Die Formfaktoren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die Formfaktoren
Viele Embedded-Systeme verwenden EIDE, um CompactFlash-Karten als Massenspeicher zu verwenden. QSeven unterstützt hier als einziger COM-Standard das SDIO-Interface (Secure Digital Input/ Output), mit dem preisgünstige SD-Speicherkarten und auch andere I/O-Karten mit Funktionen wie RFID, WLAN oder Bluetooth verwendet werden können.
Obwohl die im Chipsatz integrierten Grafik-Controller ständig mit mehr Funktionen und Performance aufwarten, können sie dennoch nicht die Anforderung mancher Applikationen erfüllen. Hier ist die COM-Express-Spezifikation im Vorteil, die als einziger Standard den PCI-Express- Graphics-Port (PEG) implementiert hat und die Anbindung sehr schneller Videocontroller über eine x16 PCIe-Lane erlaubt.
Die Anforderungen an die Grafik liegen ebenso in einer Unterstützung der Ausgabegeräte. Da auf den Modulen fast ausschließlich Chipsätze aus dem Notebook- Markt zum Einsatz kommen, können LVDS-Displays, Analog-CRT und TV meist direkt angesteuert werden. Für abgesetzte Display-Lösungen eignet sich die SDVO-Schnittstelle (Serial Digital Video Output), die jedoch ausschließlich von Intel- Chipsätzen unterstützt wird. SDVO spezifiziert neben der Hardware- die Software- Schnittstelle und erleichtert die Realisierung von DVI- und Dual-Display-Lösungen. Da ETX- und XTX-Spezifikation das SDVO-Interface nicht unterstützen, führen viele Hersteller diese Signale auf einen separaten Stecker auf dem CPU-Modul heraus und stehen über eine zusätzliche Kabelverbindung zur Verfügung.
Für die Ansteuerung eines Flach- Displays über LVDS (Low Voltage Differential Signal) benötigen die CPU-Module zusätzliche Informationen über das Ausgabeformat und Daten-Timing. Um dies einheitlich, – und damit zwischen unterschiedlichen Herstellern austauschbar – zu gestalten, sollte dies über Display-ID realisiert werden – ein von der VESA (Video Electronics Standards Association) standardisiertes Datenformat.
Die Software-Kompatibilität
Die meisten Embedded-Module sind mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet, beispielsweise mit einem Watchdog-Timer, einer LCD-Helligkeitskontrolle oder speziellen BIOS-Speicherbereichen. Für solche Funktionen gibt es bisher kein einheitliches Software-Interface. Daher ist ein Austausch von COMs in der Praxis meist schwieriger als erwartet. Um Software-Änderungen bei einem Modul-Upgrade generell zu vermeiden, wurde in der QSeven- Spezifikation ein einheitliches Software- API (Application Programming Interface) definiert.
COM Express, QSeven und ESMexpress gehen den Weg hin zu den schnellen PC-Schnittstellen. Neben dem veralteten ISA-Bus werden die vom Super-I/O-Baustein bereitgestellten Schnittstellen wie COM, LPT, Floppy sowie PS/2 für Tastatur und Maus nicht mehr unterstützt. Mit dem Verzicht auf den parallelen PCI-Bus ist QSeven noch einen Schritt weiter gegangen und hat Parallel-, Floppy- und PS/2-Port über Bord geworfen; dafür gibt es bereits adäquate USB-Peripherie. Die fehlenden seriellen Schnittstellen werden für mehr Skepsis sorgen, denn sie sind gerade im industriellen Umfeld nach wie vor als Kommunikations-Schnittstellen verbreitet. Hier punktet der XTX-Formfaktor sowohl gegenüber COM Express als auch QSeven mit 2×COM, 1×LPT, 1×Floppy und PS/2. In Kombination mit PCI-Express, SATA und HDA schlägt XTX eine Brücke zwischen der alten und der neuen Computerwelt.
An den aktuellen Chip-Entwicklungen von Intel ist abzusehen, dass die parallelen Schnittstellen PCI und EIDE verschwinden werden. Beide lassen sich nur mit zusätzlichen Bridge-Bausteinen erzeugen. Der ISA-Bus ist zwar ebenso umzusetzen, jedoch nur mit Funktions-Einschränkungen und nicht mit ganz neuen Chipsätzen. Dies schränkt die Entwicklungs- Möglichkeiten neuer ETX-Module ein. COM Express ist dagegen mit seinen flexiblen Pin-Konfigurationen bereits auf eine Zeit ohne PCI-Bus und EIDE vorbereitet.
Ungeachtet des unterschiedlichen Konzept- Ansatzes ist ESMexpress kompatibel zu COM Express. Mittels einer Adapterkarte, die dem COM.0-Basic-Form-Factor Typ 2 entspricht, können ESMexpress- Module ebenso auf COM-Express-Trägerkarten eingesetzt werden. Ebenso können Trägerkarten sowohl für COM-Express- als auch für ESMexpress-Module vorbereitet werden.
Die elektrischen Signale sind bei ESMexpress auf zwei Stecker mit je 120 Pins verteilt und ausschließlich für die modernen seriellen Busse definiert. Für PCI-Express gibt es vier Single-Lane-Ports und einen konfigurierbaren Port (1×16, 1×8, 2×4 oder 2×1). Hinzu kommen drei Gigabit- Ethernet-Ports, acht USB-, drei SATA-, SDVO-, LVDS- und HD-Audio-Ports sowie weitere Utility-Signale und die Stromversorgung. Bei der Steckerbelegung gibt es keinerlei Varianten, um die Austauschbarkeit der Module zu gewährleisten. Hinsichtlich der Prozessor-Architekturen ist ESMexpress völlig offen, solange die Verlustleistung von 35 W nicht überschritten wird.
Die Inkompatibilität dieser Formfaktoren bereitet vielen ETX-Anwendern Probleme. Sie brauchen ein CPU-Modul, das zu den bestehenden Base-Boards passt. Für diese Zielgruppe hat das XTX-Konsortium einen Formfaktor definiert. XTX-Module setzen auf dem ETX-Standard auf und führen dabei die aktuellen Schnittstellen über die vier Steckerleisten auf das Base-Board. Dazu wurde die Belegung des Steckers geändert, der bisher die ISA-Bus-Signale übertragen hat. Die übrigen drei Stecker sowie die Abmessungen und die Kühlkonzepte der ETX-Spezifikation wurden unverändert übernommen.
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- Die Unterschiede im Detail
