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控创nanoETXexpress-TT采用嵌入式新型Intel 处理器

发表于:2019-07-11 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  控创近期推出了首款基于最新Intel Atom处理器E6XX的超小型计算机模块nanoETXexpress-TT。此款计算机模块也是世界上首批符合COM Express COM.0规范的type 10针脚输出的COM之一。此款新品尤其适合在扩展温度范围内及极端环境下使用。因此控创延续了其在COM Express产品上持续不断的成功,并且也使新型Intel产品应用于其他嵌入式系统中,如坚固型,符合欧洲标准EN50155的控创HMITR显示器计算机 。


  超小型外形尺寸计算机模块其发展历程与PICMG COM Express标准的成功是同步的。2004年初,COM基础版本推出市场,在保持此标准指定的规格条件下,控创产品一直持续不断的加紧产品小型化发展步伐。紧凑型及超小型的产品基本上都尺寸体积有限,但系统开发人员仍然可以找到遵循COM Express规格的所有针脚位置。此标准为开发人员提供了相当大的方便,因为这意味着他们能继续采用最新的芯片技术实现基于COM Express标准产品的应用,而无需每次都进行重新设计。


  无论你的设计是在何处进行,都能适用,因为此规格建立于全球范围的PICMG 工业标准。除控创外,包括思科系统(Cisco Systems)、富士通、IBM、Intel、NEC、诺基亚西门子通信(Nokia Siemens Networks)、NTT及Oracle在内的一些知名公司与许多其他公司都参与这些标准化措施。

COM Express - 成功的历程

  COM Express标准的核心为连接器:根据接口类型,使用一个或两个连接器,每个连接器有220个针脚,根据针脚输出类型,具有一定的标准分配。这种连接器突出的特性为高抗冲击性及抗振性,使COM Express设计的模块尤其适用于工业环境。

  控创一直致力于实现遵循COM Express标准的小型尺寸的产品研发。公司已将Intel处理器的创新成果应用到基本型(125 x 95 mm,如配有Intel Core i5/i7处理器的控创 ETXexpress-AI)、紧凑型(95 x 95 mm,近期推出的产品即配有Intel Atom处理器Z520PT的控创 microETXexpress-XL)以及超小型(如基于Intel Atom处理器Z5XX的控创 nanoETXexpress-SP,55 x 84 mm的信用卡尺寸) 的COM Express的领先设计中。

  此外,通过配有Intel Atom处理器Z520PT及Intel 系统控制器中心US15WPT的控创 microETXexpress-XL,是控创专为极端环境条件下使用而开发的强固型COM Express COM.0标准针脚输出type 2计算机模块。控创 microETXexpress-XL的所有组件都满足标准工业温度要求以承受-40C至+85C宽温。

适应能力极强的新型模块
  控创现已推出COM Express家族新成员,控创 nanoETXexpress-TT是一款超小型尺寸模块,其中控创成功将业界两项重大开发成果实现到COM规格的产品中:进入市场的Intel Atom E6XX系列处理器以及采用最新COM Express COM.0 Rev. 2.0规格。其结果是一款融合了Intel 新产品的灵活性和性能的超紧凑型模块,并遵循新的COM Express type 10针脚输出标准。作为Intel 嵌入式联盟仅有的四个高级会员之一,控创可与英特尔产品同步推出采用英特尔最新处理器技术的产品。通过新技术尽早的使用,各方从相互经验中受益,从而开发出技术上成熟的解决方案。对于原始设备制造商及开发人员来说这意味着他们已接触到Intel最新的板卡级和系统级技术,缩短其新解决方案的上市时间。


  新型模块的首要亮点是其在极端运环境下的适用性。控创nanoETXexpress-TT是首款符合COM Express type 10 针脚输出的超小型模块,工作在扩展工业级温度范围E2跨度为-40C至85C。Intel 确保此模块中零部件在运行时出色的性能。此外,该模块上无任何可移动零部件;且内存也是稳固地焊接在模块上的。另一极具吸引力的特性是具有无风扇设计,在极端条件下平稳运行-不需安装可能会导致故障的散热器。而第三大功能特性是长期可用性-芯片生产商Intel 计划五年产品可用期,而且在寿命终止期之后仍具有两年的过度使用期。

新型处理器
  Intel Atom处理器E6XX与之前产品的主要区别在于该款处理器的架构。在这种新设计中,处理器芯片不再只是单纯的计算机内核,而是增加了接口(在早期处理器架构中,一般位于北桥芯片与南桥芯片中,如图形、内存、PCIe、SPI及LPC接口)。通过此种方式处理器不仅可更快地处理图形任务,而且整体上还变得更加自治。其不再与专有接口(如FSB或DMI)协同工作,也不依赖于某个特定的Intel 集线器,而是将PCI Express作为一种开放标准接口,为处理器与I/O芯片之间的通信之用。这样就使得Intel Atom E6XX处理器系列不仅能与Intel 平台控制器中心 EG20互联,而且还与第三方制造商的I/O集线器互联,如美国OKI半导体公司、意法半导体及Realtek及任何PCIe功能的设备。这些集线器可满足诸如车内影音系统或媒体电话应用的特定专有I/O要求。尽管如此,在标准化COM中仍然不重要,因为匹配Intel 平台控制器中心(PCH) EG20以其出色的性价比提供COM Express COM.0 type 10所需的全部接口。

