Shrink-Dividende genutzt Das Trend-Tandem der Embedded-Welt

Manche Veränderungen der Embedded-Branche kommen quasi über Nacht im Kielwasser neuer Technologien, andere sind Ergebnisse jahrelanger Optimierungen. So auch die beiden Trends, die auf der embedded world 2016 das Licht der Öffentlichkeit suchen: Zum einen halten SoCs, die bislang meist applikationsspezifisch waren, jetzt immer häufiger Einzug auf generischen Standard-Embedded-Boards und Computern-on-Modules (CoMs). Zum anderen rücken jetzt auch die I/Os verstärkt in den Fokus.

Ein Beispiel für diese Entwicklung ist die neue Spezifikation 2.0 des SMARC-Standards. So wurde die Pin-Belegung des SMARC-Steckers ebenso für die Aufnahme der neuesten Hochgeschwindigkeitsschnittstellen optimiert wie auch für die Verwendung von x86- und anderen Prozessoren. Ziel der Revision war es, eine moderne Grundlage für hochintegrierte CoMs im Scheckkartenformat zu schaffen, speziell wenn es um die Anzahl der Schnittstellen auf kleinstem Raum geht.

»Vergleicht man den Funktionsumfang beispielsweise mit ETX, der Mutter aller CoMs, so ist erkennbar, dass SMARC-Module heute eine wesentlich höhere Anzahl an modernen Schnittstellen unterstützen, obwohl sie deutlich kleiner sind«, erklärt Dr. Harald Schmidts, Global Product Manager SMARC von Adlink Technology. »Der hohe Integrationsgrad neuester Prozessoren ist ein Grund dafür. Dazu beigetragen hat auch der Technologiewandel in Richtung serieller Busse, was parallele Technologien zunehmend zu obsoleten Legacy Interfaces macht.« SMARC 2.0 ist natürlich interessant für die »üblichen CPU-Verdächtigen« x86 und ARM – entsprechend sind Module mit Intels »Apollo Lake«-Atom und NXP-i.MX6-SoC bereits in Entwicklung oder schon auf der embedded world 2016 zu sehen.

Aber auch alternative CPU-Ansätze, die besonderen Wert auf einen hohen I/O-Durchsatz legen, kommen bei SMARC 2.0 zum Zug: Beispielsweise nutzt Solectrix für »SXoM-K7« den Xilinx-SoC »Zynq Z-7045«, eine Kombination aus FPGA und ARM-Dual-Core-Prozessor, für die Echtzeitverarbeitung von 4K-Videodaten und die Bündelung von Kommunikationsdaten.

Ein ähnliches Konzept, allerdings abseits der üblichen Modul-Standards, nutzt auch Enclustra für sein neues »Mercury+ SA2«. Statt eines Xilinx-Bausteins kommt hier Alteras »Cyclone V«-SoC zum Einsatz. Auf 74 x 54 mm bietet das Modul einen ARM-Dual-Core-Cortex-A9-Prozessor, ein 28-nm-FPGA, 258 User-I/Os, 2 GByte DDR3L-SDRAM sowie 64 MByte Quad-SPI-Flash. Hinzu kommen neun Multi-Gigabit-Transceiver (MGTs), PCIe-x4 (Gen1/Gen2), Gigabit-Ethernet, zweimal Fast-Ethernet, USB 3.0 und USB 2.0.

Ein weiterer Nutznießer der »Shrink-Dividende« von Halbleitern und flexibler I/Os ist der »BeagleCore«, ein zum »BeagleBone Black« kompatibles Modul. Die nur 48 x 31 mm große Baugruppe ist nicht nur deutlich kleiner als sein Vorbild BeagleBone Black, sondern dank der Unterseite, die als Land Grid Array (LGA) ausgeführt ist, einlötbar – was bei Computer-on-Modules bislang nur selten der Fall ist. Neben den Grundschnittstellen LAN, USB 2.0, SDIO und UART/JTAG stehen 59 GPIO zur Verfügung, um dem Wunsch nach HDMI, CAN, I2C oder andere Schnittstellen zu genügen.

Als Prozessor kommt Texas Instruments’ AM335x aus der Sitara-SoC-Familie zum Einsatz. Aufmerksamen Beobachtern der Embedded-Branche ist sicherlich nicht entgangen, dass die eingesetzten x86-kompatiblen Prozessoren von Intel und AMD immer häufiger auch als SoCs bezeichnet werden. Allerdings ist die Vielfalt und Flexibilität der I/Os durch das Diktat der PC-Kompatibilität deutlich eingeschränkt. Die RISC-Welt hat es hier erheblich einfacher – speziell wenn es darum geht, als nativer IoT-Baustein von den Anwendern identifiziert zu werden.

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