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6-2022

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

SBC/Boards/Module Mehr

SBC/Boards/Module Mehr Power für den Leitstand Die COM-HPC-Modullösung mit Advantechs SOM-C350 ermöglicht anspruchsvollste Signalverarbeitung und -visualisierung auf nur einer Plattform. Schneller, höher weiter COM HPC erweiterte das bewährte Standard-Modulkonzept in den Hochleistungsbereich. Die Prozessoren der zwölften Generation von Intel (Alder Lake) setzen hierbei mit PCI Express Gen 5 und DDR5 neue Maßstäbe bezüglich Durchsatz sowie Rechen- und Grafik-Performance. Standardisierte SOMs (System-on-Modules) sind eine einfache und Kosten sparende Möglichkeit, innerhalb kürzester Zeit ausgereifte und betriebssichere individuelle Systeme zu entwerfen. Dies hat sich besonders bei individuellen eingebetteten Systemen bewährt, wo Advantech Europe BV www.advantech.com nicht immer die hohen Stückzahlen erreicht werden um kundenspezifische Computersysteme kostendeckend zu entwickeln. Bisherige SOM-Standards im Bereich höherer Leistungen wie etwa COM express sind schon relativ alt und selbst die aktuellste Version 3.0 hat dort inzwischen schon über 5 Jahre auf dem Buckel. Der neue COM-HPC Standard unterstützt zusätzlich leistungsstärkere Prozessoren und neue Interface- Standards wie PCIe Gen 4 und Gen5. Dies ermöglicht mehr Leistung einerseits und deutlich höhere Bandbreite andererseits. Dabei profitiert der Kunde vom Know-how des Modullieferanten bei der Entwicklung und Fertigung dieser höchst komplexen Systeme. Er selbst kann sich auf seine eigenen Anforderungen in der Peripherie konzentrieren und diese –falls nötig- auf einem eigenen Trägerboard realisieren. Die spezifische Lösungskompetenz bleibt in der eigenen Firma; die sich schnell ändernde Prozessortechnologie wird standardisiert, d.h. austauschbar zugekauft. Mit den heutigen CAD-Systemen kann der Modullieferant dann auch bei größeren Stückzahlen leicht spezielle Singleboard-Lösungen ableiten. kommt man mit COM HPC und Alder Lake: Die zwölfte Generation von Intels i-Series Desktop Prozessoren (bekannt als Alder Lake- S) eröffnet neue Welten bezüglich Leistungseffizienz und Durchsatz. Denn mit dieser Prozessorgeneration setzt Intel erstmals in derX86- Welt auf einen hybriden Ansatz ein: Es gibt jetzt zwei Arten von Prozessorkernen, die einerseits auf Leistung (Performance Cores) und andererseits auf extremes Stromsparen (Efficient Cores) optimiert sind. Das Ergebnis ist eine überragende Effizienz gegenüber bisherigen Mehrkernlösungen mit einheitlichen Prozessorkernen. Neu bei Alder Lake ist zudem die Unterstützung von ultraschnellem DDR5-RAM. Dadurch steigt die Leistungsfähigkeit der ohnehin schon stark verbesserten integrierten Grafik weiter an. So können mit dem SOM-C350 anspruchsvolle Visualisierungen mit bis zu vier unabhängigen hochauflösenden Bildschirmausgaben einschließlich Signalverarbeitung in nur einem Leitstand- und Visualisierungsrechner konsolidiert werden. Die modulare COM-HPC Plattform („Designed for PCI Gen5“) 20 PC & Industrie 6/2022

