Digi International's Connect Card® en ConnectCore™ processormodules. Processormodules en plinten

Nikolay Semyonov [e-mail beveiligd], Alexey Nekrasov - [e-mail beveiligd]

In de meeste gevallen gaat de ontwikkeling van een technisch apparaat gepaard met de taak om gegevens van invoerapparaten te verzamelen, deze te verwerken en besturingsacties over te dragen aan uitvoerapparaten. Zolang berekeningen geen hoge prestaties vereisen en I / O-apparaten standaard zijn, kunt u microcontrollers of "systems on a chip" (System-On-Chip, SoC) gebruiken. Maar wat als de prestaties van de microcontroller niet voldoende zijn of de interfaces die door de taak of het toepassingsgebied worden geboden niet standaard zijn?

In het geval dat de ontwikkelaar wordt geconfronteerd met een taak waarvoor de prestaties van de microcontroller niet voldoende zijn of de interfaces die bijvoorbeeld door het toepassingsgebied worden geboden niet standaard zijn, was er voorheen maar één uitweg: om universele of gespecialiseerde microprocessors, extern geheugen, opstartschijven en ondersteuning voor verschillende randapparatuur te gebruiken. Maar dit pad vergde veel tijd van ontwikkelaars en programmeurs. Tegelijkertijd werden vergelijkbare problemen in verschillende delen van de wereld door verschillende ingenieurs tegelijkertijd opgelost. De draagbaarheid van dergelijke oplossingen bleek echter laag vanwege de aanwezigheid van specifieke beperkingen in elk geval. Deze benadering was dominant totdat kant-en-klare goedkope processormodules verschenen.

De Computer-On-Module (CoM) is een doorontwikkeling van System-On-Chip (SoC). Dergelijke modules kenmerken zich door hun kleine formaat, standaard interfaces en goede ondersteuning voor besturingssystemen. Bij het gebruik ervan wordt tijd bespaard voor ontwikkeling, testen, ondersteuning, het schrijven van systeemsoftware en het aanpassen van besturingssystemen, aangezien dit meestal al in een kant-en-klare processormodule is opgenomen. Het gebruik ervan verkort dus aanzienlijk de tijd die een voltooid apparaat nodig heeft om op de markt te komen.

De term CoM zelf is bedacht door VDC Research Group, Inc. (voorheen Venture Development Corporation, VS) om een ​​hele klasse van gefabriceerde computerborden te beschrijven, het wortel schoot en wordt veel gebruikt, voornamelijk na de goedkeuring van de industriestandaard COM-Express.

Classificatie van processormodules

Structureel kunnen processormodules worden onderverdeeld in modules met hoge, gemiddelde en lage prestaties, die allemaal worden gekenmerkt door een laag stroomverbruik met voldoende hoge rekenprestaties in hun klasse, aangezien ze zijn ontworpen voor embedded toepassingen, waarbij de taak om de warmte binnenin te verwijderen een compacte behuizing is van cruciaal belang bij het kiezen van het type module.

Hoogwaardige modules

Rijst. 1. "Computer-on-module" COM-Express standaard: RadiSys CEQM77 met Intel Core i7 IvyBridge processor

Krachtige modules hebben bijna altijd actieve koeling nodig, verbruiken 5-10 W of meer en zijn volwaardige computers, meestal gebaseerd op Intel-microprocessors. Ze bereiken de prestaties van topversies van Intel Core i7 met een bijna onbeperkte hoeveelheid geheugen in de vorm van uitbreidingsmodules en high-speed interfaces zoals PCIexpress, GBE, SATA3, enz. De belangrijkste taak van dergelijke modules is om alle mogelijkheden van een high-performance personal computer in een compact single-board ontwerp met de mogelijkheid om er zowel standaard uitbreidingskaarten op aan te sluiten als gespecialiseerde die ontworpen zijn voor het oplossen van een specifieke taak. Standaardisatie van dergelijke modules wordt uitgevoerd in termen van externe afmetingen, typen en locaties van connectoren:

  • ETX (Embedded Technology eXtended) is een moederbordvormfactor van 95 × 114 mm en een standaardlocatie voor interfaceconnectoren. De connectoren hebben I / O-poorten van de pc / AT-architectuur (serieel, parallel, enz.), USB-, audio- en videoconnectoren, Ethernet, evenals een volledige implementatie van ISA- en PCI-bussen.
  • XTX is een evolutie van de ETX-standaard met 75% contactcompatibiliteit . De XTX verwijderde de ISA-bus en voegde PCI-Express, SATA en LPC toe. Tegenwoordig zijn deze standaarden in populariteit inferieur aan de nieuwere COM-Express-standaard, maar ze worden nog steeds ondersteund door een vrij groot aantal fabrikanten. Modules van fabrikanten zoals Avalue, Congatec, Kontron, MSC, Norco, SECO, enz. kunnen worden beschouwd als voorbeelden van ETX en XTX.
  • COM-Express (COMe) is een computer-op-module-standaard die is ontworpen om de legacy ETX en XTX te vervangen . Het werd in 2005 geïntroduceerd door het PICMG-consortium en definieert zowel de grootte van de module (Figuur 1) als de interfaces. Vandaag is de tweede revisie van de standaard uitgebracht, die zeven verschillende soorten pin-out van connectoren en vier mogelijke vormfactoren van modules beschrijft (van 55 × 84 tot 110 × 155 mm). De standaard wordt gekenmerkt door zijn gebruik in krachtige systemen, het is verplicht om Ethernet10 / 100/1000, SATA, LPC, 8 × USB (inclusief ondersteuning voor USB 3.0), 6 × PCI-Express, audio, video te ondersteunen. 12V voeding De bekendste fabrikanten van COMExpress modules zijn RadiSys en Kontron, Congatec en AdLink.

Bovendien bevatten krachtige modules processorkaarten van backbone-modulaire systemen zoals CompactPCI en AdvancedTCA.

CompactPCI is een systeembus die veel wordt gebruikt in industriële automatisering en busmodulaire systemen. Het is elektrisch compatibel met de PCI-bus, maar er kunnen meer apparaten worden aangesloten. Hot plugging van boards wordt ondersteund, maar op dit moment is deze standaard qua bandbreedte eigenlijk achterhaald. De belangrijkste concurrent is de VME-, VME32- en VME64-banden, die worden gebruikt in militaire uitrusting van de NAVO, maar deze normen zijn niet gedistribueerd in Rusland. Uitbreidingen zoals PCI-E zijn in ontwikkeling, maar de vooruitzichten voor het gebruik ervan zijn niet bepaald.

