Das EXM-IMX35-Modul auf dem Trägerboard EXM-MB-Lite2

➜ Geringe Stromaufnahme (minimale Wärmeabgabe)

➜ Keine direkte Kühlung durch Außen-luft (hermetisch geschlossenes Ge-häuse)

➜ Geringe Abmessungen (Unterbrin-gung in kleinen Gehäusen)

➜ Niedrige Anschaffungskosten ➜ Das Embedded-Computing-Modul

EXM-IMX35 erfüllt diese Anforde-rungen. Ebenso das kompatible

Die Steuerungsmodule EXM-IMX35 und EXM-AU1250 von MSC eignen sich für Anzei-gesysteme, die sowohl im Innen- wie auch im Außenbereich zum Einsatz kommen und mit unterschiedlich hoch auflösenden LCD-Bildschirmen arbeiten. Außerdem ist ihre Verlustleistung gering.

Modul EXM-AU1250 mit der MIPS-CPU Au1250 von RMI, das bei An-wendungen mit besonders hohen Bildschirmauflösungen zum Einsatz kommt.

Der Rechenknecht Der Prozessor des EXM-IXM35 ist der hoch integrierte ARM11-Prozessor i.MX35 von Freescale. Die CPU verfügt über eine Taktfrequenz von 533 MHz und

A us Kostengründen fällt bei Anzei-gesystemen der Einbau in klima-tisierten Gehäusen oft aus, auch

eine aktive Kühlung soll nicht zum Ein-satz kommen, da dafür enge Wartungs-intervalle notwendig wären. Die konkre-ten Anforderungen eines Systemherstel-lers lauteten zum Beispiel: ➜ Temperaturbereich von -25 bis 80 °C ➜ Unempfindlich gegen Luftfeuchtig-

keit und Betauung

Embedded-Computing-Lösung für Anzeigesysteme

Boards liefern immer scharfe Bilder

TECHNIK Prozessebene

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und verfügt über einen ähnlichen Funk-tionsumfang wie das IMX35-Modul. Allerdings steht mit dem Au1250 eine hö-here Bildschirmauflösung zur Verfügung. Die eingebaute Multimedia Aceleration Engine (MAE) dekodiert MPEG-Videos bis hoch zur WXGA-Auflösung (1 366 x 768) ohne die CPU dafür nennenswert zu belasten. Der Prozessor RMI AU1250 basiert auf einem MIPS-Kern und verfügt in dieser Version für den industriellen Temperatur-bereich über eine Taktfrequenz von 500 MHz. Da hier keine FPU für das Rechnen zur Verfügung steht, ist das Mo-dul ein reines Multimedia-Modul. Das EXM-IMX35 eignet sich hingegen so-wohl als Rechenknecht als auch für Mul-timedia-Anwendungen.

Fest und sicher verbunden Die Montage der Module auf Trägerkar-ten geschieht mittels Elastomer-Konnek-toren, die aus einteiligen Verbindungsele-menten bestehen. Diese haben Kammern, in denen eine elastische Masse mit einer hohen Zahl hauchdünner Golddrähte enthalten ist. Beim Anpressen der Kon-nektoren auf die Landezone auf dem Mo-dul oder Board bohren sich die Golddräh-te in die vergoldeten Kontaktflächen und schaffen dadurch einen sicheren Kontakt, der durch die elastische Masse hermetisch von Einwirkungen der Umwelt abge-schlossen ist. Pro Signal ergibt dies eine relativ hohe Zahl stromführender Gold-drähte. Für Kontakte mit höherer

über eine leistungsfähige FPU. Der in der CPU integrierte Grafikcontroller mit 18/24-Bit-LCD-Interface bietet eine Auf-lösung von 800 x 600 Bildpunkten. Der Grafikcontroller unterstützt Hardware-Drawing-Acceleration, eine hardware-basierte Grafikbeschleunigung, und MPEG-Encoding. Der Baustein ist ein echter Mikrocontroller, da er über viele Peripheriefunktionen auf dem Chip ver-fügt, wie USB, serielle Schnittstellen, CAN, LAN, Audio-, LCD- und Flash -karten-Controller. Der Anschluss einer Kamera ist über ein 8 Bit Camera-Inter-face möglich. Das Modul ist mit weiteren Funktionen ausgestattet, damit es zur EXM32-Familie kompatibel ist. Bis zu 256 MB Arbeitsspeicher (DRAM) befin-den sich auf der Platine, aber auch bis zu 128 MB NOR-Flash und bis 4 GB Nand-Flash zur Aufnahme von Programmen und Daten, insbesondere für das Betriebs-system (Windows CE, Linux oder QNX). Dadurch ist ein Betrieb ohne Flash-Kar-ten möglich. Dies erhöht auch die Robust-heit der Systemlösung, da es keine Spei-chermodule oder -karten gibt, die in Sockel eingesteckt werden müssen und herausfallen könnten. Das Modul be-gnügt sich außerdem mit einer Leistungs-aufnahme von rund 2,5 W, sodass es in ge-schlossenen Gehäusen ohne Kühlung aus-kommt.

Der Multimedia-Typ Das Modul EXM-AU1250 verwendet den Multimedia-Prozessor RMI Au1250

Die Plastikschiene zwischen Basis-board und Modul verbindet die ver-goldeten Kontaktflächen auf den Boards mit vielen Golddrähtchen.

