Kompatibilität – ein Muss

Dem Standard verpflichtet

Parallel zur COM-Express-Initiative haben die Gründungsmitglieder der COM-Industrial-Group, Kontron und Advantech, mit der COM-Express-Extension bislang unspezifizierte aber wichtige Funktionen definiert, die in die Revision des PICMG-COM-Express-Standards einfließen sollen.

Die COM-Express-Extension (CEE) beschreibt neue beziehungsweise erweiterte Funktionen im Bereich Grafik, Power Management und Spannungsversorgung. Die Änderungen betreffen das Grafik-Pinout für Typ2-basierte COMs. Die Signale der Grafik-Standards SDVO, TMDS und Display- Port werden über die Pins gemultiplext, sodass für jedes dedizierte Signal weitgehend interoperable Pinouts verfügbar sind. Für die Energiemanagement- Funktionen werden zwei bislang freie GPIO-Pins reserviert sowie die Spannungsversorgung auf einen Weitbereichs-Eingang (8,5 V bis 18 V) ausgebaut. Gleichzeitig verpflichten sich Hersteller, welche die COM-Express-Extension unterstützen, Legacy- Schnittstellen (serielle, LPT, PS/2 und Floppy) durch den verbindlichen BIOS-Support von LPCSuper- I/O-Chips auch in Zukunft implementierbar zu machen. Um die Austauschbarkeit der COMModule sicherzustellen, gibt es darüber hinaus einen Design-Guide, der die Grundsätze für Baseboard- Entwicklungen beschreibt. Der Design- Guide ist als Hilfestellung für Entwickler gedacht, braucht aber nicht zwingend angewendet zu werden. Das Ziel der CEE ist, vor allem mit den erweiterten Grafikfunktionen die Kompatibilität künftiger COM-Express-Designs mit den nächsten Generationen an Chipsätzen sicherzustellen. Aktuelle Chipsätze für den Embedded-Markt von AMD, Intel und VIA unterstützen direkt Grafik-Schnittstellen wie SDVO, TMDS(DVI/HDMI) oder Display- Port. In der aktuellen COM.0-Spezifikation wurden diese Interfaces jedoch nicht berücksichtigt. Speziell bei COMs ist es aber notwendig, die Pins festzulegen, auf denen diese Grafik-Signale ausgegeben werden. Dazu haben Advantech und Kontron zusammen mit den Chipsatz-Anbietern Intel, AMD und VIA die vorgesehenen Chipsatz- Features analysiert und in der CEE-Spezifikation eine passende Pin-Belegung definiert. Im Wesentlichen werden die originären PEG-Pins (PEG: PCI Express Graphics/PCIe x16) von COM-Express für die Grafik-Standards SDVO, TMDS und Display- Port genutzt. Dazu werden die PEG-Lanes gemultiplext, sodass für jedes dedizierte Signal der unterschiedlichen Grafik-Schnittstellen weitgehend interoperable Pinouts gefunden wurden. Damit lassen sich auch COMs mit unterschiedlichen Chipsets und Grafikunterstützung austauschen – vorausgesetzt das Baseboard sieht entsprechende Peripherie-Interfaces vor oder erlaubt den Einsatz von Adaptern. Das Multiplexen der PEG-Lanes ist eine pragmatische Entscheidung, die in der Praxis kaum stört, denn je nach Applikation benötigt das Baseboard entweder die hochperformante PEG-Grafik – die sich zum Beispiel mit dem neuen UGM-Standard (UGM: Universal Graphics Module) umsetzen lässt – oder das Baseboard nutzt die vom jeweiligen Chipsatz unterstützte Grafik.

Flexibles Power-Management
Die CEE führt zwei dedizierte Funktionen für das Power-Management über die jeweils ersten GPI- und GPO-Pins ein: GPO0 Pin A93 dient der Ansteuerung eines externen Lüfters via TTLSignal. GPI0 A54 spezifiziert einen LID-Button zur Erkennung von Power Management Events, wie er beispielsweise bei Notebooks zum Einsatz kommt, um das System beim Schließen des Displays automatisch in einen definierten Sleep- Modus zu versetzen. Die beiden Funktionen integrieren mehr Komfort auf den COMs. Gleiches gilt für die Erweiterung der Spannungsversorgung bei COM-Express: CEE hebt die Beschränkung auf 12 V(DC) auf und spezifiziert einen Weitbereichsspannungseingang von 8,5 V(DC) bis 18 V(DC). Das ermöglicht eine bedarfsgerechte Auslegung des Baseboards: Zum einen muss die Spannungsversorgung auf dem Baseboard nicht mehr speziell 12 V(DC) für das CPU-Modul bereitstellen. Zum anderen kann das COM eigenständig auf Spannungsschwankungen reagieren, womit bei Automotive Applikationen (Starten des Motors) und „weichen“ Versorgungsnetzen immer zu rechnen ist. Der gewählte Spannungsbereich orientiert sich an batteriebetriebenen Applikationen und den dort eingesetzten drei- oder vierzelligen Lithium- Ionen-Batterypacks. Deren Ausgangsspannungen liegen zwischen 8,7 V (3-zellig/entladen) und 16,8 V (4-zellig/aufgeladen). Kontron unterstützt auf seinen COM-Express-konformen ETXexpress- Modulen zudem die Verwaltung von Smart- Batterien sowie die Advanced-Power-Management Modi (API S1 (full-on) bis API S5 (full-off).
Nähere Informationen: www.com-ig.org

Nähere Informationen:

www.comexpress-pnp.org
www.picmg.org
www.epi-standard.org

Christian Riesinger ist Entwicklungsleiter bei Congatec in Deggendorf.

1. Kompatibilität – ein Muss
2. Dem Standard verpflichtet
3. Die Software-Kompatibilität