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Knifflige Schnittstellen-Updates

19. Mai 2015, 10:36 Uhr | Manne Kreuzer

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»Nichts desto trotz wird USB Typ C kommen«, ist sich Matthias Klein, COO von congatec sicher. »Werden wir das Datenblatt aber sehr genau spezifizieren müssen.«

Auch beim Thema PCI Express 4.0 herrscht gedämpfte Begeisterung in der Expertenrunde. Obwohl die endgültige Spezifikation erst im nächsten Jahr erfolgen soll - und die entsprechenden Chips noch später kommen - beschäftigt »Gen 4« die Hersteller von Embedded Systemen schon jetzt sehr stark. Denn es zeichnet sich sehr deutlich ab, dass dieser Generationswechsel nicht so einfach ist, wie die vorherigen. Der Grund ist die sehr hohe Datenrate, die sich unter anderem auf die Verbindungslängen negativ auswirkt. Kommt damit das Aus für Rack-Systeme mit vielen Steckplätzen, wie beispielsweise VPX oder CompactPCI?

»Es wird nach wie vor funktionieren. 100 GBit/s ist schon für Telekommunikationssysteme umgesetzt worden - und das ist annähernd der Verbindungsspeed von Gen4«, berichtet Finstel. »Die Frage ist eher, ist der Kunde auch bereit, die zunehmenden Kosten zu tragen? Denn die Backplane-Kosten sind viermal höher als zuvor.« So liegen Basismaterialien, Lagenaufbau, Verarbeitung und Steckverbinder auf allerhöchstem Niveau.

PCI Express hat sich als dominanter Bus im Computerbereich etabliert, unter anderem weil es für den Software-Layer keine Unterschiede gibt, ob die Datenpakete parallel oder seriell in 1.0-, 2.0- oder 3.0-Geschwindigkeit übertragen werden. Es ist also anzunehmen, dass die PCIe-Erfolgsgeschichte weitergeschrieben wird. Nur wann ist noch offen. »Das dauert eine gewisse Zeit, dafür müssen die Kosten stimmen. Letztendlich ist die Frage, was ist die Killerapplikation«, gibt Finstel zu bedenken. »In der Vergangenheit waren das immer die Grafikkarten, die PCI Express ausreizten, sowie die Netzwerkkarten.« Beide Funktionalitäten wandern aber immer stärker in die CPUs und Chipsätze und machen so externe Chips und Karten zunehmen überflüssig. Verschärft wird die Situation noch um die schrumpfenden Verkaufszahlen der klassischen PCs. Damit lahmt das ganze Ökosystem rund um PCI Express und der Preisverfall durch die Economy of Scale lässt auf sich warten.

Wie sehen nun die Gen-4-Migrationspläne für Computer-on-Modules und SBCs aus? »Wir haben jetzt PCIe-Gen3 auf allen CoM-Formfaktoren als Standard. Und natürlichen wollen wir es auch in der vierten Generation anbieten, das ist logisch«, betont Finstel. »Unsere Kunden brauchen immer mehr Bandbreite und die Prozessoren können immer mehr Daten verarbeiten. Dementsprechend ist es ganz klar, dass wir an Gen 4 interessiert sind.« Fraglich sei allerdings - sowohl bei CoMs als auch SBCs - wie man die Signale vom Prozessor auf das Carrier Board oder eine Erweiterungskarte bekommt, ohne Größeneinschränkungen hinnehmen zu müssen. »Die Simulation aus heutiger Steckverbindersicht, hat eine maximale Leitungslänge von rund 2,5 cm nach dem Slot – das ist nicht besonders praxistauglich«, berichtet Finstel. »Das bedeutet, wir brauchen neue Steckverbinder, neues Material und neue Chip-Treiber.«

Damit stehen aber nicht nur die Zulieferer in der Pflicht, auch die gesamte Embedded-Welt muss ihre Hausaufgaben machen. »Auf den Bus müssen wir uns alle vorbereiten. Auf der Modulseite, speziell COM Express, werden wir notgedrungen Spezifikationsänderungen haben«, räumt Matthias Klein ein. »Man muss vielleicht auch über einen neuen Formfaktor nachdenken. Wir wollen deshalb auch eine offene Diskussion starten. Das wird eine Herausforderung, da müssen wir jetzt ran.«