SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Швейцарское качество в индустрии ВКТ: оборудование PC/104 для ответственных приложений

Купив швейцарскую компанию DIGITAL-LOGIC, международный холдинг Kontron стал одной из самых заметных фигур в индустрии PC/104 и расширил свое присутствие на рынке стандартизованного оборудования для малогабаритных систем повышенной надежности.

ЗАО «РТСофт», г. Москва

RTSoft_new_Site.gif


Сегмент PC/104 всегда занимал особую нишу в индустрии встраиваемых продуктов и систем. Исключительная удачность исходной спецификации PC/104 привела к тому, что сколько-нибудь существенного падения популярности PC/104 среди разработчиков малогабаритных встраиваемых решений не наблюдается даже на фоне активного развития таких перспективных стандартов, как COM Express. Процессорные платы и модули ввода-вывода, выполненные в PC/104-совместимых конструктивах, использовались многими поколениями разработчиков и остаются востребованными в широчайшем диапазоне прикладных областей, что можно объяснить постоянным развитием семейства стандартов PC/104 по направлению адаптации новых массовых технологий, могущих оказаться полезными в приложениях класса Embedded. Далеко не все сегменты индустрии встраиваемых систем могут похвастаться тем, что в технологическом аспекте своего развития не отстают от компьютерной отрасли в целом, тогда как сектор PC/104 обладает этим ценным качеством в полной мере.

pic1.jpg

Рис. 1. «Этажерка» из периферийных и процессорных модулей
PCI/104 и PCI/104-Express

Одним из известнейших брендов на рынке PC/104 является компания DIGITAL-LOGIC (www.digitallogic.com), базирующаяся в швейцарском Солотурне и выпускающая компактные защищенные встраиваемые платы в стандартах PC/104, PC/104-Plus, PCI/104-Express и др., а также системы для жестких условий эксплуатации. С приобретением компании DIGITAL-LOGIC международный холдинг Kontron (www.kontron.com) получил возможность более полно удовлетворять потребности своих клиентов, создающих малоразмерные системы повышенной надежности на базе открытых стандартов. Защищенные продукты и решения марки DIGITAL-LOGIC пользуются заслуженным уважением в различных требовательных секторах, включая государственный, транспортный, оборонный и медицинский. В спис­ке заказчиков DIGITAL-LOGIC фигурируют такие имена, как Thales, NASA, Boeing, Bombardier, Mercedes, BMW и др. Расширяя продуктовое предложение холдинга Kontron в стабильных сегментах рынка, малогабаритные решения компании DIGITAL-LOGIC для жестких условий эксплуатации хорошо дополняют существующие линейки Kontron.

pic2.jpg

Рис. 2. Сравнение габаритов модулей PC/104,
плат EPIC и плат EBX

Около 80% штата компании DIGITAL-LOGIC составляют разработчики, инженеры и производственники, что подчеркивает ее ориентацию на заказчика и богатейший опыт по части изготовления кастомизированных решений. Ассортимент стандартных продуктов, ранее предлагавшихся под маркой DIGITAL-LOGIC, а ныне предлагающихся под маркой Kontron, весьма обширен и включает великое множество PC/104-совместимых процессорных плат, плат ввода-вывода и законченных решений типа Box PC. Отметим, что вся продукция DIGITAL-LOGIC – как стандартная, так и кастомизированная, включая законченные системы в корпусах, – отличается высочайшим качеством, поскольку разрабатывается, тестируется и производится на территории Швейцарии. По этой причине изделия бывшей компании DIGITAL-LOGIC, превратившейся в подразделение Kontron Compact Computers (KCC), пользуются большим успехом у разработчиков оборонно-аэрокосмических решений, чья щепетильность в отношении качества исполнения, поддержки и надежности базовых аппаратных средств хорошо известна. Еще одним важным свойством изделий DIGITAL-LOGIC традиционно являются длительные сроки доступности, что является критическим фактором для многих приложений, на которые эти изделия ориентированы. Официальным каналом продаж продукции Kontron и DIGITAL-LOGIC в России и странах СНГ является компания РТСофт (www.rtsoft.ru) – стратегический партнер холдинга Kontron в указанных регионах.

