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Neue Prozessoren – neue Boards

28. September 2020, 15:07 Uhr   |  Tobias Schlichtmeier

Neue Prozessoren – neue Boards
© Congatec

Der Deggendorfer Embedded-Spezialist Congatec implementiert Intels Core-Prozessoren der elften Generation in zwei neuen Computer-on-Modules.

Mit Intels neuer Prozessorgeneration geht eine neue Generation von Computer-on-Modules und Single-Board-Computern einher. Hersteller nutzen die verbesserte Rechenleistung von Intels 11. Core-Generation sowie der neuen Atom-, Celeron- und Pentium-Prozessoren. Wir zeigen, wer aufgerüstet hat.

Zuletzt brachte Intel seine sparsamen »Atom«-Prozessoren aus der 10-Nanometer-Fertigung für Embedded-Systeme heraus, insbesondere sollen sie für das IoT zum Einsatz kommen. Die Baureihe Atom x6000E alias Elkhart Lake folgt laut einem Artikel des Magazins Heise auf den 2016 eingeführten »Apollo-Lake«-Atom x-3900E. Zur Elkhart-Lake-Familie gehören außerdem die Celeron- und Pentium-Typen N/J 6000, denen einige Funktionen der Atom x6000E fehlen. Sie sind Nachfolger der Gemini-Lake-Prozessoren. Elkhart Lake bringt eine Fülle von Neuerungen, darunter verbesserte »Tremont«-Rechenkerne mit einem Turbo-Takt von bis zu 3 GHz und eine Gen-11-GPU (UHD Graphics), die bis zu drei Displays mit 4K-Auflösung und 60 Hz gleichzeitig ansteuern kann (via DisplayPort 1.3 oder HDMI 2.0b). [1]

Neu sind weiterhin Intels Core-Prozessoren der 11. Generation, Codename »Tiger Lake«. Mit dieser Palette an aktuellen Prozessoren gehen jede Menge neuer Entwicklungen bei den Embedded-Spezialisten einher. Gerade Computer-on-Modules, aber auch Single-Board-Computer profitieren von der verbesserten Rechenleistung der neuen Prozessor-Generation. Welche neuen Boards auf dem Markt sind, zeigen wir Ihnen hier.

Congatec

Boards auf Basis der Core-Prozessoren: Der Deggendorfer Embedded-Spezialist Congatec implementiert die Intel-Prozessoren in zwei neuen Computer-on-Modules mit jeweils sechs verschiedenen Varianten: Dem COM-HPC-Board »conga-HPC/cTLU« sowie dem COM-Express-Board »conga-TC570«. Die Module bieten laut Congatec dank der aktuellen Low-Power Tiger Lake System-on-Chips (SoCs) eine deutlich höhere CPU- und eine fast dreifach höhere GPU-Leistung sowie Support aktueller PCIe-Gen4- und USB4-Schnittstellen.

COM-HPC- und COM-Express-Boards
© Congatec

Bild 1 zeigt die unterschiedlichen Prozessorvarianten, mit denen die COM-HPC- und COM-Express-Boards verfügbar sind.


Ergänzt werden die Boards von einem umfassenden Support der Intel IOTG Embedded Range. Bild 1 zeigt die unterschiedlichen Prozessorvarianten, mit denen die COM-HPC- und COM-Express-Boards verfügbar sind.

Boards auf Basis von Atom-, Celeron- und Pentium-Prozessoren: Weiterhin werden auf Basis von Intels Elkhart Lake-Serie (Atom x6000 sowie Celeron J/N und Pentium J/N) bei Congatec fünf verschiedene Formfaktoren bedient: SMARC, Qseven, COM Express Compact, Mini Computer-on-Modules sowie Pico-ITX Single Board Computer (SBC). Congatec verspricht mit den neuen Boards und Modulen eine im Vergleich mit den Vorgängern doppelt so schnelle Grafik für bis zu 2 x 4k und 50 Prozent mehr Multi-Thread-Leistung auf bis zu vier Kernen. Erhältliche Prozessoren für diese Module zeigt Bild 2.

Prozessorvarianten
© Congatec

Auf Basis von Intels Elkhart Lake-Serie (Atom x6000 sowie Celeron J/N und Pentium J/N) werden bei Congatec fünf verschiedene Formfaktoren bedient.


