BeagleBone als LGA-Modul Grenzgebiet zwischen Maker und Profi

Martin Steger, iesy und „Head of Everything“ bei BeagleCore. Auf der Embedded World 2015 präsentierte er Embedded NUC in Anlehnung an Intels „Next Unit of Computing“ (NUC).
Martin Steger, iesy und „Head of Everything“ bei BeagleCore. Auf der Embedded World 2015 präsentierte er Embedded NUC in Anlehnung an Intels „Next Unit of Computing“ (NUC).

Das BeagleCore ist ein TI-Sitara-Board in der Bauform eines Multi-Chip-Moduls. Webpräsenz und Marke präsentieren sich in Start-up-Optik. In Wirklichkeit steckt aber ein etablierter Embedded-Computer-Hersteller dahinter.

Die sogenannten Maker Boards, die sich eigentlich an Studenten und Elektronik-Laien richten, üben auch auf Entwickler in der Industrie eine große Faszination aus – das wird z.B. sichtbar an den Abrufzahlen der entsprechenden Artikel und News-Meldungen unserer Webpräsenz elektroniknet.de. Die Boards werden für Konzeptstudien und schnelles Prototyping eingesetzt. Lässt sich eine Idee mit der Maker Hardware und – meistens – dem vorintegrierten Linux-Betriebssystem realisieren? – Hier haben Maker Boards ihre Stärken. Wenn dann allerdings aus der Idee ein Produkt werden soll, kommen weitere Anforderungen hinzu, die ein Maker Board oft nicht erfüllt. Bevor man viel Arbeit in die Serienentwicklung steckt, fragt sich ein Industrieunternehmen zuerst: Ist die Hardware, die ich brauche, über die geplante Produktlebensdauer verfügbar? Bei Maker Boards ist das schwer vorhersehbar. Oft werden sie abgekündigt, sobald ein Nachfolgemodell erscheint. Martin Steger, Chef der Embedded-Computing-Firma iesy, hat sich mit dem BeagleBone Black eine populäre Mikrocontroller-Plattform ausgesucht und aus dieser ein 48 × 31 mm2 großes LGA-Modul gemacht, das maschinenbestückbar auf eine Baugruppe aufgelötet werden kann. Dazu hat Steger eine eigene Marke mit dem Produktnamen des Moduls aus der Taufe gehoben: BeagleCore. Elektronik-Redakteur Joachim Kroll sprach mit Martin Steger über die ungewöhnliche Produktidee.

Sie entwickeln für Kunden Embedded-Computer und setzen dazu klassische Computermodule ein. Wie kam es dazu, dass Sie ein Produkt aus einer typischen Maker-Plattform entwickelt haben?

Martin Steger: Wir sehen, dass Maker Boards sehr erfolgreich sind, und alles, was erfolgreich ist, lässt Industriekunden aufhorchen. Die Entwickler sagen: Ja, da lässt sich prima drauf entwickeln, es gibt viel Software, eine tolle Entwicklungsumgebung. Die klassischen Hersteller aber warnen: Die Boards bekommst du nicht mehr, die haben Bugs, die sind nicht industrie­tauglich. Wir wollen mal versuchen, ob wir diesen Widerspruch nicht auflösen können.

Würden Sie sagen, Sie haben es geschafft?

Steger: Wir haben mit einer Kickstarter-Kampagne angefangen, um zu sehen, ob Leute bereit sind, dafür in Vorleistung zu gehen. Kommerziell war das nicht erfolgreich, weil wir das Funding-Ziel von 50.000 Dollar nicht erreicht haben. Aber wir haben dadurch Kontakt zu einigen Kunden gewonnen, die gesagt haben: Ja, so etwas brauchen wir, und die das Board für 2017 schon in höheren Stückzahlen eingeplant haben. Und schließlich kam auch Conrad Electronic und hat gesagt: Das ist genau das Produkt, das wir für unseren Katalog noch brauchen. Nicht weil die von dem Produkt zehnmal mehr verkaufen würde als von anderen, sondern weil es eine neue Zielgruppe adressiert, die den Brückenschlag bildet zwischen Bastlern alter Schule und den heutigen Produktentwicklern in den Labors innovativer Unternehmen. Conrad übernimmt nun die weltweite Vermarktung für uns.

Warum haben Sie eine eigene Marke außerhalb der Firma iesy geschaffen?