pic3.jpg

Рис. 3. Динамика продаж процессорных модулей
в различных стандартах семейства PC/104



Семейство стандартов PC/104

В базовом стандарте PC/104 определяются платы размерами 90 x 96 мм (3,55 x 3,775 дюйма) с вертикальным штыревым разъемом, в который выведена шина ISA. Соединенные при помощи этих разъемов и винтовых креплений модули PC/104 образуют «этажерочные» конструкции, называемые также «стопками», «стеками» и «сэндвичами» (рис. 1).

Малые габариты модулей сами по себе обеспечивают довольно высокую механическую прочность, при этом надежные винтовые креп­ления придают дополнительную жесткость как отдельным платам, так и всей многоплатной конструкции. Жесткие «этажерки», собранные из модулей PC/104, способны выдерживать значительные ударно-вибрационные нагрузки, что делает их пригодными для тех задач, где подобные нагрузки принципиально неустранимы. Кроме того, оригинальный стандарт PC/104, утвержденный организацией PC/104 Consortium (www.pc104.org) в 1992 году, опирался на системный интерфейс ISA, имевший в ту пору чрезвычайно широкое распространение на рынке массовых систем и в компьютерной отрасли в целом. Шину ISA знало огромное число разработчиков и пользователей, под нее существовала масса готового ПО, кроме того, для ISA-систем всегда можно было написать уникальное программное обеспечение, благо рынок труда изобиловал специалистами с нужными навыками.

По совокупности перечисленных обстоятельств спецификация PC/104 была в кратчайшие сроки принята на вооружение очень многими производителями встраиваемых аппаратных средств, а модули PC/104, которые стали выпускаться в огромных количествах, быстро приобрели популярность у разработчиков разнообразных бортовых, промышленных и оборонных систем для приложений с ограниченным свободным пространством и повышенными требованиями к механической надежности оборудования. За считанные годы сегмент PC/104 превратился в огромный и в известном смысле самостоятельный рынок внутри индустрии Embedded, где работали десятки больших и малых поставщиков, предлагавших сотни наименований процессорных и интерфейсных модулей.

Сегодняшнее состояние сегмента PC/104 можно охарактеризовать теми же словами: это по-прежнему большой процветающий рынок, на котором работает множество больших и малых компаний. За 18 лет его существования не изменился и состав клиентов этого рынка – PC/104-совместимые изделия по-прежнему пользуются спросом у разработчиков малогабаритных высоконадежных систем, рассчитанных на эксплуатацию в самых жестких условиях. Во многом такая стабильность обусловлена тем, что все эти годы технология PC/104 не стояла на месте. На PC/104-совместимых модулях регулярно появлялись новые внешние интерфейсы, становившиеся популярными в общекомпьютерном мире, а также новые процессоры и новые типы памяти. Однако самым главным аспектом развития индустрии PC/104 была и остается адаптация новых популярных системных интерфейсов (шин) без существенных изменений механики модулей.

pic4.jpg

Рис. 4. Процессорный модуль серии Kontron MICROSPACE MSM800,
оснащенный процессором AMD Geode LX800 с тактовой частотой 500 МГц
и характеризующийся сверхнизким энергопотреблением

Когда пропускной способности шины ISA стало не хватать, появилась спецификация PC/104-Plus, определившая в дополнение к существующему системному разъему еще один разъем с более быстрой и современной шиной PCI. Благодаря сохранению ISA-разъема новые модули сохраняли обратную совместимость со старыми, при этом интерфейс PCI позволял собирать из новых модулей решения повышенной производительности и с увеличенной скоростью внутрисистемного обмена. Затем появился стандарт PCI/104, в котором морально устаревшая шина ISA и оригинальный разъем PC/104 отсутствовали, а штыревой разъем с шиной PCI остался таким же и находился в том же самом месте, что и у модулей PC/104-Plus. Дальнейшее развитие семейства стандартов PC/104, курируемое членами PC/104 Consortium, подчинялось той же схеме: спецификация PCI/104-Express определила на модулях типа PCI/104 дополнительный разъем для шины PCI Express взамен исчезнувшего ISA-разъема, а в стандарте PCIe/104 разъем PCI был упразднен.

