Una piattaforma per soluzioni di visualizzazione

Le soluzioni di computing embedded sono realizzate sulla base di esigenze specifiche dei clienti e sulle specifiche del mercato di riferimento. I fornitori di soluzioni di visualizzazione come Data Modul si concentrano specificamente sulla tecnologia di controllo dei display e sulla progettazione computing embedded. Un team di sviluppo dedicato concettualizza lo sviluppo delle schede basandosi sulle “release preliminari” di piattaforme di processori appropriati e consente quindi l’avvio dello sviluppo di sistemi e il lancio di nuove piattaforme. Questo accelera notevolmente i tempi di sviluppo e i tempi di produzione dei prodotti innovativi. In questo contesto, la Fmea (Failure mode and effects analysis) che accompagna lo sviluppo, diventa solo uno degli elementi costruttivi che contribuisce a garantire che le aspirazioni alla più alta qualità possibile di progettazione dei nuovi prodotti embedded siano garantite. Sia che siano basate su Arm che su x86, le schede Cpu embedded sono disponibili in diversi fattori di forma e classi di prestazioni. Oltre a un kit preconfigurato costituito dalla scheda embedded, display, set di cavi adattati e immagine OS specifica, i fornitori di soluzioni visive, come Data Modul, sviluppano e implementano schede base e unità operative specifiche per i clienti con schede Cpu, display e touchscreen integrati. A partire dai molti progetti di riferimento realizzati su fattori di forma Com Express, sono stati sviluppati progetti specifici su base modulare. I moduli Com convalidati vengono utilizzati anche come un elemento base nella realizzazione di singole bord computer. Ciò permette di offrire componenti chiave ai clienti, che consentono di ridurre i tempi di sviluppo e diminuiscono il periodo di qualificazione. Con le schede di controllo Lcd e i kit di controllo dei display, le soluzioni embedded sono quindi complete. Cosa deve essere considerato quando si sviluppa un modulo e quali sono le prestazioni attualmente offerte nell’embedded computing e nelle soluzioni Pc modulari?

Com Express Type 6 come base di sviluppo

Una piattaforma di riferimento sostenibile, anche per i modelli Sbc specifici per i clienti, è la Com Express definita dal Picmg. In questo standard, che è di gran lunga il più diffuso in tutto il mondo, sono definiti diversi pin out. Oltre all’attuale tipo pinout 6, il pinout di tipo 7 verrà presto approvato. In questo contesto, le uscite video sono completamente dispensate ed è quindi particolarmente adatta per sistemi server senza master. Pertanto, Com Express Type 6 rimane una soluzione perfetta per sistemi dotati di display e touchscreen. I moduli sono disponibili con SoC Low Power (come Intel Atom Class) fino alle Cpu ad alte prestazioni (come Intel i Core Class). Sono specificate le dimensioni, i fori di montaggio e l’assegnazione dei pin (tipo pinout) dei collegamenti con la scheda portante, con le loro tipiche interfacce seriali Pc, quali Pci Express, Usb, audio, grafica e Ethernet. La specifica dell’assegnazione dei pin garantisce anche l’intercambiabilità dei moduli Com Express. Se lo sviluppatore di sistema mantiene il 100% di compatibilità allo standard definito, sarà possibile in qualsiasi momento un aggiornamento con i nuovi moduli Com Express di prossima generazione.

L’architettura Kaby Lake

Dal lancio della piattaforma Intel Core Kaby Lake che, come le piattaforme precedenti Broadwell e Skylake, si basa su un processo a 14 nm, è stato possibile fornire ai clienti industriali campioni del corrispondente modulo Com Express Basic Type 6. Kaby Lake offre clock rates più elevati e adeguamenti alle funzioni multimediali. In questo contesto, Data Modul ha sviluppato il modulo eDM-COMB-KL6, adatto a prodotti industriali con requisiti ad alte prestazioni e un basso consumo energetico. È dotato dei processori Intel Core i7 e Xeon quad core 14 nm e offre 8 MB di cache L2 a un Tdp di 25-45 watt. Per il livello medio, è dotato di Intel Core i5 Quad Core e Intel dual core Core i3, che offrono 6 MB e / o 3 MB di cache L2 a un Tdp di 25-45 watt. La tecnologia Intel Smart Sound migliora notevolmente l’area del controllo vocale.La grafica integrata è offerta dall’ultima generazione grafica GT2 di Intel Gen 9 HD. DirectX 12, OpenGL 4.3, OpenCL 2.0, decodifica hardware Mpeg-2, Wmv9 (VC-1), H.264 (Avc) e Ultra HD Blu-ray sono tutti supportati garantendo la riproduzione di alta qualità di materiale video ad alta definizione. Il nuovo supporto Hdcp 2.2 con Hdmi 1.4 facilita anche l’elaborazione di contenuti da 4K. Possono essere contemporaneamente controllati fino a tre display indipendenti con una risoluzione di 4k a 60 Hz con diversi contenuti. Oltre a 3 x DP ++ / Hdmi 1.4 / Dvi, 1 x Vga è disponibile anche Lvds a 24 bit a doppio canale come interfaccia di visualizzazione. Come opzione di scheda è possibile equipaggiare con eDP (embedded DisplayPort) invece di Lvds. Ciò consente di utilizzare i nuovi Tft 4K ad alta risoluzione con ingresso eDP senza la necessità di ridisegnare il baseboard “Plug & Play” del cliente.

