Der Erfolg des PCs in Industrie- und Embedded-Applikationen ist eng mit den Betriebssystemen von Microsoft verbunden: DOS und Windows stellten für viele Entwickler eine bekannte Umgebung dar, die mit gewohnten Entwicklungswerkzeugen einfach zu bedienen war. Zusätzlich wurde oftmals der Kundenwunsch vorgetragen - besonders aus dem Marketing -, die bekannte Fenster-Maus-Steuerung zu integrieren, um plakativ zu zeigen, dass das Produkt auf der Höhe der Zeit ist. Aufgrund von Forderungen nach einem »harten« Echtzeitverhalten brachten Drittanbieter dann Kombinationen aus Zusatz-Kernel und Windows auf den Markt, bevor sich Microsoft selbst des Themas annahm mit Windows CE.

Echtzeit und Unterstützung der ARM-Architektur

Windows CE bietet mittlerweile Echtzeit und unterstützt auch die ARM-Architektur, allerdings wird es von vielen aus dem Embedded-Bereich als Nischenprodukt gesehen - meist für Mobilanwendungen. Es scheint, dass Anwender die (Zukunfts-)Themen wie Multiprozessor, Internet und die Cloud doch oftmals lieber mit dem »echten« Windows, dem Mainstream, angehen wollen. Der Wunsch nach einer Alternative zu den x86-Prozessoren bleibt aber paradoxerweise erhalten.

Wolfgang Eisenbarth, MSC Vertriebs GmbH: »Die Kundenreaktionen sind bereits heute sehr positiv, in vielen Gesprächen ist die Erwartungshaltung wahrscheinlich sogar höher, als Microsoft dies Recht sein kann.«

© MSC

Die nächste Generation von Microsofts Windows wird System-on-a-Chip-(SoC-)Architekturen von Intel und AMD wie auch ARM-basierte Systeme von Nvidia, Qualcomm und Texas Instruments unterstützen. Dies hat Microsoft im Rahmen der CES in Las Vegas angekündigt. Zielsetzung sei es, Windows 8 künftig in seinem vollen Leistungsumfang auf möglichst vielen Endgeräten verfügbar zu machen. »Wir wollen den Kunden die gewünschte Funktionalität mit der größten Vielfalt an Hardware-Plattformen und Formfaktoren liefern«, betont Steven Sinofsky, President Microsoft Windows and Windows Live Division. Er erklärt auch die Motivation dafür: »Wir sind mit der Technologie an einem Punkt angekommen, an dem jedermann wirklich alles von seinem Rechner will - die Leistung und Vielfalt an Software heutiger Laptops, die langen Batterielaufzeiten und die ständige Einsatzbereitschaft eines Handys und die Möglichkeiten, die von der neuen Tablet-PC-Generation geboten werden.« Um das alles unter einen Hut zu bekommen, benötigt es seiner Meinung nach Innovationen in der Hardware und eine entsprechend flexible Software.

Als Beispiele zeigte Microsoft bislang für ARM-Plattformen hardwarebeschleunigte Media-Player, Web-Browser, USB-Support, Druck und weitere übliche PC-Funktionen. Auch will der Softwareprimus sein »Office« im vollen Leistungsumfang für ARM portieren.

Microsoft geht damit ordentlich in Vorleistung. Wie bewertet die Embedded-Welt diese Bemühungen? »Die Kundenreaktionen sind bereits heute sehr positiv, in vielen Gesprächen ist die Erwartungshaltung wahrscheinlich sogar höher, als Microsoft dies Recht sein kann. Dabei spielen Zeitrahmen und Kompatibilität die größte Rolle«, berichtet Wolfgang Eisenbarth, Director of Marketing, Embedded Computer Technology der MSC Vertriebs GmbH. »Durch die dünnen Informationen zu diesem Thema gibt es natürlich viel Raum für Spekulationen, was die Fantasie des Einzelnen zusätzlich beflügelt.«

Rückstände aufholen

Die stillen Hoffnungen vieler Entwickler bringt Peter Lippert, General Manager von Lippert Embedded Computers, auf den Punkt: »Einerseits fällt mit der Microsoft-Kompatibilität ein sehr starkes Verkaufsargument für die x86-Architektur, andererseits wird es vielen Kunden das Tor zu einer neuen Welt öffnen, die mit der Verlustleistung selbst der Strom sparendsten x86-Plattformen nicht leben konnten. Entscheidend wird die langfristige Kompatibilität der unterlagerten Hardwareplattformen sein - zurzeit gibt es hier noch große Defizite.«

Gelingt es, diese Rückstände aufzuholen, stellt sich die Frage, ob ARM-Designs so eine echte Konkurrenz für x86-Boards werden können. »Das kann man so pauschal nicht sagen. Wer offene General-Purpose-Plattformen mit Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit über Prozessorgenerationen hinweg braucht, wird an x86-Technologie nicht vorbeikommen«, betont Norbert Hauser, Vizepräsident Marketing von Kontron. »Aber in der Intel-Atom- bzw. AMD-G-Series-Liga gibt es einen starken Wettbewerb durch die ARM-Technologie. In der Intel-Core-i7-Kategorie bzw. Server-Klasse sehen wir diesen Wettbewerb nicht ganz so stark, auch wenn es bei ARM/RISC Vier-Kern-Designs gibt. Im Wesentlichen geht es aber um den Energiespareffekt im Bereich der Small-Form-Factor-Designs.«