Rijst. 2. "Computer-on-module" van Qseven-standaard: SECO QuadMo747-X / i.MX6 met Freescale iMX6-processor

AdvancedTCA, MicroTCA (Telecommunications Computing Architecture) is een architectuur die is ontwikkeld met de deelname van meer dan 100 fabrikanten van industriële en telecommunicatieapparatuur onder leiding van PICMG en is een nieuwe generatie gestandaardiseerde tdie de verouderde CompactPCI vervangen. Vertegenwoordigt mechanisch standaardmanden voor het aansluiten van borden van standaardafmetingen met standaardconnectoren en de plaatsing van contacten daarop. Ondersteunt hot-pluggable kaarten en meerdere communicatietopologieën daartussen. Ethernet is het belangrijkste communicatiemedium tussen de kaarten, hoewel de connector ook JTAG-testsignalen, klokpulsen en signaaldraden bevat die door de Switch Fabric gaan. Daarnaast beschrijft de norm een ​​koelsysteem voor processormodules dat uniform is voor het hele mandje. Processormodules met TCA-interface kunnen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen - zowel voor het bouwen van een cluster voor cloud computing (waar de hoofdinterface zich tussen Ethernet-modules bevindt) als voor telecommunicatieoplossingen met synchrone seriële interfaces, het aansluiten van videocamera's, geluid, externe sensoren , enzovoort.

Low-performance modules

Rijst. 3. "Computer-on-module" Qseven-standaard: SECO uQ7-OMAP5 40 × 70 mm met Texas Instruments OMAP5-processor

Tot voor kort konden verschillende SoDIMM-modules en 2,5-inch singleboard-computers op basis van ARM-processors (meestal ARM9 wordt gebruikt door fabrikanten) worden toegeschreven aan slecht presterende. Standaardisatie van dergelijke modules werd niet verwacht, daarom bepaalde elke fabrikant zelf de vormfactor en de levensduur van de producten. Wat natuurlijk bepaalde risico's voor ontwikkelaars met zich meebracht, aangezien aanvankelijk geen compatibiliteit van modules van verschillende fabrikanten werd verwacht. Vandaag is de situatie echter enigszins veranderd: met de release van de Revisie 2.0-specificatie van de open industriële standaard Qseven , aan de ene kant, en de introductie van nieuwe low-power processors (bijvoorbeeld, zoals de Freescale i.MX6 Solo, Fig. 2), aan de andere kant. Nu hebben ontwikkelaars de mogelijkheid om low-performance modules te gebruiken zonder de levensduur van het resulterende product te riskeren. Omdat het voldoen aan de standaard door verschillende fabrikanten betekent dat modules onderling uitwisselbaar zijn, hoeft de ontwikkeling niet helemaal opnieuw te beginnen: je kunt gewoon een vergelijkbare module in de Qseven-standaard van een andere fabrikant selecteren. Bovendien voorziet de nieuwe herziening van de Qseven-specificatie in modules van halve grootte - slechts 40 × 70 mm (Fig. 3), wat het beste past in het segment van instap- en low-performance systemen.

Modules met gemiddelde capaciteit

In het geval dat je goedkope processormodules nodig hebt die worden gekenmerkt door een laag verbruik en relatief hoge rekenprestaties, die geen actieve koeling vereisen, zijn de enige beschikbare oplossing op dit moment modules, ook gemaakt in de Qseven-standaard. Bovendien biedt Qseven, vergeleken met de rest van de open industriële standaard, de ontwikkelaar de grootste flexibiliteit bij de ontwikkeling van technische apparaten, aangezien het platformonafhankelijk is voor ARM- en x86-architecturen. Met andere woorden, x86-modules en ARM-modules zijn uitwisselbaar binnen de Qseven-standaard. Dit betekent dat, nadat de ontwikkeling van het apparaat op een bekende x86-processor is voltooid, het in de toekomst mogelijk zal zijn om over te schakelen naar een ARM-processor om het stroomverbruik en de totale kosten van het apparaat te verminderen. .

Wat betreft de beschikbaarheid van modules en hun levensduur kunnen de volgende positieve eigenschappen worden opgemerkt. Enerzijds maken de modules gebruik van langlevende embedded processors van fabrikanten als Intel, AMD, VIA Technology, NVidia, Texas Instruments en Freescale. Anderzijds zijn er op dit moment al meer dan 50 fabrikanten van processormodules in de Qseven-standaard. Bovendien kunt u, indien nodig, de Q7-processormodule vervangen door een vergelijkbaar exemplaar van ons eigen ontwerp op bestaande producten. Tegelijkertijd is de time-to-market kort en kunt u overstappen op uw eigen computerplatform of een breed scala aan processormodules in één standaard voor verschillende taken.

De ontwikkelaar heeft dus niet alleen een keuze tussen de fabrikant van zowel de processor als de module zelf, wat een grote vrijheid geeft bij het kiezen van het meest geschikte apparaat op basis van de taak (tabel).

Tafel. Classificatie van modules
Fabrikant Eerste level Multimedia Hoog
uitvoering,
computergebruik
taken
Verantwoordelijk
toepassing, breed
temperatuurbereik
Seco QuadMo747-X / i.MX6 uQ7-OMAP5 uQ7-OMAP5 QuadMo747-X / i.MX6
QuadMo747-X / OMAP3 QuadMo747-X / T30 QuadMo747-GSeries QuadMo747-X / OMAP3
QuadMo747-Z5xx QuadMo747-X / T20 QuadMo747-X / i.MX6 QuadMo747-XL
QuadMo747-X / i.MX6 QuadMo747-X / T30 QuadMo747-EXTREME
QuadMo747-X / i.MX51 QuadMo747-E6xx
QuadMo747-GSeries
QuadMo747-E6xx
Een waarde EQM-CDV
EQM-A50M

Als we de Qseven-standaard in meer detail bekijken, kunnen we de volgende hoofdkenmerken opmerken die hem gunstig onderscheiden van andere "computers-on-module" -standaarden.

Afb. 4. Belangrijkste industriële interfaces Qseven-normen

Ten eerste biedt de standaard een volledige logische beschrijving van alle signalen die worden ontvangen van modules met processors op zowel de ARM-kern als de x86-architectuur. Dit geldt in het bijzonder voor:

  • high-speed interfaces zoals PCI Express, SATA, USB 2.0+, GigabitEthernet, enz.;
  • grafische interfaces zoals LVDS, SDVO, HDMI en DisplayPort;
  • belangrijkste industriële interfaces (inclusief CAN, SPI, SDIO, I 2 C, enz.) (Fig. 4).

Ten tweede bevat de norm:

  • volledige elektrische beschrijving van de signalen van de gespecificeerde interfaces;
  • een volledige ontwerpbeschrijving van de connector (goedkoop en beschikbare MXM) met de locatie van de signalen erop;
  • ontwerpbeschrijving van de modules zelf.

De afmetingen van de modules zijn slechts 70 × 70 mm, terwijl het voor COM-Express 125 × 95 mm is en voor ETX / XTX - 114 × 95. Kant-en-klare single-board computers van PC / 104-formaat hebben een groter formaat - 96 × 90 mm. Deze informatie is open van aard en is voor iedereen beschikbaar in de documentatie voor de Qseven-standaard.

Ervaring met het gebruik van modules

Rijst. 5. De structuur van het voorgestelde apparaat:

Om een ​​meerkanaals videorecorder te bouwen met gegevensopslag op een harde schijf en controle over een lokaal netwerk, moet de structuur getoond in Fig. 5.

AVx-blokken bevatten audio- en video-ADC's. DSPx zorgt voor compressie van de ontvangen gegevens en het verzenden van de gecomprimeerde stream via de FPGA naar de pc-processormodule. De processormodule ontvangt gegevens van verschillende videocamera's, vormt er opslagcontainers van en schrijft naar de harde schijf, en gaat ook door een kanaal voor het bekijken en archiveren van gegevens via het lokale netwerk.

De datastroom binnen zo'n systeem bleek groot genoeg en low-performance modules waren niet geschikt voor implementatie. Hoogwaardige modules genereren te veel warmte, zodat ze niet in de compacte recorder kunnen worden geïnstalleerd. Daarom werd gekozen voor Qseven - SECO QuadMo747-Z5xx als processormodules, met daarin een Intel Atom Z500-serie 1,6 GHz-processor, 1 GB DDR2-, GBE- en SATA2-geheugen. De aanwezigheid van een NAND-schijf maakte het mogelijk om het Linux-besturingssysteem rechtstreeks op de module te installeren, om niet afhankelijk te zijn van de aanwezigheid en gezondheid van de harde schijf. Na het optimaliseren van de software en het verminderen van het aantal gelijktijdig gebruikte camera's, werd het mogelijk om over te stappen naar een module met een processorfrequentie niet 1,6, maar 1,1 GHz, evenals over te stappen op processormodules met ARM-processors. Het externe aanzicht van het apparaat wordt getoond in Fig. 6.

De keuze van de beschreven modules verkortte de ontwikkeltijd van het apparaat aanzienlijk en maakte het eenvoudiger, betrouwbaarder en functioneler. Zo werd de aanvankelijk ongeplande functie van draadloze bediening van de recorder mogelijk met de installatie van een miniatuur USB-WiFi-module. De exacte tijd kan worden verkregen van een extern GPS-apparaat dat ook via USB is aangesloten. Om het temperatuurbereik voor het gebruik van het apparaat uit te breiden, werd vervolgens een softwaregestuurde koelventilator aangesloten. Het resultaat is een multifunctioneel compact apparaat dat alle noodzakelijke gespecificeerde functies vervult en zelfs meer. Er is een voorraad middelen om de functionaliteit uit te breiden.

conclusies

Rijst. 6. Boven - het uiterlijk van het apparaat; onderaan - de locatie van de borden

Het artikel ging in op verschillende opties voor besturingsprocessormodules voor embedded systemen. De volgende conclusies kunnen worden getrokken:

  1. Bij veelbelovende ontwikkelingen moet COM-Express worden beschouwd als compacte krachtige modules. Ze zijn efficiënt, goedkoop, maar vereisen externe koeling of een grote radiator.
  2. Om een ​​cluster van een groot aantal zowel homogene als heterogene modules te bouwen, is het handig om de AdvancedTCA-standaard of de gereduceerde versie MicroTCA te gebruiken. Processormodules in dergelijke systemen zijn duurder dan dezelfde COM-Express, maar ze kunnen eenvoudig worden samengevoegd tot clusters, de mand bevat standaard een koeleenheid, de problemen met de informatie-uitwisseling tussen stroom- en redundantiemodules zijn opgelost.
  3. Het wordt aanbevolen om Qseven-standaardmodules te gebruiken als een krachtige module met laag vermogen die kan werken zonder actieve koeling. Dit is een hele familie processormodules met verschillende prestaties, gebouwd op verschillende platforms, maar met standaardinterfaces zoals Ethernet, USB, SATA, SPI, LPC, enz. Er is ervaring met het praktische gebruik van seriële apparaten op basis van dergelijke modules.
  4. Om langzame processen te beheersen, kunt u een hele klasse van low-performance modules gebruiken, geschikt in grootte, interface en prijs.

Als besturingsmodule, centrale verwerkingseenheid of processormodule (CPU) bedoelen we een PLC-module die procesbesturingsfuncties uitvoert, applicatieprogramma's verwerkt, toegang tot perifere modules, bewaking / besturing van het gehele systeem, PLC-logische besturingsfuncties en communicatiefuncties (informatie-uitwisseling via een programmeerinterface, en ook voor gegevensuitwisseling met andere intelligente apparaten van het automatiseringssysteem).

Afbeelding 2.2 - Typische PLC-architectuur

Tijdens bedrijf "leest" de processor invoergegevens van aangesloten veldapparaten met behulp van zijn invoerinterfaces en voert vervolgens het besturingsprogramma uit dat in het geheugen van de processormodule is geladen. Programma's worden meestal ontwikkeld in speciale PLC-programmeertalen en moeten in het geheugen van de controller worden geladen voordat deze kan gaan werken.

Ten slotte "schrijft" of actualiseert de PLC op basis van het programma de besturingsuitgangen via de uitgangsinterfaces. Dit proces, een scancyclus genoemd, wordt constant in dezelfde volgorde uitgevoerd zonder te stoppen en wordt gewijzigd wanneer bepaalde vooraf bepaalde gebeurtenissen plaatsvinden of wanneer wijzigingen worden aangebracht in het besturingsprogramma.

De processormodule bevat een microprocessor (centrale verwerkingseenheid - CPU), geheugenapparaten, een realtime klok en een watchdog-timer. De termen "microprocessor" en "processor" zijn nu synoniem geworden, aangezien alle nieuw uitgebrachte processors zijn gemaakt in de vorm van VLSI, d.w.z. zijn microprocessoren.

De belangrijkste kenmerken van de microprocessor zijn bitdiepte (PLC's gebruiken 8, 16 en 32-bits microprocessors), klokfrequentie, architectuur, floating point-werking, soorten ondersteunde I/O-poorten, bedrijfstemperatuurbereik en stroomverbruik.

De prestaties van microprocessors met dezelfde architectuur zijn evenredig met de klokfrequentie. De meeste controllers gebruiken Reduced Instruction Set Computing (RISC)-microprocessors, die een klein aantal instructies van dezelfde lengte en een groot aantal registers gebruiken. De beperkte set instructies maakt het mogelijk om efficiëntere compilers en een processorpijplijn te bouwen, die in staat is om het resultaat te produceren van de uitvoering van de volgende opdracht voor elke klokcyclus.

Voor controllers die intensieve wiskundige gegevensverwerking uitvoeren, is het belangrijk om een ​​wiskundige coprocessor (hulpprocessor die drijvende-kommabewerkingen uitvoert) of signaalprocessors te hebben waarin bewerkingen zoals Y = A * B + X in één cyclus worden uitgevoerd. Met signaalprocessors kunt u de uitvoering van convolutie- of Fast Fourier-transformatiebewerkingen versnellen.



Geheugencapaciteit bepaalt het aantal variabelen (tags) dat tijdens de werking van de PLC kan worden verwerkt. In microprocessors is de toegangstijd tot het geheugen een van de belangrijke prestatiebeperkende factoren. Daarom is het geheugen verdeeld in verschillende niveaus van de hiërarchie, afhankelijk van de gebruiksfrequentie van de gegevens die erin zijn opgeslagen en de snelheid. Geheugenhiërarchie is een essentieel kenmerk van de architectuur van een processor, omdat het de negatieve invloed van traag geheugen op de prestaties van de microprocessor helpt verminderen. De belangrijkste soorten geheugen zijn alleen-lezen geheugen (ROM), RAM (Random Access Memory) en een reeks registers. Registers zijn de snelste geheugenelementen omdat ze door de rekenkundige logische eenheid (ALU) worden gebruikt om elementaire processorinstructies uit te voeren. ROM wordt gebruikt om informatie op te slaan die zelden wordt gewijzigd, zoals het besturingssysteem, apparaatstuurprogramma's, lader en de uitvoerbare module van het gebruikersprogramma. RAM wordt gebruikt om gegevens op te slaan die herhaaldelijk veranderen tijdens de werking van de controller, bijvoorbeeld tagwaarden, tussentijdse berekeningen, diagnostische informatie, arrays weergegeven in grafieken, gegevens voor weergave op het display.

Als ROM (of ROM - "Read Only Memory") wordt meestal elektrisch uitwisbaar programmeerbaar geheugen (EEPROM - "Electrically Erasable Programmable ROM") gebruikt. Een speciaal kenmerk van flashgeheugen is de niet-vluchtigheid, dwz het bewaren van gegevens wanneer de stroomvoorziening is uit - "flash." Het nadeel van alle ROM's is hun lage prestatie.

Als RAM gebruiken moderne microprocessors statisch geheugen (SRAM - Static Random Access Memory) en dynamisch (DRAM - "Dynamic Random Access Memory"), SDRAM ("Synchronous DRAM"). SRAM wordt uitgevoerd op triggers, waarbij de informatie voor onbepaalde tijd wordt opgeslagen wanneer deze wordt ingeschakeld. In dynamisch geheugen wordt informatie opgeslagen op condensatoren en daarom vereist DRAM periodieke regeneratie (opladen van condensatoren). De nadelen van triggergeheugen zijn onder meer de hoge kosten die gepaard gaan met een lage dichtheid van de opstelling van triggers op een chip en een lage capaciteit-tot-prijsverhouding. Het voordeel is een hoge snelheid, die gigahertz bereikt, terwijl het condensatorgeheugen niet kan werken bij frequenties boven honderden hertz. Beide soorten geheugen (DRAM en SRAM) kunnen geen informatie opslaan wanneer de voeding van de PLC is uitgeschakeld. Daarom gebruiken sommige typen PLC's geheugen met batterijondersteuning om het automatiseringssysteem operationeel te houden na een korte stroomonderbreking.

Monoblock- en modulaire controllers gebruiken in de regel een parallelle bus om gegevens uit te wisselen met I / O-modules, wat het mogelijk maakt om de snelheid van hun polling met een orde van grootte te verhogen in vergelijking met de seriële bus. Parallelle bussen kunnen standaard (ISA, PC / 104, PCI, ComactPCI, VME, CXM) of propriëtair zijn. De seriële bus van de controller (gebaseerd op de RS-485 interface) wordt gebruikt om remote (gedistribueerde) I/O-modules op aan te sluiten.

Watchdog-timer(Watchdog Timer - WDT) is een teller die klokpulsen telt en periodiek wordt gereset (opnieuw gestart) door een draaiende processor in de normale modus. Als de processor "bevriest", dan worden de resetsignalen niet naar de teller gestuurd, hij blijft tellen en bij het bereiken van een bepaalde drempel genereert hij een "Reset"-signaal om de "bevroren" processor opnieuw te starten.

Realtime klok(PB) is een kwartsklok die wordt gevoed door een batterij en daarom blijft lopen wanneer de PLC wordt uitgeschakeld. De RV-klok wordt bijvoorbeeld gebruikt om straatverlichting afhankelijk van het tijdstip van de dag te regelen, in objectbeveiligingssystemen en in andere gevallen wanneer het nodig is om gegevens of gebeurtenissen te koppelen aan astronomische tijd.

Het is zeer zeldzaam om de woorden 'embedded system' te horen in gesprekken om ons heen, en als dat zo is, zijn het hoogstwaarschijnlijk de gesprekken van specialisten (of degenen die zichzelf als zodanig beschouwen). Blijkbaar houdt dit op de een of andere manier verband met de eigenaardigheden van de "grote en machtige", omdat deze "ingebedde systemen" ons in feite al heel lang vergezellen - het eerste dergelijke systeem was een computer die aan boord van het APPOLO 11-ruimtevaartuig was geïnstalleerd, wereldberoemd om een ​​heel andere reden.

Dus laten we onthouden en reflecteren. Volgens zeer competente bronnen is een embedded systeem (embedded system) een gespecialiseerd computersysteem, volledig ingekapseld in het apparaat dat het bestuurt. Als de lezer het niet erg vindt, gebruiken we deze definitie hieronder. Ingebedde systemen zelf kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdtypen (het opzettelijk opofferen van details om het punt te benadrukken).

