Kompaktní a energeticky úsporný Computer-on-Module
Mobilní zařízení mají specifické požadavky, které určují velikost, hmotnost a příkon použité řídicí elektroniky. Procesory Intel Atom řady Z500 otevírají pro návrh jednodeskových počítačů kategorie Computer-On-Module (COM) zcela nové možnosti. Jednodeskové počítače Kontron nanoETXexpress-SP kategorie COM, v nichž jsou tyto nové procesory firmy Intel použity, umožňují vytvářet ultra mobilní zařízení, která s předchozími dostupnými počítači COM nebylo možné realizovat.
S rostoucím počtem aplikací vestavných počítačů typu Computer-On-Module (COM), rostou také požadavky na jejich výpočetní výkon, avšak při minimálním elektrickém příkonu. Typickými příklady využití jsou přenosná měřící a testovací zařízení pro elektrické i neelektrické veličiny, lékařské přístroje, jednotky průmyslových decentralizovaných řídicích systému, zařízení pro diagnostiku dopravních prostředku, herní automaty, platební a informační terminály, telekomunikační a dopravní systémy, stejně jako meteorologické stanice a stanice pro sledování stavu životního prostředí. Podívejme se například na aplikaci vestavného počítačového modulu do moderní meteorologické stanice. Tyto stanice vyžadují vysoký výpočetní výkon, ale obvykle jsou umístěny mimo dosah elektrické sítě. Elektronika stanice si proto musí vystačit s napájením z fotovoltaických článku. Kompaktní, energeticky úsporné jednodeskové počítače COM jsou ideální platformou pro všechna mobilní zařízení určená ke sběru dat, kde se vyžaduje dlouhá doba provozu z baterií. Jejich použitím je možné realizovat zcela nové druhy zařízení, která nebylo možné s předcházejícími typy vestavných počítačů pro jejich velikost nebo spotřebu vůbec realizovat.
Jednodeskový vestavný počítač kategorie COM Kontron nanoETXexpress-SP, který využívá energeticky úsporný procesor Intel Atom s architekturou X86, s vyspělou grafikou a širokou škálou rozhraní, má všechny funkce a vlastnosti, které lze od moderních počítačů COM očekávat. Procesory Intel Atom mají srovnatelný výpočetní výkon jako procesory Intel Pentium M a Intel Celeron M. Díky kompaktním rozměrům a energeticky úsporné technologii je příkon procesoru Intel Atom (13 x 14 mm) společně s jednočipovým systémovým řadičem Intel System Controller Hub US15W (22 x 22 mm) menší než 5 W. Ve srovnání s procesory ULV (Ultra Low Voltage) se stejným výpočetním výkonem jsou rozměry nových čipů významně menší a mají jen zlomek jejich elektrické spotřeby. Díky modulům Kontron nanoETXexpress-SP, založeným na procesorech Intel Atom, pronikla společnost Kontron do oblasti vestavných počítačů COM určených pro mobilní zařízení (jako např. microETXexpress) s dříve nerealizovatelným malým formátem modulu (SFF- Small Form Factor). Extrémně malé rozměry počítače Kontron nanoETXexpress (55 x 84 mm) jsou přibližně shodné s plochou kreditní karty. Základním konstrukčním prvkem je 220pinový konektor, který 100 % odpovídá standardu COM Express COM.O Type 1, vytvořenému sdružením PCI Industrial Computer Manufactuers Group (PICMG). Konektory podle specifikace COM Express mají řadu výhod. Například na jejich kontaktech dochází k menšímu útlumu signálu než u přímých konektorů desek plošných spojů. Díky tomu mohou být na základní (nosné) desce použity delší propojovací cesty. V budoucnu lze očekávat, že dovolená délka propojovací cesty bude omezena nejen technicky, ale i standardem PCI Gen 2 a sílícími požadavky na "zelenou informační techniku" (green IT). O to významnější bude možnost prodloužit ji díky konektorům COM Express. Vzhledem k očekávanému vývoji lze tedy říci, že konektory COM Express odpovídají budoucím potřebám lépe než jiné.
Extrémně malá plocha nanoETXexpress (55 x 84 mm)
Konektory COM Express jsou mechanicky robustnější a odolnější proti vibracím než jiné konektory. Jiné typy konektoru často nedokážou vyhovět zvýšeným požadavkům na jednodeskové počítače v mobilních zařízeních a v dopravních prostředcích. Celková mechanická odolnost modulu nanoETXexpress-SP je ještě posílena jejich extrémně kompaktní konstrukcí.
Konektory COM Express se vyznačují také dobrými vlastnosti z hlediska elektromagnetické kompatibility (EMC). To není bez významu, protože u druhé generace rozhraní PCle je poloviční takt sběrnice, to znamená dvojnásobná frekvence, což zvyšuje úroveň rušení, a tedy i požadavky na stínění. Pro uvedené přednosti lze jednodeskové počítače s konektory COM Express Type 1 doporučit pro takové projekty, kde je nutné dbát na dlouhodobou ochranu investic do vývoje nových zařízení.