Funktionen wie verifiziertes Booten, Measured-Boot, Intel Platform Trust Technology (Intel PTT) und Intel Dynamic Application Loader (Intel DAL) runden das Angebot ab. Support von Intel OpenVino und Microsoft ML gibt es obendrein. Zu den weiteren technischen Verbesserungen zählen die Unterstützung von bis zu 16 GB LPDDR4x-Speicher mit bis zu 4267 MT/s, PCIe Gen3 und USB 3.1 für eine höhere Datenbandbreite sowie onboard Universal Flash Storage (UFS) 2.1 Flash-Speicher.

Kontron

Core-Prozessoren: Der Augsburger Hersteller Kontron kombiniert bewährte Formfaktoren mit neuen Features der elften Intel Core-Prozessoren (Bild 3). Das COM-Express-Compact-Typ-6-Modul»COMe-cTL6« bietet Varianten bis zu Quad Core, i7-Prozessoren zusammen mit Dual Channel DDR4-3200 Speicher bis zu 48 GB, wobei der zweite Kanal ebenfalls als gelöteter Speicher mit bis zu 16 GB ausgelegt ist. Das ermöglicht einen Einsatz in Temperaturbereich von -40 bis +85 °C für Anwendungen in rauen und anspruchsvollen Umgebungen. Zudem ist eine NVMe SSD on-board bestückbar, so können externe Speichermedien entfallen. Anwender können den Speicher an einen der vier PCIe-4.0-Anschlüsse der CPU anbinden. Außerdem sind fünf PCIe 3.0-Lanes verfügbar.

Das »VPX Computer Blade VX3060« besitzt ausgewählte CPUs, die für Nutzungsprofile mit verlängerter Lebensdauer vorgesehen sind. Quad-Core-CPUs mit spezialisierten Vector Neural Network Instructions (VNNI) für künstliche Intelligenz, AVX512 für eine Doubled Signal Processing Pipeline sowie 96 Execution Units (EU) der integrierten Intel Iris-Xe-Grafik-Engine, die über OpenCL zugänglich sind, gewähren eine hohe Rechenleistung. Das VX3060 ist in zwei Varianten erhältlich, die sich über verschiedene Robustheitsgrade auszeichnen.

Kontron Boards
© Kontron

Bild 3: Der Augsburger Hersteller Kontron kombiniert bewährte Formfaktoren mit neuen Features der elften Intel Core-Prozessoren.

Kontron plant außerdem einen 3,5" Single Board Computer (SBC), der Verbesserungen in der Verarbeitungs-, Grafik- und KI-Leistung bieten soll. Das Board soll mehrere Schnittstellen wie SATA 3.0, M.2, 2.5 GbE LAN sowie vier DP-Kanäle bieten, die vier unabhängige Displays mit 4K-Videos bei 60 fps ansteuern.

Atom-, Celeron- und Pentium-Prozessoren: Mit Atom-Prozessoren wird es bei Kontron drei Formfaktoren geben, die in Q1/2021 verfügbar sein sollen: COM Express Compact Typ 6 mit »COMe-cEL6«, COM Express Mini Typ 10 mit »COMe-mEL10« und SMARC Modul mit »SMARC-sXEL«. Alle drei Plattformen unterstützen die breite Skalierbarkeit der neuen Prozessoren der Atom-x6000-Serie und der Pentium- und Celeron N- und J-Serie. Das Portfolio reicht von 2-Kern- bis zu 4-Kern-Anwendungen mit bis zu 3,0 GHz Burst-Frequenz.

Das COMe-cEL6 bietet bis zu 32 GB DDR4-3200-Speicher über zwei SODIMM-Sockel, unterstützt drei Displays, sechs PCIe-3.0-Lanes, 1GBASE-T (alternativ 2,5 GBASE-T) Ethernet, bis zu vier USB 3.1/2.0-, vier USB-2.0-Schnittstellen, zwei SATA-Ports sowie optional eMMC-Flash. Das COMe-mEL10 unterstützt bis zu 16 GB LPDDR4 memory-down, zwei USB-3.1- und sechs USB-2.0-Schnittstellen, zwei SATA-Anschlüsse, eMMC on-board, einen 1GBASE-T (alternativ 2,5GBASE-T) Ethernet-Anschluss und zwei optionale SGMII-Anschlüsse. Das SMARC-sXEL eignet sich besonders für Anwendungen, die eine geringe Bauhöhe erfordern. Es bietet bis zu 16 GB LPDDR4-Speicher, zwei USB-3.1- und vier USB-2.0-Schnittstellen, einen SATA-Port, eMMC on-board, zwei 1GBASE-T (alternativ 2,5GBASE-T)-Ethernet-Ports und einen optionalen SGMII-Port.

