Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2008 №1

Первый модуль серии Kontron nanoETXexpress: мал да удал

Акиншин Леонид


Разработчики встраиваемых систем получили первый «специализированный» графический стандарт для создания унифицированных графических продуктов, подходящих для применения в задачах класса Embedded. Он характерен большими объемами видеопамяти, повышенной механической надежностью и длительными сроками доступности. Модули стандарта UGM (Universal Graphics Module) хорошо адаптированы для использования во встраиваемых системах самого различного целевого назначения.

Концепция COM и спецификация nanoETXexpress

Напомним читателям основные положения концепции COM (Computer-On-Module - компьютер на модуле). Классический COM представляет собой одноплатный компьютер, лишенный физических интерфейсов и снабженный стандартизованными разъемами для подключения к базовой (материнской) плате. COM несет на себе процессор, чипсет, память и ключевые средства ввода/вывода. Фактически, COM представляет собой готовое вычислительное ядро компьютерной системы, периферия же этой системы (физические интерфейсы, порты, дополнительная функциональность и т. п.) реализуется на базовой плате, которую пользователь COM может разработать самостоятельно или заказать сторонней фирме. Физические и функциональные параметры базовой платы не стандартизованы1. Это дает разработчику свободу действий: она необходима для эффективного учета конкретной прикладной специфики. Можно сказать, что идея COM состоит в разделении конечной системы на стандартизованную (COM) и узкоспециализированную (базовая плата) части. Приобретая готовое изделие типа COM, разработчик избавляется от необходимости осуществлять интеграцию процессора, памяти и чипсета и может все свое время посвятить оптимизации конечной системы под требования конкретных задач.

История индустрии COM тесно связана с именем Kontron. Самый известный и популярный COM-стандарт, называющийся ETX (Embedded Technology eXtended), представляет собой ни что иное, как внутреннюю спецификацию холдинга Kontron, которая была открыта для всеобщего использования. Аналогичное происхождение имеют стандарты ETX 3.0, ETXexpress/COM Express и microETXexpress/Compact COM Express: соответствующие спецификации, первоначально разработанные инженерами Kontron для собственных нужд, были впоследствии опубликованы на официальном сайте холдинга (www.kontron-emea.com), что превратило их в общедоступные стандарты. Популярность спецификаций серии ETX в отрасли привела к тому, что на них обратила внимание такая авторитетная международная организация, как PICMG (www.picmg.org), ратифицировав стандарт ETXexpress/COM Express под кодовым обозначением COM.02.

Подобно своим "предшественницам" (ETXexpress/COM Express и microETXexpress/ Compact COM Express), спецификация nanoETXexpress призвана помогать разработчикам, желающим использовать шину PCI Express в новых встраиваемых системах. Главным отличием nanoETXexpress от других ETX-стандартов является его миниатюрность: габариты модуля nanoETXexpress составляют всего 55884 мм.

Что же может уместиться на печатной плате таких размеров? Представление об этом позволяет получить продукт Kontron nanoETXexpress-VX8.

Характеристики модуля nanoETXexpress-VX8

Изделие Kontron nanoETXexpress-VX8 выполнено на базе экономичного низковольтного процессора VIA Eden (предполагается, что в модельном ряду Kontron nanoETXexpress будут представлены различные процессорные архитектуры и чипсеты).

Рис. 1. Модуль nanoETXexpressVX8
Рис. 1. Модуль nanoETXexpressVX8

Габариты, производительность, функциональность и скорость системного интерфейса ставят продукт Kontron nanoETXexpress-VX8 в промежуточное положение по отношению к изделиям microETXexpress и COM-модулям X-Board/DIMM-PC. Имея почти вдвое меньшую площадь, чем microETXexpress (рис. 2), по своим физическим размерам Kontron nanoETXexpress-VX8 ближе к X-Board и DIMM-PC, однако обладает гораздо более высокой производительностью и поддерживает шину PCI Express, что роднит это изделие с microETXexpress и является беспрецедентным для модулей подобных габаритов. Площадь nanoETXexpress составляет, таким образом, 39% от площади ETXexpress и 51% от площади microETXexpress.

Рис. 2. Размеры модулей ETXexpress/COM Express, microETXexpress/Compact COM Express и nanoETXexpress 
равны соответственно 125.95, 95.95 и 55.84 мм
Рис. 2. Размеры модулей ETXexpress/COM Express, microETXexpress/Compact COM Express и nanoETXexpress равны соответственно 125.95, 95.95 и 55.84 мм