Nuova capacità di memoria con Intel Optane

Le nuove memorie Intel Optane sono supportate da Kaby Lake e funzionano come acceleratori di sistema per i computer con processori Intel Core i di settima generazione. Intel Optane offre prestazioni eccezionali, brevi tempi di avvio e navigazione rapida per i sistemi di memoria bulk di grandi volumi senza compromettere la capacità di memoria. Per essere in grado di offrire moduli compatibili al 100%, la controller board è una soluzione possibile. Data Modul implementa tutte le soluzioni grazie al suo brevettato Data Modul Embedded Controller, basato su Fpga. Offrono inoltre ulteriori funzioni embedded che fanno di un modulo un vero modulo embedded. Questi dettagli in apparenza di poco conto sono essenziali perchè consentono di distinguere un Pc standard da un Pc embedded. Oltre a ciò, in questo caso, si crea una base essenziale per sviluppare sistemi per uso industriale.

Funzionalità complete del controller

Poiché la connessione al processore principale tramite Lpc-Bus è impostata per essere eliminata nelle generazioni future del processore, Data Modul ha preparato l’eSpi-Bus per la Fpga in fase preiminare. Ciò significa che anche i moduli futuri potranno essere forniti in conformità alle specifiche. Sono stati progettati due Uart fino a 115,200 baud, gli indirizzi I/O e IRQ di cui è possibile impostare in Bios setup. L’Uart1 può essere opzionalmente integrato con segnali Rts / Cts tramite i Gpio disponibili. Un controllore I²C consente di utilizzare fino a tre bus I²C tramite il multiplexer integrato. La funzione “Automatic Bus Clear” impedisce eventuali interruzioni del bus. Oltre a questo, Multi-Master e FastMode+ sono supportati. A questo proposito, fino a 400 kHz può essere impostato nella modalità normale e fino a 800 kHz in FastMode+. Nella modalità standard, il Window Watch Dog di controllo integrato supporta tre fasi. L’inizializzazione del watchdog è consentita solo entro un determinato periodo di tempo e copre scenari in cui il software si blocca in un ciclo all’interno della routine di trigger di watchdog. È possibile attivare un Nmi reset, o addirittura un Irq (se attivato nel setup del Bios). Il supporto di Auto Reload consente di utilizzare il watchdog come ticker di eventi. Un blocco di registri, che mira a prevenire la disattivazione del watchdog e la modifica della sua configurazione in applicazioni critiche, è una componente altrettanto essenziale e completamente configurabile tramite l’impostazione del Bios. Oltre al contatore di avvio, il logger di runtime integrato include la possibilità di monitorare il tempo in cui il modulo è stato sottoposto a una temperatura troppo elevata. Il punto di esercizio termico può essere impostato per determinare la temperatura che deve essere valutata come eccessivamente elevata. Con l’IO-Multiplexer, è anche possibile realizzare funzionalità specifiche programmate dal cliente. A questo proposito possono ora essere integrati senza ulteriori costi hardware anche un bus Spi, un generatore di segnali Pwm e un controller Can. Sul lato software, le funzioni standard definite anche in Com Express sono accessibili tramite le chiamate denominate Eapi. A questo scopo, per Windows e Linux, sono disponibili “driver Eapi” per il portafoglio completo e per tutti gli aggiornamenti futuri. Ciò significa che molte funzioni e informazioni importanti possono essere incorporate nel software applicativo per il sistema successivo. Le varie possibilità possono essere valutate sui moduli standard utilizzando l’Eapi Utility fornita da Data Modul. Questa utility è dotata di un’interfaccia utente grafica che consente di testare e utilizzare tutte le funzioni Api sopra menzionate. Sono supportate le seguenti funzioni: informazioni della scheda, informazioni in tempo reale, bus I2C, watch dog, Gpio, area di memorizzazione dell’utente. Ad esempio, è possibile recuperare tutte le informazioni principali della scheda. Il monitor di sistema visualizza le informazioni aggiornate continuamente dal monitor hardware, dal contatore di tempo in funzione e dalla luminosità della retroilluminazione. Con i valori del sensore di temperatura, del sensore del ventilatore e della retroilluminazione, è di conseguenza possibile controllare il Pc Embedded. Per programmare il watchdog descritto in precedenza, è anche possibile utilizzare l’utility Eapi configurata in modo diretto.

Le soluzioni di raffreddamento

Per sistemi con requisiti ad alte prestazioni e di lunga durata (fino al 2031), il modulo Skylake eDM-COMB-SL6 permette di poter dissipare fino a 47 watt su una piccola area. In questo contesto, le soluzioni di raffreddamento ottimali richiedono un collegamento con ulteriori fissaggi per garantire la pressione di contatto specificata. Ciò richiede sia una soluzione di ingegneria che un know-how specifico. Le soluzioni standard recentemente sviluppate possono ora essere integrate in un involucro attraverso la simulazione termica in modo ottimale.

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