Kompatibilität – ein Muss

Die Software-Kompatibilität

Was bei anderen Industriestandards selbstverständlich ist, hat sich im Embedded- Umfeld noch nicht etabliert – ein einheitliches API (Application Programming Interface). Eine Erleichterung wäre es, wenn alle Anbieter die gleiche Programmierschnittstelle unterstützen würden, beispielsweise für das Initialisieren und Triggern des Watchdog, den Zugriff auf den I2C-Bus oder zum Lesen und Setzen der GPIO-Pins. Da COM-Express-Boards auch in batteriebetriebenen Endgeräten zum Einsatz kommen, wird hierfür ebenso eine einheitliche, standardisierte Lösung angestrebt. Die Ladeschaltung (Batterie- Manager und Batterie), befindet sich in der Regel auf dem Baseboard. Aus diesem Grund ist ein Interface zum CPUModul notwendig, wie dies die PnPInitiative auf Basis der Smart-Batteryund Smart-Manager-Spezifikation realisiert hat. Neben der Vereinheitlichung des COMExpress- Funktionsumfangs erwarten die Mitglieder der PnP-Initiative durch das gemeinsame Auftreten und die Bündelung der Anträge eine stärkere Resonanz bei der PICMG.

Die Initiative

Grundlage der PnP-Initiative bildet der Design-Guide für COM-Express sowie eine einheitliche Evaluierungsplattform als Referenz für andere Evaluierungsboards. Entwickler, die den Design-Guide der PnP-Initiative umsetzen, können mit hoher Sicherheit sämtliche COM-Express- Module der PnP-Mitglieder einsetzen, da diese ihrerseits auch unter dem Gesichtspunkt der Kompatibilität zum Design- Guide entwickelt wurden. Neben dem Evaluierungs-Baseboard wird es für Compliance- Messungen ein spezielles Baseboard geben. Es dient als Referenz-Plattform für die Austauschbarkeit der COMExpress- Boards. Um die tatsächliche Kompatibilität nicht nur anhand von Präsentationen und Datenblättern zu suggerieren, veranstaltet die PnP-Initiative regelmäßige Plug-Feste – das erste ist zum Jahresende geplant. Dabei werden die COM-Express-Module bezüglich Kompatibilität sowie hinsichtlich ihres Funktionsumfangs geprüft. Die Test-Ergebnisse stehen den Anwendern auf der Homepage der PnP-Initiative zur Verfügung. Mitglieder der Initiative sind die Unternehmen AAEON, Adlink, Ampro und Congatec; weitere COM-Express-Anbieter haben bereits ihr Interesse bekundet.

COM-Express-Module mit einem identischen Pinout laut Spezifikation bieten eine gute Grundlage für Austauschbarkeit. Allerdings steckt der Teufel im Detail:

• Wem nutzt ein Watchdog-Ausgang, wenn Hersteller A andere Funktionen darunter versteht und definiert als Hersteller B?
• Was bringt der LVDS-DDC-Kanal (Low Voltage Differential Signalling-Display Data Channel), wenn die BIOS (Basic- Input-Output-Systeme) der Hersteller die Display-spezifischen Daten unterschiedlich interpretieren?
• Was nutzt der LPC-Bus (Low Pin Count), wenn die CPU-Boards unterschiedliche oder gar keine Super-I/OController an diesem Bus unterstützen?

Die PnP-Initiative will vor allem Hardware-, aber auch ein gewisses Maß an Software-Kompatibilität sicherstellen. Hardwareseitig kann dies zum Großteil durch ein Überwachen und Prüfen der Einhaltung der COM-Express- Spezifikation geschehen. Die fehlende Unterstützung der GPIO-Pins (General purpose inputs and outputs), des Watchdog- Ausgangs, des Spannungspegels am I2C-Bus sowie der geforderten Eingangsspannung (12 V ±10 %) sind nur einige Merkmale, die einen Austausch der Module unmöglich machen. Baseboards, welche die spezifizierten vier Ausgangs-Pins nutzen, können kein CPU-Modul verwenden, bei dem diese Pins fehlen. Auch der im Vergleich zu ETX- und XTX-Boards „neue“ Watchdog- Timer-Ausgang für COM-Express- Module ist davon betroffen. Baseboard- Entwickler, die diesen Ausgang nutzen wollen, werden feststellen, dass verschiedene CPU-Module diesen Pin entgegen der Spezifikation nicht unterstützen. Selbst mit dem I2C-Bus haben Entwickler aufgrund unterschiedlicher Versorgungsspannungen leidige Erfahrungen gesammelt: Der simple Zweidraht-Bus wird dadurch inkompatibel.

Signale zur Lüfteransteuerung und -überwachung fehlen in der COM-Express- Spezifikation komplett. Verschiedene Hersteller haben darauf bereits mit eigenen – inkompatiblen – Lösungsansätzen reagiert. Einige verwenden dafür reservierte Pins oder GPIOs, andere bestücken einen Zusatzstecker oder blenden diese Funktionen komplett aus. Auch hier arbeitet die PnP-Initiative an einer einheitlichen Lösung. Selbst wichtige Hardware-Merkmale finden in der aktuellen PICMG-Spezifikation keine Berücksichtigung. Dort heißt es beispielsweise lediglich: „Der LPCBus unterstützt Legacy-I/Os, indem auf dem Baseboard ein Super-I/O an den LPC-Bus angeschlossen werden kann.“ Der Design-Guide der PnP-Initiative spezifiziert genau, welcher Super-I/O-Baustein vom BIOS unterstützt werden muss und wie dieser anzuschließen ist (Pinbelegung).

Ebenso notwendig ist eine automatische Erkennung des am LVDS-Port angeschlossenen Displays. Das hat den Vorteil, mit einer Konfiguration mehrere Endgeräte mit unterschiedlichen Displays aufbauen zu können. Noch anwenderfreundlicher wäre es, wenn alle COMExpress- Module die gleiche Methode unterstützen würden. Die PnP-Initiative favorisiert das Verfahren des EPI-Konsortiums (Embedded Panel Interface). Die darin festgelegten Display-Informationen basieren auf dem EDID1.3-Datensatz, bei dem ein OEM-Bereich mit zusätzlichen, für die komplette Beschreibung der Display-Charakteristik erforderlichen Daten belegt wird. Für die Erstellung der Displaydaten gibt es eine kostenlose Software (epidata.exe).

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