Computermodul-Standard für ARM und x86
Qseven - Brücke zwischen Prozessor-Architekturen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Welches Modul für welchen Zweck?
Einen direkten Vergleich ausgewählter Module des Qseven-Standards mit ARM i.MX6 (Bilder 3 und 4), Intel-Atom-E600-Serie und AMD-Fusion-Prozessoren ermöglichen die abgebildeten Blockschaltungen sowie die Vergleichstabelle.
Primärer Einsatzzweck für ARM-Module auf Qseven-Basis sind ultramobile und GUI-intensive Anwendungen, wie sie z.B. in der Medizintechnik und Analytik häufig vorkommen. Im industriellen und verkehrstechnischen Umfeld ermöglicht der geringe Leistungsbedarf lüfterlose, hermetisch gekapselte Geräte, die insbesondere mit Bauteilen für den erweiterten Temperaturbereich einen Einsatz auch unter widrigsten Bedingungen ermöglichen. Eines der größten Argumente für die ARM-Welt ist jedoch das Android-Ökosystem. Hier wird der Modulgedanke von der Hardware in Software und GUI übernommen, so dass sich noch einfacher und noch schneller komplette Systeme aufbauen lassen.
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Für Module auf Basis der AMD-Fusion-Prozessoren spricht die höchste Grafikleistung bei vollständiger x86-Kompatibilität und relativ geringer Stromaufnahme. Diese liegt aber trotz geringerer CPU-Rechenleistung mindestens Faktor 2 über dem eines entsprechenden i.MX6-Systems. Die AMD-Module eigen sich daher besonders für mobile und semistationäre Anwendungen, bei denen x86-Kombatibilität und hohe Grafikleistung gefordert sind, z.B. Digital Signage, aber auch intelligente Bedienterminals für die Industrie und Kiosksysteme.
Die geringere Rechenleistung gegenüber vergleichbaren Intel-Atom-Systemen wird künftig an Bedeutung verlieren, wenn sich OpenCL-Anwendungen stärker etablieren. Damit können die Grafikprozessoren für andere Aufgaben programmiert werden und die CPUs aller hier aufgeführten Plattformen entlasten. OpenCL wird von AMD, Intel und Freescale unterstützt, Anwendungen auf dieser Basis sind damit grundsätzlich auf allen drei Plattformen lauffähig, allerdings mit unterschiedlichen Performance-Vorteilen.
| conga-QAF | conga-QA6 | conga-QMX6 |
|
|---|---|---|---|
| Prozessoren |
AMD Embedded G-Series: |
Intel Atom E6xx Series: E680T/E680, 1,6 GHz E660T/E660, 1,3 GHz E640T/E640, 1,0 GHz E620T/E620, 600 MHz |
Freescale i.MX6 Prozessoren: Solo ARM Cortex-A9, 1,0 GHz Dual ARM Cortex-A9, 1,2 GHz Quad ARM Cortex-A9, 1,2 GHz Dual light ARM Cortex-A9, 1,0 GHz |
| RAM |
2-4 GB DDR3L-1066 |
1-2 GB DDR2-667/800 |
2-4 GB DDR3L-1066 |
| Flash |
SATA SSD bis 32 GB |
SATA SSD bis 32 GB |
eMMC bis 8 GB, onboard MicroSD Sockel |
| Ethernet |
1 × 1 Gbit/s |
1 × 1 Gbit/s |
1 × 1 Gbit/s |
| PCI Express x1 Lanes |
4 x |
3 x |
1 x |
| Serial ATA |
2 x |
2 x |
2 x |
| USB 2.0 / Client |
8 x / - |
6 x / 1 x |
5 x / 1 x |
| SDIO |
1 x |
1 x |
1 x |
| Sound |
HDA |
HDA |
I2S, SPDIF |
| Grafik |
2 × 24 bit LVDS und 1 × DisplayPort/ HDMI oder 2 × DisplayPort/HDMI |
1 × 24 bit LVDS | 2 × 24 bit LVDS und 1 × HDMI oder 2 × HDMI |
| Sonstiges |
2 × Express Card, LPC, I2C (400 kHz, Multimaster), embedded BIOS |
CAN, LPC, I2C (400 kHz, Multimaster), embedded BIOS |
CAN, I2C, Bootloader Extra Stecker: MIPI CSI-2 Kamera- Interface, JTAG |
| Betriebstemperatur |
0 bis 60 °C |
0 bis 60 °C, erweiterte Option -40 bis +85 °C |
0 bis 60 °C, erweiterte Option -40 bis +85 °C |
Vergleich von Qseven-Modulen mit Prozessoren von AMD, Intel und Freescale
Die Intel-Atom-Prozessoren sind schon seit der ersten Generation auf Qseven-Modulen verfügbar. Sie zeichnen sich durch fortschrittlichste Prozesstechnologie und einen Marktvorsprung im Bereich neu eingeführter Technologien wie Hyperthreading und Virtualisierung aus. Auch wenn die Atom-Prozessoren derzeit bei Grafikleistung und Leistungseffizienz noch zurückliegen, ist doch damit zu rechnen, dass neue Intel-Produktgenerationen diesen Vorsprung der Mitbewerber wohl verkürzen werden. Für Anwender, die auf den unkomplizierten Einsatz verschiedener Betriebssysteme auf Mehrkernprozessoren und einen Realtime-Hypervisor angewiesen sind, gibt es derzeit keine Alternative.
Reicht selbst die angebotene Leistung eines Quad-Cores nicht aus, so wird mit den entsprechenden Prozessoren von AMD und Intel die mit 12 Watt spezifizierte maximale Verlustleistung eines Qseven-Moduls normalerweise deutlich überschritten. Die logische Konsequenz ist dann der Wechsel auf den extrem skalierbaren Modulstandard COM Express und die damit verbundene x86-Plattform.
Basis für Produktvarianten
ARM und Qseven passen perfekt zusammen, wenn es darum geht, mit zuverlässigen, vorintegrierten Plattformen in kürzester Zeit mobile und ultramobile Systeme zu erstellen. Die ARM-Plattform öffnet die Türen zum Android-Betriebssystem mit seiner Vielfalt an Applikationen. So können einfach moderne und „trendige“ stromsparende Geräte entwickelt werden. Die ARM-Plattform und die weite Skalierbarkeit der i.MX6-Familie ermöglichen deutliche Kosteneinsparungen.
Das Schöne dabei ist, dass dank der Standardisierung nicht nur Stecker und Signale, sondern auch die Kühlkörper der Qseven-Module über CPU-Technologiegrenzen hinaus getauscht werden können. Dies ist ideal für Neueinsteiger in die ARM-Technologie. Der Anwender kann ein System auf bewährter x86-Basis entwickeln und bei Erfolg des Gerätes sein Angebot auf leistungsoptimierte und preisgünstige Alternativvarianten ausweiten, ohne dass dazu die Mechanik des Gehäuses geändert werden müsste. Wer einmal eine mechanische Design-Änderung (z.B. Kühlkörper) begleiten oder verantworten musste, weiß dies sicherlich zu schätzen.
Der Autor:
| Dipl.-Ing. (FH) Zeljko Loncaric |
|---|
| studierte Medientechnik, nachdem er eine Ausbildung zum Kommunikationselektroniker bei Bosch abgeschlossen hatte. Erste berufliche Erfahrungen sammelte er im Produkt-Marketing bei Kontron sowie im Umwelttechnik-Marketing in Australien. Berufsbegleitend absolvierte er ein weiteres Studium zum MBA Unternehmensmanagement und ist jetzt PR Marketing Engineer bei der congatec AG. |
zeljko.loncaric@congatec.com
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