TQ Group

Atom-, Celeron- und Pentium-Prozessoren: TQ rüstet die Modulfamilie »TQMxE40« mit den Elkhart-Lake-Prozessoren aus. Hierbei werden die Formfaktoren COM Express Mini, COM Express Compact und SMARC unterstützt. Die Embedded-Module eignen sich besonders für Industrieautomatisierung, Medizintechnik, Messtechnik, Robotik sowie Transport und Logistik Anwendungen. TQ setzt bei den neuen Standardmodulen »TQMxE40M«, »TQMxE40S« und »TQMxE40C1/C2« auf die Atom-x6000E-Prozessoren, die es mit zwölf unterschiedlichen CPU-Derivaten für verschiedene Leistungsklassen und Einsatzbedingungen geben soll.

Die Speicherschnittstelle des COM-Express-Mini-Moduls TQMxE40M(Bild 4) ist mit der LPDDR4/4x-Technik ausgestattet. Die Speicherkapazität ist im Bereich von 4 bis 16 GB wählbar. Bis zu vier PCI-Express-Lanes der 3. Generation (8 GT/s) stehen für den Anschluss von bis zu vier Peripheriegeräten zur Verfügung und sind im BIOS flexibel konfigurierbar.

COM-Express-Mini-Modul TQMxE40M
© TQ Group

Bild 4. Die Speicherschnittstelle des COM-Express-Mini-Moduls TQMxE40M (Bild 4) ist mit der LPDDR4/4x-Technik ausgestattet.

Das SMARC-2.1-Modul TQMxE40S bietet aufgrund des Edge Connectors mit 314 Pins zusätzliche Möglichkeiten der I/O-Anbindung. So stehen drei unabhängige, hochauflösende Bildschirme (bis zu 4K/60 Hz) und zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen zur Verfügung. Auch hier wird eine Peripherieanbindung mit PCI Express der 3. Generation unterstützt (8 GT/s). Zwei CAN-Schnittstellen runden die Funktionen ab.
Die beiden COM-Express-Compact-Module TQMxE40C1 (gelöteter Speicher, max. 16 GB) und TQMxE40C2 (steckbarer SO-DIMM Speicher, max. 64 GB) unterscheiden sich aufgrund der verwendeten Speichertechnik. Beide unterstützen bis zu acht PCIe Lanes und sechs Geräte sowie drei unabhängige 4K-Bildschirme, 2x SATA und 1x Gigabit Ethernet. Die Module sollen etwa in Q1/Q2 2021 in Serie verfügbar sein.

Avnet Integrated

Core-Prozessoren: Avnet Integrated rüstet die COM-Express-Type-6-Modulfamilie »MSC C6C-TLU« mit den neuen Core-Prozessoren aus. Sie ist speziell für den Einsatz in deterministischen Ethernet Netzwerken ausgelegt. Um strenge Timing-Vorgaben und geringe Latenzzeiten unter Echtzeitbedingungen zu gewährleisten, werden TSN (Time-Sensitive Networking) sowie TCC (Intel Time Coordinated Computing) unterstützt.

Neben den hochleistungsfähigen Modulen stellt Avnet Integrated das komplette Ökosystem mit passenden Design-Werkzeugen wie Starter Kit und Board Support Package sowie umfangreiche Service-Leistungen wie Design-in Support und Carrier Design Review zur Verfügung.

Atom-Prozessoren: Avnet Integrated stattet außerdem COM ExpressTyp 6 und Typ 10, SMARC 2.1 und Qseven 2.1 mit Atom-x6000E-Prozessoren aus (Bild 5). Mit der zukünftigen Verfügbarkeit der sofort einsetzbaren Embedded-Module und der entsprechenden Design Tools von Avnet Integrated steht die neue Prozessortechnik frühzeitig für das Entwickeln von Anwendungen bereit.

