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PC/104+ Single Board Computer PCM-3365 für industrielle Steuerungen und embedded M2M-Anwendungen

Single Board PC (SBC) PCM-3365 im PC/104+ Format

Beim CPU Modul PCM-3365 im PC/104-Format handelt es sich um einen kompletten embedded PC als Single Board Computer (SBC) ohne Peripherie und Umgehäuse. Single Board Computer bestehen typisch nur aus einer Platine und lassen sich daher leicht in kundenspezifische Applikationen in Maschinen, Anlagen, Steuerungen, Automaten und Geräte integrieren.

Solche kompakten Rechner können beispielsweise mithilfe von Sensoren ausgesuchte Umgebungswerte erfassen, diese aufbereiten und die gewonnenen Daten über das Internet für die weitere Nutzung und Verarbeitung bereitstellen. Eine mögliche Anwendung ist das visuelle Überwachen und Steuern einer Fertigungsanlage.

Im System könnte ein UMTS- oder WLAN-Modul die Anbindung an das Internet per Mobilfunk übernehmen z.B. eine 3G/4G-miniPCIe-Karte. Neben den SBC im PC/104-Format sind auch andere Formfaktoren u.a. als EBX- oder 5,25“, als Pico ITX und 3,5“, Mini ITX Format über AMC verfügbar.

SBC bzw. PC/104 CPU-Module mit Atom CPU

Industrie 4.0 und M2M PC/104-Plattform


Einsatzfelder für Single Board Computer

Eng mit dieser Entwicklung verzahnt ist das Thema Industrie 4.0. Auch hier wachsen die Disziplinen Sensorik, Datenaufbereitung und Datenverarbeitung, Datenausgabe, Aktorik, Konnektivität und IT-Sicherheit zusammen. Durch eine permanente, intelligente Abstimmung lassen sich beispielsweise Produktionsprozesse und Lieferketten optimieren, Verkehrsprobleme entschärfen und vieles mehr. Voraussetzung ist hier, dass Geräte und Systeme internetfähig sind und digitale Daten verarbeiten können. Basis für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) im Internet der Dinge sowie im industriellen Umfeld (Industrial Internet of Things IIoT) sind neben klassischen Industrie PC Systemen, Touch Panel IPC und kompakten und lüfterlosen Box IPC Plattformen auch häufig autarke Kleinrechner wie z.B. die PCM-3365 oder andere Single Board Computer aus dem umfangreichen Lieferprogramm von AMC als Advantech iAutomation Premier Partner.

So erfassen etwa PC/104-Single-Board-Computer mithilfe von Sensoren Umgebungswerte, bereiten sie auf und stellen die Ergebnisse ins Netz. Der seit langem bewährte Standard für Industriecomputer erfreut sich auch im IoT-Zeitalter weiterhin großer Beliebtheit.

Kompakte Bauform - Stromsparend - Lüfterlos

Kompatibilität und Flexibilität von PC/104 Lösungen


Unzählige Applikationen sind auf Basis der PC-kompatiblen, steckbaren PC/104-Module realisiert worden. Bis zu fünf Erweiterungs-Boards lassen sich platzsparend auf oder unter die zentrale SBC-Platine stecken und per Schraubverbindung fixieren. Daher sind PC/104-CPU-Module besonders robust gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen. Ein weiterer Vorteil ist die revisionsfreie Kompatibilität der über die Jahre eingesetzten Bussysteme. Datenerfassungsmodule im PC/104-Format wie Analoge oder digitale Ein-/Ausgangs PC/104-Module sowie Multi-I/O Datenerfassungsmodule oder Serielle COM-Port Schnittstellen-PC/104-Module bis hin zu Feldbus-Modulen u.a. für CAN (PCM-3680), CANopen (CIFx-104C-CO), Profibus (CIFx-104C-DP) im PC/104-Format sind dafür zusätzlich bei AMC verfügbar. Viele davon basieren auf dem über Jahrzehnte bewährten ISA-Bus. Und die Nachfrage nach den kompakten Rechensystemen mit der robusten Schnittstelle ist ungebrochen.

PCI-104 Schnittstellen- und Datenerfassungs-Module für vielfältige Anwendungen

Aktuelles PC/104-CPU-Modul PCM-3365 mit ISA-Unterstützung


Viele Unternehmen, die PC/104-Systeme seit langem einsetzen, haben mit erheblichem Aufwand eigene ISA-Bus I/O-Module für oft individuelle, proprietäre Anwendungen entwickelt. Diese wollen sie in vielen Fällen auch weiterhin nutzen. Doch was ist, wenn das bislang eingesetzte CPU-Modul zum Beispiel aufgrund eines Defekts ausgetauscht werden muss? Außerdem gibt es selbst in den beständigsten Produktpaletten renommierter Anbieter Positionswechsel – etwa, weil bestimmte Komponenten nicht länger verfügbar sind. PC/104-CPU-Module mit aktuellen Prozessoren, Chipsätzen und ISA-Kompatibilität zu finden, ist daher nicht ganz einfach. Andererseits ist es für Anwender häufig keine Option, die entwickelte Schaltung als ISA-Bus basiertes I/O Modul für eine aktuelle Schnittstelle umzudesignen. In diesem Fall hilft es, wenn sich Hersteller frühzeitig um ein fundiertes, transparentes End-of-Life-Management (EOL) kümmern. Darüber können die Kunden rechtzeitig Ersatz für abgekündigte Produkte evaluieren.

