Aufbau kompletter Systeme. Die Karte namens SBC G20 ist sowohl System-Slot- als auch Peripherie-Slot-Karte und unterstützt mittels entsprechender Mezzanin-Module Ethernet-Mesh-Konfigurationen mit bis zu neun Teilnehmern. Der High-End-Rechner ist mit dem Intel Core i7 und Prozessortypen bis 2,53 GHz ausgestattet und beherrscht Intels Active-Management-Technologie (AMT) auf Basis der Intel-Architektur vPro. Die dazu passenden neuen Peripheriekarten haben gemäß Spezifikation je einmal PCI Express, SATA und USB 2.0/3.0 auf dem unteren Systemstecker. Weitere Karten:
- G501 ist ein Träger für 2,5″-SATA-Festplatten oder Solid-State-Disk-Drives. So kann man jeden Peripherie-Slot als Festplattensteckplatz nutzen und modulare RAID-Systeme aufbauen.
- G213 nimmt ein XMC- oder ein PMC-Aufsteckmodul für flexible I/O auf. Mit einem XMC-Modul sorgen zwei PCI-Express-x4-Links für schnelle Datenübertragung, während die PMC-Schnittstelle auch 64 Bit/66 MHz und PCI-X (133 MHz) unterstützt.
- Auf der G212 finden zwei PCI-Express-MiniCards oder Express-Cards mit internem PCIe® oder USB sowie zwei SIM-Karten Platz. Der Träger wurde für mobile HF-Anwendungen wie etwa GPS, WLAN, UMTS, GSM, oder HSDPA entwickelt und führt für jedes Modul zwei robuste, redundante SMA-Antennenstecker an die Front.
- Das Gigabit-Ethernet-Interface G211 sorgt via Kabel ebenfalls für schnelle Kommunikation. An der Front stehen vier RJ45- oder robuste M12-Stecker zur Verfügung, an die Backplane erfolgt die Anbindung über einen PCI-Express-x4-Link.
- G301 ist ein Gigabit-Ethernet-Switch kommt, wiederum mit vier RJ45- oder M12-Ports vorne. Die Karte ist fixed managed und unterstützt Power-over-Ethernet (PoE) mit Power Sourcing Equipment (PSE) für bis zu 4 externe Geräte.
- Das Kartenpaar G100/F100 schließlich schafft eine Verbindung von CompactPCI Serial zum parallelen CompactPCI® 2.0. Während die G100 in einem Peripherieslot des CompactPCI-Serial-Systems steckt, ersetzt die F100 die System-Slot-CPU des CompactPCI-Systems und ist mittels PCI-Express-Kabel an der Frontplatte mit der G100 verbunden.
Fünf weitere Peripheriekarten sollen das I/O-Spektrum von MEN für PCI-Serial bis Jahresende 2011 abrunden.
(uns)
