SMARC und COM Express mit Atom-CPUs
Skalierbare Computing-Module mit Nehmerqualitäten
Avnet hat drei kompakte Computer-on-Modules (CoMs) vorgestellt, die aufIntels leistungsfähiger Atom-Prozessor x7000RE und x7000C Series mit achtCores basieren. Die Boards sind für den rauen Industrieeinsatz mit erweitertem Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C und 24/7-Dauerbetrieb ausgelegt.
Skalierbare Embedded-Computing-Technologien können die Entwicklung von innovativen Medizingeräten der Zukunft deutlich beschleunigen. Die sofort einsetzbaren Computer-on-Modules integrieren eine Core-Funktionalität der ausgewählten Prozessortechnologie und werden einfach auf ein Carrier Board gesteckt, das alle anwendungsspezifischen Funktionen zur Verfügung stellt. Die Vorteile des Modulkonzepts sind eine hohe Flexibilität und eine offene Skalierung mit dem Ziel der Optimierung der Projektkosten und der Time-to-Market des Endprodukts. Darüber hinaus bieten die standardisierten Compute-Module eine Migration hin zu zukünftigen Technologie-Upgrades.
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Hohe Anforderungen in Medizin und Industrie
Die Medizintechnik bietet zahlreiche An- wendungsbereiche für standardisierte Embedded-Module, die von Hochleistungssystemen der Computer- und Magnetresonanztomografie (CT, MRT) über Ultraschall- und Diagnosegeräte bis hin zu stationären und mobilen Patientenmonitorsystemen reichen. Mobile Notfallsysteme wie Defibrillatoren, EKG-, Blutdruck-, Sauerstoff- und Temperaturmessgeräte integrieren kompakte Embedded-Module, die geringe Einbaumaße und eine optimierte Verlustleistung für einen Batteriebetrieb bieten.
Solche Anwendungen in der Medizintechnik stellen jedoch besondere Anforderungen an die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Geräte, um die gültigen Normen und vorgeschriebenen Zertifizierungen zu erfüllen. Hier kann Avnet Embedded aus einem breiten Portfolio an Embedded-Rechenmodulen schöpfen, die dank ihrer skalierbaren Leistungsdaten und einer flexiblen Schnittstellenauswahl für vielfältige Medizintechnikanwendungen geeignet sind. Für spezielle Aufgaben, die mit den angebotenen Standardmodulen nicht erfüllbar sind, können die Hard- und Software anwendungsspezifisch optimiert werden. Dies schließt beispielsweise die Anpassung des BIOS, die Unterstützung bei der Entwicklung des Carrier Boards und die Integration des Moduls in die spezielle Applikation ein.
Mehr Kerne im Atom
Um die wachsenden Anforderungen der vielfältigen Medizinanwendungen der Zukunft erfüllen zu können, sind starke wie effiziente Prozessoren die Basis. Ein Leistungsprofil, das Intels gerade angekündigte Atom-Prozessoren der x7000RE und x7000C Series bestens erfüllen sollen. Im Vergleich zur Vorgängergeneration bietet die Prozessortechnologie mit bis zu acht Kernen nun doppelt so viele Prozessorkerne bei vergleichbarer Leistungsaufnahme. Die CPU-Architektur nutzt die gleichen Efficient-Cores, die bereits bei der Intel Performance Hybrid Architecture der 12. Gen Intel-Core-Prozessoren eingesetzt wird. Die integrierte Intel UHD Graphics der x7000RE-Series basiert auf der Xe-Architektur mit bis zu 32 Execution Units (EUs) und liefert eine hohe Grafikleistung mit einer maximalen Auflösung von 4K. Die EUs unterstützen darüber hinaus KI-Anwendungen, die in der Medizin zunehmend zum Einsatz kommen, beispielsweise in leistungsfähigen Bilderkennungs- und Bildverarbeitungssystemen.
Drei Module zum Start
Unmittelbar nach dem Startschuss für die neuen Prozessoren bietet Avnet Embedded derzeit bereits drei Embedded-Module an, die auf der x7000RE und x7000C Series des neuen Atom-Prozessors basieren.
➔ Die Modulfamilie MSC SM2S-ASL entspricht dem kompakten SMARC-Formfaktor,
➔ die MSC C6C-ASL-Module sind konform COM Express Type 6 und
➔ die MSC C10M-ASL-Module entsprechen dem COM-Express-Standard Type 10.
Zur Skalierung der Rechenleistung stehen zwei, vier oder acht CPU-Kerne zur Verfügung.