PCM-3365 mit ISA und PCI Unterstützung

Das Intel Bay-Trail-Board PCM-3365 ersetzt das abgekündigte PCM-3362 mit Intels Luna-Pier-Plattform. Das neue CPU-Modul basiert auf dem PC/104-Plus-Standard und ist wahlweise mit reinem ISA- und/oder PCI-Erweiterungsbus (PC/104 beziehungsweise PCI-104) bestückbar. Die eingesetzten Prozessoren stammen aus der Bay-Trail-Reihe: Intel Atom E3825/E3845 oder Intel Celeron N2930. Obwohl die neuen Prozessorgenerationen ISA und PCI nicht nativ unterstützen, lassen sich beide Bussysteme auf dem PC/104-CPU-Modul umsetzen. Für den ISA-Bus kommt dabei der LPC-Bus zum Einsatz, ein serialisierter ISA-Bus mit beschränktem DMA-Zugriff. Der PCI-Bus wird hingegen über einen PCIe/PCI-Bridge-Chip umgesetzt.

Die schock- und vibrationsbeständige SBC PCM-3365 basiert auf ausgewählten Komponenten und ist langzeitverfügbar. Besonders wichtig für den Einsatz in rauen Anwendungsumgebungen: Alle Bauteile inklusive der E3800-CPU-Familie sind bei den PCM-3365xW-Modellen für den erweiterten Temperaturbereich ausgelegt. Dadurch ist ein problemloser Betrieb von -40 bis +85°C garantiert. Für speicherhungrige Anwendungen stehen max. 8 GB Arbeitsspeicher zur Verfügung. Zusätzlich besteht auf Projektbasis die Möglichkeit, das Modul kundenspezifisch anzupassen. So sind zum Beispiel Varianten mit 16, 32 oder 64 GB Onboard-Flash, angepassten Kabeln oder mit zusätzlichen Heatspreader realisierbar. Der Heatspreader führt Wärme vom Prozessor direkt an ein Umgehäuse (Conduction Cooling) ab und ermöglicht so einen optimalen konvektiven Wärmetransport.

Die Intel HD-Grafik des PCM-3365 basiert auf der Intel Graphic Engine der 7. Generation und unterstützt DirectX 11, Open GL 3.2 sowie Open CL 1.1. Zusätzlich ist sie in der Lage H.264, MPEG2/4, VC-1 sowie WMV9 zu dekodieren, beim Enkodieren wird hardwareseitig H.264 sowie MPEG2 unterstützt. Die Bildausgabe erfolgt wahlweise per VGA mit bis zu 2.560 x 1.600 Pixeln bei 60 Hz, per 24-Bit-Dual-LVDS mit bis zu 1.920 x 1.200 bei 60 Hz oder per HDMI/DVI. Multi-Display-Betrieb ist in den Kombinationen VGA + LVDS, VGA + HDMI/DVI, HDMI/DVI + LVDS möglich. Über zahlreiche Schnittstellen wie Ethernet 10/100/1000 Mbps, RS-232/422/485, 2x RS-232, 6x USB 2.0, 1x SMBus,1x GPIO (8-bit), SATA sowie mSATA stellt das PCM-3365 umfassende Konnektivität bereit.


Woher kommt PC/104?


Der ursprüngliche PC/104-Standard mit einer Grundfläche von in der Regel 90 mm x 96 mm basiert auf der PC-Industrial-Standard-Architektur (ISA). Ende der 1980er Jahre entwickelt, verabschiedete das PC/104-Konsortium – der Name ist abgeleitet von „Personal Computer“ und der Zahl der Anschluss-Pins des ISA-Modulsteckers – bereits 1992 die erste Version des Standards. Darin sind die Modulgröße, die Lage möglicher Erweiterungsanschlüsse und das PIN-Out des ISA-kompatiblen PC/104-Steckers festgelegt. Am Formfaktor hat sich bis heute nichts geändert: Die Module mit einer Leiterplattengröße von 90 × 96 mm² können direkt übereinander gesteckt werden. Eine Busrückwand (Backplane) ist somit überflüssig. Ebenso lassen sich PC/104-CPU-Module auf Trägerplatinen aufstecken. Als Prozessoren  werden in der Regel x86-CPUs eingesetzt. Über die Jahre sind beständig immer leistungsfähigere PC-Komponenten auf den Markt gekommen. Außerdem stieg der Bedarf an Konnektivität. Daher wurde der PC/104-Standard kontinuierlich angepasst und beispielsweise mit einem schnelleren Bussystem ausgestattet. So hielt 1997 der PCI-Bus als PC/104-Plus Einzug in den Standard. Dem 104-poligen ISA-Bus-Stecker stand damit ein 120-poliger Sockel für den PCI-Bus zur Seite. 2003 folgte PCI-104.

Das flexible Konzept mit langzeitverfügbaren Baugruppen macht PC/104-CPU-Module weiterhin attraktiv und heute noch in vielen vertikalen Marktsegmenten zu finden. Speziell in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Langzeitverfügbarkeit und Robustheit – zum Beispiel in der Medizin- und Messtechnik, im Transport- und Verkehrswesen oder in der Automatisierungstechnik. Hinzu kommen vermehrt neue Bereiche wie Robotik oder Fahrzeugsteuerung. Hier steht oft auch die Frage nach einer weitgehenden Individualisierung des Produktes im Vordergrund, etwa über ungewöhnliche Ein- und Ausgänge, COM-Schnittstellen und Digital-I/Os.

Gern beraten wir Sie bei der Auswahl der für Ihre Anwendung optimalen Single Board Computer Plattform und zugehöriger Erweiterungsmodule. Rufen Sie uns unter 0371/38388-0 an oder nutzen unser Formular für Ihre Detailanfrage. Wir beraten Sie gern.

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