Bewusst gegen den Trend Frischer Wind für Qseven

Das µQseven-Modul A31-µQ7 von Theobroma Systems nutzt den A31-Applikationsprozessor von Allwinner Technology.
Das µQseven-Modul A31-µQ7 von Theobroma Systems nutzt den A31-Applikationsprozessor von Allwinner Technology.

Theobroma Systems setzt für seine Qseven-Module auf einen ungewohnten Prozessorlieferant und will so mehr Leistung zu einem günstigen Preis anbieten – gleichzeitig beabsichtigt das Österreichische Unternehmen, mit einigen Vorurteilen aufzuräumen.

Bei Modulen auf ARM-Basis dominiert Freescale mit seinen »i.MX«-Serien das industrielle Embedded-Umfeld deutlich vor Texas Instruments »Sitara«. Mit Allwinner Technology hat Theobroma Systems einen im europäischen Embedded-Markt relativ unbekannten Prozessorhersteller gewählt. »Wir sind ein Software getriebenes Design-Haus«, erklärt Dr. Philipp Tomsich, CTO von Theobroma Systems, »und kein Modulhersteller, der von der Fertigung her kommt.« Da Freescale und Texas Instruments selbst den Support für diverse Betriebssysteme erbringen müssen, erhöhe dies die Kosten für die Prozessoren. »Wir können aber selber den Betriebssystem-Support liefern, da drei Viertel unserer Mitarbeiter im Softwarebereich tätig sind«, betont Dr. Tomsich, »so können wir die Leading-Edge-Prozessoren aus der Consumer-Welt nutzen, die von nicht traditionellen Embedded-Prozessorherstellern kommen.«

SoCs für Mobilgeräte und Set-Top Boxen sind aufgrund der hohen Stückzahlen und des hohen Innovationsdrucks in diesem Markt meist günstiger als vergleichbare Bausteine für den Embedded-Bereich. »Es sind aber nicht nur die Kosten«, erläutert Dr. Tomsich. »So liefert beispielsweise Freescale Prozessoren mit vier Kernen, während wir bereits an einem 8-Kern-Modul auf Basis des A80 unseres Partners Allwinner arbeiten. Damit können wir den Technologievorsprung der Consumer-Welt auf Module für die Industrie umsetzen.«

Theobroma Systems nutzt zurzeit den »A31«-Applikationsprozessor von Allwinner. Dieser 1,2-GHz-SoC verfügt über vier Cortex-A7-Kerne, 256 KByte L1-Cache, 1 MByte L2-Cache und eine PowerVR-SGX544MP-GPU mit acht Kernen, die nicht nur kompatibel zu OpenGL ES2.0, OpenCL1.x und DX 9.3 ist, sondern auch UHD (4K × 2K Pixel) verarbeiten kann.

Für sein µQseven-Modul »A31-µQ7« ergänzt Theobroma Systems den SoC um bis zu 2 GByte DDR3-RAM und 64 GByte eMMC4.1-Flash. Optional sind CAN mittels eines STM32-Controllers sowie Serial-ATA realisierbar. Eine weitere Besonderheit ist, das Theobroma Systems die internen Sicherheitsfunktionen des A31 um einen EAL4-zertifizierten Sicherheitsbaustein von STMicroelectronics ergänzt. Dieser deckt vielfältige Anforderungen ab, vom Lizenzmanagement über den Schutz von Intellectual Property bis hin zum sicheren Speichern und Übertragen von Anwendungen. Zudem bietet der Baustein Schutz gegen physische Manipulationen und Seitenkanal-Angriffe. Darüber hinaus unterstützt er Verschlüsselungssysteme auf Basis von RSA- und ECC-Algorithmen.

Ohne eine entsprechende Integration in das Softwaresystem nutzen diese Sicherheitsfunktionen allerdings wenig. Deshalb hat Theobroma Systems bei seinem Board Support Package (BSP) für Yocto-Linux darauf besonders geachtet. Da das Unternehmen erfolgreich im Umfeld der Deutschen Gesundheitskarte sowie der Sicherung von Embedded-Linux für die Bundesdruckerei tätig ist, bietet das Unternehmen sein Security-Know-how auch gerne begleitend für die Modul-Kunden an.

Interessant für Theobroma Systems und viele Kunden ist auch Allwinners CPU-Roadmap, die erhebliche Performance-Steigerung für die kommenden Monate verspricht: Unter anderem sind Bausteine mit je vier Cortex-A15- und Cortex-A7-Kernen verfügbar und es sind auch Prozessoren auf Basis des 64-Bit-Cortex-A53 (vier Kerne mit 2-GHz-Taktung) angekündigt. Theobroma Systems will diese Fortschritte auch für neue Module nutzen. So ist ein Full-Size-Qseven-Modul mit einem 8-Kern-Prozessor geplant, der mit 1,8 GHz getaktet wird und High-End-Anwendungen adressiert. Die High-End-Module verfügen auch über leistungsstarke integrierte GPUs, die dank OpenCL-Support auch als Coprozessoren für rechenintensive Anwendungen nutzbar sind.