Своей высочайшей производительностью модуль Kontron nanoETXexpress-VX8 обязан низковольтному процессору VIA Eden, работающему на частотах до 1,5 ГГц. Возможности данного ЦП в полной мере раскрывает чипсет VIA VX800, поддерживающий 400-мегагерцевую шину FSB. Комбинация из процессора VIA Eden ULV и микросхемного набора VIA VX800 характеризуется высокой степенью интеграции, радикально сниженным энергопотреблением и позиционируется компанией VIA как платформа для портативной электронной техники, в том числе для ультрамобильных персональных компьютеров нового поколения (Ultra Mobile PC). Встроенное графическое ядро Chrome 9 HC3 Integrated Graphics, ускоряющее декодирование видео MPEG2, MPEG4, WM9, DivX и H.264, обслуживает два 18/24-разрядных канала LVDS, что означает поддержку современных плоских панелей в высоких разрешениях. Все это вкупе с наличием шины PCI Express и поддержкой памяти DDR2 объемом до 1 Гбайт позволяет охарактеризовать nanoETXexpress-VX8 как полнофункциональный компьютер настольного класса размером с визитную карточку. Коммуникационная подсистема Kontron nanoETXexpress-VX8 включает интерфейс Gigabit Ethernet, шину PCI Express, два порта Serial ATA II и шесть портов USB 2.0. В наличии интегрированный контроллер многоканального звука HD Audio. Рассматриваемый модуль, таким образом, хорошо подготовлен для решения различных задач как сейчас, так и в будущем. Гибкость Kontron nanoETXexpress-VX8 и ориентацию этого продукта на долгосрочные проекты подчеркивает тот факт, что, несмотря на наличие двух интерфейсов Serial ATA II, его системный разъем продолжает сохранять полную совместимость с разъемом COM.0 Type 1, определенным в стандарте PICMG COM Express (спецификация COM.0): контактные выводы одинакового назначения остались на прежних местах. Программная поддержка продукта Kontron nanoETXexpress-VX8 также на уровне: покупателям будут доступны BSP-пакеты для операционных систем Windows XP, Windows XP Embedded, Windows CE, Linux и ОС реального времени VxWorks. В результате модуль nanoETXexpress-VX8 можно будет применять в приложениях с различными требованиями к надежности, функциональности и временным характеристикам системного ПО. В числе других интересных особенностей Kontron nanoETXexpress-VX8 следует упомянуть наличие сторожевого таймера плюс поддержку функций Wake On LAN, JIDA32, VIA PadLock, VIA PowerSaver. В контексте мобильных и портативных приложений энергосберегающую технологию VIA PowerSaver следует отметить особо. Ее <принцип действия> состоит в динамическом регулировании рабочей частоты процессора в зависимости от нагрузки, что может снизить выделяющуюся на ЦП мощность до 50%. Модуль nanoETXexpress-VX8 является полностью безвентиляторным, способен работать при температурах 0...60 °C и относительной влажности воздуха от 10% до 90%. Так как модуль Kontron nanoETXexpressVX8 сохраняет обратную совместимость со стандартом COM.0, его можно устанавливать на те же базовые платы, что и изделия ETXexpress и microETXexpress, однако с учетом исключительно малых размеров данного продукта это будет не самым оптимальным способом его использования. Модуль nanoETXexpress-VX8 предназначен для новых мобильных систем, требующих максимума возможностей, скорости и производительности в минимальном пространстве. Сегодня nanoETXexpress-VX8 востребован в таких приложениях, как медицинская аппаратура, игровые автоматы, различная портативная и мобильная техника, а также информационные терминалы и кассовые аппараты. Кроме того, вполне вероятно, что модули класса Kontron nanoETXexpress-VX8 с их беспрецедентной плотностью функциональности, производительности и пропускной способности на квадратный сантиметр поверхности будут способствовать появлению систем совершенно новых типов, не имеющих аналогов в прошлом 3.

3 В эту категорию попадают все системы, созданию которых препятствовало отсутствие на рынке готовых стандартизованных модулей, сочетающих в себе сверхмалые размеры с большими вычислительными возможностями и адекватной поддержкой современных последовательных интерфейсов.

Заключение

Изделия наподобие Kontron nanoETXexpressVX8 являются лучшим аргументом в пользу стандартов. Концепция стандартизованных COM привлекательна сама по себе, поскольку обеспечивает рациональное разделение труда между поставщиком COM и разработчиком базовой платы. По причине отсутствия памяти, процессора и чипсета базовая плата не обязана быть многослойной, что может сделать ее весьма недорогой в проектировании и производстве. Сэкономив в результате применения COM время и деньги, компания может потратить их на реализацию своих конкурентных преимуществ, развитие дополнительных сервисов и функций. Когда же все эти соображения подкрепляются реальными продуктами со столь впечатляющими параметрами, как у Kontron nanoETXexpress-VX8, психологическое и экономическое преимущество стандартизованных решений становится подавляющим. Модуль Kontron nanoETXexpress-VX8 - это действительно отличный продукт, который будет оптимальным выбором для самых современных встраиваемых систем, требующих применения высокопроизводительных малогабаритных комплектующих с пропускной способностью уровня PCI Express. Целевой аудиторией данного продукта являются проектировщики медицинской аппаратуры, разработчики портативной и мобильной электронной техники, а также вообще все специалисты по встраиваемым системам, чей круг интересов включает высокую производительность, поддержку самых передовых коммуникационных технологий, модульность, гибкость, короткие циклы разработки и ориентацию на долгосрочную перспективу.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке