Wenn bei IoT-HMIs eine besonders hohe Energieeffizienz auf kleinstem Footprint gefordert wird, dann denken viele an ARM-Prozessoren. Dank der Vortex-Prozessoren von DMP, die lediglich bis zu 2 W Energie verbrauchen, kann man jedoch auch x86er-Architekturen nutzen. Die Code-Portierung ist einfach und der Support ist für alle gängigen Betriebssysteme inklusive. Auch die Java-basierte Arduino-Entwicklungsumgebung wird unterstützt, die oft benutzt wird, um vergleichsweise einfache Anwendungen zu erstellen.
Nach Informationen der ICOP Technology GmbH
Embedded-Computing mit x86er-Technologie war schon immer die Domäne der flexiblen Code-Portierung, sodass ein hoher Investitionsschutz gewährleistet ist und auch kleinere Stückzahlen möglich sind. Der Mainstream ging jedoch lange Zeit hin zu immer leistungsfähigeren Systemen und das Erreichen stets besserer Benchmarkwerte galt als das alleinige Ziel der Prozessorentwicklung.
Dennoch blieb ein Markt für die vielen Applikationen geringer Komplexität bestehen, den die großen Prozessoranbieter in der Vergangenheit nicht aktiv adressiert haben. Designs, die seinerzeit beispielsweise auf Basis von 400-MHz-Prozessoren entwickelt wurden, haben folglich kaum Innovationen in ihrer Performanceklasse erfahren. Sieben Jahre Langzeitverfügbarkeit gab es dazu zwar im Embedded-Segment, danach war – und ist auch heute noch – Schluss. Was macht aber ein OEM, der nicht mehr Performance benötigt? Er versucht, das bestehende Design so lange wie möglich am Leben zu erhalten. Doch irgendwann muss auch er nach Alternativen suchen.
x86-Technologie in der Ultra-Low-Power-Klasse
In diesem lukrativen Long-Tail-Segment hat sich der Prozessorhersteller DMP positioniert. Seine x86-Vortex-Prozessoren sind der Ultra-Low-Power-Klasse zuzuordnen und liegen damit weit unterhalb des Atom-Prozessors. Die CPUs unterstützen sowohl aktuelle Schnittstellentechnologien wie PCIe als auch weiterhin Legacy-Interfaces wie ISA. Die Lösungen sind damit ideal geeignet für eine Vielzahl von Retrofit-Applikationen.
Derzeit eröffnet sich aber ein vollkommen neues Anwendungsfeld: Mit dem IoT-Trend werden diese Prozessoren zu entscheidenden Leistungsträgern der Edge-Devices des IoTs, die in Millionen Stückzahlen – unter anderem als Smart Meter – installiert werden. IoT-Devices benötigen oft nur eine geringe Performance, da eine Vielzahl der Berechnungen in die Cloud ausgelagert wird, sodass vor Ort nur noch Thin-Client-Applikationen oder weniger komplexe dezentrale Steuerungsaufgaben erfolgen. Und diese können mit einfacherer x86er-Prozessortechnologie effizient umgesetzt werden.
Vom Nachfolger zum Vorreiter
Mit wachsendem Bedarf an energieeffizienten, intelligenten IoT-Devices mit x86er-Kompatibilität beginnt für DMP folglich eine ganz neue Ära, denn die Vortex-Prozessoren folgen nun nicht mehr dem langen Fahrwasser der Mainstream-x86er-Technologie sondern sind mit ihren Ultra-Low-Power-Profilen zu den Flaggschiffen des x86er-Einsatzes in Small-Form-Factor-IoT-Applikationen geworden. Kein anderer x86er-Anbieter hat dabei eine solch breite Palette an aktueller Ultra-Low-Power-Prozessortechnologie zu bieten, die beispielsweise mit Vortex86EX-Prozessoren bei 400 MHz Prozessortakt Systemdesigns ermöglichen, die inklusive Display lediglich 5 W verbrauchen.
Das aktuelle Portfolio von DMP liegt im Vergleich dazu unterhalb von 2 W. Ein so geringer Energieverbrauch erleichtert das Systemdesign enorm, da komplett passiv gekühlte Systeme ohne jegliche geführte Luft möglich sind. Damit sind ideale Voraussetzungen für den Nonstop-Betrieb von IoT-Devices geschaffen, sodass beispielsweise auch ein solargespeister Betrieb möglich ist.
Panel-PC mit Vortex-86EX-Prozessor
Die ICOP Technology GmbH mit Europazentrale in Frankfurt hat sich darauf spezialisiert, diese Prozessortechnologie auf Board- und Systemebene für Automatisierungsanbieter und OEMs anzubieten. Das vor 25 Jahren gegründete Unternehmen mit Produktionsstätten in China und Taiwan und Vertriebs- und Servicebüros in vielen Großstädten rund um den Globus stellt einen Panel-PC mit einem Vortex86EX-Prozessor (32 Bit / 400 MHz) und einem 4,3 Zoll großen Touchscreen vor. Der ICOP HMI-043T zeichnet sich durch einen Verbrauch von lediglich 5 W und ein flexibles Featureset aus, das für OEMs kundenspezifisch adaptiert werden kann. Industrietauglich ist der Temperaturbereich zwischen -20 und +60° C, sodass das System für eine Vielzahl von Anwendungsfällen im rauen Industriealltag geeignet ist. Der PC eignet sich für HMIs, Maschinensteuerungen und Smart-Grid-Applikationen sowie für die Verkehrstechnik und für die Gebäudeautomation.
Strom über das Netzwerkkabel
Da der Energieverbrauch gering ist, kann der Panel-PC auch über das Ethernet mit Strom versorgt werden, was den Verkabelungsaufwand auf ein Minimum reduziert. Das 300 g leichte System ist vergleichsweise klein, sodass auch der Platz für die ausführbaren I/Os begrenzt ist. Dennoch wird mit LAN, USB und CAN/RS232/485 bereits ein Standard-Fea- tureset geboten, das für viele Applikationen absolut ausreichend ist. Der integrierte SD-Slot unterstützt Speichermedien mit 4 GB. Zusätzlich kann das System verschiedene Mezzaninekarten aufnehmen, mit denen individuelle I/Os ausgeführt werden können. Ein WLAN-Modul ist bereits fertig verfügbar. Individuelle Erweiterungen wie GPIOs, serielle Schnittstellen oder USB lassen sich kostengünstig umsetzen, da all diese Funktionen bereits im Prozessor integriert sind und bedarfsgerecht zuschaltbar sind.
Open-Frame-Design
Das Systemdesign des ICOP HMI-043T ist zudem als Open-Frame-Lösung umgesetzt worden. OEMs können das Board, die I/O-Erweiterung, das Display und den resistiven Touch-screen deshalb als modulare Komponenten beziehen und so nahtlos in ihre Maschinen und Anlagen integrieren. Alternativ stehen auch gehauste Varianten aus aluminiertem Stahl zur Verfügung, die das Unternehmen komplett in Eigenregie fertigt und damit auch individuell an Kundenbelange anpassen kann. Systemsupport wird unter anderem für die Betriebssysteme Windows, Linux, DOS sowie VxWorks und QNX einschließlich der Java-basierten Arduino-Entwicklungsumge-bung geboten. ge
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Informationen zur DMP- Prozessortechnologie und zum Produktportfolio:
www.icoptech.eu/de/ category/index.html
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