Single Board Computer

Single Board Computer im Einsatz

Industrie 4.0 verändert die Anforderungen an die Infrastruktur. Infolgedessen gibt es eine größere Nachfrage nach kompakten Embedded-Board-Lösungen. Zu diesem Zweck liefert Arcobel kompakte Embedded Motherboards, Einplatinencomputer wie dem Raspberry PI und Computer-on-Module, die die Entwicklung sehr kompakter Artikel ermöglichen. Diese Board-Lösungen sind standardmäßig mit verschiedenen E/A und flexiblen Anpassungsmöglichkeiten ausgestattet. Auf diese Weise kann die Zeit bis zur Markteinführung Ihres Endprodukts minimiert werden.

Die Installation in einem Roboter ist zum Beispiel möglich, aber auch im Automobil Bereich eröffnen sie gute Möglichkeiten in Projekten. Mini Computer mit Mikrocontroller und guter Prozessorgeschwindigkeit stellen hier einen guten Aufbau dar.

Bei Arcobel.com finden Sie Computer-on-Module (COMs) und Embedded Motherboards in verschiedenen Formfaktoren. Diese Board-Lösungen optimieren die Entwicklung von Edge AI-, HMI- und IoT-Systemen und ermöglichen die Entwicklung von differenzierten Produkten für verschiedene Zielmärkte. Da die Embedded-Computing-Optionen immer weiter ausgebaut werden, wird die Auswahl des richtigen Embedded-Motherboards immer komplizierter und verwirrender.

Mit unserer Produktkenntnis und entsprechender Erfahrung in verschiedenen Märkten sind wir in der Lage, eine Lösung zusammenzustellen, die Ihren Anforderungen entspricht. Arcobel liefert Platinenlösungen für alle relevanten aktuellen Formfaktoren. Sie finden zum Beispiel die Formfaktoren Mini ITX, Pico ITX, COM Express, Qseven, SMARC und SOM. Wir liefern Embedded Boards, die entwickelt wurden, um unter den kritischsten Bedingungen rund um die Uhr arbeiten zu können. Hier finden Sie COMs und eingebettete Motherboards von einer ausgewählten Anzahl branchenweit bekannter Hersteller. Diese Embedded Boards wurden ausgiebig getestet und sind äußerst zuverlässig.

Eingebettete Motherboards

Arcobel bietet eine große Auswahl an langlebigen Embedded-Motherboards an, die von Pico-ITX bis zu ATX-Motherboards in voller Größe reichen. Die verschiedenen Low-Power- und Server-Embedded-Motherboards bieten eine Lösung für verschiedene Anwendungen. Diese Motherboards basieren auf den neuesten Embedded-Prozessoren und Chipsätzen. Mit einer Embedded-Roadmap sind diese Motherboards für viele Jahre verfügbar.

ATX

Dank der zuverlässigen und langlebigen PCBAs (Printed Circuit Board Assemblies) bieten ATX-Motherboards eine optimale Plattform für eingebettete Systeme in der industriellen Automatisierung. ATX-Motherboards bieten Betreibern mehrere PCIe/PCI/LAN/USB3.0-Anschlussmöglichkeiten.
Eingebettete Systeme, die mit einem ATX-Embedded-Motherboard ausgestattet sind, kombinieren Leistung mit einer Vielzahl von Erweiterungsmöglichkeiten. Solche Systeme können daher gleichzeitig für mehrere Aufgaben verwendet werden. Unsere ATX-Embedded-Motherboards werden u.a. für Videobearbeitung, Bewegungssteuerung und Datenerfassungssysteme verwendet. `
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Mini ITX

Die Trends in der Branche deuten darauf hin, dass die Benutzer eine kleinere und kostengünstigere Lösung für ihre Embedded-Systemanforderungen benötigen. Mini-ITX ist ein kompakter Motherboard-Formfaktor. Der kompakte Formfaktor (17 × 17 cm) ermöglicht die Integration in kompakte Embedded-Computer. Diese Boards sind mit ATX- und microATX-Gehäusen kompatibel und können problemlos integriert werden, ohne dass das I/O-Shield erneut angepasst werden muss.