Avnet Integrated entwickelt alle Embedded-Modulfamilien in den unternehmenseigenen Technologie-Campussen und fertigt die Produkte in hochautomatisierten Fertigungsstätten im eigenen Haus. Alle Boards sind laut Avnet mindestens 15 Jahre ab Einführung der integrierten Prozessortechnik verfügbar.

[1] https://www.heise.de/news/Intel-Atom-x6000E-fuer-Embedded-Systems-und-billigere-Tremont-CPUs-4910213.html

MSC_SM2S-EL-QC-001_SR
© Avnet Integrated

Bild 5. Avnet Integrated stattet das SMARC-Board 2MS-EL mit Intels Elkhart-Lake-Prozessoren aus.

Advantech

Advantech bietet eine Reihe von Embedded-Computing-Lösungen mit den neuen Core- und Celeron-Prozessoren an. Diese Lösungen - zu denen SOM-7583- und SOM-6883-Computer auf Modulen, MIO-5375- und MIO-2375-Embedded-Einplatinencomputer und das Ei-52-Edge-Intelligence-System gehören - sind mit den neuesten Prozessoren und Advantechs WISE-DeviceOn, einer IoT-Geräteverwaltungslösung, ausgestattet. Die embedded-Lösungen von Advantech bieten eine hohe Rechenleistung für Bildverarbeitungs-, Medizin-, Verteidigungs- und KI-Anwendungen.

Daneben gibt es von Advantch drei neue Embedded-Computing-Plattformen mit der Atom-x6000-Serie und Pentium- und Celeron-Prozessoren der N- und J-Serie. Diese Plattformen - Advantechs Computer-on-Module SOM-2532, das industrielle Motherboard AIMB-218 und der 3,5-Zoll-Einplatinencomputer MIO-5152 - sind ebenfalls mitAdvantech WISE-DeviceOn ausgestattet und zielen auf Echtzeit-Computing im Einzelhandel, in der Fabrikautomatisierung, im Gesundheitswesen, für IoT-Edge- und Transportanwendungen.  

Der AIMB-218 unterstützt einen skalierbaren TDP-Bereich von 4,5 W bis 12 W, um die Kundennachfrage nach einer sehr breiten Palette von Anwendungen mit nur einem einzigen Plattformdesign zu erfüllen. Der On-Board-Speicher (UFS) bietet schnelle Übertragungsgeschwindigkeiten (bis zu 1200 MB/s) und vielfältige E/A zur Unterstützung zahlreicher Peripheriegeräte auf einer einzigen Plattform.

In ähnlicher Weise bietet die SOM-2532 (Bild 6)Onboard-LPDDR4 3200Mt/s bis zu 16 GB mit IBECC. Das Design unterstützt onboard UFS 2.0, Dual-GbE-LAN mit TSN PHY, 2x CAN FD und 3x unabhängige 4K-Displays. SOM-2532 eignet sich für Automations-, Medizin-, IoT-Edge- und Transportanwendungen. Und die embedded-3,5-Zoll-Einzelplatine MIO-5152 ist mit DDR4-3200 bis zu 32 GB ausgestattet und bietet reichhaltige E/A-Optionen wie HDMI2.0/DP/LVDS, Dual GbE, 4x USB3.2, 4x USB2.0, 6x UARTs & TPM, passend für Anwendungen wie IVD im medizinischen Bereich, Roboter und HMI in den Automatisierungsmärkten und verschiedene Anwendungen von Instrumententafeln.

Advantech, ein weltweit führender Anbieter von eingebettetem A-IoT, bringt SMARC 2.1 SOM-2532 mit dem neuesten 10-nm-Prozessor von Intel® Elkhart Lake auf den Markt. SOM-2532 bietet bis zu 4 Kerne und liefert eine 40% bessere CPU-Leistung und eine verbesserte Grafikverarbeitung im Vergleich zu früheren Modellen. Diese innovative Lösung unterstützt mehrere E/A und Displays, einschließlich zwei GbE-LANs, die TSN PHY unterstützen, drei unabhängige 4K-Displays, zwei USB 3.1 Gen 2 (10 Gbps) und 1 x SATA Gen3. Mit seiner verbesserten Verarbeitungsleistung und vielfältigen E/As ist SOM-2532 eine gute Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich industrieller Steuerung, Transport, Automatisierung und medizinischer Anwendungen.

Advantech
© Advantech

Bild 6: SOM-2532 SMARC Computing Module

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