Kompakter Single Board Computer
SBC von TQ-Systems: Smarte Leistung auf kleinem Quadrat
Single Board Computer (SBC) auf der Fläche eines Bierdeckels sind seit Jahrzehnten beliebt in der Embedded-Welt. TQ-Systems bringt frischen Wind in diese Größenklasse mit dem MBa93xxLA-MINI in den Abmessungen 100 mm x 100 mm.
Beständigkeit ist für die Embedded-Welt ein charakteristisches Merkmal – sei es in den Ausprägungen »robust« oder »langfristig einsetzbar und verfügbar«. Der Grund: Neben den entsprechenden Anforderungen der Anwendungen kommt noch das Entwicklerprinzip »never change a winning team« hinzu. Dies betrifft nicht nur die Prozessorarchitekturen, Betriebssysteme und Programmiersprachen, sondern wirkt sich oftmals auch auf den mechanischen Formfaktor aus.
So dominierte rund 20 Jahre lang die (Doppel-)Europakarte die Industriecomputerwelt und brachte 19-Zoll-Rack-basierte Rechnertechnik wie VMEbus oder CompactPCI hervor. Der Wunsch nach kompakteren Formaten führte 1992 zur Spezifizierung des PC/104-Standards mit seinen rund 90 mm x 96 mm. Ob gestapelt als Stand-alone-Computer, als Mezzanine-Karte aufgesteckt oder als SBC im Einsatz, etablierte sich das Format in dem nun »Embedded« genannten Bereich als feste Größe. Nach rund 20 Jahren hat auch Intel mit dem NUC (Next Unit of Computing) ein ähnliches Format (101,6 mm x 101,6 mm) präsentiert. Die Standardisierungsgruppe SGET hat davon recht zügig embedded NUC mit Abmessungen von ebenfalls 101,6 mm x 101,6 mm abgeleitet.
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TQ nutzt den Formfaktor 100 mm x 100 mm seit 2018 mit dem SBC MBa6ULxL als Vorreiter, gefolgt vom MBa8MP-RAS314. Die Nutzung des praktischen Formfaktors muss sich nicht auf SBCs beschränken, sondern bietet sich auch für Carrier-Boards an (COM Express Mini und SMARC). Unter dem Namen MB-SMARC-100100-1 hat TQ nicht nur eine entsprechende Träger-Baugruppe entwickelt, sondern demonstriert damit auch weiteres Potenzial: Statt die bekannten Schnittstellenbuchsen horizontal – also seitlich – zu platzieren, sind sie vertikal – also nach oben zeigend – ausgelegt. Damit eignet sich die Baugruppe besonders gut für die Hutschienenmontage mit einer komfortablen Verkabelung »von vorne«. Weitere Carrier-Boards, unter anderem für den High-End-Standard COM-HPC Mini, sind in Arbeit.
Das neueste Mitglied im Formfaktor 100 mm x 100 mm ist der SBC MBa93xxLA-MINI. Er beruht auf dem Embedded-Modul TQMa93xxLA, auf dem Prozessoren der i.MX-93-Familie von NXP zum Einsatz kommen. Damit stehen ein oder zwei Arm-Cortex-A55-Cores (1,7 GHz getaktet) zur Verfügung. Hinzu kommt ein Cortex-M33-Core (250 MHz getaktet) für Echtzeit- und Low-Power-Aufgaben. Wahlweise sind auch Versionen mit Arm-Ethos-U-65-microNPU zur Beschleunigung der Machine-Learning-Inference erhältlich. Der Prozessor ist von TQ ergänzt um bis zu 2 GB LPDDR4, bis zu 256 MB NOR-Flash, bis zu 256 GB eMMC und optional 64 kBit EEPROM. Weitere Optionen sind ein Secure Element als Root-of-Trust und ein Gyroskop-Sensor zur Lagebestimmung.
Alle relevanten, in der CPU integrierten Schnittstellen sind auf dem MBa93xxLA-MINI als industrietaugliche Versionen umgesetzt: LVDS (4 Lanes), 2x MIPI CSI-2 (1 x 4 Lanes / 1 x 2 Lanes), bis zu 2x Gbit-Ethernet (1x TSN-fähig), bis zu 2x USB 2.0, 1x USB 2.0 Device, bis zu 2x CAN FD. Weitere Schnittstellen sind bis zu 1x I2C, bis zu 1x UART, JTAG, USB-Debug (RS-232), bis zu 4x ADC, bis zu 1x SPI, bis zu 1x SAI und ein microSD-Card-Steckplatz.
Durch die zahlreichen Schnittstellen und die kleine Baugröße ist der Einsatz in verschiedensten Applikationen möglich - eingebettet, auf der Hutschiene und überall, wo smarte Performance auf engem Raum verlangt wird. Der geringe Stromverbrauch (typisch 2 W bis 3 W) des SBC unterstützt dies zusätzlich und erspart aufwändige Kühllösungen. Für Erweiterungen stehen sogar zwei M.2-Schnittstellen (B-Key, E-Key) bereit. Für diese Plattform ist auch eine Gehäuselösung erhältlich, die den Einsatz als eigenständiges Komplettsystem ermöglicht.
Als Betriebssysteme stehen Linux und FreeRTOS zur Verfügung. Der Standardtemperaturbereich beträgt -25 °C bis 70 °C, der erweiterte Temperaturbereich -40 °C bis 70 °C. Damit eignet sich die Baugruppe für die unterschiedlichsten Edge-Anwendungen in der Medizin-, Energie- und Messtechnik sowie der Gebäudeautomation.
TQ-Systems auf der embedded world 2026: Halle 3, Stand 249
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