Computer-on-Modules SMARC 2.0 startet durch

Die Module Apollo Lake in neuer SMARC-2.0.-Spezifikation und im neuen Formfaktor.
Die Module Apollo Lake in neuer SMARC-2.0.-Spezifikation und im neuen Formfaktor.

Anfang Juni 2016 stellte die SGET die neue SMARC-2.0-Spezifikation vor. Nun bietet Congatec zum ersten Mal Module im neuen Formfaktor an. Bestückt sind sie mit den neuen Intel-Prozessoren Atom, Celeron und Pentium, die unter dem Namen Apollo Lake entwickelt wurden.

Im Grunde ist SMARC 2.0 ein neuer Standard, der von der Standardization Group for Embedded Technologies (SGET) herausgegeben wurde. Im Vergleich zum teilweise veralteten Vorgänger-Standard SMARC 1.1 schafft 2.0 ein klares Profil mit eindeutiger Positionierung. Mit seinen zahlreichen Grafik-, Kamera-, Sound-, Netzwerk- und Wireless-Schnittstellen eignet sich die neue Spezifikation für IoT-angebundene Multimedia-Plattformen sowie für viele weitere grafikintensive Low-Power-Anwendungsbereiche. Damit positioniert sich SMARC 2.0 exakt zwischen den beiden bereits umfassend etablierten Modulstandards Qseven und COM Express (Bild 1).

Gegenüber Qseven, der einen günstigeren Einstieg in die Welt der Computermodule ermöglicht und diverse x86- und ARM-Low-Power-Prozessoren für die Prozess- und Feldebene integriert, bietet SMARC mehr Schnittstellen – vor allem mehr Multimedia Interfaces. Gegenüber den leistungsfähigen COM-Express-Modulen, die die Oberklasse der Computer-on-Modules (CoM) bilden, positioniert sich SMARC 2.0 im Low-Power-Prozessor-Segment und unterstützt zudem weniger Schnittstellen als COM Express.

Die Schnittstellen von SMARC 2.0 bieten insbesondere moderne serielle Eingabe- und Ausgabe- sowie zahlreiche Video- und Netzwerk-Schnittstellen. Damit sind die Interfaces besonders für multimedia- und grafikorientierte Applikationen fürs Internet der Dinge (IoT) geeignet. Damit Applikationsentwickler es leichter haben, bieten die SMARC-2.0-Module von Congatec zudem optional WiFi und Bluetooth Interfaces in Übereinstimmung mit der Schnittstellen-Spezifikation M.2 1216. Damit rundet der Modulhersteller das Schnittstellen-Portfolio von SMARC-2.0-Modulen in Richtung IoT-Applikationen ab. Anwendungsbereiche finden sich unter anderem bei Digital-Signage-Systemen, kommerziellen Streaming Clients, industriellen Thin Clients und HMIs, GUI Devices aller Art, PoS-Systemen, Professional-Gaming-Maschinen, Infotainment-Plattformen sowie in IoT Gateways.

Das SMARC-2.0-Modul

Über die 314 Pins des SMARC-2.0-Verbinders, der auch beim Grafikkartenstandard MXM 3.0 zum Einsatz kommt, werden bis zu vier Videoausgänge ausgeführt. Damit bietet das Modul eine starke Multimedia-Orientierung. Ausgeführt werden zweimal 24 bit LVDS (Schnittstellenstandard für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung), Embedded DisplayPort (eDP), MIPI DSI (Display Serial Interface) zuzüglich eines normalen und eines HDMI Dual Mode DisplayPort (DP++). Hinzu kommen zwei MIPI-Kameraschnittstellen sowie zwei Audioschnittstellen über HDA und I2S. Neu hinzugekommen sind auch zusätzliche USB-Ports für nun bis zu sechs USB-Schnittstellen inklusive zwei USB-3.0-Schnittstellen, ein zweiter Ethernet Port für eine segmentierte IoT-Vernetzung oder Linien- und Ringstrukturen, eine vierte PCI Express Lane und ein eSPI. Dafür entfielen unter anderem die veralteten parallelen Kamera- und Display-Schnittstellen, die externe eingebettete Muldimedia-Karte (eMMC), SPDIF, einer der drei I2S-Kanäle sowie der Alternate Function Block (AFB), auf dem jeder Hersteller ausführen konnte, was er wollte und für den es bis zur SMARC-2.0-Spezifikation keine Bestrebungen gab, ihn zu standardisieren. Dementsprechend konnte bei SMARC-1.1-Modulen nur wenig Design-Sicherheit geboten werden, sofern die Schnittstellen des Moduls über genau die Pins ausgeführt wurden.

Das SMARC-2.0-Modul hat eine reiche Ausstattung an internen und externen Grafikschnittstellen. Zum flexiblen Anschluss externer Bildschirme werden zwei DP++ bereitgestellt. Der Vorteil: Systeme, die DP++ für externe Bildschirme unterstützen, können mittels DisplayPort-, HDMI- oder sogar VGA-Signalen angesteuert werden. Auch die Ansteuerung interner Displays wurde bei dem SMARC-2.0-Modul sehr flexibel und zukunftsorientiert ausgelegt. Die heute am häufigsten verwendete Schnittstelle ist LVDS. Durch die beiden für 24-bit-Daten ausgelegten Kanäle können aber auch Panels mit hoher Auflösung angesteuert werden. Zusätzlich zu den Display-Signalen steht zudem ein kompletter Satz an Support-Signalen zu Verfügung. Alternativ zu LVDS können SMARC-2.0-Module auch zwei voneinander unabhängige eDP-Signal-Sätze zur Ansteuerung von zwei internen Panels bereitstellen.

Als dritte Alternative können Panels auch mit dem von der Mobile Industry Processor Interface Alliance (MIPI) spezifizierten MIPI DSI (Display Serial Interface) angesteuert werden. Displays, die MIPI DSI unterstützen, kommen heute meist in Smartphones zum Einsatz. Es handelt sich hier in der Regel um kleinere, aber trotzdem hochauflösende Displays, die in sehr hohen Stückzahlen hergestellt werden. MIPI DSI besteht genau wie eDP aus schnellen differenziell-seriellen Leitungspaaren, verwendet aber andere Datenraten und Protokolle.