Feldbusse und Schnittstellen für die in-dustrielle Kommunikation mit Caribou-board realisieren.

Entwicklungs- und Evaluierungs-plattform (S.64)

embeddedProdukte - Entwicklung - Design-In

Design

Schnittstellenvielfalt als Herausforde-rung für die Entwickler von Embedded-System-Anwendungen.

Intelligente Softwarestacks integierenFunksensoren als Ersatz für Batterien inverschiedene Applikationen.

Ausgabe Nr. 1 Februar 2011

Einmal entwickelt - dreifach genutzt (S.40)

Aus der Umgebung gewonneneEnergie (S.54)

Grafik satt bei wenig Watt

Titelstory

Bisherige x86er SFF-Prozes-soren, die für den Comsu-merbereich im Wesentli-

chen für das Netbook und Tab-let-PC Geschäft entwickelt wur-den, haben daran gekrankt, dassihnen die integrierte Grafik-Per-formance für ein flüssiges Arbei-ten fehlte. Mit dem Launch derAMD Embedded G-Series ist nunein echter Grafik-Performance-

schub verfügbar, der exakt die-sen Bedarf nach mehr Grafikleis-tung für Low Power Small FormFactor Devices deckt: Anwenderaus dem Consumermarkt wollenNetbooks nämlich nicht nur füreinfache Office-Applikationeneinsetzen, sondern beispiels-weise auch attraktive Power-point-Charts bauen und präsen-tieren können, flüssig im Internet

surfen mit allen verfügbaren Ani-mationen und auch HD-Videosbetrachten können. Was also ge-fragt ist, sind Grafik-Processing-Qualitäten höchster Güte beihöchst energiesparendem De-sign. Dabei sollte die Bildaus-gabe nicht auf den integriertenBildschirm beschränkt sein, son-dern unterschiedliche Inhalteauch auf unterschiedlichsten Dis-

Autor: Jack London, Business Development & Product Manager bei Kontron

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Kontron hat zur Embedded World mit dem COM Express Compact Computer-on-Modul microETXexpress-OH einsehr kompaktes Design für die neuen Accelerated Processing Units der AMD Embedded G-Series vorgestellt. MitCOM Express Pinout Typ 6 Support bietet es vielfältigste Grafikoptionen. Zudem unterstützt das Modul die GPGPU-Funktionen dieser neuen Accelerated Processing Units und ermöglicht so zahlreiche neue Design-Optionen für höchstinnovative applikationsspezifische Embedded Designs.

Grafik satt bei wenig Watt

plays ermöglichen: Dem Haupt-monitor und z.B. dem großenHD LCD-Fernseher im Wohnzim-mer. Eine vollkommen neueUser-Experience ist folglich beiden neusten Geräten dieserMini-PC Generation zu erwarten.Was nutzt diese Features aber imBereich Embedded Computing?

Low Power Embedded Applikationen für hochwertige Grafik

Zum ersten brauchen auch pro-fessionelle Embedded Systememehr Grafikleistung: Gaming-und Verkaufsautomaten, Groß-displayanzeigen, Multimedia-Wände, professionelles AV-Equipment zählen dabei zu dennaheliegenden Standardapplika-tionen. Hinzu kommen aberauch kleinere und mobile Devi-

ces wie beispielsweise Test &Measurement Systeme oder mo-bile 3D-Ultraschall-Geräte sowieSysteme für bildgebende Verfah-ren, beispielsweise in der Medi-zin oder Automatisierung. Allsolche Devices brauchen eineleistungsfähige und schnelleGrafik für eine flüssige hochauf-lösende Bildgebung. SchnelleGrafik ist auch eine essentielleSchlüsselfunktion fürHMIs/Panel-PCs, wenn man bei-spielsweise Videoelemente ein-bauen oder aber neuste Anima-tionen und grafische Oberflä-chen verzögerungsfrei überbandbreitenstarke Grafikinterfa-ces darstellen will, was beijedem neuen GUI zum absolutenMuss-Feature Standard gehörensollte. Neben diesem Anwen-dungsspektrum, das sich alleineauf die zu transcodierende aus-

zugebende Grafik beschränkt istdie sogenannte Fusion-Technolo-gie von AMD, die CPU und GPUauf einem Die zur 'AcceleratedProcessing Unit' (kurz) APU ver-eint aber auch für neue Applika-tionsfelder von großen Interesse.