Die vier Befestigungslöcher einer Mini-ITX-Karte entsprechen vier der Befestigungslöcher eines ATX-Motherboards. Eingebettete Mini-ITX-Motherboards sind hochfunktional und bieten dem Benutzer eine solide Leistung und einen niedrigen Stromverbrauch (> 100 Watt). Mit einer Höhe von nur 25 mm ist ein Mini-ITX-Motherboard ideal für Anwendungen, bei denen Systemgröße und Energieeffizienz wichtige Faktoren sind. Eingebettete Mini-ITX-Karten werden häufig in der industriellen Automatisierung, in Selbstbedienungskiosken und anderen Infotainment-Lösungen eingesetzt.

Pico-ITX-Karten

Die kompakten und vollständigen Pico-ITX-Motherboards sind für viele Zwecke geeignet. Mit der Einführung von Industrie 4.0 hat sich die Infrastruktur von Automatisierungsunternehmen erheblich verändert. Infolgedessen gibt es eine steigende Nachfrage nach kompakten Industriecomputern in Form von IoT-Gateways.
Das Pico-ITX-Board ist ein kleines x86-Embedded-Motherboard von 100 mm x 72 mm. Damit sind diese Embedded Boards bis zu 75% kleiner als ein Mini-ITX Embedded Board. Ein Pico-ITX-Board enthält Prozessor, Cache, Hauptspeicher und eine Vielzahl von Standard-PC-E/A-Schnittstellen.
Kompakte Embedded Computer auf Pico-ITX-Basis können Aufgaben zuverlässig ausführen und Konnektivität verarbeiten. Die Standardisierung ermöglicht hohe Stückzahlen für eine breite Palette von industriellen Anwendungen. Hohe Funktionalität in Kombination mit einer kleinen Grundfläche von nur 70 x 102 mm machen diese Pico-ITX Embedded Motherboards sehr vielseitig.
Der Pico-ITX-Formfaktor ermöglicht die Entwicklung von sehr kleinen und leichten Geräten. Diese Technologie bietet die Möglichkeit, leistungsfähigere und verbesserte kompakte Designs in den Bereichen Infotainment, Digital Signage, Telefonie, Sicherheit und Automobilmarkt zu liefern.

3,5"SBC

3,5"-Embedded-Boards bieten Systementwicklern ein Gleichgewicht zwischen einem kompakten Formfaktor und zahlreichen E/A-Konfigurationsoptionen. Durch die Kombination mit hoher Funktionalität und Leistung eignet sich dieser Formfaktor für die unterschiedlichsten Anwendungen. Denken Sie nur an: Digital Signage, HMI und Embedded IoT.

Computer auf Modulen

Ein Computer-on-Module (COM) ist eine Art von Einplatinencomputer (SBC). Diese Komponente ist eine Unterart eines eingebetteten Computersystems. Ein COM ist einem System on Module (SOM) sehr ähnlich. COMS werden auf einer einzigen Leiterplatte aufgebaut.
Das Design basiert auf der CPU, dem RAM und den Eingabe-/Ausgabe-Controllern. In den meisten Fällen verfügen diese Module jedoch nicht über E/A-Anschlüsse. Ein COM wird daher normalerweise auf einer Trägerplatine bestätigt. Die Busse vom COM werden über die Trägerkarte zu Standard-E/A-Anschlüssen geleitet. COMs eignen sich hervorragend für Anwendungen, bei denen eine kompakte, energieeffiziente Embedded-Computer-Lösung erforderlich ist.
Diese Module sind in der Tat sehr kompakt, leicht zu integrieren und verfügen oft über eine Multi-Core-CPU. Es gibt auch COMs mit FPGA-Komponenten. Durch Hinzufügen von FPGA IP-Cores zu einem COM können die I/O-Funktionen angepasst werden, ohne dass die Leiterplatte angepasst werden muss. Einige COM-Formate sind mit MXM-Edge-Anschlüssen ausgestattet, während andere COMs über Board-to-Board-Anschlüsse mit hoher Dichte verfügen.
Hardware und Software können gleichzeitig entwickelt werden. Dadurch kann die Zeit bis zur Markteinführung (TTM) erheblich verkürzt werden. Außerdem werden erhebliche Designkosten eingespart. Ein weiterer Vorteil dieser Skalierbarkeit ist, dass sie die Verfügbarkeit von Anwendungen auf lange Sicht verlängert. Schließlich gibt es nach jedem Produktlebenszyklus einen Nachfolger, der als Nachrüstung verwendet werden kann.
Es gibt drei offene COM-Standards, die häufig für industrielle Anwendungen verwendet werden, nämlich: COM Express¸ SMARC und Qseven. Arcobel liefert Computer-on-Module in allen relevanten modernen Formfaktoren. Wir liefern COMs, die für den 24/7-Betrieb in den kritischsten Umgebungen entwickelt worden sind.