Подобная логика смогла обеспечить для индустрии PC/104 высочайшую степень живучести, которая, что очень важно, не идет в ущерб актуальности применяемых интерфейсных технологий и компонентов. Пользователи, однажды выбравшие платформу PC/104, могут быть уверены в том, что всегда смогут найти на рынке модули, воплощающие в себе самые последние достижения в области производства полупроводниковых устройств и методов организации передачи данных, причем новые изделия будут совместимы с уже имеющимся у них оборудованием как механически, так и по системным интерфейсам. Вообще говоря, перспективы индустрии PC/104 рисуются нам в самых радужных тонах, поскольку описанную «двухтактную» схему, в которой на первом шаге появляется разъем с новой шиной, а на втором исчезает разъем с морально устаревшим системным интерфейсом, теоретически можно продолжать до бесконечности.

pic5.jpg

Рис. 5. Изделие Kontron MICROSPACE MSM945 поддерживает
двуядерные ЦП серии Intel Core 2 Duo и является одним из самых быстрых
процессорных модулей на рынке PC/104


Стандарты EBX, EBX Express, EPIC и EPIC Express

Помимо серии спецификаций на монтирующиеся в «этажерку» модули размерами 90 x 96 мм индустрия PC/104 произвела на свет ряд стандартов, определяющих использование PC/104-совместимых модулей в качестве плат расширения для более крупных платформ. На сегодняшний день актуальными отраслевыми стандартами такого рода являются EBX, EBX Express, EPIC и EPIC Express; их продвижением и развитием также занимается организация PC/104 Consortium.

Платы EBX (Embedded Board eXpandable – расширяемая встраиваемая плата) и EBX Express представляют собой уменьшенные версии десктопных материнских плат, модулями расширения для которых служат различные PC/104-совместимые изделия. На платы EBX могут устанавливаться модули в стандартах PC/104, PC/104-Plus и PCI/104, на платы EBX Express – изделия PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Кроме того, платформы EBX и EBX Express поддерживают «мобильные» модули расширения PC Card и ExpressCard соответственно.

Имея габариты 203 x 146 мм (8,00 x 5,75 дюйма), платы EBX и EBX Express способны нести самые мощные процессоры, ОЗУ большого объема и обладать коммуникационной функциональностью на уровне топовых моделей персональных компьютеров. С миром ПК эти платформы роднит также и великолепная расширяемость, обеспечиваемая возможностью подключения к одной плате множества периферийных модулей разных типов. При использовании плат EBX и EBX Express конечные встраиваемые конфигурации можно собирать по тому же принципу, что и настольные системы, закупая стандартные комплектующие с искомыми характеристиками у разных производителей. Тем не менее EBX и EBX Express остаются полноценными встраиваемыми решениями, которые обеспечивают повышенную механическую надежность за счет «этажерочного» метода монтажа и являются совместимыми с огромной массой изделий класса Embedded, генерируемых индустрией PC/104.

pic6.jpg

Рис. 6. Так выглядит четырехканальная плата видеозахвата
Kontron MICROSPACE MSMG104+

Стандарты EBX и EBX Express позволяют использовать PC/104-совместимые модули в тех задачах, которые требуют высочайшей производительности не только во «встраиваемом», но и в общекомпьютерном смысле этого слова, ведь размеры соответствующих плат никак не ограничивают производителей в их фантазии по части тактовых частот и количества ЦП-ядер в одном корпусе. С другой стороны, спецификации EBX и EBX Express вряд ли можно назвать принадлежащими рынку PC/104, поскольку он ориентирован в первую очередь на малогабаритные решения, тогда как платформы EBX и EBX Express можно назвать малогабаритными лишь с большой натяжкой.