Embedded Applikationen fürLow-Power GPGUP

Die GPUs der Accelerated Pro-cessing Units sind nämlich überDirectCompute oder Open CLprogrammierbar und könnendamit als so genannte GPGU(General Purpose GPU) Berech-nungen übernehmen. GPGPU istdabei nicht neu, wenn es umHigh-Performance Computinggeht: So wurden bereits rechen-intensive Applikationen mit Gra-fikkarten umgesetzt, um z.B. 3D-Bildgebung für Röntgen-CT und

Titelstory

Das Kontron COM Express compact Computer-on-ModulemicroETXexpress-OH bietet extreme Grafikleistung undGPGPU Funktionalität für energieeffiziente SFF Designs.

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Titelstory

Elektronentomografie umzuset-zen, Wetter-, Atmosphären- undOzeanmodelle zu betreibensowie numerische Strömungssi-mulationen zu berechnen. DieGPGPU Technik an sich ist folg-lich bereits etabliert. Mit der Ver-fügbarkeit einer programmierba-ren GPU auf einer Low-PowerAPU steht jedoch erstmals aucheine hochintegrierte Plattformzur Verfügung, die GPGPU-Appli-kationen in kompakte EmbeddedDevices implementieren kann.Applikationsfelder sind hier be-vorzugt Lösungen, die vektorielleAlgorithmen zur Bearbeitung vonRohdaten abarbeiten sollen. Typi-sche Anwendungsfelder sindzum Beispiel mobile Ultraschall-geräte, Videokameras mit eige-nen Detektionsfunktionen, Laser-Detektionssysteme, Tracking-Sys-teme sowie auch Ver- und Ent-schlüsselungssysteme in der Da-tenkommunikation sowie die Sig-nalaufbereitung in Software defi-nierten Funkgeräten, um nureinen Auszug potenzieller Appli-kationen zu benennen.

Kleine Boards für kleineHochleistungs-Devices

Die AMD Embedded G-Seriesumfasst insgesamt fünf verschie-dene APUs, angefangen beieiner 1.0GHz Single-Core APUmit 9W TDP bis hin zur 1.6GHzDual-Core APU mit 18W TDP.Damit positioniert sie sich alsHochleistungsgrafikplattformund dies sogar mit Direct X11und Open CL Support - für be-sonders kompakte, lüfterloseSFF-Applikationen. Verfügbarwird sie bei Kontron deshalb ins-besondere auf kleinen Formfak-toren beispielsweise auf COMExpress konformen Computer-on-Modules, Pico-ITX undPCIe/104 Singleboard-Compu-tern sowie Mini-ITX und Flex-ATX Motherboards.

COMsequent kompakt: COMExpress Compact

Eine der ersten verfügbaren Lö-sungen ist dabei das Computer-on-Module Kontron microETXex-

press -OH im COM Express Com-pact Formfaktor. Es besticht ge-genüber anderen Computer-on-Module Lösungen durch densehr kompakten 95x95mm gro-ßen Footprint, Kontron EAPISupport (siehe Box) sowie denattraktiven Typ 6 Pin-Out. Soführen Typ 6 Module gegenübersolchen mit dem bisher gängigs-ten Pin-Out Typ 2 deutlich mehrGrafikschnittstellen zum Carrier-board. Sie eignen sich damitideal für grafikorientierte Appli-kationen, die auch mehrere Dis-plays parallel betreiben sollen.Typ 6 Module bieten neben LVDSund VGA auch drei Digital Dis-play Interfaces (DDI). Über dieseDigital Display Interfaces könnenEntwickler die modernen Grafik-schnittstellen DisplayPort, HDMIsowie DVI umsetzen. Damit wer-den direkt vom Computer-on-Module aus alle derzeit relevan-ten Video-Schnittstellen nativunterstützt. Entwickler müssendiese also nicht mehr mit zusätz-lichen Komponenten auf den ap-plikationsspezifischen Carrier-