Steger: Wir haben ja dieses Jahr schon einen Corporate Relaunch hingelegt, um nach außen unser Profil als Technologie- und Innovationstreiber zu schärfen (Anm. der Redaktion: Aus dem Firmennamen IES wurde iesy). Als iesy arbeiten wir viel mit den klassischen Computermodulherstellern zusammen und möchten klarstellen, dass wir denen keine Konkurrenz machen wollen. Außerdem ging es uns darum, mit BeagleCore neue Strukturen zu erproben und eine neue Dynamik zu schaffen.

Warum verwenden die Kunden Ihr Modul und nicht das originale Beagle­Bone von Texas Instruments oder einfach ein eigenes ­Mikrocontroller-Board?

Steger: Klar würde es auch ein leistungsfähiges Mikrocontroller-Board tun. Aber warum sollen die Entwickler sich darauf einlassen, wenn sie auf den Komfort eines kompletten Betriebssystems zurückgreifen können? Gleichzeitig können sie sich darauf verlassen, dass sie das Produkt auch in den nächsten zehn Jahren noch einsetzen können. Und wenn es uns mal nicht mehr geben sollte, liegen die Sourcen auf GitHub, sodass man es notfalls auch woanders herbekommen könnte. Wir stellen jetzt sogar die gesamten Altium-Sourcen für das Modul online. Und anders als die Maker Boards gibt es BeagleCore maschinenbestückbar von der Rolle. Die Integration in eine eigene Schaltung funktioniert wie bei einem BGA.

Aber in der Serie haben die Kunden die Extra-Kosten für ein Träger-Board. Warum also die Bauteile nicht auf dem Modul direkt integrieren?

Steger: Dagegen spricht, dass die Leiterplatte, die man für das Modul braucht, ziemlich komplex und teuer ist. Der Sitara-Hauptprozessor des Beagle­Core hat zwar „nur“ 324 Pins, aber auch die muss man erstmal alle korrekt anbinden, u.a. an hochfrequente DDR3-Speicherchips. Dazu ist ein Board mit 14 Lagen und Micro-Via-Technologie sowie Burried Via notwendig. Das kostet bei der PCB-Fläche des BeagleCore selbst in sehr großen Stückzahlen fast 2 Dollar. In einem in dieser Technologie aufgebauten Single-Board Design ohne Träger-Board wäre also die PCB-Fläche z.B. unter einem robusten Industriesteckverbinder überproportional teuer.

Mit unserem Modul muss das Träger-Board nur zwei oder vier Lagen haben. Außerdem ist die Komplexität z.B. einer DDR3-Anbindung ja auch nicht zu unterschätzen. Da sagen viele lieber: Die 80 oder 100 Entwicklerstunden für das Träger-Board investiere ich gerne – diese beinhalten mein Applikations-Know-how und den Rest kaufe ich zu.

Ihre Taktik besteht ja offensichtlich darin, populäre Trends aus dem Grenzbereich zwischen Konsumgüter- und professioneller Technik aufzugreifen. Wie hat sich in dieser Hinsicht Embedded NUC entwickelt?

Steger: Hervorragend. Wir haben gerade den Aufruf zur Partizipation an einer 2.0er-Spezifikation gestartet. Damit wollen wir dann auch eine größere Bauhöhe erlauben und können auch leistungsfähigere Prozessoren wie einen Core-i7 auf 10 × 10 cm2 unterbringen. Viele sagen zwar, sie wollen auch Embedded NUC Boards machen, aber das sehe ich nicht. Die großen Hersteller reduzieren eher die Vielzahl ihrer Formfaktoren. Dem strebt natürlich so etwas wie BeagleCore und Embedded NUC entgegen; insofern weiß ich, dass uns da nicht so viele folgen. Fakt ist aber: Die Resonanz des Marktes ist hervorragend. Technisch betrachtet sind beide eine Lücke, in die wir hineinstoßen.

Aber: Das originäre Geschäft lebt natürlich nicht von solchen disruptiven Produktentwicklungen, sondern sehr stark von den klassischen Embedded-Computer-Formfaktoren wie COM Express, Qseven, SMARC... Da ist der BeagleCore eine logische Ergänzung. Ich könnte nun warten, bis ein großer Hersteller mit so einem Formfaktor auf den Markt kommt oder ich besinne mich auf meine eigenen Stärken und mache es eben selbst.