COM Express

COM Express ist ein sehr kompakter COM-Formfaktor. Jedes COM Express Modul verfügt über eine integrierte CPU und Speicherfunktionalität, I/O, Grafik (PEG) und Ethernet. Diese Module basieren auf einem Intel oder AMD X86 Befehlssatz. Der Formfaktor verwendet ein Mezzanine-basiertes Design. Alle COM-Module werden auf ein anwendungsspezifisches Baseboard gesteckt.
Diese Module können daher bei Bedarf einfach durch ein neues, rückwärtskompatibles COM-Modul ersetzt werden. Der COM Express-Standard wurde von der PICMG im Jahr 2005 veröffentlicht. Im Laufe der Jahre sind verschiedene COM Express-Typen entwickelt worden. Jeder Typ basiert auf einer anderen Pinbelegung und ist mit einem oder zwei 220-poligen Steckern ausgestattet.
Insgesamt sind jetzt 8 verschiedene Pinbelegungen veröffentlicht worden. Jeder Pinout-Typ ist für eine bestimmte Anwendung geeignet. Die Typen 1, 2, 3, 4 und 5 wurden nach der COM Express Revision 3.0 abgeschafft.
Es wird daher dringend empfohlen, für neue Designs den Pinout-Typ 6.7 oder 10 zu verwenden. Heutzutage werden Pinout Typ 6 und Pinout Typ 10 im Allgemeinen am häufigsten verwendet. COM Express-Module vom Typ 6 und 10 verfügen über PCI Express-, USB 3.0-, DDI- (DisplayPort / HDMI / DVI) und eDP-Schnittstellen und ermöglichen die Entwicklung von Produkten für völlig neue Anwendungen. Die PEG-Leitungen eines COM Express Typ 6 Moduls ermöglichen die Integration einer Grafikkarte oder eines FPGA.

SMARC

Das SMARC Computer-on-Module entstand aus dem Bedarf an COMs mit einer energieeffizienten ARM-CPU. Später brachte Intel auch energieeffiziente SoCs mit einer X86-Architektur für SMARC heraus. Es ist sogar möglich, diese Module mit Solarzellen und/oder Batterien zu versorgen.
Was SMARC 2.0 einzigartig macht, ist die integrierte Unterstützung für drahtlose Technologie. Um diese Aufgabe zu erfüllen, verfügen die SMARC 2.0 Module über einen speziellen Bereich auf dem Modul, in dem die RF-Anschlüsse untergebracht sind. Um einen konsistenten Datenaustausch zu gewährleisten, sind alle SMARC 2.0 Designs mit diesen integrierten RF-Anschlüssen ausgestattet.
SMARC 2.0-Module verfügen außerdem standardmäßig über zwei konfigurierbare Gigabit-Ethernet-Ports. Dadurch können diese Module mühelos mit zwei unabhängigen lokalen Ethernet-Verbindungen verbunden werden. Mit dem Precision Time Protocol (PTP) kann die höchstmögliche Synchronisation zwischen mehreren lokalen Geräten erreicht werden.
Dank dieser Funktionen in Kombination mit der WLAN-Funktionalität eignen sich SMARC 2.0 Module hervorragend für die Integration in leistungsstarke IoT-Gateways. Immer mehr Anwendungen erfordern die Möglichkeit, Live-Bilder zur Analyse zu verwenden.
Moderne Industrie-PCs müssen zum Beispiel zunehmend mit Kameras verbunden werden. SMARC 2.0-Module verfügen standardmäßig über 2 MIPI CSI-Schnittstellen, so dass Kameras problemlos auf dem Carrier-Board integriert werden können.