„ Durch die Verwendung einer modularen Embedded-Computing-Plattform erhöht sich die Zukunftssicherheit des Gesamtsystems.

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Technik im Detail

ARM Die ARM-Architektur ist ein Kern-Design für eine Familie von 32-Bit-Mikroprozessoren, die nach dem Risc-Konzept aufgebaut sind. ARM steht für Acorn Risc Machine.

FPU FPU steht für Floating Point Unit (Gleitkommaein-heit). Es bezeichnet einen speziellen Prozessor, der mathematische Funktionen oder Gleitkom-mazahlen verarbeitet.

MIPS Die MIPS-Architektur (Microprocessor without interlocked pipeline stages, engl. für Mikropro-zessor ohne Pipeline-Sperren) ist eine Risc- Prozessorarchitektur. Ein Befehl wird in diesen Prozessoren in mehreren Stufen in einer Pipeline abgear beitet, so dass mehrere Befehle in unterschiedlichen Bearbeitungsschritten gleich-zeitig im Prozessor sein können.

MPEG MPEG ist ein Komprimierungsformat für Audio und Video. Der Name stammt von der Moving Picture Experts Group (engl. für Expertengruppe für bewegte Bilder), die den MPGE-Standard ent-wickelt und weiterführt.

Nand- und NOR-Flash Bei NOR-Flash sitzen die einzelnen Speicherzellen parallel (OR) in einem Gitter und lassen sich direkt auslesen. Sie eignen sich daher für den Programm-speicher von Mikroprozessoren. Nand-Flash kommt mit weniger Chipfläche pro Zelle aus, da vie-le Transistoren in Reihe (AND) geschaltet sind. Ein direktes Auslesen des Speichers ist nicht möglich.

Risc Risc (Reduced Instruction Set Computing, engl. für Rechnen mit reduziertem Befehlssatz) ist ei-ne Designphilosophie für Prozessoren, die auf komplexe Befehle verzichtet, um den Dekodie-rungsaufwand für die CPU zu verringern. Da-durch kann die CPU Einzelbefehle einfacher aus-führen, was zu schnelleren Prozessoren führt.

Erweiterbares Gesamtsystem Die Software des vorgestellten Anzeige-systems wird komplett in C geschrieben und läuft unter Embedded Linux. Für das EXM-IMX35-Modul liegen auch Portie-rungen für Windows CE 6.0 und für QNX vor, während für das EXM-AU1250 nur Linux und Windows CE zur Verfügung stehen. Derzeit befindet sich bei MSC eine neue Trägerplatine für die Module in der Be-musterung, die das Anzeigesystem ver-wenden wird. Das EXM-MB-LITE2 soll das Modul aufnehmen und die benötig -ten Peripherieelemente für den Anschluss von LAN, LCD, Audio und USB zur Ver-fügung stellen. Das Motherboard ist 100 x 160 mm groß. Durch die Verwendung einer modularen Embedded-Computing-Plattform erhöht sich die Zukunftssicherheit des Gesamt-systems. Wenn zu einem späteren Zeit-punkt die Anforderungen an das System und die Software steigen sollten, kann ein neues Modul mit höherer Rechenleistung zum Einsatz kommen, das dennoch voll-ständig kompatibel zu den bisherigen Modulen ist. Ansonsten kann auch immer noch eine Funktionsaufrüstung durch Aufstecken von zusätzlichen Peripherie-modulen erfolgen. Hier ist unter anderem ein Erweiterungsmodul mit Wlan-Funk-tionen in Vorbereitung.

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Autor Peter Eckelmann arbeitet im Technischen Marketing der MSC Vertriebs GmbH in Neufahrn und ist zuständig für Produkte des Bereichs Embedded Computing Technology. infoDIRECT 781iee1109 www.iee-online.de Link zum EXM-IMX35 Link zum EXM-AU1250

Strombelastung wählt der Anwender le-diglich ausreichend große Kontakt-Pads auf beiden Seiten und unterliegt so prak-tisch keinen Beschränkungen. Wenn die Kontaktelemente zwischen Mo-dul und Basisboard verschraubt sind, er-gibt sich eine sichere, robuste und er-schütterungsfeste Verbindung, die auch hohen Anforderungen an Qualität, Si-cherheit und Haltbarkeit genügt. Die re-sultierende Schock- und Vibrationsfestig-keit erfüllt die Automotive-Spezifikation DIN EN 60068 (Environmental Conditi-ons for Electrical and Electronic Equip-ment for Road Vehicles). Trotz der robus-ten Eigenschaften der Elastomerstecker ist diese Technologie preislich günstiger als vergleichbar hochpolige, aber zweitei-lige mechanische Steckverbinder. Bereits seit Jahren kommen Elastomer-Konnek-toren auch für andere Anwendungen zum Einsatz. Auf die CPU-Module lassen sich bis zu zwei Erweiterungsmodule stapeln, zum Beispiel Interface-Baugruppen und I/O-Erweiterungen. Dafür befinden sich auf der Oberseite aller Module ebenfalls die vergoldeten Pads für Elastomer-Kon-taktstreifen. Eine bereits lieferbare Erwei-terung ist ein Navigations- und Kom-munikationsmodul mit GPS und GSM/GPRS, das auch in einer Version mit UMTS/HSDPA vorliegt.

Blockdiagramm des EXM32 Embedded-Computermoduls mit Freescale i.MX35.

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