Peter Lippert, Lippert Embedded Computers: »Die meisten existierenden Standards beruhen im Wesentlichen auf gängigen PC-Schnittstellen - grob gesehen, will man mit ARM ja auch den Markt der Subnotebooks und Tablet-PCs adressieren.«

© Lippert Embedded Computers

In diesem Bereich liegen auch bereits gewisse Erfahrungswerte zweier sich annähernder Welten vor. »Heute treffen sich x86 und ARM bereits auf Qseven, was dieses Format als besten COM-Standard für lüfterlose Anwendungen macht«, erklärt Eisenbarth. »Kunden, die bereit sind, auf Linux ihre Anwendung zu realisieren, begrüßen diese Möglichkeit und nutzen die Unterstützung beider Architekturen auf Qseven bereits heute. In diesem Bereich sehen wir auch die größte Überlappung.«

Ein gewisses durchaus attraktives Marktpotenzial ist damit gegeben. Ist nun mit einer Welle an ARM-Designs von etablierten x86-Board-Anbietern zu rechnen? »Selbstverständlich wird jeder Anbieter versuchen, von dem neuen Kuchen etwas abzubekommen«, gesteht Hauser. »Das Rennen innerhalb der ARM-Technologie wird jedoch nicht auf Basis von Standardbaugruppen gewonnen. Das größte Potenzial steckt vielmehr im Bereich der kundenspezifischen Designs, weil sich ARM-Technologie nur begrenzt zur Standardisierung eignet.«

Bevor die x86-Platzhirsche ihr Produktportfolio abrunden können, müssen sie jedoch noch einige Hausaufgaben machen. »Entwicklungen mit ARM sind sehr unterschiedlich zu x86-Designs und bedingen heute einen höheren Entwicklungsaufwand und mehr Expertenwissen«, mahnt Eisenbarth. »Wahrscheinlich wird es eher für die etablierten ARM-Entwickler interessant sein, sich für Standards wie Qseven zu engagieren, als dass sich x86-Teams in Massen umorientieren.« MSC hat über viele Jahre unterschiedlichste RISC-Lösungen auf EXM32 realisiert und hat in diesem Team bereits viel Know-how gesammelt. Gleichzeitig ist das Unternehmen auch im x86-Bereich aktiv und hat erkannt, Prioritäten setzen zu müssen. »Als Hersteller von CoMs wird x86 für uns weiter der Schwerpunkt unserer Entwicklung auf absehbare Zeit bleiben«, erläutert Eisenbarth. »Hier darf man die Realität im Markt nicht mit den neuen Möglichkeiten verwechseln. Speziell auf COM Express wird ARM durch die Festlegung der Spezifikation keine Rolle spielen, weil die vorgeschriebenen Schnittstellen nur mit x86 spezifikationskonform zu bedienen sind.«

Kommt eine Welle neuer ARM-freundlicher Standards und Formfaktoren?

Wenn so nun der eine oder andere etablierte Embedded-Standard für ARM verbaut ist, kommt nun eine Welle neuer ARM-freundlicher Standards und Formfaktoren auf uns zu? »Die meisten existierenden Standards beruhen im Wesentlichen auf gängigen PC-Schnittstellen«, räumt Lippert ein, aber »grob gesehen will man mit ARM ja auch den Markt der Subnotebooks und Tablet-PCs adressieren. Zwangsläufig ergibt sich daraus eine Angleichung der Schnittstellen an bereits existierende Standards. Es muss also nicht unbedingt eine neue Modulstandardvielfalt entstehen.«

»Es ist aber auch so, dass der Formfaktor nicht mehr die Bedeutung hat wie noch vor zehn Jahren, als viele Standards erst noch geschaffen werden mussten«, ergänzt Hauser. »Heute sind die Standards etabliert, und die Kunden vertrauen auf die Langzeitverfügbarkeit und Nachhaltigkeit der Embedded-Computer-Technologie.« Zudem sei ein weiterer Trend nicht von der Hand zu weisen, der das Thema Formfaktor-Standards auch etwas weiter in den Hintergrund treten lässt: OEM-Kunden wollen zunehmend nicht nur Board-Level-Produkte, sondern Lösungen. Und die sind oft sehr individuell. »Ob wir dabei das günstigste Angebot mit Standards umsetzen oder aber individuell, ist dem OEM fast egal«, betont Hauser. »Ihn interessieren in allererster Linie der Preis, die Schnelligkeit und die Verfügbarkeit in geforderter Embedded-Qualität.«

Größere OEMs schauten zudem auch eher auf wirtschaftliche Unternehmensfaktoren als beispielsweise auf einen neuen PICMG-Standard für z.B. serielle Interfaces bei CompactPCI. Trotzdem macht es Sinn, auf Standards zu setzen, um so Wiederverwertbarkeit und damit günstigste Kosten zu ermöglichen. Die Wiederverwertung mechanischer Standards ist dabei einer der wichtigsten Kostensenkungsfaktoren. »Warum sollte man auch nicht zum Beispiel die Vorteile einer ATX-Kompatibilität nutzen«, fragt Hauser, »aber letztendlich gilt auch hier: Lassen wir uns überraschen, was der Markt bringen wird.«

Manne Kreuzer, Markt&Technik