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2-2013

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

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Editorial ARM-Designs auf Computer-on-Modules liegen im Trend Standardisierte COMs (Computeron-Modules) haben sich in den letzten Jahren auf breiter Basis in der Embedded-Welt etabliert. Ermöglichen sie doch dem Anwender, sich auf seine Kernkompetenzen in Entwicklung und Fertigung zu konzentrieren und die jeweils aktuellste Prozessortechnologie vorintegriert („application-ready“) zuzukaufen. Was vor mehr als 10 Jahren mit ETX und der x86-Architektur begann hat sich inzwischen mit Qseven längst zum offenen Multi-Plattform- Standard weiterentwickelt. Bei hochperformanten Neuentwicklungen dominiert hier COM-Express als marktführender Standard und ist in seinen vielen Formfaktoren und Typen für leistungshungrige Systeme auf x86-Basis nach wie vor die erste Wahl. Industrielle Systeme passen sich mit ihren grafischen Benutzeroberflächen (GUIs) immer mehr an die Vorgaben der Telefone und Tablett- Computer aus der Consumer-Welt an. Mit Blick auf diese Welt immer kompakterer und stromsparenderer mobiler und multimediafähiger Geräte wurde vor einigen Jahren Qseven als neuer und offener Standard eingeführt und hat sich - trotz der Konkurrenz immer kleiner werdender COM-Express-Formfaktoren - inzwischen in der x86-Welt gut etabliert. Was dabei für Qseven spricht sind das modernere Konzept ohne Altlasten und das an die speziellen Bedürfnisse kompakter und ultrakompakter Geräte angepasste Steckerkonzept und die lüfterlose Kühlung. Da Qseven von Anfang an als offener Multi-Vendor-Standard konzipiert war, war die letztjährige Erweiterung des Standards auf Version 1.2 die logische Konsequenz. Dabei wurde speziell auf die Bedürfnisse der ständig an Bedeutung gewinnenden ARM-Architektur eingegangen, der Qseven-Standard ist aber nach wie vor offen für x86 und weitere Prozessorarchitekturen. Zunächst verfolgen die Entwickler der ARM- Architektur ein anderes Konzept als AMD und Intel. ARM befasst sich ausschließlich mit der Architektur von Prozessoren und überlässt die Fertigung der aktuellen Chips seinen Lizenznehmern. So kann sich einerseits jeder auf seine Kernkompetenzen konzentrieren und die Entwicklung beschleunigen. Anderseits profitiert ARM von den Erfahrungen verschiedener Lizenznehmer mit verschiedenen Ansätzen und Ideen. Ein wesentlicher Vorteil der ARM-Architektur in der Embedded-Welt ist, dass sie von Anfang an auf den stromsparenden Aufbau als System-ona-Chip (SOC) ausgelegt war. Moderne Systeme kommen inzwischen mit 2 Chips aus (CPU und „Companion“), der spezifische Stromverbrauch eines klassischen x86-Systems ist aber aktuell mindestens noch Faktor 2-3 höher als der eines entsprechend leistungsfähigen ARM-Systems. ARM-Prozessoren sind bereits seit vielen Jahren auf dem Markt fest etabliert und für geringen Stromverbrauch und ihre hohe Leistungseffizienz bekannt. Sie wurden bis vor einigen Jahren ausschließlich in kundenspezifischen Chipdesigns als System-on-a-Chip und bei geringeren Leistungsanforderungen eingesetzt. Dies hat sich in den letzten beiden Jahren grundlegend geändert. Inzwischen gibt es von vielen Halbleiterherstellern „General Purpose“- und Applikationsprozessoren auf Basis von ARM. Die boomenden Märkte für Multimedia-Mobiltelefone und- Tabletcomputer werden inzwischen aufgrund der energiesparenden Eigenschaften und der stark gestiegenen Rechenleistung von ARM-Systemen dominiert. Offene, grafisch orientierte Betriebssysteme wie Android haben über ihre Verbreitung in mobilen Consumer-Geräten neue Standards für Benutzeroberflächen auch in den Industriemärkten etabliert. Android hat den Markt für mobile Geräte inzwischen ähnlich revolutioniert wie Windows den Markt für PCs vor mehr als 20 Jahren. Darüber hinaus wird ARM von der Linux-Welt und inzwischen auch von den meisten Herstellern von Embedded- und Echtzeit-Betriebssystemen unterstützt. Prinzipbedingt verfügen RISC-basierende Systeme wie ARM eine geringe Latenzzeit und eignen sich so besonders gut für Echtzeitanwendungen. ARM ist das Top-Thema und wird die Kunden- und Anwendungsbasis deutlich erweitern. Zeljko Loncaric Marketing Engineer congatec AG PC & Industrie 2/2013 3

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