COM-Board / Industrie-PC mit Atom-CPU

Stefan Kuppinger,

Aus Tunnel-Creek wird E6xxx

Auf der am 13. September eröffneten Intel-Entwicklerkonferenz stellte das Unternehmen die bislang unter dem Codenamen Tunnel-Creek geführte Atom-CPU-Baureihe E6xxx vor. Anders als noch im Frühjahr dürften nun alle Board-Hersteller auf den Zug mit aufspringen. Kontron und Congatec zeigen bereits erste Prototypen.

Im März 2010 erweiterte Intel die Atom-Baureihe um drei Varianten (N410, N450 und D510), die jedoch nicht bei allen Board-Herstellern Anklang fanden. Der Grund: Die Leistungssteigerung war manchem Produktmanager zu gering, um eine Neuentwicklung zu rechtfertigen - trotz der Integration von Speichercontroller und Grafik in die CPU. Dies war eine der wichtigsten Neuerungen, da Entwickler nur noch zwei (CPU und Chipsatz) anstatt der bislang drei Chips (CPU, Chipsatz, Speichercontroller-Hub) auf dem Board unterbringen müssen.

Daraus resultieren kleinere und kompaktere System-Designs: Die gesamte Fläche der Plattform (Footprint) verkleinert sich um etwa 60 %, bei den Desktop-Varianten um fast 70 %. Die Thermal Design Power sinkt um nahezu 50 %, der Stromverbrauch um 20 %. Dennoch warteten manche Hersteller auf die jetzt vorgestellte Weiterentwicklung, die Atom E6xx-Serie. Die aktuelle Atom-Generation E6xxx hat neben den integrierten Grafik- und Speicher-Controllern zusätzlich vier PCIexpress-Lanes direkt in der CPU. Daraus ergibt sich in Verbindung mit einem I/O-Hub ein wesentlich einfacheres und flexibleres Systemdesign. Allerdings unterstützt die neue Plattform nur noch einen statt zwei LVDS-Kanäle, ist also hinsichtlich der Auflösung von Displays eingeschränkt.

Insgesamt stehen acht Prozessor-Varianten zur Verfügung, die sich beim Systemtakt (E620: 0,6 GHz, E640: 1,0 GHz, E660 1,3 GHz und E680:1,6 GHz) unterscheiden. Zudem gibt es die Chips neben dem Standard-Temperaturbereich (commercial: 0 bis 70 °C) auch als T-Variante mit industriegerechten -40°C bis + 85 °C. Interessant ist die Verlustleistung, die so genannte Thermal Design Power (TDP). Sie liegt relativ konstant zwischen 2,7 Watt (E620 mit 600 MHz) und 3,9 Watt beim leistungsstärksten CPU-Typ mit 1,6 GHz Taktfrequenz.

Anzeige

Kurz nach dem COM-Board bringt Kontron einen Panel-PC auf Basis der neuen Atom-CPU-Reihe heraus.

Die ersten Prototypen

Kontron wird die Prozessor-Serie E6xx in Computer-on-Modules und Panel-PCs integrieren. Das erste Board ist ein nanoETXexpress-TT das kompatibel zum COM Express COM.0 Rev 2.0 Pin-out Type 10 ist. Aktuell wird auf der Messe Innotrans ein lüfterloser und wartungsfreier Panel-PC  vorgestellt. Neben dem reduzierten Energieverbrauch und der verbesserten Grafikperformance profitieren diese Zielapplikationen vom Integrationsgrad des neuen Prozessors mit seinen Speicher- und PCI-Express-Controllern.

Das COM-Board sowie der Panel-PC nutzen den zur Baureihe passenden Platform Controller Hub EG20T, der nicht mehr über den Front-Side-Bus (FSB) und DMI angeschlossen wird, sondern über eine der 4 PCI-Express-Lanes. Daher lassen sich auch sehr energieeffiziente dedizierte x86-Systeme mit individuell zugeschnittenen Schnittstellen umsetzen.

Das Modul bietet neben drei PCI-Express Lanes für kundenspezifische Erweiterungen auch zwei unterschiedliche Speicheroptionen: Entweder einen robusten micro-SD Card Sockel (für bis zu 32 GByte) oder zwei SATA II 300MByte/s-Schnittstellen. Eine weitere Version mit geeignetem, für hohe Temperaturen ausgelegtem SATA Flash-Speicher (bis zu 16 GByte) und 1x SATA II 300 MB/s Schnittstelle ist geplant. Optional unterstützt das Modul auch den im Chipsatz integrierten CAN-Bus.

