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-basierend auf dem NXP-Prozessor i.MX7.

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-basierend auf dem NXP-Prozessor i.MX8.

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.

Qseven basierend auf den NXP Prozessor i.MX7.

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.

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