Het eerste type zijn microcontrollersystemen. Ze zijn gebouwd op basis van een gespecialiseerde microschakeling (of meerdere microschakelingen), vervullen een of twee of drie vrij specifieke functies. Het meest opvallende voorbeeld is een moderne tv: een processor voor het verwerken van verschillende videoformaten en de eigenlijke tv-instellingen, een stereogeluidsprocessor, een subsysteem voor teletekstverwerking. Niets vergeten te zijn?... Ze werken allemaal volgens een voorgeprogrammeerd programma (firmware) en zijn met grote moeite, zo niet, te herprogrammeren. Naast de tv kun je ook veel apparaten meenemen met een embedded systeem van dit type - een semafoon, een mobiele telefoon, een scanner, een wasmachine. Ja, in één injectieauto (en in een buitenlandse auto - nog meer) kun je enkele tientallen van dergelijke apparaten tellen - een injectiecontroller, een ABS-controller, een wisselkoerscontroller ...

Het tweede type zijn microprocessorsystemen. In tegenstelling tot systemen van het eerste type, zijn ze gebouwd op basis van microprocessors die in gewone personal computers worden gebruikt. Zelfs de structuur van deze systemen lijkt vaak op de structuur van een persoonlijk account. Er is echter een verschil: vaak missen embedded systemen enkele details die ze niet nodig hebben vanwege de specificiteit van het probleem dat wordt opgelost. Mee eens - een digitale camera heeft geen krachtige videokaart met een 3D-versneller nodig. Nou, ik heb het van tevoren laten glippen ... Nou, oké, ik zou er toch over moeten zeggen. Wat is het belangrijkste verschil tussen systemen van dit type? Er kunnen meerdere antwoorden zijn, maar er zijn er een paar: ten eerste zijn dit herprogrammeerbare systemen. Ten tweede zijn dit min of meer gemakkelijk herprogrammeerbare systemen, omdat het software is die compatibel is met computers waarvoor al veel software is geschreven en waarop deze software is geschreven. Voorbeelden van systemen van dit type zijn iets moeilijker te geven omdat ze minder vaak voorkomen in het dagelijks leven: de meeste huishoudelijke dvd-spelers, de reeds genoemde digitale camera's, autocomputers (ik benadruk - niet de eenvoudigste boordcomputers, die tot het eerste type behoren , maar serieuze computers met Windows Automotive, met GPS, MPEG2, enz.), PDA's, handhelds en bijna alles met betrekking tot de PDA (Personal Digital Assistant) niche, evenals verschillende exotische apparaten zoals een koelkast met internettoegang ...

Ingebouwde systemen van het tweede type zijn het meest wijdverbreid in de industrie, omdat het gebruik ervan de ontwikkelingstijd verkort, het onderhoud vereenvoudigt, enzovoort, enzovoort ... Ik zal hier niet alle voordelen opsommen - ze zijn te vinden in bijna elke literatuur over dit onderwerp. Om deze redenen zijn moderne automatiseringsmethoden ondenkbaar zonder het gebruik van dergelijke systemen. Vraag creëert natuurlijk aanbod. Wat we vandaag hebben: een aanzienlijk aantal standaarden voor "stenen" voor het maken van embedded systemen en een nog groter aantal bedrijven die dezelfde "stenen" produceren. Oordeel zelf: alleen het PC/104 Consortium (een organisatie die fabrikanten van borden van de genoemde norm verenigt) telt inmiddels meer dan 200 deelnemers. En wat als we ook PC / 104Plus, CPCI, VME nemen? Honderden fabrikanten, duizenden productnamen. En dit alles is voor het gemak van ontwikkelaars van de markt voor embedded systemen.

Maar de wet van behoud van energie is nog niet opgeheven (hoewel er pogingen zijn geweest), en voor deze voordelen moet je betalen. En in de letterlijke zin: vaak is een microprocessorsysteem duurder dan een microcontrollersysteem. En tijdens het ontwikkelen van een nieuw ingebed systeem, moet je een soort economische vergelijking oplossen. Er zijn niet zoveel variabelen in deze vergelijking - de kosten van het ontwikkelen van een apparaat op een microcontroller of het kopen van een kant-en-klaar microprocessorbord, de kosten van softwareontwikkeling of de kosten van het schrijven van firmware, de kosten van het onderhoud van een van de systemen, zijn levensduur en de mogelijkheid van een upgrade op dit moment. De vergelijking blijkt behoorlijk ingewikkeld te zijn en is verre van eenduidig ​​opgelost. Zo worden kassa's meestal gemaakt op een microcontroller en speelautomaten op een microprocessor. Maar andersom gebeurt het ook!

Zoals je je kunt voorstellen, spelen de kosten van het voltooide bord een belangrijke rol bij het oplossen van een dergelijke vergelijking. En als de activa van dit bord, naast een aantrekkelijke prijs, een handige software-ontwikkelomgeving hebben, goede technische ondersteuning van de fabrikant, de mogelijkheid om hardwarewijzigingen aan het voltooide apparaat aan te brengen, ligt de keuze voor de hand. Zoals je al begreep, is dit hoe zacht en pretentieloos ik probeer het gesprek over te brengen naar microprocessorsystemen. Maar wat valt er te verbergen - voor de producten van één ontwikkelaar!

historische referentie

CompuLab Ltd. (Israël) is opgericht in 1992 en begon haar activiteiten met advisering op het gebied van technische oplossingen in elektronica. In de komende vijf jaar is het bedrijf betrokken geweest bij enkele tientallen maatwerkontwikkelingen. Dankzij de opgebouwde ervaring, zakelijke activiteiten, marktonderzoek en het hoogste technische potentieel hebben CompuLab Ltd. in een vrij korte tijd om zich bezig te houden met het ontwerpen van hun eigen producten. In 1997 bracht het bedrijf zijn eigen ontwikkeling uit - de CORE-processormodulefamilie. Helaas, ondanks de innovativiteit van de technische en technische oplossingen die in de eerste generatie modules waren verwerkt, voldeed de architectuur van de processor die erin werd gebruikt (i960) niet aan de verwachtingen van de ontwikkelaars voor een wijdverbreide acceptatie.

De tweede generatie modules werd uitgebracht in 1999. Deze modules waren gebaseerd op de AMD ELAN SC400-processor (x86-architectuur) en werden 486CORE genoemd. In die tijd waren dit de kleinste computers ter wereld. Het fantastische succes van 486CORE in de markt bevestigde de juistheid van de gekozen strategie. Sindsdien is de CORE-familie van modules meerdere keren aangevuld en, we durven te hopen, zal blijven groeien.

De combinatie van hoge rekenkracht en kleine afmetingen van de modules droeg bij aan de snelle verovering van de markt voor embedded systemen. Tegenwoordig worden CompuLab-producten gebruikt door meer dan 300 bedrijven in 50 landen van de wereld, en het bedrijf produceert zelf bijna 20% van de producten van deze markt. Onder de belangrijkste kopers van deze modules kunnen bekende giganten worden genoemd als Cisco Systems, Marconi, General Electric, OKI en vele andere fabrikanten, die niet zo algemeen bekend zijn in Rusland.