Bahn-konformes HMI Der Display-Computer HMITR ist ebenfalls mit einem E6xx-Prozessor (bis zu 1,6 GHz) und dem Platform Controller Hub sowie 1024 MB gelötetem RAM bestückt. Das Panel mit kapazitivem Touch-Display (10,4 Zoll) oder Hardkeys ist frontseitig gegen Staub und Strahlwasser geschützt (IP65). Zur flexiblen Integration steht ein umfangreiches Schnittstellenangebot zur Verfügung: Fast Ethernet (2x M12-D, USB 2.0 (2x M12), serielle Interfaces (RS232/422), GPIO, CAN (Layer2) sowie Lautsprecheranschluss (D-SUB) und Audio. Hinter einer Serviceklappe geschützt befinden sich Anschlüsse für Gigabit-Ethernet, USB 2.0 sowie SD- und SIM-Slots. Das Display mit 800x600 Bildpunkten Auflösung hat eine energiesparende LED-Hintergrundbeleuchtung, die sich automatisch der Umgebungshelligkeit anpasst. Für kundenspezifische Erweiterungen stehen zwei Minicard-Steckplätze bereit. Als Datenspeicher wird optional eine bis zu 32 Gbyte große NAND Flash-SSD oder SD-Card eingebaut. Der im vierten Quartal 2010 verfügbare PC unterstützt standardmäßig Windows XP/XPe, Embedded Linux sowie optional QNX. Applikationsspezifische Varianten sind ebenfalls lieferbar. Der langzeitverfügbare Kontron HMITR ist für die wichtigsten Bahnnormen (EN50155, EN50121-3-2, EN61373, EN60950) vorbereitet und CEN TS 45545-1 konform.

 

Congatec setzt bei dem Q7-Board auf die T-Baureihe für Betriebstemperaturen von -40 bis 85 Grad Celsius.

Qseven-Board für erweiterten Temperaturbereich Die Congatec AG - im Frühjahr noch zurückhaltend mit der Implementierung - zeigt sich bei der E6xxx-Plattform engagierter und hat ihr Qseven-Board conga-QA6 damit ausgerüstet. Für den erweiterten Temperaturbereich (-40°C bis +85 °C) ausgelegt, kommen nur die T-Varianten zum Einsatz. Mit einer Leistungsaufnahme von typisch < 5 Watt, mechanischen Dimensionen kaum über denen einer Kreditkarte, den integrierten Funktionen für Batteriemanagement und ACPI 3.0 Power Management, ist das Board für mobile Anwendungen geeignet.

Das Modul stellt schnelle Schnittstellen wie PCI-Express und SATA zur Verfügung, verzichtet aber konsequent auf alte „legacy" Interfaces wie EIDE und PCI. Insgesamt stehen an Schnittstellen zur Verfügung: 6x USB 2.0, 2x SATA, 1x SDIO, 3x PCIe, LPC Bus, I²C Bus, Gigabit-Ethernet sowie HD-Audio und CAN. Der CAN-Bus wurde neu in die Qseven-Spezifikation aufgenommen. Außerdem stehen über die SATA-Schnittstelle optional bis zu 32 GByte onboard Flash-Speicher bereit. Über das flexible SDIO-Interface lassen sich SD-Cards als günstige und robuste Massenspeicher verwenden.

Das CPU-Modul ist mit allen vier Atom-Prozessoren von 600 MHz bis 1,6 GHz Systemtakt verfügbar und kann auf bis zu 2 GByte On-Board-DDR2-Speicher zugreifen. Arbeitsspeicherzugriff, Sound wie auch die Grafik sind direkt im Prozessor integriert. Die Performance der integrierten 3D-fähigen Grafik-Engine wurde von Intel deutlich verbessert (+50%) und nutzt bis zu 256 MByte Framebuffer. Die Grafik unterstützt DirectX 9.0E sowie OpenGL 2.0. Video-Anwendungen werden durch hardwaremäßige MPEG2- und MPEG4-Decodierung beschleunigt. Die Grafikausgabe erfolgt entweder über einen 1x24-Bit LVDS-Kanal oder einen SDVO-Port. Das conga-QA6-Board verwendet den VESA-Standard „DisplayID" zur automatischen Erkennung angeschlossener Flach-Displays.

Entwicklung bleibt nicht stehen: Stellaron integriert FPGA

Mit Einführung der neuen CPU-Linie kündigt Intel bereits den Nachfolger an. Der kommende Atom-Prozessor - Codename: Stellaron - basiert auf dem Atom-Prozessor E600 sowie einem FPGA von Altera, die als Multi-Chip-Package implementiert werden. Dies schafft zusätzliche Flexibilität für Kunden, die ihre proprietären I/Os oder die Pogrammbearbeitung beschleunigen wollen. Dass diese Kombination im industriellen Umfeld gebraucht wird, zeigen verschiedene Implementierungen von Firmen wie National Instruments oder MSC, die FPGA-Bausteine mit Standard-CPUs auf Boardebene bereits kombinieren.

  • Xing Icon
  • LinkedIn Icon
Anzeige
Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Fraunhofer IMS

Förderprojekt zu eingebetteter KI

Das Projekt "Edge AI Plattform" geht in die dritte Förderrunde: Drei Fraunhofer-Institute entwickeln die Plattform zur Version 3.0 weiter, um Unternehmen einen noch effizienteren Zugang zu eingebetteter Künstlicher Intelligenz (KI) zu ermöglichen...

mehr...
Jetzt Newsletter abonnieren