  采用了Intel Atom E6XX处理器与Intel 平台控制器中心EG20的标准COM计算机模块有以下优势:Intel 平台控制器中心EG20集成多种通用I/O接口,如SATA、USB主控制器及设备、SD/SDIO/MMC以及千兆以太网MAC。此外,还可提供各种嵌入式接口,如CAN、IEEE 1588、I2C、UART以及GPIO接口。而许多不同的应用如工业自动化、零售业、博彩业或数字标牌等也都需使用这些接口。

COM.0 Rev. 2.0 type 10 针脚输出
  最新的Intel Atom系列处理器配合针脚输出type10,此针脚定义首次由PICMG 个的COM Express COM.0规范修订版2.0中规定。与针脚输出type 1相比,控创开发的超小型产品即nanoETXexpress-SP,type 10产品(nanoETXexpress-TT)更明确地反映出对于新型高紧凑型处理器的要求。如果更细致地观察各单个针脚布局,还可发现虽然控创的针脚输出type10可兼容type1,但type1是不支持type10的应用环境的。


  连接器上为type1中的SATA端口2和3预留的排A及B中的针脚在类型10中不再被保留,并且适合采用针脚输出类型10的新一代处理器通常无论如何最多能提供两个SATA接口,且这些针脚本身就可用作SATA端口,而目前被预留以供其他用途之用,如在稍晚阶段推出的USB3.0接口。因而控创就建议采用在type1及type10的产品设计中,COM Express连接器上不再分配SATA2及3端口,这样这些模块在可支持USB 3.0的同时仍可与其他模块保持兼容。除此之外,两种针脚输出类型在排A及B的针脚布局上也不同,即PCIe通道的针脚布局不同,其中针脚输出type 1虽然所采用的芯片组不提供六个通道,但此类型却可提供六个通道。因此,用于PCIe通道4和5的针脚在针脚输出typte10中就被空出,因此这些针脚就以同样的原理用于即将推出的新技术上。


  接下来的一个差别就是typte10目前采用了在type1中为第二个LVDS(低压差分信号)通道、电视输出端口及VGA端口而预留的针脚,这样做之后就可通过设备驱动程序接口(DDI)来支持SDVO(串行数字视频输出)端口(或者是DisplayPort或HDMI端口)。这样由于符合COM Express规范的、针脚输出类型为typte10的超小型模块各自仍然支持一个LVDS通道,这些模块就具有双通道显示器功能。上述举例的背景条件即是欲采用type 10作为其针脚输出的新型小外形尺寸处理器不管怎样最多仅支持两个SATA接口及四个PCIe通道,其未提供VGA端口,但提供了图形接口如SDVO、DP及HDMI等,符合超小外形尺寸模块标准的模块连接器上空出的针脚位因而就会用在新的用途上。

nanoETXexpress-TT意味着什么?
  新型处理器及针脚输出为计算机模块带来何种性能提升呢?首先应观察新型处理器的架构:控创 nanoETXexpress-TT建立在Intel Atom E6XX处理器0.6 GHz、1.0 GHz、1.3 GHz及1.6 GHz版本以及Intel 平台控制器中心EG20基础上的。在早期几代的Intel Atom处理器的计算机模块中,自处理器流向接口芯片组的数据流只通过前端总线,而在控创 nanoETXexpress-TT中,重要的图形接口从控制器中心转移到处理器芯片,以及两者之间的通信是通过PCI Express进行的。

  由于采用此新型处理器,新的COM相对于之前的产品还能表现出内存性能方面的优势。即使在32位通道上其数据处理速率也可达到800 MT/s,而早期Intel Atom处理器要达到此速率需占用64位。因此,此测试可表明两者之间的性能实际上是否存在差别,以及这种差别有多大。

  控创nanoETXexpress-TT所带来的额外优势当然就是接口数量的增加。匹配COM Express针脚输出 type 10,可提供四个PCIe通道,其中一个通道用于连接Intel 平台控制器中心EG20。此外,控创 nanoETXexpress-TT具有六个USB接口以及一个额外的专用USB接口,并且是为客户端预留的。