Het toepassingsgebied van CORE-modules is zeer breed: de militaire en luchtvaartindustrie, medische technologie, transport, telecommunicatieapparatuur, intelligente netwerkapparatuur, minicomputers, computerrandapparatuur, apparatuur voor de entertainmentindustrie ...

Technische noot nr. 1

CompuLab Ltd. processormodules zijn complete computersystemen met RAM, ingebouwde Flash-drives, een Ethernet-controller, ondersteuning voor standaard desktoprandapparatuur en andere mooie en handige kleine dingen die het leven van een ontwikkelaar gemakkelijker maken. Alle elektrische leidingen die nodig zijn voor hun werking worden geleid naar de connectoren die door het bedrijf zijn verenigd (CAMI - CompuLab's Aggregated Module Interface) en zijn bedoeld om te worden gekoppeld aan het bijbehorende draagbord (meestal pc / 104-formaat). Deze kaarten kunnen al dan niet daarover later meer) de volgende apparaten: stroomomvormer, seriële busdrivers, PC / 104 en PC / 104 Plus-bussen, extra Ethernet-controller, PCMCIA-controller, enz. Wanneer ze met elkaar zijn verbonden, vormen de carrier-kaart en de processormodule een computer met identieke mogelijkheden een gewone pc, maar veel kleiner.

Een ervaren lezer kan spotten met deze regels, want er is niets nieuws in deze beschrijving. Maar nu - het meest interessante: de draagborden hebben een elektrisch schema en zelfs aanbevelingen voor de lay-out van hun eigen draagborden. Hoe gaat het? Indrukwekkend? Het is voldoende om je eigen bord te maken en er een kant-en-klare computerkern in te plaatsen - en dat is alles! Ik heb een gokautomaat nodig - alsjeblieft, ik heb een opslagapparaat aan boord nodig (in een of andere vormfactor zoals ARINC-429) - alsjeblieft! Er is geen limiet aan perfectie! Dit is trouwens precies wat de meeste CompuLab-klanten doen.

Dat is het, ik zal niet langer kwellen met vage zinnen. Het volgende deel van het artikel bevat een meer gedetailleerde beschrijving van de producten. Ik waarschuw je meteen: als je, beste lezer, al bekend bent met deze borden, lees dan niet verder. Cijfers en technische termen in het Engels drijven je in een blues ...

Technische noot nr. 2

In 2005 veranderde het bedrijf de naam van zijn producten, dus vanaf nu zullen we alleen nieuwe definities gebruiken. De tabel van de website van de fabrikant wordt hier gegeven met kleine afkortingen en opmerkingen:

  1. Naast deze opties bevatten alle modules een PCI-bus, een realtime klok, harde schijf-interfaces en een audiocodec.
  2. De hoogte van de modules wordt aangegeven zonder koellichaam.
  3. Prestaties gemeten door SiSoft Sandra-benchmark.
  4. De tabel bevat alleen gegevens voor de nieuwste en populairste modules. Waar u meer gedetailleerde informatie kunt krijgen, laat ik u later weten.

Tafel. Kenmerken van rekenmodules CompuLab Ltd.

Zoals je misschien hebt gemerkt, bevat de lijst met producten, naast de meer bekende x86-architectuur, ook producten die zijn gebaseerd op RISC-processors. Aanvankelijk was dit artikel gepland als een recensie van de CM-X255 (de CM-X270W-module werd aangekondigd op het moment van schrijven), dus laten we beginnen met dit bord. Ik wil het meteen duidelijk maken - er zijn twee versies van de CM-X255-module (2.0 en versie 3.0, ook wel "GX" genoemd), we zullen alleen over de laatste praten.

Het blokschema van de module wordt getoond in Fig. 1. Let op de items die zijn gemarkeerd met de regel "opt". Dit zijn precies de bestelde posities ("optie") in de configuratie van de processorkaart, die op verzoek van de klant kan worden geïnstalleerd (of verwijderd).

Rijst. 1. Blokschema van de CM-X225-module

Nu - een overzicht van de belangrijkste componenten van dit bord. Ik denk dat het logisch zou zijn om met de processor te beginnen. Dus - Intel XScale PXA255. In principe zou het hele nummer van dit tijdschrift alleen aan hem kunnen worden gewijd, maar aangezien dit niet alleen over hem gaat, zal ik proberen het kort te houden:

  • Het processorkristal is gemaakt met behulp van 0,18 micron technologie, wat zorgt voor een laag stroomverbruik bij een hoge klokfrequentie (400 MHz).
  • De processor is compatibel met de ARM v.5TE-architectuur.
  • Intel Media Processing Technology (inclusief 40-bits accumulator en 16-bits vermenigvuldigingsbewerking) versnelt het decoderen van audio-/videostreams.
  • Naast de rekenmachine zelf bevat de processor ondersteuning voor PCMCIA / Compact Flash, 17 algemene invoer- / uitvoerlijnen (GPIO), een realtime klok (RTC), een watchdog-timer, een energiebeheercontroller, een interruptcontroller , een directe geheugentoegangscontroller, hardware-resetcontroller, grafische controller die LCD-panelen ondersteunt, inclusief TFT, drie seriële poorten, Bluetooth, IrDA (SIR en FIR), I2C, I2S, AC97, SPI, USB, JTAG, MMC-controller, twee onafhankelijke klokgeneratoren (32768 Hz en 3,6864 MHz).
  • De processor is beschikbaar voor normale en uitgebreide temperatuurbereiken.

Het bleek nogal kort te zijn ... Voor degenen die meer verwachtten, raad ik je aan om de lijst met referenties aan het einde van het artikel te bekijken.

Nu iets meer over de rest van de componenten en kenmerken van de module (Fig. 1).

Systeemgeheugen van het type SDRAM met een 32-bits bus en een frequentie van 100 MHz.

Er zijn twee typen flashdrives: NOR en NAND. De eerste megabyte van NOR wordt gebruikt om het monitorprogramma (ARMMON) op te slaan, de rest wordt gebruikt om de Linux-kernel of Windows CE-bootloader op te slaan. ARMMON bevat een NAND-geheugenstuurprogramma waarmee u daar een Linux-bestandssysteem of een Windows CE-image kunt schrijven. Beide schijven hebben hardware-schrijfbeveiliging (een van de CAMI-connectorlijnen).