Спецификация EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing – встраиваемая платформа для промышленных компьютеров) определяет встраиваемые платы размерами 114 x 165 мм (4,5 x 6,5 дюйма). По своим габаритам формфактор EPIC занимает промежуточное положение между формфакторами PC/104 и EBX (рис. 2): будучи в достаточной мере миниатюрными, платы EPIC все же не малы настолько, чтобы это служило препятствием для использования современной компонентной базы и существенно ограничивало их функциональность. ЦП высшей производительности не всегда можно установить на PC/104-совместимые модули, а крупногабаритные решения типа EBX во многих случаях оказываются просто-напросто слишком громоздкими. Материнские платы EPIC выглядят разумным компромиссом между этими двумя «крайностями»: на них доступны и самые мощные процессоры, и быстрая память большого объема, дополняемые почти безграничными возможностями в плане расширения исходной функциональности, предоставляемыми индустрией PC/104. Одна плата EPIC поддерживает установку до четырех таких модулей, монтирующихся друг на друга по классической для индустрии PC/104 «этажерочной» схеме. Следует отметить, что по сравнению с решениями, построенными только из PC/104-совместимых модулей (интерфейсных и процессорных), материнские платы EPIC с установленными на них модулями расширения позволяют обойтись значительно меньшим числом кабельных соединений.

Стандарты EPIC и EPIC Express, как можно догадаться из их названий, пребывают друг с другом в тех же отношениях, что и спецификации EBX и EBX Express: платы EPIC поддерживают модули расширения PC/104, PC/104-Plus и PCI/104, платы EPIC Express – модули расширения PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Спецификации EPIC и EPIC Express образуют, таким образом, единое семейство, тесно связанное с индустрией PC/104 и пользующееся ее наработками. Вообще говоря, рынок EPIC попросту совпадает с рынком PC/104, поскольку за редким исключением материнские платы EPIC могут применяться практически везде, где сегодня используются модули PC/104. По этой причине стандарты EPIC и EPIC Express представляют интерес, прежде всего, для клиентов индустрии PC/104, поскольку позволяют им более свободно манипулировать производительностью ЦП, объемами памяти и интерфейсной функциональностью. Впрочем, целевая аудитория EPIC несколько шире, в нее попадают вообще все разработчики, желающие создавать компактные высокопроизводительные встраиваемые системы с использованием стандартных модульных аппаратных средств для тех приложений, где востребована повышенная механическая надежность вкупе с хорошей расширяемостью.


Процессорные модули, периферия и готовые системы

Спецификации PC/104-Plus и PCI/104-Express выделяются из семейства стандартов PC/104 тем, что поддерживают не один, а сразу два системных интерфейса. В результате изделия, удовлетворяющие любой из этих двух спецификаций, оказываются совместимыми не с одним или двумя, а сразу с тремя стандартами, которые можно условно назвать «предыдущим», «их собственным» и «следующим». Модули PC/104-Plus способны подключаться к классическим изделиям PC/104, другим модулям PC/104-Plus и платам PCI/104; модули PCI/104-Express – к изделиям PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Стандарты PC/104-Plus и PCI/104-Express являются, таким образом, наиболее универсальными и перспективными, объективным отражением чего служит устойчивая положительная динамика продаж соответствующего оборудования. На рис. 3 представлены фактические данные и прогноз на период 2007–2012 гг. по процессорным модулям в стандартах PC/104, PC/104-Plus, PCI/104 и PCI/104-Express. Как можно видеть, наибольшую долю этого рынка (более 100 млн долл.) уверенно занимает спецификация PC/104-Plus с темпами роста 7%, причем, как и следовало ожидать, во многом этот рост обусловлен вытеснением стандарта PC/104, в основе которого лежит устаревшая еще в прошлом веке шина ISA. Платформа PCI/104-Express пока еще не успела завладеть значительной долей рынка, однако демонстрирует стремительный рост на уровне 149% в год. В силу перечисленных причин на момент своего приобретения холдингом Kontron компания DIGITAL-LOGIC ориентировалась главным образом на стандарты PC/104-Plus и PCI/104-Express, и новые владельцы из Kontron не собираются этого менять.

