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BeamPro 2

Kollaboration von Suitable Technologies und Data Modul

23. Januar 2018, 20:31 Uhr | Markus Mahl, Head of Product Marketing, Embedded Solutions

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Entwicklungsschritte

Ausarbeitung des Lastenheftes

Suitable schickte in der Designphase zusätzlich einen BeamPro an Data Modul, um den fachlichen Austausch zu intensivieren. Dabei wurden die verwendeten Schnittstellen und mögliche Probleme bei der Umsetzung sowie eventuell effizientere, alternative Lösungsansätze bei der Ansteuerung der Sensoren, der Mikrofone, der drahtlosen Kommunikation, der Remote-(Web-)Kameras, der Telemetrie, eines High-Quality-Soundsystems sowie des - COM-Express CPU-Moduls diskutiert. Viele der Interfaces wurden im ersten BeamPro über USB-2.0- und USB-3.0-Schnittstellen umgesetzt.
Die neue Embedded Hardware im BeamPro 2 muss die EMV Class B erfüllen und zwar ohne ein zusätzliches Metallgehäuse.

Trotz dieser außerordentlich herausfordernden, technischen Anforderungen konnte man sich durch kompetente und unkomplizierte direkte Kommunikation zeitnah auf ein umsetzbares Basis-Lastenheft einigen, um die Entwicklung zu starten.

Modulauswahl und Entwicklungsstart

Die Entwicklung des Baseboards wurde noch Ende 2016 gestartet. Parallel wurden auch schon bereits einige Muster des zu dem Zeitpunkt aktuellen COM-Express-Moduls (Bild 2), basierend auf der 6. Generation Intel-Core-i5 CPU, nach Kalifornien geliefert. So konnte Suitable bereits die Software auf der neuen Rechnerplattform evaluieren und weiterentwickeln.
Gewählt wurde der Intel-Core-i5-6442EQ-Prozessor, mit 1.9 GHz Basisfrequenz und einer Turbo-Boost-Frequenz von 2.7 GHz.

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Diese CPU ist eine Quad-Core-Plattform mit 6 MB L2 SmartCache bei einer maximal abgegebenen Wärmeleistung (TDP) von 25 W. Ein wesentliches Auswahlkriterium für diese CPU-SKU war, eine möglichst hohe Performance bei gleichzeitig passiver Kühlung des neuen Systems zu erzielen. Dazu musste ein kundenspezifischer Kühlkörper entwickelt werden.

Als Anfang 2017 dann bereits die 7. Generation Intel-Core-Prozessoren auf dem Markt war, entschloss man sich nach weiteren Tests dieses Plus an Performance zu nutzen.
Hier wurde dann auch gleich einer der wesentlichen Vorteile des Designs mit Standard COM-Express CPU-Modulen deutlich: Noch während der Baseboardentwicklung konnte eine Performanceverbesserung ohne Beeinflussung des Konzepts eingebaut werden. Als weiterer Vorteil bei der Umsetzung der neuen Hardware erwies sich der Boardcontroller. Diese Implementierung für 100%-spezifikationskonforme Module realisiert Data Modul auf allen Lösungen mit dem eigenentwickelten, FPGA-basierten Embedded-Controller DMEC (Bild 3). Mit den DMEC-Features wächst das Modul zum vollwertigen Embedded-Modul, das sich in kleinen, aber wesentlichen Details von Standard-PCs abgrenzt.
Neben umfangreichen Features wie Window-Watchdog, Runtime-Logger (RTM), IO-Multiplexer und SPI-Bus, konnte in diesem Projekt auch der benötigte PWM-Signalgenerator speziell integriert werden.

Da das Beam-System auf einem Batteriesystem basiert, musste ein Weitbereichsnetzteil implementiert werden. Außerdem musste die TPM-Funktionalität aus Sicherheitsgründen hinzugefügt werden.

Und ein weiterer Nebeneffekt war die Tatsache, dass auch der BeamPro mit den neuen COM-Express-Modulen von Data Modul schnell ein Upgrade erhalten konnte. Die absolut spezifikationskonformen COM-Express-Module von Data Modul funktionierten reibungslos auch im aktuellen COM-Express-Baseboard des „alten“ BeamPro. So konnte mit dieser neuen und effizienteren CPU-Plattform unter anderem auch die Akkulaufzeit wesentlich verlängert werden.