Die auf Intels Atom-Prozessor basierenden Module sind für Anwendungen ausgelegt, die eine zuverlässige und kompakte Industrieplattform benötigen. Die Boards sind für den rauen Industrieeinsatz mit erweitertem Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C und 24/7-Dauerbetrieb ausgelegt. Zu den typischen Anwendungen zählen neben der Medizintechnik u. a. die Robotik, Automatisierungssysteme, PLCs, HMI- Systeme, Digital-Signage-Lösungen, POS-Terminals und intelligente Kameralösungen.
Wenn die Anforderungen an Temperaturbereich und Betriebsdauer geringer ausfallen, können alternativ die eng verwandten Module der ALN-Familie zum Einsatz kommen. Diese sind ausgerüstet mit den Intel-Atom-Prozessoren der x7000E-Serie, dem Intel-Core-i3-Prozessor oder den Intel-Prozessoren der N-Serie.
Auf den Modulen steht ein On-Board-eMMC-Speicher mit bis zu 256 GB zur Verfügung. Zum Schutz der Speicherdaten wird eine in-band ECC-Option angeboten. Eine breite Auswahl an leistungsfähigen Schnittstellen wie PCIe Gen 3, USB 3.2, USB 2.0, 1/2,5-Gbit/s-Ethernet ermöglicht einen hohen Datendurchsatz. Über zwei MIPI-CSI-Schnittstellen lassen sich Kameras anschließen. Insgesamt können die Module bis zu drei unabhängige Displays ansteuern.
Kompakte Rechenwerke
Die Modulfamilie MSC SM2S-ASL von Avnet Embedded ist SMARC-2.1.1-konform und weist im Short-Size-Formfaktor Abmessungen von 82 x 50 mm2 auf. Die energiesparende und kosteneffiziente Baugruppe weist eine Verlustleistung zwischen 8 und 17 W auf. Für einen hohen Datendurchsatz sorgt die implementierte schnelle LPDDR5-4800-Speichertechnologie mit einer maximalen Kapazität von 16 GB. Die Speicherbausteine sind auf dem Board fest verlötet (Memory-down) für robuste Anwendungen. Zusätzlich zu den oben angeführten Interfaces unterstützt das SMARC-Modul zwei Gigabit-Ethernet-Ports und einem SGMII mit bis zu 2,5 GbE Bandbreite.
Die x7000RE- und x7000C-Series-basierende Modulfamilie MSC C6C-ASL von Avnet Embedded entspricht dem COM-Express-Type-6-Standard im Compact-Formfaktor mit 95 x 95 mm. Die COMe-Schnittstellen unterstützen den direkten Zugriff zu digitalen Display-Interfaces einschließlich DisplayPort, HDMI und LVDS oder alternativ eDP. Die Hochleistungsschnittstellen schließen bis zu sechs PCIe Gen 3 Lanes und bis zu vier USB 3.1 Ports ein. Die Netzwerkschnittstelle basierend auf dem Intel i226-Netzwerkcontroller liefert bis zu 2,5 GbE Bandbreite. Massenspeicherung ist über das optionale on-board eMMC Memory oder extern über zwei SATA-Kanäle möglich. Das Board lässt sich mit bis zu 16 GB DDR5-4800 SO-DIMM-Speicher ausstatten.
Auf dem Standard COM Express Type 10, Mini-Formfaktor (84 x 55 mm2) basieren die Module MSC C10M-ASL von Avnet Embedded. Das Board bietet die Unterstützung von zwei unabhängigen Displays und schnelle LPDDR5-Speicher mit bis zu 16 GB gelöteten Speicherbausteinen für den Einsatz in rauen Umgebungen. Die energieeffiziente COM-Express-Mini-Baugruppe verfügt über ein Gigabit-Ethernet-Port mit bis zu 2,5 GbE Bandbreite.
Langzeitunterstützung gesichert
Die neuen Modulfamilien erweitern das breite Produktangebot des Herstellers an Intel-Atom-basierten Computer-on-Modules des Herstellers mit zusätzlicher Performance und Funktionalität nach oben und geben den Anwendern damit weitere Möglichkeiten, die optimale Lösung für ihre Applikation zu finden. Neben den Embedded-Modulen liefert der Hersteller dafür ein komplettes Ecosystem einschließlich passendem Starterkit, Board Support Package und Design-in-Support.
Um die getätigten Systeminvestitionen seitens der Kunden sicherzustellen und erneute Zulassungsverfahren und Zertifizierungen der medizinischen Geräte zu vermeiden, stellt Avnet eine Langzeitverfügbarkeit aller Module sicher. Alle SMARC- und COM-Express-Baugruppen werden in den unternehmenseigenen Designcentern entwickelt und in hochautomatisierten Produktionsstätten gefertigt. Damit ist eine sehr hohe Qualität der Embedded Boards gewährleistet.
Nach Unterlagen von Avnet Embedded
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