Процессорные модули авторства бывшей компании DIGITAL-LOGIC оснащаются разными ЦП, что позволяет им покрывать весь диапазон PC/104-приложений от Low End (тактовая частота процессора 500 МГц) до High End (мощные двуядерные ЦП с частотой до 1,66 ГГц). Рассмотрим несколько актуальных продуктов из этой серии.


Сверхнизкое энергопотребление для систем начального уровня: процессорные модули Kontron MICROSPACE MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV

Модули MICROSPACE MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV (рис. 4) изготавливаются по стандарту PC/104-Plus на базе комбинации из сверхмалопотребляющего процессора AMD Geode LX800 и чипсета CS5536 AD. В дополнение к типовому набору PC-интерфейсов у представителей линейки Kontron MICROSPACE MSM800 имеются интерфейс Ethernet и звуковой контроллер AC97 (модели MICROSPACE MSM800XEV, MSM800SEV и MSM800BEV). У версий MICROSPACE MSM800SEL, MSM800SEV и MSM800BEV объем ОЗУ варьируется в пределах от 128 до 1024 Мбайт, тогда как модели MICROSPACE MSM800XEL и MSM800XEV оснащаются запаянной памятью фиксированного объема 256 Мбайт, что придает им дополнительную ударо- и вибростойкость.

pic7.jpg

Рис. 7. Защищенный железнодорожный встраиваемый компьютер
типа Box PC, называющийся Kontron MICROSPACE MPCX28R
и предлагающийся как законченная система в корпусе

Версии MICROSPACE MSM800XEV и MSM800BEV имеют мост PCI–ISA, реализующий поддержку шины ISA, у модели MSM800SEV этой цели служит LPC–ISA. Для расширения базовой функциональности доступны разъемы PC/104-Plus (шины ISA и PCI) и 4 порта USB 2.0. Благодаря 500-мегагерцовому процессору AMD Geode LX800, энергопотребление изделий MICROSPACE MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV не превышает 8 Вт, что позволяет эксплуатировать их без активного охлаждения в самых неблагоприятных условиях окружающей среды (модели MICROSPACE MSM800XEL, MSM800XEV и MSM800BEV существуют в версиях для температурного диапазона –40...+85 °C). Модели MICROSPACE MSM800XEL и MSM800SEL не имеет батареи, звукового контроллера и шины ISA и ориентированы на низкостоимостные приложения.

Снятие модулей серии MICROSPACE MSM800 с производства запланировано на 2015 г., при этом для заказчиков они будут оставаться доступными по 2018 г. Среди других важных преимуществ этих изделий по сравнению с конкурирующими продуктами можно назвать встроенный аккумулятор емкостью 400 мAч, сохраняющий работоспособность в течение 5 лет, поддержку расширенного диапазона температур на уровне чипсета, 24 месяца гарантии и исключительно низкую стоимость в комбинации с швейцарским качеством и возможностью учета специфики клиентских задач в конструкции модулей.

Продукты MICROSPACE MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV находят спрос у разработчиков автомобильной и авиационной электроники, информационных терминалов и различных интерактивных устройств, а также измерительных инструментов и игровых систем с поддержкой вывода звука.