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Kontron Embedded Application Programming Interface

Um den F&E Aufwand sowie Kosten und Markteinführungszeiten für Kunden zu verringernhat Kontron die Cross Plattform Middleware Kontron EAPI (Embedded Application Pro-gramming Interface) entwickelt. Kontron EAPI vereinheitlicht unabhängig von Formfaktorund Prozessortechnologie den Hardwarezugriff und I/O Kontrolle. Damit kann ein OEM fürbeispielsweise Multimedia-Applikationen seine Software einfach auf neue Plattformen, wiedas Kontron microETXexpress-OH Computer-on-Module mit der neuen AMD G-Series por-tieren und so seine Entwicklungskosten und die Time-to-Market signifikant senken und dasschon ab dem ersten Design-In. Mit Kontron EAPI werden zudem auch künftige Migratio-nen noch effizienter. OEMs können für den Zugriff auf die Hardwarefunktionen eines Pro-zessorboards ohne irgendwelche Codeanpassungen auf neue Plattformen mit Kontron EAPIumziehen, denn die Softwareschnittstellen zur Hardware bleiben identisch. Das senkt die En-gineering- und Implementierungskosten für neue Hardware um bis zu 40%.

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boards eindesignen. Das verein-facht das Applikationsdesignund reduziert damit die Time toMarket und Total Cost ofOwnership. Zudem ist im Typ 6Pin-Out auch die Möglichkeitvorgesehen USB 3.0 Ports auszu-führen. USB 3.0 bietet gegen-über USB 2.0 mehr als zehnmalhöhere Bruttodatenraten bis hinzu 5Gbit/s (625MByte/s) im Su-perSpeed Modus.

Das Featureset im Detail

Das Kontron microETXexpress-OH mit Typ 6 Pin-Out ist in vierStufen über die gesamte Band-breite der AMD Embedded G-Se-ries APUs skalierbar: von der1,2GH schnellen T44R SinglecoreAPU mit 512kB Cache und AMDRadeon HD6250 GPU bis hin zur1,6GHz schnellen Dualcore Vari-ante T56N mit AMD Radeon

HD6310 und 2x512kB Cache.Dank dieses breiten Perfor-mancespektrums können OEMsdie Leistung und Energieauf-nahme perfekt auf die jeweiligenApplikationsanforderungen jus-tieren. Über zwei Speichersockelbindet das Kontron microETXex-pressOH bis zu 8GByte schnellenDDR3-RAM an. Konform zurneuen COM Express Spezifika-tion COM.0 rev. 2.0 führt es 6xPCI Express x1 lanes Gen 2.0, 4xSATA 3, Gigabit Ethernet und 6xUSB 2.0 aus. Besonderes High-light sind die zwei USB 3.0 Ports,die den Anschluss modernsterPeripheriekomponenten wie Full-HD Videokameras oder beson-ders schnelle externe Speicher-medien ermöglichen. Das er-möglicht beispielsweise den Auf-bau kleiner Machine-Vision-Systeme mit handelsüblichenStandardkomponenten. An Vi-

deoschnittstellen bietet das neueCOM Express compact Modulneben VGA und LVDS auch je-weils zweimal Displayport undDVI/HDMI für eine schnelle undflexible Anbindung aller derzeitam Markt verfügbaren Monitor-arten. Insgesamt können zweiunabhängige Displays angesteu-ert werden. Und mit dem inte-grierten Universal Video Decoder3.0 markiert das neue KontronmicroETXexpress-OH einenneuen Benchmark für Multime-dia-Systeme. Es kann sowohl1080p BluRay Videos mit HDCPals auch HD MPEG-2 und DivX(MPEG-4) Videos bei minimalerCPU Last dekodieren. ■

www.kontron.dewww.amd.com/

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Titelstory

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Mit Evaluierungsboards können Entwickler die Applikationsentwick-lung starten, bevor das spezifische Carrierboard fertig ist. Das spartzusätzlich Zeit und Kosten.