SBC/Boards/Module Überzeugendes Raspberry-Pi-Computer-Modul Kontron brachte mit dem Pi-Tron CM4 einen neuen Einplatinenrechner auf Basis des Raspberry Pi mit einem Broadcom BCM2711, 4x ARM Cortex-A72 mit 1,5-GHz- Prozessor, einem M.2 Slot und vielen weiteren Schnittstellen auf den Markt. Für den universellen Einsatz ist das Automation Line AL Pi- Tron CM4 im Gehäuse erhältlich und insbesondere für Industrieanwendungen prädestiniert. Der Pi- Tron CM4 basiert auf dem neuen Compute-Modul der vierten Generation und bietet mit dem Broadcom BCM2711 4x ARM Cortex- A72, 64-bit SoC @ 1,5 GHz einen deutlich schnelleren Prozessor als die vorige Generation. Er verfügt mit 1, 2, 4 oder 8 GB LPDDR4- 3200 SDRAM je nach Variante über deutlich mehr Arbeitsspeicher. Neben der SD-Karten-Variante ist ein eMMC-Speicher mit 8, 16 oder 32 GB verfügbar. Zusätzlich bietet das Board die Option auf eine vorzertifizierte WLAN/ Bluetooth-Verbindung. Ein M.2 B-Key Slot mit PCIe-Anbindung ermöglicht die Verwendung am Markt verfügbarer Module mit entsprechendem Interface. Es können z.B. mit der Google Coral AI Edge TPU oder den sehr leistungsfähigen Hailo-8-AI-Modulen individuelle AI-Lösungen für Machine Vision und Machine/ Deep Learning realisiert werden. Zur Einbindung des Pi-Tron in IoT-Lösungen ist der Einsatz von LTE-Modulen inklusive SIM-Karten und externer Antennenanbindung vorbereitet. Der Funktionsumfang der Schnittstellen wurde deutlich erweitert. Über die Modbus-fähige RS485-Schnittstelle ist der Datenaustausch mit anderen Systemkomponenten gewährleistet. Die CAN-Bus-Schnittstelle ist nun FD-fähig (Flexible Data Rate), bietet mehr Effizienz und eine höhere Datenübertragungsrate. Der Raspberry Pi Standard 40-PIN GPIO Header ermöglicht flexible Erweiterungen für industrielle Schnittstellen. Der Pi-Tron CM4 verfügt über einen HDMI- Slot zur Verwendung von Standard-Anzeigegeräten sowie einen LVDS-Displayanschluss via Adapterboard. Ein großer Vorteil der Raspberry- Pi-Einplatinencomputer ist die große Community. Sie stellt neben vielen Softwarebeispielen einen großen Pool an fertig übersetzten Programmpaketen zur einfachen Installation zur Verfügung. Beim Pi-Tron CM4 werden nur Bauteile verwendet, die von der Community Software unterstützt werden. Die Vielzahl der auf dem GPIO Header basierenden Erweiterungsmodule ist ein wertvoller Bestandteil des Raspberry-Pi-Eco-Systems. • Kontron Electronics GmbH www.kontron-electronics.de sorgt dafür, dass diese Leistungsmerkmale des Prozessors erstmals auch effizient und uneingeschränkt in einer konkreten SOM-Lösung umgesetzt werden können. Für höheren Durchsatz bietet der neue Standard nicht nur schnellere, sondern auch deutlich mehr PCI Express Datenleitungen (Lanes) an. Als langjähriges Mitglied der PICMG Standardisierungsgruppe ist die Firma Advantech von Anfang an der Entwicklung des COM-HPC Standards mit beteiligt gewesen und hat dabei viel Know-how mit eingebracht. Diese Kompetenz und das über Jahrzehnte erworbene Know-how bei der Entwicklung von eingebetteten Systemen zeigen sich in dem hier vorgestellten COM-HPC Client Modul SOM-C350. Skalierbare Lösung mit höchster Performance Das SOM-C350 eignet sich perfekt für embedded Anwendungen, die hohe Leistung, hohen Durchsatz und eine leistungsfähige integrierte Grafik benötigen. Neben Prüf- und Leitständen sind dies Digital Signage, Automatisierung und Robotik, Medizintechnik mit bildgebenden Verfahren und alle Arten von Video- und Streaming- Anwendungen. Die Vielzahl an Prozessorvarianten und eine große Auswahl an Bestückungsoptionen ermöglichen eine perfekte Skalierung für den jeweiligen Einsatzzweck. Durch die gesockelte CPU Ausführung sind Upgrades sowohl durch Modultausch als auch durch reinen CPU-Tausch möglich. Die in der Performance weiter gesteigerte integrierte Grafik unterstützt bis zu vier unabhängige Displays mit einzeln bis zu 8k-Grafikauflösung über 2x DDI und 1x eDP Port. Weitere Features sind: • bis zu 16 Cores und 24 Threads • Intel 680E Bridge für Peripherie • bis zu 128 GB ultraschneller Dualchannel DDR5 SODIMM Memory (mit oder ohne ECC) auf 4 U-DIMM Bänken • PCIe 4 und 5, 2x USB 3.2 • 16 PCIe Gen5 + 16 PCIe Gen4 + 10 PCIe Gen3 Lanes, 2x USB 3.2 • Unterstützung von iManager, Embedded Software APIs und WISE- DeviceOn Allerneueste Technologie ohne Risiken Ein standardisierter Modulansatz wie COM-HPC ermöglicht breite Skalierbarkeit und einfache Performancesteigerung bestehender Systeme durch simplen Modultausch, sobald neuere Prozessoren verfügbar sind. Die Kombination von COM-HPC mit den neuen Alder Lake Prozessoren sorgt bereits heute für einen deutlichen Leistungssprung und ist uneingeschränkt PCIe Gen5 tauglich. So können mit dem SOM- C350 nun auch Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Performance und Bandbreite von den Vorteilen des Modulkonzeptes profitieren: Deutlich kürzere Time-to- Market und Minimierung von Entwicklungsrisiken; speziell in Verbindung mit einem erfahrenen, lokal präsenten Partner wie Advantech. Die Module sind langzeitverfügbar und können für den harten Industrieeinsatz auch mit erweitertem Temperaturbereich geliefert werden. ◄ PC & Industrie 6/2022 21

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel