Kontron S&T AG

Martin Unverdorben, Kontron, arbeitete nach seinem Abschluss in Elektrotechnik als technischer Trainer auf dem Telekommunikationsmark, bevor er als Field Application Engineer zu Kontron kam. Heute ist er Projektmanager für Smarc.

Bild: Kontron

Future Innovation Embedded Computing: Die neuen Standards

18.08.2020

Der Einsatz standardisierter Computer-on-Modules für die Entwicklung von Embedded-Systemen hat sich seit Langem bewährt. Sie stellen dabei einen Kompromiss zwischen einer „Out of the box“-Lösung und einer Komplettentwicklung dar. Mit der fortschreitenden Digitalisierung steigen auch die Anforderungen an diese Lösungen.

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Martin Unverdorben ist mit diesem Beitrag im E&E-Kompendium 2020 als einer von 100 Machern der Elektronikwelt vertreten. Alle Beiträge des E&E-Kompendiums finden Sie in unserer Rubrik Menschen.

Mit COM-HPC, Smarc Module 2.1 und OSM (Open Standard Module) gibt es 2020 gleich drei neue Standards. Kontron gestaltet diese aktiv mit und wird noch in diesem Jahr erste Produkte auf den Markt bringen. Während COM-HPC hinsichtlich der Performance eine Skalierung nach oben darstellt, ist OSM eine Erweiterung für Low-End/High-Volume-Anwendungen. Smarc Module 2.1 bietet neue Funktionalitäten für das mittlere Leistungssegment.

COM-HPC ergänzt den bestehenden COM Express Standard. Er wurde speziell für das High-End-Computing entwickelt und trägt den besonderen Anforderungen im industriellen Edge Computing Rechnung. Anwendungen für KI, Machine Learning und 5G sowie der erforderliche schnelle Informationsaustausch zwischen Edge und Cloud führen zu einem erhöhten Bandbreiten- und Performancebedarf.

COM-HPC-basierte Module stellen die Rechenleistung zur Verfügung, um das wachsende Datenaufkommen von Edge Gateways in Edge-Servern besser zu bewältigen oder als Teil einer Embedded-Cloud Auswertungen direkt an der Datenquelle vorzunehmen. Durch die Verwendung von zwei neuen Hochgeschwindigkeitssteckverbindungen mit je viermal 100 Pins werden COM-HPC-basierte Module künftig in der Lage sein, 100-GbE-Netzverbindungen zu ermöglichen.

Smarc-Module-Standard 2.1

Smarc Module hat die Entwicklung von Embedded-Computing-Lösungen maßgeblich vorangetrieben. Mit der Spezifikation 2.1. wird der Standard um neue Funktionen und Schnittstellen erweitert, wie der Serdes-Support, der zum Beispiel zusätzliche Ethernet-Schnittstellen ermöglicht und somit eine stärkere Vernetzung am Edge erlaubt. Die Erweiterung auf bis zu vier Schnittstellen für die Kameratechnologie MIPI-CSI ermöglicht die Verwendung von Smarc als „AI on Module“.

Mit Smarc 2.1 lassen sich eine Vielzahl neuer Anwendungen realisieren – beispielsweise in der Überwachung, der Roboterchirurgie, der Forensik oder in intelligenten Verkehrssystemen. Die neuen Features sind abwärtskompatibel, so dass Smarc-2.1-Module auch auf Smarc-2.0-Boards betrieben werden können.

Open Standard Module kommt

Die Verbreitung von IoT-Anwendungen sorgt für eine hohe Nachfrage nach Modulen, die eine einfache Einbindung von Maschinen, Sensoren und Aktoren ermöglichen. Hier kommen System-on-Modules (SoM) zum Einsatz.

Einer ausgeprägten Kostensensitivität stehen wachsende Anforderungen hinsichtlich Miniaturisierung und Funktionalität gegenüber. Diesen Herausforderungen trägt der neue Standard „Open Standard Module“ (OSM) Rechnung, für den die finale Spezifikation in Kürze erwartet wird. OSM ist auf gelötete SoMs ausgelegt, die sich komplett maschinell bearbeiten lassen. Bisherige Standards erforderten einen gewissen mechanischen und manuellen Aufwand. Mit OSM lassen sich Handling, Bestückung und Testing verbessern.

Die Spezifikationen von OSM beziehen sich auf die Größe, Footprint, Pin-Belegung und Schnittstellen. Zur Skalierung sind vier aufeinander aufbauende Modulformate vorgesehen.

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