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19.03.2013

Neuer Smarc-Standard für Smart Mobility

Beitrag aus openautomation 1-2/2013 Ende letzten Jahres ratifizierte die SGET (Standardization Group for Embedded Technologies) Smarc (Smart Mobility Architecture)...

Beitrag aus openautomation 1-2/2013

 

Ende letzten Jahres ratifizierte die SGET (Standardization Group for Embedded Technologies) Smarc (Smart Mobility Architecture). Dabei handelt es sich um den ersten herstellerunabhängigen COM-Standard für ARM/SoC-Designs. Er wurde speziell für Smart-Mobility-Applikationen entwickelt. Peter Müller, Global Product Line Manager COM bei Kontron, erläutert im Interview die eigene Position, Ziele und Applikationsfelder.

 

_Basis der Smarc-Spezifikation bildet die Ultra-Low-Power-COM-Technologie aus Ihrem Haus. Bitte erläutern Sie kurz die Beweggründe für Ihr Unternehmen, sein ULP-COM-Know-how in die breite Standardisierung einzubringen und den sich daraus ergebenden Nutzen für den Kunden?_

P. Müller: Die Module-Standards Dimm-PC, ETX und COM-Express haben gezeigt, dass wir eine Standardisierung brauchen, um langfristig mit Modulen erfolgreich zu sein. Nur, wenn OEM-Kunden Module als Standard erleben, der von mehreren Herstellern unterstützt wird, können sie in die Entwicklung Vertrauen legen und sie in ihre Applikationen eindesignen. Wären es proprietäre Module, würden sie sich abhängig vom Hersteller fühlen und hätten durchaus berechtigte Zweifel, ob die Roadmap des Herstellers auch langfristig Gültigkeit hat. Ich bin mir sicher, dass beispielsweise COM-Express heute kein weltweit führender Module-Standard wäre, wenn wir ihn nicht in die PICMG eingebracht hätten. Von dieser Öffnung profitieren also langfristig auch wir.

 

Andererseits stellen wir dadurch natürlich auch unserem Mitbewerb viel Know-how zur Verfügung. Aber wir haben den strategischen Vorteil, dass wir mit unserer Technologie die ersten am Markt sind, und können zudem als Entwickler und Technologiegeber all dieser Standards mit unserer großen Expertise punkten. Bis heute hat uns das so weit gebracht, dass wir auf dem gesamten Markt der Computer-on-Modules führend sind. Und so soll es bleiben. Deshalb erachten wir es als richtig, dass wir weiter zum Vorteil unserer Kunden neue Standards entwickeln.

 

_Welche Vorteile bietet der Smarc-Standard gegenüber etablierten COM-Standards?_

P. Müller: Smarc ist reinrassig auf ARM/SoC-Designs ausgelegt. Das unterscheidet den Standard von den bislang verfügbaren COM-Standards, die aus der x86er-Ecke kommen. Viele ARM-Module, die einzelne Hersteller launchen, dienen dazu, Full-Custom-Designs zu akquirieren. Mit den neuen Smarc-COM hingegen wollen wir unseren Kunden diese neuen Prozessortechnologien als COTS-Produkt standardisiert und applikationsfertig verfügbar machen – ohne dadurch Full-Custom-­Designs auszuschließen. So, wie bei x86er-COM auch. Technisch gesehen beschreibt der Standard extrem flache ultra low-power Computer-on-Modules für sehr kompakte low-power Designs. So können mit diesen Modulen auch besonders schlanke Designs, wie robuste, mobile Tablets oder stationäre HMI, mit ­einer Gesamt-Bauhöhe von unter einem Zentimeter entwickelt werden. Auf der elektrischen Seite führen Smarc-Module insgesamt 314 Pins aus. So können Smarc-Module deutlich mehr fixe dedizierte Interfaces interoperabel ausführen als konkurrierende Entwürfe, was auch der Funktionsvielfalt der ARM-Prozessoren entgegenkommt.

 

_Welche neuen Applikationsfelder in der industriellen Automation lassen sich mit den Smarc-Modulen erschließen?_

P. Müller: Smarc-Module sind für eine Vielzahl von mobilen Geräten interessant. Stellen Sie sich vor, sie haben ­einen ­Pager und wurden in der Vergangenheit zu einer Anlage xy gerufen, um Reparaturen auszuführen. Mit Smarc-Modulen haben Sie eine Art Smartphone in der Hand, welches Ihnen den Anlagenzustand genau beschreibt und Sie können sich die Arbeiten so organisieren, wie sie es vor Jahren nur von einem Notebook oder Conver­tible her kannten. Das neue Gerät ist zudem so energie­effizient, dass man einen ganzen Arbeitstag mit einer Akkuladung auskommt. Auch Tablets sind möglich und selbstverständlich kann man diese ultraflachen, energieeffizienten Geräte auch in Park­automaten oder HMI von Maschinen integrieren, wo sie mit ihrem extrem geringen Energiebedarf punkten. Auch die Möglichkeit, attraktive Android-Oberflächen mit ihrem komfortablen App-Framework und Open-Source-Ansatz zu nutzen, reizt viele Hersteller. Es ist also auch eine Frage, welche Softwarekultur wir im industriellen Umfeld langfristig etabliert sehen wollen. Hier geht der Trend durchaus in Richtung offener Architekturen.