De Interface Bridge is een zogenaamde begeleidende chip die de mogelijkheden van de processor uitbreidt. Deze microschakeling omvat een SDRAM-controller, een PCI-buscontroller (versie 2.1, 33 MHz), een interruptcontroller-uitbreiding, een DMA-controlleruitbreiding, een vierkanaals tegentimer, een LPC-buscontroller, twee extra USB-kanalen (hosttype, 1, 5-12 Mbps) en nog een seriële poort.

Ik zal niet lang stilstaan ​​​​bij de Ethernet-controller: 10-100 Mbit / s.

Een audiocodec en een touchscreen-controller breiden de mogelijkheden van de AC97-interface van de processor uit. Met de geïnstalleerde codec (Crystal CS4299 of UCB1400) heeft de module een mono microfoon ingang, stereo line ingang en uitgang. Onderdeel van de UCB1400-chip is een vierdraads resistieve touchscreen-controller.

Super-I/O-microschakeling. Misschien kunnen de experts me nu neerbuigend op de schouder kloppen en zeggen dat er andere dingen zijn. Misschien. Maar om eerlijk te zijn, ik zou poëzie kunnen schrijven - ik zou een ode schrijven aan CompuLab voor de schoonheid van technische oplossingen. Een daarvan is het gebruik van controllers van het type Super-I/O. Deze oplossing wordt gebruikt in alle modules die door het bedrijf worden geproduceerd en maakt het leven van ontwikkelaars veel gemakkelijker. In dit geval heeft de CM-X255 een IT8711F-chip die de volgende apparaten ondersteunt: een PS/2-toetsenbord en -muis, een parallelle poort (met de mogelijkheid om een ​​diskettestation aan te sluiten) en een andere seriële poort.

Een andere RTC-controller (MAX6902) is geïnstalleerd op de module voor tijdwaarneming wanneer: uit processor.

De enige RS-232-lijndriver voor de seriële poort (COM-A) wordt rechtstreeks op de module geïnstalleerd. Deze poort fungeert als consolepoort bij het werken met ARMMON, maar kan ook worden gebruikt voor diagnostiek en foutopsporing bij het werken in Linux en Windows CE.

Zeer droge informatie over de afmetingen van de module (tafel) kan enigszins worden verlevendigd met een foto (Fig. 2). De twee grote 180-pins connectoren die erop zitten zijn de eerder genoemde CAMI.

Rijst. 2. CM-X225-module - onderaanzicht

Nu een paar woorden over het draagbord. Om precies te zijn, over draagborden, omdat er twee soorten zijn voor een bepaalde module. Laten we beginnen met de kleinere.

Technische noot nr. 3

SB-X255-kaart (voorheen ARMBASE genoemd). Het is een drager voor CM-X255, gemaakt in de PC / 104-vormfactor (in Fig. 3 wordt SB-X255 getoond met een processormodule erop geïnstalleerd). Jammer dat de moderne massamedia nog niet alle zintuigen laten gebruiken...

De groei van de productie na de economische crisis van de jaren 90 bepaalde de noodzaak van dringende maatregelen om apparatuur te renoveren.

Een serieus probleem voor machinebouwers is het gebrek aan huishoudelijke automatiseringsapparatuur in het land, evenals de aanwezigheid van een groot machinepark met verouderde elektronische besturingssystemen: programmacontrollers "MicroDAT", UPU TP, enz. microcontroller SAFB-C165- LF, die de volgende kenmerken heeft:

  • FLASH ROM en statisch RAM 128 KB elk;
  • TSR voor het downloaden van software;
  • geheugencapaciteit van gebruikers (technologische) programma's 46 of 62 Kb;
  • bewaring van de inhoud van het FLASH-geheugen gedurende minimaal 10 jaar;
  • de mogelijkheid om te programmeren via de seriële poort RS-232;
  • reset bij stroomuitval;
  • vroegtijdige waarschuwing van een bijna lege lithiumbatterij;
  • Watchdog-timer;
  • stroomverbruik in bedrijfsmodus - 100 mA;
  • voedingsspanning - 5 V;
  • minimale voedingsspanning - 4,65 V;
  • kwarts resonatorfrequentie - 40 MHz;
  • bedrijfstemperatuur - 0 ... + 70 (-45 ... + 85) ° С.

Alle kenmerken en betrouwbaarheid van de module zijn geverifieerd door drie jaar ervaring in het gebruik ervan in zes fabrieken in de zwaarste bedrijfsomstandigheden. Geen enkele module gaf een enkele ernstige storing. Waar deze hardheid ontbrak, werd de module getest onder speciale omstandigheden, bijvoorbeeld in ovens - 24 uur continu bedrijf bij een temperatuur van 75 ° C.

Het blokschema van de module wordt getoond in Fig. 1.

Rijst. 1. Blokschema van de module

De module is volledig gemaakt door de SMD-montagemethode met tweezijdige opstelling van elementen (Fig. 2). Afmeting bord 90x96x1,5 mm. Hoogte gemonteerd met batterij - tot 21 mm, zonder batterij - 13 mm. Elektrisch contact wordt verzorgd door twee mannelijke connectoren X1 en X2 met 20 punten per connector. Mechanische bevestiging wordt uitgevoerd door vier schroefverbindingen door kunststof inzetstukken op de hoeken van het bord.

Rijst. 2. Topologie van de printplaat van de module

De module omvat:

  • microcontroller SAF-C165-LF met een klokfrequentie van 20 MHz;
  • 128 KB TC551001 Low Power SRAM voor systeemgegevens en procesprogramma;
  • 128 Kb FLASH ROM AM29F010 voor het opslaan van het systeemprogramma en een kopie van het technologische programma;
  • LTC1235 Power Control Supervisor;
  • LT1281A transceiver voor RS-232 seriële poort;
  • lithiumbatterij R6 / AA-formaat voor het opslaan van het technologische programma in RAM (optioneel).

Het systeemprogramma wordt opgeslagen in FLASH ROM en kan, afhankelijk van hoe de software de bits in het statusbestand van het gebruikersprogramma heeft ingesteld, automatisch in de processor worden geladen bij het opstarten. Van 128 Kb kan het gebruikersprogramma 46 of 62 Kb in beslag nemen, afhankelijk van het werkende type processor dat in de software is geselecteerd.

De module wordt geprogrammeerd via de RS-232 seriële poort en elke IBM-compatibele computer met een i386 of hogere processor kan als programmeur fungeren. De baudrate wordt in de software geselecteerd en kan variëren van 110 tot 57600 bit/s.

Om de status van de module visueel te controleren, geven externe indicatoren vijf signalen weer die het volgende aangeven:

  • Voeding (groen) - is de 5 V-spanning die aan de module wordt geleverd;
  • Actief (groen) - is de module in de status RUNNING;
  • Naverbrander (geel) - zit er een naverbrander in het programma en zijn deze verboden of toegestaan;
  • Bronontlading (geel) - of er een lithiumbatterij is geïnstalleerd en of de spanning voldoende is;
  • Error (rood) - is de module in de ERROR-status.

