Drei Prozessoren auf einer Karte Zweifach-Redundanz für Bahnanwendungen

MEN Mikro Elektronik nutzt gleich drei Intel-Atom-Prozessoren für den CompactPCI-PlusIO-SBC »F75P«.
MEN Mikro Elektronik nutzt gleich drei Intel-Atom-Prozessoren für den CompactPCI-PlusIO-SBC »F75P«.

MEN Mikro Elektronik holt mit dem CompactPCI-PlusIO-SBC »F75P« funktionale Sicherheit durch redundant vorhandene Intel-Atom-Prozessoren auf die Board-Ebene.

Der sichere Single-Board-Computer F75P von MEN vereint die Vorteile eines 1oo2-Multiprocessing-Systems mit der Robustheit und Flexibiliät des CompactPCI-PlusIO-Standards auf einer Karte. Zwei der insgesamt drei Atom-E680T-Prozessoren sind dafür redundant aufgebaut, haben 512 MByte DDR2-RAM und bilden die sichere Steuerungseinheit der Karte. Der dritte Intel Atom mit 1 GByte DDR2-Speicher übernimmt die Steuerung der Ein-/Ausgabe. Dieser gibt die Befehle an die Schnittstellen weiter, die durch eine FPGA-basierende Kommunikationsschnittstelle von den zwei Steuerungs-CPUs übermittelt wurden.

Zwei Supervisor-Einheiten überwachen die für die beiden Steuerungs-CPUs spezifizierten Umgebungsbedingungen und setzen das System in einen sicheren Zustand, falls beispielsweise die maximale Betriebstemperatur überschritten wird. So wird der Output eines fehlerhaften Prozessors nicht weitergeleitet (fail-silent) oder das komplette System im Fehlerfall heruntergefahren und beispielsweise der Zug angehalten (fail-safe).

Um die Verfügbarkeit eines Systems zu erhöhen, können auch zwei F75P-SBCs zu einem Cluster verbunden werden, womit bei einem eventuellen Ausfall einer Karte entweder mittels Hot- oder Cold-Standby auf die zweite zurückgegriffen und der Betrieb fortgesetzt werden kann. Durch den Event-Logger lassen sich sämtliche hardware- und applikationsseitigen Vorgänge nach verfolgen und einfach auslesen.

Grundsätzlich kann jedes F75P-basierte System bis SIL 4 zertifiziert werden – ein entsprechendes Zertifikat des TÜV-Süd ist gerade in Vorbereitung. Das Zertifikat ist Bestandteil eines vollständigen Zertifizierungspakets einschließlich des Sicherheitsnachweises für die F75P, was den weiteren Zertifizierungsprozess für das komplette System erheblich erleichtert.

Standardmäßig stehen auf der F75P frontseitig VGA-, 2 x Fast-Ethernet- und 2 x USB, rückseitig PCI Express, 4 x USB, SATA und 2 x Fast Ethernet zur Verfügung.

Eigenschaften wie der erweiterte Temperaturbereich von -40°C bis +85°C,  EN-50155-Konformität, Conformal Coating und die Bestückung mit M12-Steckern machen die F75P zu einer sicheren und gleichzeitig robusten Lösung – vor allem in Bahnanwendungen mit geringem Platzangebot.