Atom beflügelt Box-IPCs

Der Erfolg von Intels Atom-Prozessortechnologie setzt sich über die Embedded-Boards in die Box-IPCs fort – geringerer Platzbedarf und einfachere Kühlung der Chips geben den Systementwicklern mehr Spielraum.

Intel stößt mit dem »Atom« in Anwendungsbereiche vor, die bisher einigen Spezialisten unter seinen Wettbewerbern vorbehalten waren. Der Low-Power-Prozessor bietet eine 32-Bit-Architektur der Pentium-M-Klasse. Dank 45-nm-Technologie kommt er dabei selbst in der bislang schnellsten Ausbaustufe für den Embedded-Markt (1,6 GHz) mit deutlich weniger als 5 Watt Verlustleistung aus.

Nutzt man zudem den ebenfalls Strom sparenden US15-W-Chipsatz, lassen sich CPU-Baugruppen mit einer Leistungsaufnahme von weniger als 7 W realisieren. Zudem belegen Prozessor und »Chipsatz« eine Fläche von weniger als 25 mm². Also insgesamt glänzende Voraussetzungen für kleine und passiv gekühlte Boards – und damit prädestiniert für kleine und lüfterlose Box-IPCs.



Lüfterloses Steuergerät für raue und mobile Anwendungen

Ein Beispiel für diesen Trend bietet MEN Mikroelektronik mit dem »RC1« an. Der Rugged-Box-Computer ist ein lüfterloses Steuergerät für raue und mobile Anwendungen wie Nutzfahrzeuge, Züge oder Flugzeuge. Er basiert auf der Atom-Z510/US15W-Kombination und ist aufgrund eines integrierten FPGAs flexibel an die verschiedensten I/O-Anforderungen anpassbar. Der für die Wand- oder Hutschienenmontage konzipierte Rechner ist wasserdicht bis 1 m gemäß IP67, entspricht der EN 50155 und fällt unter die E1-Zertifizierung des Kraftfahrtbundesamtes. Mit einer Gesamtverlustleistung von nur 10 W ist der RC1 für –40 °C bis +70 °C zugelassen (10 Minuten bis +85 °C).

Sämtliche Komponenten sind fest verlötet und alle Stecker (Ein- /Ausgabe, Service, Stromeingang 24 V oder 110 V DC mit Backup) in M12-Bauform ausgeführt. Die Elektronik stellt 1 GByte Arbeitsspeicher und 4 GByte Flash-Disk zur Verfügung, außerdem zwei USB-Ports, zweimal Fast Ethernet, optional Wireless-Anbindung und FPGA-seitig auf zwei M12-Steckern wahlweise kombinierbar CANbus, UARTs, IBIS, GPIOs etc. Das Gerät misst gerade mal 186 x 111 x 85 mm und ist mit einem 3,5-Zoll-TFT-LCD mit Touch oder ohne Bildschirm erhältlich.

Alternativ zum US15-W bietet sich für Board-und Systementwickler der 945GSE/ICH7-M-Chipsatz von Intel an, der zwar eine höhere Leistungsaufnahme hat, aber mehr Schnittstellen bietet. Auch ist der Flächenbedarf etwas höher, was aber nicht zwangsläufig zu größeren System führt, wie Pyramid Computer mit der »CigarBox 2« belegt: Der lüfterlose Kleinstrechner hat gerade mal ein Volumen von 0,6 Litern und nutzt den Atom-N270-Prozessor. Damit verbraucht das System lediglich 20 Watt.

Eine Vielzahl von Schnittstellen machen das System neben der Anwendung als Windows- oder Linux-PC mit DVI-Monitor vor allem für die Industrieautomation interessant. In der Standardausstattung verfügt CigarBox2 über vier externe USB-Anschlüsse sowie über Audio-, Gigabit-Ethernet- und eSATA-Ports, sie lässt sich mit zwei RS232/422/485-Interfaces, Digital-I/O und WLAN erweitern. Im Inneren kommt wahlweise eine 2,5-Zoll-Festplatte, Solid State Disk (SSD) oder CFCard zum Einsatz. Das lüfterlose Gehäuse besteht aus Aluminium und ist auch für den anspruchsvollen Industrieeinsatz geeignet.

Ebenfalls auf die Kombination Atom N270 und 945GSE-Express-Chipsatz mit ICH7M setzt ICO mit dem »PicoSYS 2990«, dem neuesten Mitglied der ICO-PicoSYS-Reihe. Der Box-IPC ohne bewegliche Teile ist in einem robusten Metallgehäuse (59 x 260 x 186 mm) untergebracht und eignet sich sowohl für den Desktop-Betrieb als auch zur Wandmontage. Ausgestattet ist der lüfterlose Rechner mit 1 GByte Arbeitsspeicher. Durch den Einsatz einer 32-GByte-SSD kommt das System komplett ohne bewegliche Teile aus – dadurch reduziert sich die Störungsanfälligkeit, auch unter rauen Verhältnissen, deutlich. Auf der Anschlussseite verfügt das PicoSYS über 3 x USB 2.0, 1 x Gigabit LAN, 1 x DVI, 1 x VGA und Audio out.

Neben diesen »generischen« Lösungen haben einige Hersteller auch anwendungsspezifischere Box-IPCs im Angebot. So bietet beispielsweise Janz Automationssysteme seine »emPC-Familie« mit einer IEC-61131-3-Soft-PLC-Lösung an und positioniert die Box-IPCs als hochqualitatives Control System. Als neuestes Mitglied der Geräteserie nutzt der lüfterlose »emPC-MN270« den Intel-Atom-N270-Prozessor mit bis zu 1,6 GHz. Janz ist Mitglied in der CoDeSys Automation Alliance (CAA) und ist somit imstande, die emPC-Systeme mit CoDeSys anzubieten. Damit will Janz eine Alternative bieten, um Automatisierungsprobleme, die bisher durch Industrie-PC-Systeme gesteuert wurden, mit kleineren und wartungsärmeren Box-IPCs zu lösen.