  之前的所有处理器为了通过LPC总线的固件集线器支持外部启动。新的设计提供了在COM Express COM.0 Rev. 2.0规范的新老针脚输出类型中通过SPI接口执行启动操作。因此控创nanoETXexpress-TT具有可适用于未来所有新型COMs的功能以及符合COM.0 Rev. 2.0规范-未来所有的处理器将只支持通过SPI接口的第二启动项。

令人兴奋的新内存选项
  控创nanoETXexpress-TT模块提供了一些有吸引力的内存选项。包括两个SATA接口(仍然符合COM Express COM.0针脚输出 type 10)。而控创通过提供这些SATA接口将两种选择结合在一起:首先,两个接口可连接至COM Express连接器,其数据以300 MB/s的速率进行交换;其次焊接在模块上的microSD卡座可通过SDIO接口进行连接。

  第二种可能是将一个SATA接口导向至COM Express连接器,而将余下的一个用于板载闪存。但是,由于市场上还没有工业温度级(E2)的SATA闪存,因此此选项需要晚些实现。

图形处理速度提升40%
  Intel Atom E6XX处理器及平台控制器中心EG20的优势,显著地提高了在图形处理性能。通过在Intel新型处理器中的同样方式在处理器芯片中集成图形接口,可使配有0.6 GHz和1.0 GHz 处理器的控创 nanoETXexpress-TT模块的图形处理核心频率达到320 MHz,以及配有1.3GHz和1.6GHz的所有处理器图形核心频率达到400MHz。另外,新型Intel处理器具有视频编码功能,换句话说硬件支持视频信号输入编码。与目前最新的Intel平台相比,这两项特性加在一起就能在3D图形处理速度上带来40%的提升。

新的应用领域
  控创nanoETXexpress-TT在何种需求下才是最适用的解决方案呢?首先,当然是必须在扩展温度范围及极端环境中的情况下运行;其次在0.6 GHz处理器的版本中,产品具有低散热设计功率(TDP),可产生低散热量。支持MPEG4、H.263及H.264标准的视频编码功能使所有视频应用的模块显得妙趣横生。此外,Intel Atom E6XX处理器提供了虚拟化和处理器家族的所有性能频带的超线程功能,而也被越来越多的用于医疗及军事部门的安全相关应用。

  控创 nanoETXexpress-TT的一个主要优势就是其可提供大量的PCIe接口,这使得开发人员除能提高总体灵活性外还能连接大量更多的设备。甚至还提供串行接口,设计人员在自动化工作中仍然非常受欢迎。

  新型Intel Atom E6XX处理器连同COM Express COM.0 Rev. 2.0规格的新型针脚输出的功能以及超小型外形尺寸的吸引力越来越大,新一代COM Express模块显然会赢得新的市场,如电池供电或太阳能供电应用、风力发电厂、车载应用、用于室外安装的POS,或销售终端或施工场地或其他恶劣工业环境中的嵌入式微型个人计算机。

配有Intel Atom E6XX处理器的免维护、符合欧洲标准EN50155的显示器计算机
  除控创 nanoETXexpress-TT外,控创还会将新的Intel Atom E6XX系列处理器的这些优点应用于其他嵌入式系统中,如无风扇设计及免维护并符合欧洲标准EN50155的控创坚固型显示器计算机HMITR。举例说明,列车员可从人机界面(HMI)到监控一辆列车的所有功能而受益。在此应用中,扩展温度范围以及可靠性和长时间的低功耗也是至关重要的因素。此外,整个系统通过欧洲标准EN50155的认证,确保其在列车中能安全使用。控创HMITR通过以太网接口和固态硬盘或SD卡存储器提供灵活升级,并可通过模块化易于扩展。

  作为定制服务及原始设计制造服务的一部分,控创为设计人员提供了通过新的Intel Atom E6XX处理器开发出个性化板设计的选择。为了这一目的,控创实现了FPGA技术、专有的ASICs (PLC 逻辑)或专用标准PCIe设备。其结果是提供各种标准接口以及额外通信端口、无线接口、GPS服务和音视频流媒体服务的PC系统。所有设计师为了制造这些设备需要的只是处理器及特定组件。通过此种方式能耗及材料使用可以降至最小。设计人员也可使用第三方I/O集线器作为Intel平台控制器中心EG20的替代设备。

总结
  基于PCIe接口,新的Intel Atom E6XX系列处理器为开发人员在x86应用的I/O设计过程中提供卓越的灵活性。此方式可扩展x86技术的应用领域,甚至可进一步向尤其是具有高能效设计的专用x86系统扩展。这可非常有效地实现超小型COM Express解决方案,如控创 nanoETXexpress-TT的嵌入式PC应用。

  凭借以上这些所有功能,控创nanoETXexpress-TT及其他基于Intel Atom处理器平台的系统非常适合在极端工作环境中可靠运行的应用中使用,诸如数字标牌、能源、工业自动化、医疗、防务及安保、公共交通以及交通监控等市场领域中。

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