Besonders klein und flach Neuer Standard für I/O-Module

Klein und flexibel: »FeaturePak« ist als I/O-Modul für sehr kompakte Embedded-Baugruppen konzipiert.

»FeaturePak« ist ein neues Konzept für flexible I/O-Erweiterungen durch kleine, anwendungsspezifische Module mit einer Größe von 65 mm x 43 mm, die dank kostengünstigem Steckverbinder einfach auf Embedded-Baugruppen gesteckt werden können.

Die Hersteller von Prozessoren und Chipsätzen packen zwar seit Jahren immer mehr Funktionalitäten in ihre Bausteine, die I/O-Bedürfnisse der Embedded-Branche und ihrer vielfältigen Kunden in Industrie, Fahrzeugbau, Kommunikation und Medizintechnik werden sie damit aber nie vollständig abdecken können - zu kleine Stückzahlen in den Projekten und zu spezielle technische Anforderungen bilden keine geeignete wirtschaftliche Basis für die Großserie. Damit bleibt ein Markt für spezifische I/O-Baugruppen erhalten. Und auch hier zeigt sich, wie bei den CPU-Baugruppen, dass ein Standard nicht die Bedürfnisse der Embedded-Branche befriedigen kann: Eine Vielfalt an Einsteckkarten und Mezzanine-Modulen ist die Folge.

Das neueste I/O-Modul-Konzept ist jetzt »FeaturePak«, das von Diamond Systems erarbeitet wurde und nun in der FeaturePak-Initiative weiterentwickelt wird. Neben dem Initiator Diamond Systems unterstützen die FeaturePak-Initiative bislang die Unternehmen Arbor Technology, Cogent Computer Systems, congatec, Connect Tech, Douglas Electronic, Hectronic, IXXAT Automation, Lippert Embedded Computers, MSC Vertriebs GmbH und VIA Technologies.

Wie alle I/O-Standards folgt auch FeaturePak den Bedürfnissen des Host-Systems - allerdings ist es diesmal nicht ein dedizierter Bus- oder Board-Standard, sondern die stark eingeschränkten Raumverhältnisse, die sich aus sehr kompakten Single-Board-Computern (SBCs) und Computer-on-Modules (CoMs) ergeben, die das Pflichtenheft bestimmten: Mit 65 mm x 43 mm ist FeaturePak deutlich kleiner als eine Kreditkarte. Parallel zur Host-Baugruppe montiert, vergrößert das neue Konzept zudem praktisch nichts an der Host-Bauhöhe.

Gleichzeitig ist FeaturePak sehr flexibel was die Trägerbaugruppe angeht: SBCs, Basis-Boards von CoMs und kundenspezifische Baugruppen kommen in Frage. Möglich macht dieses unter anderem der MXM-Steckverbinder, der das FeaturePak-Modul aufnimmt. Ursprünglich wurde der MXM-Steckverbinder für Grafikkarten in Notebooks konzipiert und bietet daher neben seinen kompakten Abmessungen auch eine maximale Datenübertragungsrate von 2,5 GBit/s.

Die Pin-Belegung des Steckverbinders ist sehr flexibel gehalten: Neben dem Host-Interface gibt es zwei Blöcke von je 50 Kontakten für anwendungsspezifische Signale - einer der I/O-Blöcke verfügt dabei über eine erhöhte Isolation/Schirmung für anspruchsvollere Signale. Das Host-Interface bietet unter anderem zwei PCI-Express-x1-Links, zwei USB-Ports (1.1 oder 2.0), eine serielle Schnittstelle, SMBus sowie JTAG - und leider auch einiges Verwirrungspotenzial, denn es müssen nicht alle Schnittstellen realisiert werden. So unterscheidet die FeaturePak-Spezifikation zwischen »compliance« und »compatibility« sowie »FeaturePak« und »FeaturePak USB«. Für die Bezeichnung »FeaturePak compliant« müssen mindestens eine PCI-Express-Lane, ein USB-Port sowie noch einige Signale und Spannungen vorhanden sein. Für »FeaturePak USB compliant« kann die PCI-Express-Lane entfallen, dafür müssen aber zwei USB-Ports vorhanden sein. Zudem erlaubt die bisherige Spezifikation die Bildung weiterer Untermengen des Host-Busses zu bilden - zukünftige Spezifikationsversionen werden hier wohl noch einige Mindestanforderungen definieren müssen.

Die hohe Flexibilität der I/O-Blöcke und des Host-Interfaces zwingen damit den Anwender die Kompatibilität genau im Auge zu behalten, was ja auch auf die meisten anderen applikationsnahen Baugruppen zutrifft. Dem Ziel besondere I/O-Anforderungen einfach und kostengünstig zu realisieren, entspricht FeaturePak durchaus. Alle Wünsche abdecken kann und will FeaturePak aber nicht - das liegt nun mal in der Natur aller Embedded-Baugruppen und wird auch in Zukunft für immer neue Konzepte und Standards sorgen.