Средний уровень производительности при низком энергопотреблении: процессорные модули Kontron MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP

Основное отличие между сублинейками MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP состоит в том, что представители первой удовлетворяют стандарту PC/104-Plus, а второй – стандарту PCI/104-Express. Все изделия серии Kontron MICROSPACE MSM200 имеют, таким образом, по 2 шины расширения, только для модели MSM200S этими шинами являются ISA и PCI, а для версий MICROSPACE MSM200X, MSM200XU и MSM200XP – PCI и PCI Express.

Изделия MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP имеют все интерфейсы классического персонального компьютера и базируются на чипсетах Intel US15W и процессорах Intel Atom Z510/Z530, стремительно набирающих популярность во встраиваемых приложениях. Разработчикам следует обратить внимание на такие конкурентные преимущества данных модулей, как поддержка локальной сети и наличие звукового контроллера HD Audio. Запаянное ОЗУ, объем которого может достигать 2 Гбайт, позволяет данным продуктам сохранять работоспособность в условиях повышенных ударно-вибрационных нагрузок. Дополнительные функции могут реализовываться при помощи системных интерфейсов ISA, PCI и PCI Express, разъема PCI Express MiniCard (поддержка беспроводных и сотовых сетей), 4 последовательных портов и 4/6 портов USB 2.0. Опционально доступны версии с запаянными модулями GPS. Бюджетная модификация с индексом XL лишена батареи и звукового контроллера.

Модули серии MICROSPACE MSM200 оснащаются встроенными аккумуляторами на 900 мAч, что соответствует 10 годам работы, при этом жизненный цикл данных изделий продлится как минимум до 2020 г., благодаря чему их можно смело использовать в долгосрочных проектах. Последнему обстоятельству способствует также масштабируемость рассматриваемых модулей, обусловленная постепенным расширением процессорного семейства Intel Atom. Изделия MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP имеют 24-месячную гарантию и могут дорабатываться под требования заказчика.

Несмотря на сравнительно высокую производительность, процессоры Intel Atom Z510/Z530 весьма экономичны, вследствие чего модули MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP рассеивают лишь около 6 Вт мощности и подходят для создания безвентиляторных решений, рассчитанных на работу при температурах от –40 до +85 °C. Модули MICROSPACE MSM200S и MSM200X/XU/XP используются в питающихся от батарей мобильных компьютерах, информационных терминалах с видеодисплеями, измерительных приборах и игровых решениях.


Высший уровень производительности для систем класса High End (процессорный модуль Kontron MICROSPACE MSM945)

Модуль MICROSPACE MSM945 (рис. 5), реализованный в стандарте PCI/104-Express, оснащается быстрыми двуядерными процессорами серии Intel Core 2 Duo и построен на чипсете Intel 945GME. На сегодняшний день MICROSPACE MSM945 является одним из самых высокопроизводительных изделий, когда-либо рожденных индустрией PC/104. Объем ОЗУ у данного изделия может достигать 3 Гбайт, при этом 1 Гбайт памяти является запаянным, что повышает механическую надежность всей системы.

pic8.jpg
Рис. 8.
Динамика рынка PC/104

Будучи, по сути, полноценным современным компьютером, реализованным на плате размерами 90 x 96 мм, модуль MICROSPACE MSM945 имеет развитую коммуникационную функциональность, которая включает помимо прочего порт Ethernet, опциональные интерфейсы DVI и LVDS, позволяющие организовать вывод на два дисплея, и звуковой контроллер HD Audio. Благодаря наличию разъемов PCI/104-Express (шины PCI и PCI Express) и 6 портов USB, исходную функциональность изделия можно легко наращивать и дополнять. Модуль MICROSPACE MSM945 также поддерживает эмуляцию 8-разрядной шины ISA посредством специального моста.

Встроенный и внешний аккумуляторы модуля MICROSPACE MSM945 емкостью 80 мAч и 900 мAч рассчитаны на 2 и 10 лет работы соответственно. Продукт имеет эффективный теплопроводный интерфейс с медной основой, поддерживает температурный диапазон E47 и подходит для установки в защищенные корпуса Can-Tainer. Возможен апгрейд модуля до 45-нанометровых ЦП с ядрами Penryn. Жизненный цикл изделия MICROSPACE MSM945 составляет не менее 10 лет, при этом производитель дает на него 2 года гарантии и готов к конструктивным переделкам модуля, если того пожелает клиент.

