Die Formfaktoren

Computer-on-Modules (COMs) sind ein probates Mittel für Geräte- und Systemhersteller, um Entwicklungszeiten und -kosten zu sparen. Aktuelle Spezifikationen wie COM Express, QSeven und ESMexpress konkurrieren hier mit den etablierten Bauformen ETX und XTX.

Computer-on-Modules (COMs) sind ein probates Mittel für Geräte- und Systemhersteller, um Entwicklungszeiten und -kosten zu sparen. Aktuelle Spezifikationen wie COM Express, QSeven und ESMexpress konkurrieren hier mit den etablierten Bauformen ETX und XTX.

ETX gilt als der bisher erfolgreichste Modul-Standard für Embedded-PC. Allerdings ist der vor acht Jahren eingeführte Standard nicht mehr zeitgemäß – die Prozessoren sind erheblich leistungsstärker geworden und benötigen daher schnellere Schnittstellen.

Als aussichtsreicher ETX-Nachfolger ist das Modul-Konzept COM Express im Gespräch, auf das sich mehrere große Board-Hersteller nach zähem Ringen geeinigt haben. Die von der PICMG (PCI Industrial Computer Manufactures Group) Anfang 2008 verabschiedete Spezifikation basiert auf zwei Baugrößen (Basic und Extended) und fünf unterschiedlichen Pin-Outs für die zwei Steckerleisten mit insgesamt 440 Pins. Damit lässt sich dieser neu definierte Formfaktor für nahezu alle Embedded- Bereiche einsetzen.

Daneben gibt es mit microETXexpress (95 mm × 95 mm) und nanoETXexpress (55 mm × 84 mm) bereits zwei weitere Baugrößen auf Basis der COM-Express- Spezifikation. Mit diesen Spezifikationen will die COM-Industrial-Group (COMIG) eine einheitliche Struktur in das Marktsegment der „Scheckkarten-Computer“ bringen. Die beiden Lösungen basieren hinsichtlich der Steckerbelegungen zu 100 % auf der COM-Express- Spezifikation, wobei ein nanoETXexpress- Board COM.0 Typ 1 entspricht und microETXexpress COM.0 Typ 2.

Einen Nachteil gibt es allerdings: COM-Express-Boards sind nicht mehr kompatibel zu ETX. Abmessungen, Stecker und Schnittstellen wurden geändert. Auch die Mitte 2008 veröffentlichte QSeven-Spezifikation und das von der Firma MEN entwickelte Modul-Konzept ESMexpress brechen mehr oder weniger radikal mit der Vergangenheit – mit ETX.

Im Gegensatz zu COM Express befindet sich ESMexpress in der Vorbereitung zur Standardisierung gemäß ANSI (American National Standards Institute) bei der VITA (VMEbus International Trade Association). Ein Hauptaugenmerk bei der Entwicklung von ESMexpress lag auf dem Konzept einer lüfterlosen Kühlung, das für eine Verlustleistung bis 35 W ausgelegt ist und sowohl Conduction- als auch Convection-Kühlung definiert. Hierzu wird die bestückte Leiterplatte in einen Rahmen montiert und ist komplett von einem Aluminiumgehäuse umschlossen. Für eine weitergehende Kühlung lässt sich das COM-Gehäuse entweder an eine externe Wärme-Ableitung anbinden (Conduction) oder mit einem Kühlkörper (Convection) kombinieren. Ein weiterer Entwicklungsaspekt war die Schock- und Vibrationsfestigkeit. Daher kommt ein für MIL- und Bahnanwendungen zugelassener Stecker zum Einsatz, der differenzielle Signale bis 8 GHz unterstützt.