Hardware
Computermodule erobern Verkehrstechnik
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Qseven-Module: schon bei einfachen Anwendungen lohnend
Viele Anforderungen im Transport- und Verkehrswesen lassen sich einigermaßen gut auch mit konventionellen Industriecomputersystemen abdecken, sofern genügend Platz und eine Netzstromversorgung vorhanden sind. Betrachtet man jedoch die gesamten Systemkosten bei höheren Stückzahlen, so rentiert sich selbst bei einfacheren Anwendungen wie Kiosksystemen, Fahrscheinautomaten und einfacheren Informationssystemen eine Realisierung mit Computermodulen. Der Grund liegt darin, dass die individuelle Peripherieanbindung optimiert und entsprechend dem aktuellen Bedarf mit einer kostengünstigen Träger-Board-Lösung realisiert ist und meist sehr lange verwendet werden kann. Standardfunktionen wie Grafik und Vernetzung sind ohnehin bereits auf dem Computermodul dem jeweiligen Stand der Technik entsprechend integriert. Besteht hier Bedarf für Erweiterungen oder Aktualisierungen, so kann dies kostengünstig durch einfachen Modultausch erfolgen.
Der Einsatz unterschiedlich leistungsfähiger Module führt zu perfekter Skalierbarkeit. Die hier vorgestellten Module mit den neuen Atom- und Celeron-Prozessoren der dritten Generation sind mit ihrer aktuellen Grafik leistungsfähig für leistungshungrige Touch-Anwendungen und anspruchsvolle HD-Animationen. Und dies bei einem gegenüber klassischen Industrie-PCs konkurrenzlos niedrigen Stromverbrauch. Qseven-Systeme ermöglichen hier im klassischen x86-Umfeld niedrigste Beschaffungs- und Betriebskosten unter Beibehaltung der bekannten System- und Entwicklungsumgebung.
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Herausforderung raues Umfeld
Spannender wird es, wenn Systeme im rauen rollenden Betrieb und außerhalb klimatisierter Räume eingesetzt werden. Klassische Einsatzgebiete sind Bahntechnik-Anwendungen im Zug und auf dem Bahnsteig oder auch in Bau- und Sonderfahrzeugen. Hier kommen als Anforderungen noch erweiterter Temperaturbereich und z.T. noch extreme Vibrationsfestigkeit dazu. Entscheidend für die Zuverlässigkeit ist, dass nicht nur die Fertigung des Modulherstellers in der Lage ist, die Module in der geforderten Qualität zu liefern, sondern dass die Platinen selbst bereits mit dem entsprechenden Fachwissen und Anspruch geplant, entwickelt und vor Auslieferung an die Kunden geprüft werden können. Die neuen conga-QA3- und conga-TCA3-Module verwenden ausschließlich keramische Kondensatoren und sind mit ihrem außerordentlich robusten Design und der optionalen Ausführung für den erweiterten industriellen Temperaturbereich besonders gut für den harten Outdoor-Einsatz geeignet. Weitere mögliche Anwendungen sind alle Arten von mobilen Datenerfassungsgeräten, optischen Überwachungs- und Identifikationssystemen sowie Signalverarbeitung und -konsolidierung von intelligenten Sensor- und Leitsystemen. Der geringe Leistungsbedarf ermöglicht erstmals auch einen Einsatz in mobilen Tracking- und GPS-Transportverfolgungssystemen (Freight Tracing). Die ausgereifte Qualität der Module und die hohe Qualität der Software-Integration für gängige Betriebssysteme wie Linux, Windows 7 und 8 sowie einzelne Embedded-Betriebssysteme ermöglicht den sicheren Einsatz auch in sicherheitskritischen Anwendungen.
Hochleistungssysteme mit geringem Platzbedarf
In hochkomplexen Systemen, bei denen selbst die Rechen- und Grafikleistung der dritten Generation der Atom-Prozessoren nicht ausreicht, kommen die conga-TC87-Module (Bild 3) zum Einsatz. Die neuen Embedded-Intel-Core-i-Prozessoren wurden ursprünglich als Ein-Chip-Systeme für Ultrabooks entwickelt und verfügen über Architektur und Hochleistungsgrafik der unter dem Codenamen „Haswell“ bekannten vierten Generation der Core-i-Prozessoren.
Die äußerst geringe TDP von nur 15 Watt ermöglicht dabei den Verzicht auf aufwendige Kühllösungen und erlaubt den Einbau in kompakte und trotzdem mechanisch robuste Gehäuse. Es können drei voneinander unabhängige Displays (per Daisy Chain insgesamt bis zu neun Displays) mit einer Auflösung bis zu 4K (3.840 × 2.160) per HDMI, DisplayPort oder LVDS angesteuert werden. Damit lassen sich auch größere Leitstellen-Lösungen z.B. für Stellwerke oder Leit- und Informationssysteme einfach und kostengünstig realisieren. Andere denkbare Anwendungen im Transportwesen sind zentrale Logistikeinrichtungen wie etwa Führ- und Leitsysteme oder Paketsortieranlagen.
Sicherheit als zentraler Aspekt
Dies betrifft nicht nur Sicherheit im Sinne von Betriebssicherheit (Safety), sondern auch im Sinne von Daten- und Manipulationssicherheit (Security). Die neuen Atom-Plattformen der dritten Generation bieten wie ihre großen Haswell-Brüder jetzt einheitlich Hardware-Unterstützung für AES-Verschlüsselung und ermöglichen so sichere Daten und verschlüsselte Kommunikation in Echtzeit, ohne dabei die Applikationsleistung des Prozessors zu beeinflussen. Für die COM-Express-Module ist optional ein TPM (Trusted Platform Module) erhältlich, mit dem die Datensicherheit nochmals deutlich gesteigert werden kann.
Mit den auf den neuen Intel-Prozessoren basierenden Computermodulen bietet congatec leistungsstarke und doch stromsparende Qseven- und COM-Express-Module für die verschiedensten Anwendungen im Transport- und Verkehrswesen an. Höchste Hardware-Qualität „by Design“, optional erweiterter Temperaturbereich bei den Atom-Varianten, schlüsselfertige Vorintegration, umfangreiche Security-Eigenschaften und gute Entwicklungsunterstützung ermöglichen den risikofreien Einsatz von Computermodulen auch bei sicherheitskritischen Anwendungen in Transportwesen und Verkehrstechnik.
Der Autor
| Dipl.-Ing. (FH) Christian Eder |
|---|
| studierte Elektrotechnik mit Schwerpunkt Nachrichtentechnik an der Fachhochschule Regensburg. Er startete sein Berufsleben bei Kontron, als dies noch ein BMW-Tochterunternehmen war. Nach Stationen bei Force und JUMPtec und der neu gegründeten Kontron AG ist er seit 2004 Mitbegründer sowie Marketing Director der Congatec AG. |
christian.eder@congatec.com
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