Atom-x7000RE-Prozessoren
Embedded-Power für Edge-Anwendungen richtig auswählen
Durch neue Prozessorserien, Modulformate und auch Anwendungsfälle verändern sich die Möglichkeiten und Anforderungen an Embedded-Computing-Lösungen. Dabei müssen bei der Auswahl der Lösungen verschiedene Faktoren beachtet werden.
Embedded-Boards, Systeme, Software, Displays und Peripherie – vor allem wenn sie aus einer Hand erhältlich sind – spielen eine immer wichtigere Rolle. Vorab geprüfte Kompatibilität ermöglicht Entwicklern dabei, den Zeit- und Ressourcenaufwand für den Entwurf industrieller Rechner zu reduzieren. Die Zusammenarbeit mit zuverlässigen Embedded-Computing-Partnern hilft dabei, Zugang zu neuester Technik zu erhalten, die eine erfolgreiche Integration der Endanwendungssoftware garantiert.
Die wachsende Bedeutung von Embedded Computing ist auf viele Faktoren zurückzuführen. In der Industrie sorgen Embedded-Systeme für eine bessere Prozesszuverlässigkeit, Funktionalität und Effizienz, indem sie Überwachung und Steuerung in Echtzeit ermöglichen. Viele Roboter und automatisierte Fertigungssysteme sind ebenfalls auf Embedded-Systeme angewiesen, um Bewegungs- und Handhabungsaufgaben präzise und schnell zu steuern. Weitere Branchen, die die Vorteile von Embedded-Computing-Systemen nutzen, sind medizintechnische Geräte wie Patientenüberwachung und bildgebende Systeme. Auch Fahrzeuge, Telekommunikationsgeräte und Sicherheitssysteme profitieren davon.
Embedded-Lösungen definieren sich unter anderem stark durch die Partnerschaften des Anbieters mit den verschiedenen Technologieführern. Design-in-Dienstleistungen sollten ebenfalls Teil der Auswahlentscheidung sein. Entwickler profitieren von umfassenden Design-in-Services, die komplexe Integrationsaufgaben unterstützen, Entwicklungs- und Integrationszyklen verkürzen und Unsicherheiten und Risiken minimieren. Auch Software-Services für Embedded-Computing-Systeme sollten angeboten werden, die BIOS, Betriebssystem, Software-APIs, Dienstprogramme und die Fernverwaltung von IoT-Geräten abdecken.
Jobangebote+ passend zum Thema
Trust the process
Basis jeder führenden Produktreihe für Embedded-Computer ist der Prozessor. Nur der richtige Prozessor gewährleistet energieeffiziente Performance und Skalierbarkeit.
Zu den wichtigsten Merkmalen des Prozessors zählen die neueste Technologie und eine Prozessgeneration, mit der die Transistoren effektiv verkleinert werden. Abgesehen von der höheren Rechenleistung verfügen 7-nm-Prozessoren über einen geringeren Stromverbrauch bei gleicher Rechenleistung.
Die Anzahl der Prozessorkerne ist ebenfalls wichtig. Mehr CPU-Cores bedeuten, dass der Prozessor mehr Aufgaben gleichzeitig bewältigen kann. Er kann auch mehr Anweisungen in einem bestimmten Zeitraum verarbeiten und ist ein entscheidender Faktor für den reibungslosen Ablauf von Programmen. Um den unterschiedlichen Anforderungen von Edge-Anwendungen gerecht zu werden, sorgen mehr CPU-Cores für eine deutlich höhere Rechenleistung. Weitere nützliche Funktionen für eine hohe Rechenleistung sind integrierte Deep-Learning-Inferenzfunktionen, eine integrierte GPU und die Unterstützung mehrerer Grafik-EUs (Execution Units) mit INT8-Anweisungen für CPUs und GPUs.
Prozessoren mit diesen Leistungsmerkmalen finden sich der neuen Intel-Atom-x7000RE-Serie. Sie eignen sich für industrielle Umgebungen, bauen auf der Grundlage der vorherigen Intel-x7000E-Serie auf und bieten eine bis zu 5,15-mal höhere Grafikleistung und eine bis zu 9,83-mal höhere Leistungsfähigkeit bei der Bildklassifizierung verglichen mit der Intel-x6000-Serie.
