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System-on-Modules

Starke Prozessoren für Embedded-Systeme

17. Juni 2020, 14:07 Uhr | Von Holger Wußmann

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Baseboards entwickeln

Auf Basis des SoMs können Unternehmen ihr eigenes Baseboard entwickeln. Bei Bedarf steht Kontron unterstützend zur Seite oder übernimmt alternativ die komplette Entwicklung. Baseboards von Kontron umfassen neben dem SoM ein Standard-Peripherie-Set mit einer Vielzahl von Schnittstellen, in der Regel USB, Ethernet, CAN, SD-Karten-, Display-, Touch- sowie Audio- und Programmierschnittstelle. Mit den Baseboards lassen sich ebenso in einem Proof-of-Concept Anwendungen erproben, um in einem nächsten Schritt über das Design des Boards und den passenden Prozessor zu entscheiden. Rechen- und Speicherleistung sind je nach Bedarf skalierbar. (Bild 1)

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Von Web-Panels bis hin zu IoT-Gateways

Dank der umfangreichen Schnittstellen eignen sich die System-on-Modules von Kontron für eine Vielzahl von Anwendungen in Industrie, Automation, Medizintechnik, POS/POI sowie für IoT und Industrie 4.0. In Kombination mit Displays und wahlweise mit Gehäuse lassen sich hochwertige HMI und Multitouch-Panels in unterschiedlichen Größen realisieren. Ein weiterer Schwerpunkt sind IoT-Gateways.

Ein Beispiel für den Einsatz von SoMs mit Displays sind Kaffeeautomaten mit Touchscreens. Kontron zeichnet sich hier für das Display, die Steuerelektronik, die Schnittstelle zu den Bezahlsystemen und das Datenlogging verantwortlich. Künftig wird noch eine Gateway-Funktion integriert sein, so können Betreiber von Kaffeeautomaten von den Vorteilen der Fernwartung profitieren. Somit sind Servicearbeiten beispielsweise lediglich bei tatsächlichem Bedarf auszuführen und nicht nach festgelegten Intervallen.

Eine weiteres Anwendungsfeld sind hochwertige Glas-Touch-Bedienfelder, die besonderen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, wie etwa in Backstationen in Supermärkten oder bei Bäckereisystemen in Großbäckereien, wo hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeit sowie extreme Staubbelastung herrschen. Sowohl die Elektronik als auch die Software müssen speziell auf solche Bedingungen zugeschnitten sein. Kontron bringt die erforderliche Kompetenz mit, um die individuellen Kundenanforderungen abzubilden.

Die System-on-Modules von Kontron kommen zudem in Touch-Displays zum Einsatz, wie sie beispielsweise in Wasserhandling-Anlagen oder Entkalkungsgeräten in Privathaushalten genutzt werden. Ein Anbinden zum Unternehmens-Server und zum Smartphone ermöglicht es den Betreibern der Geräte, neue digitale Geschäftsmodelle zu initiieren, bei geringen Stückkosten für das SoM.

Unterschied SoM – CoM
SoMs beinhalten im Grunde alle Elemente eines Verarbeitungssystems und werden auf eine Trägerplatine gelötet oder gesteckt. Ein Computer-on-Module (CoM) hingegen ist einem Single Board Computer (SBC) ähnlicher und ein kompletter Rechner. Es enthält auf einer Leiterplatte neben den Hauptbestandteilen wie CPU, RAM, Flash und Energieversorgung außerdem Schnittstellen für zugehörige Peripherie. Sie besitzen einen vordefinierten Standard und sind in der Regel auf ein Trägerboard zu montieren. CoMs sind im Gegensatz zu SoMs bereits vollständige Computermodule, die ohne zusätzliche Geräte auskommen. Sie bieten eine hohe Flexibilität, da eine Vielzahl an Modulen mit diversen Prozessoren am Markt erhältlich ist.

Unterschied SoM – CoM

SoMs beinhalten im Grunde alle Elemente eines Verarbeitungssystems und werden auf eine Trägerplatine gelötet oder gesteckt. Ein Computer-on-Module (CoM) hingegen ist einem Single Board Computer (SBC) ähnlicher und ein kompletter Rechner. Es enthält auf einer Leiterplatte neben den Hauptbestandteilen wie CPU, RAM, Flash und Energieversorgung außerdem Schnittstellen für zugehörige Peripherie. Sie besitzen einen vordefinierten Standard und sind in der Regel auf ein Trägerboard zu montieren. CoMs sind im Gegensatz zu SoMs bereits vollständige Computermodule, die ohne zusätzliche Geräte auskommen. Sie bieten eine hohe Flexibilität, da eine Vielzahl an Modulen mit diversen Prozessoren am Markt erhältlich ist.

Das SoM SL i.MX8M Mini

Die SoMs von Kontron basieren auf modernen, leistungsfähigen Prozessorarchitekturen. Nachdem Kontron 2019 als einer der ersten Hersteller ein SoM mit dem STM32MP157-Prozessor von STMicroelectronics auf den Markt gebracht hat, ist jetzt mit dem SL i.MX8M Mini ein SoM mit dem Hochleistungs-Prozessor i.MX8M Mini von NXP verfügbar (Bild 2). Für beide Module bietet Kontron entsprechende Baseboards an. Zukünftige System-on-Modules werden auf Basis des neuen OSM-Standards entwickelt.

Das SoM SL i.MX8M Mini basiert auf Arm Cortex-A53 und Arm Cortex-M4 für Real-Time-Anwendungen beziehungsweise Steuerungs-Aufgaben sowie der Speichertechnik LPDDR4. Für rechenintensive Anwendungen bietet das kompakte Modul höchste Leistung und anspruchsvolle 3D-Visualisierungen, und verfügt über umfangreiche Kommunikationsschnittstellen sowie ein modernes DSI-Interface als Display-Schnittstelle. Je nach Variante ist es mit bis zu 1,6 GHz getaktet.

Verbunden mit dem Linux Board Support Package von Kontron und einer komplett konfigurierten Open Source Entwicklungsumgebung ist das SL i.MX8M Mini sofort einsetzbar. Um den Prozessor zu erproben, ist das System ebenso als Starter-Kit lieferbar. Als erstes SoM von Kontron bietet es zudem die Möglichkeit, alternativ zu einem Linux-Betriebssystem Microsoft Windows 10 IoT Core zu verwenden.

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