Целевыми областями применения данного продукта является работа с потоковым видео высокого разрешения, двухдисплейная визуализация, обработка изображений, видеомониторинг и другие задачи с высокой интенсивностью обычных и графических вычислений. Изделия типа MICROSPACE MSM945 выводят индустрию PC/104 на новый уровень производительности, позволяющий применять стандартное PC/104-совместимое оборудование в тех приложениях, где ранее использовались нестандартные и/или более крупногабаритные аппаратные средства.


Периферия и аксессуары для конечных систем

Переходя к модулям ввода-вывода, иной периферии и аксессуарам, доставшимся холдингу Kontron в наследство от компании DIGITAL-LOGIC, отметим их чрезвычайное изобилие и разнообразие, исключающее возможность сколько-нибудь подробного рассмотрения в рамках настоящей статьи хотя бы основных подгрупп в составе данного обширнейшего продуктового семейства. В периферийной продуктовой линейке DIGITAL-LOGIC есть изделия с разъемами Express Card 34/54, PCI Express MiniCard, интерфейсами Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Serial ATA 300, USB, IEEE 1394A/B (FireWire), а также многоканальные платы захвата изображения, платы для подключения к сотовым сетям GSM/UMTS, платы с множественными последовательными портами, платы с двумя контроллерами промышленной шины CAN, источники питания в формате PC/104 и т.д. и т.п. Предлагаются даже специальные «расширители» для увеличения просвета между отдельными PC/104-совместимыми модулями, смонтированными в «этажерку»!

Легко заметить, что из процессорных и периферийных модулей бывшей компании DIGITAL-LOGIC в формате PC/104 можно собирать не просто законченные системы, а огромное разнообразие систем, «узко заточенных» под конкретные задачи. Не будет большим преувеличением сказать, что полная потенциальная сфера применимости таких решений совпадает со сферой применимости PC/104-совместимых изделий вообще.

Предположим, нам нужно создать компактную систему видеонаблюдения. В минимальной конфигурации для решения этой задачи будет достаточно какого-нибудь процессорного модуля, платы видеозахвата Kontron MICROSPACE MSMG104+ (рис. 6), поддерживающей подключение до 3 видеокамер с выходами CVBS и 1 камеры с выходом S-Video (30 кадров в секунду в разрешениях PAL или NTSC). Можно добавить ко всему этому еще и блок питания, например 75-ваттный модуль Kontron MICROSPACE MSMPS104B, который, как и вышеупомянутая плата видеозахвата, существует в версии для температурного диапазона –40...+85 °С. При желании получившаяся «этажерка» легко наращивается модулями с интерфейсами Serial ATA 300 или сетевыми картами. Чтобы превратить итоговый «сэндвич», содержащий всю необходимую периферию, в законченную систему, заказчику будет достаточно заключить его в подходящий корпус либо поручить данную операцию самому холдингу Kontron, который в этом случае будет выступать в роли поставщика готовых решений.

