Smart Factory Arrow Electronics und Exor entwickeln IIoT-Edge-Plattform

Energieeffizientes CPU/FPGA-Board unterstützt zeitgesteuerte Berechnung, Netzwerkbetrieb und Echtzeit-IoT für zeitkritische Smart-Factory-Anwendungsfälle
Energieeffizientes CPU/FPGA-Board unterstützt zeitgesteuerte Berechnung, Netzwerkbetrieb und Echtzeit-IoT für zeitkritische Smart-Factory-Anwendungsfälle

Arrow Electronics hat gemeinsam mit Exor Embedded das gigaSOM gS01 entwickelt, ein komplettes Produktionsdesign und Entwicklungskit mit einem leistungsstarken, energieeffizienten System-on-Module (SOM) für IoT-Edge-Anwendungen etwa für die Smart Factory.

Das System-on-Module von Arrow Electronics und Exor vereint die Leistung und die Effizienz der Intel Atom E3900-Prozessorserie mit der Flexibilität des über eine Breitband-Dual-Lane PCIe-Schnittstelle angeschlossenen Intel Cyclone 10 GX-FPGA in einer hochleistungsfähigen Engine. Das gigaSOM gS01 ist ein kombiniertes Design aus X86 CPU und Intel High-Speed-FPGA auf einem einzigen System-on-Module.

Mit der Time-Coordinated-Computing-Technologie (TCC-Technologie) von Intel in der CPU, der Unterstützung für IEEE 802.1 Time-Sensitive Networking (TSN) im FPGA-Referenzdesign und ausgerüstet mit einem Echtzeit-IoT-Stack, bietet das gigaSOM gS01 den für die Verarbeitung synchronisierter und Echtzeit-Smart-Factory-Anwendungen notwendigen Determinismus. Das Board kann mehrere Geräte wie Industrie-PCs, HMI-Controller und SPS-Geräte in einem einzigen Modul integrieren.

Mehrere Highspeed-Schnittstellen

Durch die Unterstützung für simple MQTT (MQ Telemetry Transport) und OPC UA (Open Platform Communications - Unified Architecture) Protokolle können sich die Anwender ganz einfach mit Corvina Cloud verbinden – der Sensor-to-Cloud Plattform von Exor – um Maschinen-IoT-Daten zu sammeln und industrielle Anlagen zu verwalten. Corvina Cloud bietet Ressourcen wie Maschinenmodell-Instanzen auf SaaS-Basis (Software-as-a-Service) und verfügt über verschiedene Funktionen, die Anwender dabei unterstützten, visuelle Trends und Analyseanwendungen durch Nutzung der gesammelten Daten zu entwickeln.

Mit der Intel Atom E3900 CPU-Serie liefert das Board eine hohe Leistung pro Watt. Darüber hinaus passt die Intel SpeedStep-Technologie die Betriebsspannung und -frequenz dynamisch an, um die Effizienz unter jeder CPU-Last zu optimieren. Anwender profitieren von den Vorteilen der umfangreichen Grafik-Features, wie Intel HD Graphics 500, DirectX und OpenGL Support, Intel Clear Video HD Technology sowie von den verfügbaren DisplayPort-, eDP-, HDMI- und MIPI-DSI-Ausgängen für den Anschluss von bis zu drei Bildschirmen. Das Board bietet außerdem mehrere High-Speed-Schnittstellen, unter anderem zwei USB 2.0-, zwei USB 3.0- und zwei SATA3-Anschlüsse sowie Gigabit, Ethernet, PCIe, sechs 10Gb FPGA-Transceiver und 34 LVDS-Paare. Darüber hinaus stehen SMBus-sowie mehrere I2C-, CAN- und SPI-Anschlüsse zur Verfügung. Sowohl der Mikroprozessor als auch das FPGA bieten eine Vielzahl von GPIO-Kontakten.

Das gS01 SOM ist in vier Konfigurationen erhältlich – Entwickler haben die Wahl zwischen einem E3930 Prozessor mit oder ohne Cyclone 10 GX FPGA mit 85.000 Logikschaltelementen oder einem E3940 Prozessor mit oder ohne Cyclone 10 GX mit 220.000 Logikschaltelementen. Verfügbare Speicheroptionen sind unter anderem 4GB oder 8GB DDR RAM, 32GB oder 64GB Flash-Disk und 64KB FRAM.

Das Modul hat ein niedriges, nur 4,9 mm dickes Profil und ist 81,6 mm x 54 mm groß, was die Herstellung von schlanken, kompakten Produkten ermöglicht. Das FPGA und die CPU wurden direkt auf die Platine gelötet, um die Zuverlässigkeit und Stabilität zu maximieren. Damit ist das Modul eine gute Wahl für den Dauerbetrieb und den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen bei Temperaturen zwischen -40 °C und 85 °C.