Qseven

Qseven ist ein Computer-on-Module, das in einem sehr kompakten Formfaktor ausgeführt ist. Dieses Modul ist sogar noch kompakter als das kleinste COM Express-Modul. Der Standard wurde von der SGET im Jahr 2010 herausgegeben. Dieses Modul ist eine Antwort auf die Nachfrage nach kompakten und kosteneffizienten Modulen mit Hochgeschwindigkeitsschnittstellen.
Qseven-Module werden über einen MXM-Anschluss mit einer anwendungsspezifischen Trägerkarte verbunden. Funktionen wie Audio-Codecs, Touch-Controller und drahtlose Geräte bilden in Kombination mit dem gewünschten Qseven-Modul eine skalierbare Lösung mit kurzer Markteinführungszeit. Qseven-Module bieten Anwendern zahlreiche Konnektivitätsoptionen.
Diese Module verfügen über mehrere Display-Anschlüsse, Gigabit Ethernet, USB 3.0, USB 2.0 und serielle Kommunikation. Außerdem können diese Module mit maximal zwei MIPI CSI-Kameras über den flachen Folienanschluss erweitert werden. Ein Qseven-Modul ist mit einem MXM-Stecker ausgestattet. MXM-Stecker funktionieren auch unter den schwierigsten Umgebungsbedingungen optimal, selbst wenn die Qseven-Platine mit Temperaturschwankungen, Stößen und Vibrationen in Kontakt kommt.
Das macht sie zu einer idealen Lösung mit kleinem Formfaktor für industrielle Anwendungen. Für industrielle Anwendungen sind Legacy-Schnittstellen wie serielle Schnittstellen und PS2 auf dem Trägerboard integriert.

SOM

CPU-SOMs vereinen einen Mikroprozessor, Flash, RAM und Stromversorgung auf einer kompakten Leiterplatte. SOM steht für System on Module. Ein SOM ist komplett mit allen Hardware- und Softwareanforderungen ausgestattet.
Damit sind diese Platinenlösungen sofort einsatzbereit. System-on-Module sind anwendungsunabhängig. In Kombination mit einem anwendungsspezifischen Trägerboard bieten diese Module eine perfekte Plattform für die Entwicklung verschiedener Embedded-Produkte. SOMs wurden als Antwort auf die schnell wachsende Nachfrage nach kompakten, leistungsstarken Embedded-Systemen entwickelt.
Da die Intelligenz der endgültigen Anwendung bereits entwickelt wurde, wird die Zeit bis zur Markteinführung des Endprodukts verkürzt. Auch das Implementierungsrisiko ist wesentlich geringer, da es sich um vollständig entwickelte und getestete Lösungen handelt. So muss sich ein Designer beispielsweise nicht um die zahllosen Aspekte kümmern, die bei einem CPU-Design eine Rolle spielen, wie z.B.: Setup/Multiplexing, Stromversorgung (Power Up/Power Down Sequenzierung) und Speicherdesign (DDR3/DDR4).
Die Module werden auf der Grundlage von Komponenten mit einer eingebetteten Roadmap entwickelt, so dass eine lange Lieferzeit garantiert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass alles konfigurierbar ist. System-on-Modules verwenden Open-Source-Hardware und Open-Source-Software.

Carrier Karten

Ein Computer-on-Modul wird zusammen mit einer zugehörigen Trägerkarte in ein System integriert. Das Carrier-Board bietet dem Benutzer die notwendigen Schnittstellen, um in kürzester Zeit eine kundenspezifische Lösung zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten können unsere Ingenieure ein vollständig kundenspezifisches Carrier Board entwickeln, das mit E/A- und Erweiterungsoptionen ausgestattet ist, die auf die betreffende Anwendung ausgerichtet sind. Wir sprechen gerne mit Ihnen, um weitere Optionen zu besprechen.