Embedded Hardware Ein Prozessor, viele Möglichkeiten

Für jede Anwendung eine Plattform - Teil 2

Gerade in der CPU-Herstellung haben sich in den letzten Jahren neue Maßstäbe ergeben. Bei der LS1012A-CPU galt es, die Verlustleistung zu reduzieren, Kosten einzusparen und die Rechenleistung zu erhöhen. Das gelang mithilfe des Einsatzes eines Single-64-bit-Cortex-A53-Kernes in Verbindung mit Highspeed-Schnittstellen wie PCIe, Gigabit Ethernet und USB 3.0. Basierend darauf wurde auf kleinem Raum ein SBC entwickelt, der bei niedriger Taktfrequenz und geringer Verlustleistung einen großen Datendurchsatz ermöglicht. Hierdurch lassen sich viele Anforderungen gut bewerkstelligen (Bild 2).

Ein System, das auf der Grundlage des LS1028A entwickelt wurde (Bild 3), eignet sich für den Einsatz in Echtzeitprojekten. Die Plattform bietet auf 100 x 160 mm² neben einem vier-Port-Gigabit-TSN-Switch auch zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, USB 3.0, PCIe, M.2 SATA, CAN und einen Embedded Display Port mit Graphics Processing Unit (GPU)-Unterstützung.

Für alle drei Systeme bietet TQ-Systems ein Gehäusekonzept, mit dem die SBCs und Plattformen als passiv gekühlte Box-PCs einsetzbar sind. Zudem sind modulare Funkmodule wie Wi-Fi, Lo-Ra-WAN und Sigfox bis hin zu Mobilfunkverbindungen im Angebot.

Datenmanagement für mehr Sicherheit

Bei Gateways und Datenloggern, die mit Sensoren vernetzt sind, gibt es meist die Anforderung große Datenmengen zu verwalten. Um die Leistungsfähigkeit kleinerer Architekturen gewährleisten zu können und die Verlustleitung dabei gering zu halten, empfiehlt sich der Einsatz einer SQL-Datenbank. Eine Datenbank stellt aus den vorhandenen großen Datenmengen, lediglich die benötigten Informationen bereit. Somit reduzieren sich die zu übertragenden Daten auf ein Minimum. Zudem ist über Datenbanken ein ausreichendes Sicherheitskonzept beim Vernetzen von Maschinen, Systemen und Geräten und dem Übertragen von sicherheitskritischen Informationen umsetzbar.

Im Zeitalter der Digitalisierung ist eine rasante Weiterentwicklung zu beobachten. Um bestehende Industrieanlagen und Systeme netzwerkfähig zu machen, werden energieeffiziente, kostengünstige und nachrüstbare Produkte benötigt. Gerade im Embedded-Bereich stellt die Arm-Architektur mit ihrem auf den Bereich ausgerichteten Ökosystem eine zuverlässige, robuste und langzeitverfügbare Plattform für Anwendungen in vielen Bereichen und Marktsegmenten dar.

 

Der Autor

Konrad Zöpf ist staatlich geprüfter Techniker und arbeitete nach seiner Ausbildung als Medizintechniker und Applikationsingenieur bei zwei Medizintechnik-Unternehmen. Seit mittlerweile 20 Jahren ist er bei TQ-Systems tätig, zunächst in der Elektronikentwicklung und seit gut zehn Jahren als Produktmanager in der Embedded-Sparte. Er verantwortet bei TQ die Arm-Produktpalette.

Konrad.Zoepf@tq-group.com