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I/O gewinnt erheblich an Bedeutung

Mehr Schnittstellenflexibilität und Komfortfunktionen

9. Dezember 2010, 16:27 Uhr | Manne Kreuzer

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Mehr Schnittstellenflexibilität und Komfortfunktionen

Dass die FPGA-Implementierung dabei kein Lippenbekenntnis nur aufgrund neuer Prozessortechnologie ist, sondern eine erweiterte Strategie von Kontron beschreibt, unterstreicht die parallele Veröffentlichung eines COM-Express-FPGA-Starterkits. Das darin enthaltene FPGA-Baseboard mit Alteras »Cyclone IV GX«-FPGA bietet zwei HSMC-Steckplätze und ist damit noch flexibler bei der I/O-Auslegung. Zudem kann das Träger-Board COM-Express-Module der Typen 1, 2 und 10 aufnehmen. Damit ist das neue Starterkit eine hochinteressante Evaluierungsplattform für FPGA-basierte, kostenoptimierte Designs, die auf individuell zugeschnittene dedizierte I/Os setzen. Die individuelle Konfiguration ist in Minuten aus Standardkomponenten für Prozessor und Peripherieanschlüsse zusammengestellt. Sind die Eckparameter für die Hardware validiert, kann parallel die Anwendungssoftware und das passende kundenspezifische Baseboard entwickelt werden.

Zielplattformen für x86 mit FPGA-basierten I/Os sind Full-Custom-Designs oder individuelle Baseboards mit skalierbaren Computer-on-Modules. Für beide Plattformen bietet Kontron Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen inklusive Revisionsmanagement und industriespezifischen Zertifizierungen wie ITAR oder ISO 13485 für z.B. Medizingeräte an. Zielmärkte für FPGA-basierte I/Os auf x86-Prozessorplattformen sind grundsätzlich unbegrenzt, da FPGAs universell nahezu alle I/Os abbilden können. Insofern kann diese Umsetzung langfristig einen Wandel einleiten, der weg von Hardware definierten und hin zu flexiblen, Software definierten I/Os geht. Einzig die FPGA-Konfiguration und die mechanische Ausformung der Schnittstelle definieren dann die I/Os.

Neben der neuen Offenheit, die sich aus FPGA-Implementierungen für x86-Plattformen ergeben, ist für Kontron aber auch die Anbindung von Standard-PC-Funktionen an kundenspezifische Softwareapplikationen wichtig. Diese wird Kontron mit der Cross-Plattform-Middleware »Kontron Embedded Application Programming Interface« (Kontron EAPI) zukünftig auf allen Standard-Boards vereinheitlichen und das gilt dann auch für die dedizierten FPGA-basierten I/O-Implementierungen. Anwendungsentwickler profitieren so von umfangreichen und hoch entwickelten Interfaces, Libraries und API-Funktionen zum Abrufen von Informationen aus allen neuen Kontron-Embedded-Computing-Plattformen. Das Kontron EAPI ist dabei kompatibel zum PICMG EAPI, aber unabhängig von Formfaktoren und Betriebssystemen und bietet ein gegenüber dieser Spezifikation deutlich erweitertes Featureset. Darüber hinaus ermöglicht Kontron EAPI auch Fernüberwachungs- und Steuerungs-Funktionalitäten, was zu einem verbesserten Service, einfacherer Wartung und einer niedrigeren Total-Cost-of-Ownership (TCO) führen kann.

Die ersten Produkte mit Kontron-EAPI-Implementierung sind das Embedded Motherboard »KTQ45«, das COM-Express-Modul »nanoETXexpress-SP« und der Box-IPC »Microspace MPCX«. Zudem werden alle neuen Plattformen, die nach dem Start von Kontron EAPI vorgestellt werden, diese Cross-Plattform-Middleware unterstützten.

Das Software-Interface kann mit jeder höheren Programmiersprache wie C++ oder Java angesprochen werden. Das Ziel von Kontron EAPI ist es, die Entwicklungskosten der Kunden zu reduzieren. Zudem wird die Komplexität des Zugriffs auf Hardwareressourcen und I/Os standardisiert - und dies über alle Embedded-Plattformen hinweg.

Auf die Frage, wie sich das Kontron EAPI von anderen Lösungsansätzen differenziert, erklärt Dirk Finstel, CTO von Kontron, dass es zwar bereits einige Standards gibt wie IPMI und PICMG EAPI, doch diese Spezifikationen sind auf bestimmte Formfaktoren beschränkt. Beim Kontron EAPI wurden die Eigenschaften aus Standards kombiniert und zu einem umfassenden standardisierten Middleware-Paket geschnürt, sodass Anwender Kontron EAPI unabhängig vom Formfaktor und Betriebssystem nutzen können. Kontron geht davon aus, dass diese einheitliche Schnittstelle viele Anhänger finden wird, da sie F&E-Kosten reduziert und die Migration erleichtert: So ist es beispielsweise möglich, mit einem COM und Baseboard die Evaluierung zu starten und danach mit einem Motherboard oder einem VPX-Modul die reale Implementierung umzusetzen. Man braucht also nur noch ein Board parallel zur Einführung eines neuen Prozessors umzusetzen und kann dann darauf aufbauend die weiteren Boards veröffentlichen oder Custom Designs umsetzen. Kunden profitieren so von der Verfügbarkeit neuester Technologie für alle passenden Formfaktoren parallel zur Verfügbarkeit der Prozessoren.