pic9.jpg

Рис. 9. Спрос на оборудование PC/104 по регионам


Готовые встраиваемые компьютеры в корпусах

Как уже говорилось выше, продуктовое предложение DIGITAL-LOGIC, влившееся в портфолио холдинга Kontron, включает не только отдельные комплектующие, но и законченные решения на базе PC/104-совместимых модулей, в частности встраиваемые компьютеры типа Box PC. В качестве примера такого компьютера можно привести Kontron MICROSPACE MPCX28R (рис. 7) – компактную защищенную систему с увеличенным жизненным циклом, ориентированную на железнодорожные приложения (имеется сертификат соответствия стандарту EN50155 по классу TX). Система MICROSPACE MPCX28R базируется на малопотребляющем процессоре Intel Atom Z530 с тактовой частотой 1,5 ГГц, поддерживает до 1 Гбайт памяти и имеет изолированный блок питания на 1,5 кВ. Питание выведено в защищенный разъем M12; подключение через M12 доступно также для портов Fast Ethernet и порта USB 2.0. Компьютер является безвентиляторным, заключен в прочный корпус из профилированного алюминия и рассчитан на эксплуатацию при температурах от –25 до +70 °C. В качестве локальных накопителей могут использоваться 2,5-дюймовые диски с интерфейсом Serial ATA 300 либо карточки CompactFlash. Два слота PCI Express MiniCard позволяют добавлять в систему интерфейсы шины CAN, модули GPS, модули для подключения к беспроводным и сотовым сетям и другие дополнительные функции, а порт eSATA обеспечивает возможность подключения внешних накопителей. На передней панели имеются 2 порта USB 2.0, два 3,5-миллиметровых аудиоразъема (вход и выход) и отверстие для установки SIM-карты с целью реализации поддержки мобильных сетей. Сзади есть два дополнительных порта USB 2.0 и выход DVI-I для подключения аналоговых и цифровых дисплеев с разрешениями до 2048 x 1536. Также в наличии два надежных разъема D-sub, реализующих COM-порты (RS232C / RS422/485), и изолированные линии цифрового ввода-вывода. Компьютер MICROSPACE MPCX28R может работать под управлением операционных систем Windows XP Embedded, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 и Linux.


Славные традиции

Очень важно, чтобы холдинг Kontron сохранил славные традиции, связанные с именем DIGITAL-LOGIC, ведь сегмент PC/104 имеет очень большое значение для всей индустрии Embedded. PC/104-совместимые аппаратные средства сравнительно недороги и повсеместно распространены, при этом данное оборудование, а также платформы, рассматривающие модули PC/104 и их производные в качестве плат расширения, позволяют реализовывать самые смелые задумки разработчиков в плане производительности, пропускной способности, функциональности и защищенности конечных решений. Процессорные платы и модули ввода-вывода в формате PC/104 остро востребованы отраслью: эксперты аналитического агентства Venture Development Corporation (VDC) считают, что при среднегодовых темпах роста в 5,6% мировые объемы продаж оборудования PC/104 превысят 300 млн долл. уже в 2010 году (см. рис. 8). Следует учесть, что, по данным агентства VDC, около 81 % спроса на продукцию PC/104 приходится на Северную Америку и Европу (рис. 9), причем самый быстрый рост демонстрирует европейский рынок сбыта.

Являясь ведущим игроком рынка встраиваемых компьютерных технологий (ВКТ) с годовым оборотом в полмиллиарда евро, холдинг Kontron не может не понимать важности сегмента PC/104 для всей индустрии Embedded и для бизнеса самого Kontron. Представители Kontron говорят, что в своей деятельности по направлению PC/104 они будут придерживаться той же политики, что и компания DIGITAL-LOGIC, подразумевающей высочайшее качество продукции и ориентацию на заказчика. Это хорошо согласуется со статусом холдинга Kontron как ведущего глобального поставщика встраиваемых компьютерных технологий, имеющего гигантский опыт приобретения различных компаний и эффективного управления ими. Все указывает на то, что компания DIGITAL-LOGIC оказалась в хороших руках и что разработчики ответственных встраиваемых приложений смогут, как и прежде, использовать при создании своих систем PC/104-совместимые изделия, выполненные по швейцарским стандартам качества.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(29)_2010

Л.Г. Акиншин, к.ф.-м.н., обозреватель журнала «МКА:ВКС»,
А.Н. Ковалев, директор направления,
ЗАО «РТСофт», г. Москва,
тел.: (495) 742-6828, 967-1505, 
e-mail: pr@rtsoft.ru, www.rtsoft.ru