Bovendien zijn bij gebruik van de processormodule in het netwerk met behulp van de PControl-interfacekaart nog twee kleine indicatoren actief:

  • Opname (groen) - het proces van gegevensoverdracht van de module is aan de gang;
  • Lezen (rood) - het proces van het ontvangen van gegevens in de module is bezig.

Om met de module te werken, gebruikt de software de taal van relaiscontactcircuits met de volgende soorten instructies: bit (6 stuks), timers en tellers (6), vergelijkingen (8), logica en beweging (6), wiskundig ( 14), uitvoeringscontroleprogramma's (12), bestand (2), shift en stap (9), I / O-besturing en berichten (8), speciaal (3). 1 KB bit-instructies wordt uitgevoerd in 1,6 ms, en bijvoorbeeld een logische EN-instructie wordt uitgevoerd in 14,4 s.

Alle interne en externe (input / output) kenmerken komen volledig overeen met de aangegeven kenmerken van de componenten en worden maximaal benut.

Deze module wordt gebruikt in PControl-controllers van NTB. De module wordt ook gebruikt met andere ACS-controllers om deze te verbeteren en te moderniseren, bijvoorbeeld:

  • MicroDAT MB 57.0. Fabrikant Kiev, Oekraïne.
  • PS2000. Fabrikant - VEB NUMERIK iUKARL MARXl. Karl-Marx-Stadt, DDR.
  • UPU-TP. Fabrikant - NPO "ELECTROMECHANIKA"

In dit geval wordt de module geleverd met een adapterkaart voor de geselecteerde controller om de logica van de interne bus van de controller te coördineren en om de processormodule de nodige afmetingen te geven om herbedrading van de controller en externe circuits te voorkomen. Wanneer gemonteerd, is de hoogte van de structuur niet groter dan 25 mm en kan deze in bijna elke controller worden geïnstalleerd.

Het voordeel van de eerste toepassing is dat de eigenaren van de apparatuur een goedkopere controller krijgen dan geïmporteerde, die in geen enkel opzicht onderdoet voor hen. De modulesoftware is natuurlijk door Russische specialisten in het Russisch ontwikkeld. Vergeet de gedetailleerde set Russische documentatie niet, waardoor het gemakkelijk is om zelf te leren werken met de processormodule.

Het voordeel van de tweede applicatie is dat de vervanging van de meest kwetsbare node (MicroDAT) of meerdere nodes tegelijk (PS, Penza) van de controller leidt tot een sterke verbetering van de operationele kenmerken. In dit geval kunnen de verwijderde "native" modules dienen als reparatiebasis voor de resterende niet-geüpgradede controllers.

De processormodussoftware werkt zowel in de online (on-line) als offline (off-line) modus en biedt een handige interface en implementatie van alle modulemogelijkheden. De software en het systeemprogramma van de module ondersteunen de bovenstaande controllers zonder enige wijziging.

De mogelijkheid om adapterkaarten voor verschillende controllers aan te maken en ondersteuning voor nieuwe typen controllers in de software toe te voegen, wordt alleen bepaald door de economische haalbaarheid.

Processormodule- Dit is een soort single-board computers, verwijst naar embedded computersystemen. Het is een kleine module met een processor, grafische kaart, netwerk en andere noodzakelijke controllers, en die kan worden geïnstalleerd op een plint met verschillende vormfactoren, zoals ATX of EPIC.

Ons bedrijf levert de volgende typen processormodules:

Het gebruik van processormodules in instrumentatie heeft ertoe geleid dat printplaten zijn vereenvoudigd en verenigd. Het is voor ontwikkelaars gemakkelijker geworden om een ​​basis voor nieuwe apparaten te kiezen en daardoor een snellere time-to-market te hebben.

Vanwege hun diversiteit en veelzijdigheid hebben processormodules hun toepassing gevonden in vele industrieën:

  • productie
  • automatiseringssystemen
  • medicijn
  • militair-industrieel complex
  • luchtvaartelektronica
  • energetisch
  • testen en meten

Functionele kenmerken van processormodules

Processormodules zijn onderverdeeld in typen ETX, COM-Express, QSeven, SOM, uProcessor en verschillen in prestaties, laag stroomverbruik en warmteafvoer, omdat ze zijn ontworpen voor embedded toepassingen waarbij het verwijderen van warmte in een compacte behuizing van cruciaal belang is bij het kiezen een moduletype.

Het belangrijkste voordeel van systemen op basis van processormodules is alleen hun modulaire ontwerp. In een aantal toepassingen is het onmogelijk om boards met standaard vormfactoren te gebruiken, zoals 3.5" of EPIC, aangezien de afmetingen van het board het aantal ondersteunde I/O-interfaces beperken en het niet altijd mogelijk is om alle mogelijkheden naar voren te brengen. benodigde connectoren op het bord. Bovendien raken moederborden na verloop van tijd verouderd en wordt het erg moeilijk om een ​​geschikte oplossing te vinden voor een bestaande behuizing. Gebruik je een processormodule samen met een baseboard, dan kun je hier kiezen welke connectoren je naar de baseboard moet brengen, hoe groot de baseboard moet zijn en welke processormodule (respectievelijk met welke processor en chipset) je in je pc wilt gebruiken. systeem. Als u de prestaties van uw systeem wilt verbeteren en bijvoorbeeld nieuwere processors wilt gebruiken, kunt u eenvoudig een nieuwe processormodule van het juiste type selecteren en deze op uw plint installeren.

De processormodule is stevig bevestigd aan het basisbord, zodat de systemen op basis van de modulaire opbouw uitstekend bestand zijn tegen trillingen. Dit is precies de reden voor hun gebruik in het militair-industriële complex en avionica, waar betrouwbaarheid en prestaties van het grootste belang zijn.

Geïntegreerde oplossingen vereisen tegenwoordig niet alleen hoge prestaties, maar ook een groot aantal I/O-poorten in een compacte vormfactor. Klein formaat, betrouwbaarheid, schaalbaarheid - dit zijn allemaal de voordelen van processormodules. Daarom worden op dit moment modulaire computers met de specificaties COM Express, ETX en Qseven actief gebruikt in verschillende industriële en militaire systemen. Assortiment van het bedrijf IPC2U vertegenwoordigd door processormodules van bedrijven IEI, ICOP, AXIOMTEK, NEXCOM, ADVANTECH en andere wereldwijde fabrikanten.