Die neuen Prozessoren unterstützen Echtzeittechniken wie Intel-Time-Coordinated Computing (TCC) und Time-Sensitive Networking (TSN) und optimieren damit Echtzeitanwendungen in der Automatisierungstechnik. Darüber hinaus bieten sie als erste Intel-Atom-Prozessoren Unterstützung für DDR5-Speicher mit höherer Datenrate bis zu 4.800 MT/s, eine erweiterte Bandbreite und geringere Latenz, die durch den In-Band Error Correction Code (IBECC) für höhere Speicherzuverlässigkeit und besseren Fehlerschutz während des Betriebs ergänzt werden.
Anforderungen im Industriebetrieb
Advantech stellt den Prozessor der Intel-Atom-x7000RE-Serie in den Mittelpunkt seiner neuen Embedded-Produktreihe, die Single-Board-Computer (SBCs), Computer-on-Modules (COMs) und Motherboards umfasst. Die industrietauglichen Lösungen sind so konzipiert, dass sie auch bei extremen Temperaturen (-40 bis 85°C), Vibrationen und Stößen einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten.
Bei der Auswahl eines Embedded-SBC sind einige Faktoren zu berücksichtigen. Dies trifft auf Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EVs), Fahrgastinformationssysteme in Zügen und Flugzeugen genauso wie auf Informationskioske zu. Die Spezifikation eines Embedded-SBC hängt von Anwendungsfaktoren wie der Betriebsumgebung, den Anforderungen an die Anzeige, der Out-of-Band-Fernsteuerungsverwaltung (OOB), den I/O-, Kühlungs- sowie Erweiterungs- und Speicheranforderungen ab.
Neben einem Prozessor wie dem Intel Atom x7000RE muss der SBC eine große Speicherkapazität bieten, um hohe Datenübertragungsraten und ein effizientes Power-Management zu gewährleisten. Auch mehrere unabhängige Displays, meist LVDS, HDMI und DP, werden benötigt. Hinzu kommen 2,5-GBit-Ethernet, USB, COM, LAN und CAN-FD. Ausreichend Erweiterungssteckplätze sowie Unterstützung für Software-APIs und Remote-Management-Software für IoT-Geräte sind weitere unverzichtbare Leistungsmerkmale.
Bei Betrachtung der Gesamtkosten bieten Embedded-COMs eine wirtschaftliche Lösung. Für Anwendungen in der Automatisierung oder Medizintechnik empfiehlt es sich, ein Embedded-COM-SMARC-Modul zu wählen.
Wer Embedded-COM-Express-Typ-10 oder -Typ-6 benötigt, muss auch bestimmte Funktionen genau prüfen. So benötigt ein COMe-Typ-10-Modul einen großen Speicher und muss über einen weiten Eingangsspannungsbereich unterstützen, um in Bereichen wie etwa der Bahntechnik erfolgreich zu arbeiten. Ebenso sollte ein kompaktes COMe mit Typ-6-Pinbelegung über zahlreiche I/Os verfügen, um eine einfache Migration bei Fabrikautomatisierung zu ermöglichen.
Möglichkeiten im Edge Computing
Bei Embedded-Motherboards sorgen eine geringe Bauhöhe und hohe Energieeffizienz für einen stabilen und leisen Betrieb in anspruchsvollen Betriebsumgebungen, denen Kioske im Freien, Beschilderungen und viele HMI-Anwendungen ausgesetzt sind.
Mit einem Prozessor der Reihe Intel Atom x7000RE sollte ein gut spezifiziertes Embedded-Motherboard einen großen und schnellen Speicher bieten, vorzugsweise mit einem SO-DIMM-Speichermodul. Unterstützung für mehrere unabhängige Displays, umfangreiche I/Os, Embedded-Software-APIs, Remote-Management-Software für IoT-Geräte und ein lüfterloses Design sind weitere Überlegungen.
Um die Möglichkeiten moderner Edge-Anwendungen zu maximieren, benötigen Embedded-Lösungen eine umfassende Softwareintegration, ein Betriebssystem und Design-in-Dienstleistungen – Faktoren, die wiederum die Entscheidung bei der Wahl des Anbieters beeinflussen.
Mit der zunehmenden Verbreitung von IoT-Geräten wird der Aufstieg des Edge Computing immer deutlicher. Die Verarbeitung von Daten näher an der Quelle reduziert die Latenzzeit und die Anforderungen an die Bandbreite. Embedded-Systeme werden so zu einer effizienteren Lösung für Anwendungen dieser Art. Mit dem weiteren technischen Fortschritt wird das Embedded-Computing eine immer wichtigere Rolle bei der Gestaltung der Zukunft vernetzter, intelligenter und automatisierter Systeme spielen. (ls)
Claus Giebert ist Product Sales Manager, Modular Solutions bei Advantech.
Lesen Sie mehr zum Thema