Konektory COM Express Type1 poskytují přístup k mnoha různým rozhraním: k dispozici je rozhraní pro Giga Ethernet, jeden port SATA, osm USB2.0, (jeden klientský přístupný) a PCI-Express x1 Lane pro uživatelské rozšíření. Existují též varianty s dvěma rozhraními PCIe - v tom případě je vynecháno připojení pro Giga Ethernet. Podporován je také externí komunikační most (bridge) PCle-to-PCI. Jednodeskové počítače nano-ETXexpress od firmy Kontron, jejímž prvním představitelem je nanoETXexpress-SP, poskytují podporu také maloformátovým rozhraním SD/SDIO, jako jsou SD, mini SD, MMC a DE-ATA, a to prostřednictvím volně přiřaditelných vývodu GPIO na konektoru COM Express. Jestliže se má KontronnanoETXexpress - SP použít v zařízení, kde je požadována komunikace sběrnicí CAN, muže být rozhraní pro CAN snadno umístěno na nosnou desku.
Jednokanálové grafické rozhraní 18/24 bitu LVDS s grafickou pamětí 256 MB poskytuje vyspělé grafické zobrazení a podporu HDTV s vestavěným dekodérem pro MPEG2 a H.264. Grafický výkon je ve srovnání s jinými jednodeskovými počítači podobné velikosti nadstandardní. Audiovizuální funkce doplňuje Intel High Definition Audio.
Jednodeskový počítač Kontron nanoETXexpress-SP muže být podle požadavku na výpočetní výkon osazen procesory Intel Atom série Z500 s frekvencí 1,1 GHz až 1,6 GHz. Kapacita paměti na desce muže být až 1 GB DDR2 400/533 RAM. Pro zavádění systému (boot) a jako programová paměť slouží SSD Flash Memory s kapacitou až 4 GB. To vyhovuje pro téměř všechny aplikace, a proto není nutné používat drahá externí paměťová zařízení. Jako operační systém muže modul Kontron nano-ETXexpress-SP využívat Linux a VxWorks, stejně jako Microsoft Windows XP, Microsoft Windows XPe a Microsoft Windows CE, a lze na něm proto provozovat téměř jakýkoliv standardní aplikační software používaný v různých oborech, např. v průmyslové řídicí technice, komunikační a kancelářské technice, nebo pro herní terminály. Rozsah napájecího napětí Kontron nanoETXexpress-SP je od 4,75 do 14 V, to znamená, že počítač muže být přímo použit v existujících pětivoltových systémech, stejně jako v automobilech. Příkon celého jednodeskového počítače je do 7 W.
Pro vývojáře je k dispozici sada starter-kit. Sada obsahuje displej, napájecí zdroj, všechny potřebné kabely a základní desku pro HMI (Human Machine Interface). Rovněž obsahuje desku pro vývoj aplikací s dostatkem místa pro měřicí body a se všemi obvyklými konektory rozhraní. Sada tedy představuje vhodný nástroj pro vývoj zařízení v nejrůznějších oblastech použití.
Základní deska HMI určená jako pomůcka pro vývoj zařízení je extrémně kompaktní: rozměry jsou pouze 120 x 72 mm a celková výška je do 9 mm. Deska je vybavena konektorem COM Express Type1. Jako grafické rozhraní má řadič pro CRT a dále obsahuje řadič pro sběrnici CAN a standardní konektory pro obvyklá rozhraní (napr. USB, RJ45 pro LAN 10/100/100 Mbls, SATA II, sériové rozhraní RS-232, optické SPDIF). Součástí desky je rovněž přívod napájení (4,75 až 14 V DC nebo připojení k sítovému napájecímu zdroji) stejně jako inteligentní správce bateriového napájení. Rozsah provozních teplot desky je 0 až +60 °C. Konektory na desce umožňují připojení všech obvyklých periferních zařízení a komunikačních sítí potřebných pro práci počítače.
Pro zákazníky z řad výrobců strojů a zařízení (OEM) přestavuje jednodeskový počítač Kontron nanoETXexpress-SP, zejména vzhledem k použití standardního a moderního konektoru COM Express COM.1 Type 1, ochranu investic do vývoje zařízení. Je to jeden z nejpokrokovějších počítačů kategorie COM s extrémně kompaktní konstrukcí a procesorem Intel Atom.Tento jednodeskový počítač, navržený zvláště pro mobilní zařízení, má řadu vlastností splňujících specifické požadavky zákazníku OEM. Je to především důsledné uplatňování standardních, nikoliv proprietálních řešení, které zaručuje dlouhodobou použitelnost těchto počítačů.
Text: Jiří Příhoda
Aktuálne vydanie
Partnerské periodiká
Copyright © 2008 TechPark, o.z. | Všetky práva vyhradené | Realizácia: Webmax