 

_Aufgrund Ihrer initiativen Ausgangs­position verfügen Sie bereits über entsprechende Smarc-Module. Bitte geben Sie ­einen Überblick über die aktuell verfüg­baren Produkte sowie die weiter geplanten Steps._

P. Müller: Unsere Roadmap wird sich an den ultra low-power Designs der Anbieter kommender ARM/SoC-Launches für Embedded orientieren, die zu den Schnittstellen-Anforderungen von Smarc passen. Genaue Details können natürlich erst dann öffentlich gemacht werden, wenn die ARM/SoC gelauncht werden. Die kommenden Prozessoren werden auf jeden Fall nahtlos unser bestehendes Smarc-Produktportfolio erweitern, das bereits heute schon sehr umfangreich ist: Auswählen kann man derzeit Smarc-­Modul-Familien mit ARM-Cortex-A8- oder ARM-Cortex-A9-Designs. Module auf Basis von NVIDIA Tegra-3-Quad-Core-Prozessor richten sich beispielsweise an grafikintensive Applikationen. Sie liefern bei ARM die derzeit höchste Grafikleistung für zwei unabhängige Displays. Eine attrak-tive Grafik gibt es auch bei den Multi-Core-Modulen mit Freescale-„iMX6“-Prozessor. Noch überzeugender aber ist die Vielseitigkeit dank hoher Skalierbarkeit. Sie reicht von Single- über Dual- bis hin zu Quad-Core-Modulen. ­Diese Skalierbarkeit bietet die Option, ganze Produktlinien zu entwickeln, die allein durch das eingesetzte Modul eine Differenzierung vom Einstiegsmodell bis zur High-End-Lösung ermöglichen. Module auf Basis des Sitara-AM3874-Prozessors von Texas Instruments positionieren sich insbesondere für den Einsatz in kostensensitiven Applikationen. Sie bestechen durch ihre extrem niedrige Leistungsaufnahme und ihren erweiterten Temperaturbereich von –40 °C bis 85 °C. Für alle Smarc-Module ist auch bereits ein Carrierboard zur Evaluierung erhältlich, das vielfältige Schnittstellen sowie verschiedene Solid-State-Speicher unterstützt.

Die Smarc-Computer-on-Modules von Kontron

Die Smarc-Computer-on-Modules von Kontron

_In einer Studie von Mitte 2012 prognostiziert IMS dem weltweiten COM-Markt ein signifikantes Wachstum bis 2016. So soll der Anteil der ARM-basierten COM von 2011 ca. 39 % bis 2016 auf rund 59 % ansteigen. Das entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Steigerungsrate von 25 %. Kontron ist vor gut einem Jahr ins ARM-Geschäft eingestiegen und verfügt mittlerweile über ein entsprechendes Portfolio. Wie lautet Ihre Wachstumsprognose für Ihre ARM-basierten COM bis 2016 und welchen Anteil werden diese dann an Ihrem COM-Port­folio halten?_

P. Müller: Kontron erwartet eine mit diesen Zahlen vergleichbare Entwicklung im Segment für ARM/SoC-basierte Computer-on-Modules. Aber es wird sicher ein bis zwei Jahre dauern, bis der neue Smarc-Standard volle Schlagkraft erreicht hat und umfassend in die Zielapplika­tionen eindesignt ist. Wir haben das gleiche bei den bisher von uns initiierten COM-Standards Dimm-PC, ETX und COM Express erlebt. Wichtig ist, dass unsere Kunden den Smarc-Standard für ARM/SoC-basierte Computer-on-Modules als Erweiterung unseres Portfolios verstehen, die nicht zulasten unseres bisherigen Computer-on-Modules-Portfolios geht, sondern eine sinnvolle Ergänzung darstellt. Und wir erwarten, dass die x86er-Technologie über die sehr leistungsfähigen COM-Express-Standards basic, compact und mini auch weiter zum Wachstum in unserem Portfolio beitragen wird.

 

_Bitte geben Sie einen kurzen Einblick in Ihre ARM-Produkt-Roadmap._

P. Müller: Wir verfolgen mehrere unterschiedliche Entwicklungsstränge rund um die ARM-Technologie: Zum einen sind es die Motherboards im Mini-ITX- und ­Pico-ITX-Format mit ARM-Prozessortechnologie. Hier können Entwickler die neuen Prozessoren direkt im bestehenden Ökosystem einsetzen. Die Grenzen zwischen beiden Prozessorwelten sind dadurch quasi kaum mehr sichtbar, was das Systemdesign anbelangt.

 

Auf Modulebene bieten wir unsere ARM-Module im Smarc-Formfaktor an. Sie sind quasi die Semi-Custom-Design-Option für Kunden, die individuelle ARM/SoC-Implementierungen benötigen, nicht aber ein aufwendiges und zeitraubendes Full-Custom-Design. Sie können diese Module in ihre individuellen Carrier-Boards implementieren und erhalten so einen komplett entwickelten Computing-Core inklusive aller Standardtreiber, was bei ARM-Designs nicht selbstverständlich ist. Daneben bieten wir auch Full-Custom-Designs an.

 

Neben diesen drei hardwareorientierten Angeboten ist uns der Softwaresupport besonders wichtig. Denn ARM-Prozessoren benötigen insbesondere bei individuelleren Auslegungen jeweils eine eigene OS-Konfiguration inklusive Bootloader- und Treiberimplementierung. Hier stehen wir unseren Kunden als zentraler Ansprechpartner verstärkt zur Seite und bieten diese Services an, sodass keine Reibungsverluste entstehen.

 

Inge Hübner

 

Weitere Informationen unter www.kontron.de als PDF downloaden

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Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

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