Aktuální vydání

celé číslo

01

2024

Automatizace skladování, logistiky a manipulace s materiálem

Programovatelné automaty, průmyslové počítače, jednotky I/O, bezpečnostní systémy

celé číslo

Nové postupy pro řízení prostřednictvím internetu

Automa 1/2001

(Future ICS)

Nové technologie embedded počítačů

Obr. 1.

Odborníci z oblasti automatizace na bázi PC dobře znají embedded počítače – integrované jednodeskové počítače uzpůsobené pro vestavbu do řízeného stroje nebo systému. Charakteristické jsou především malými rozměry, velkou mechanickou i klimatickou odolností a vysokou integrací funkčních komponent. Tato nová skupina produktů si získává díky svým specifickým vlastnostem stále větší oblibu.

Formát EBX
Jednodeskové embedded počítače standardně používají rozměrové řady definované velikostí mechaniky disků 2,5", 3,5" a 5,25", popř. standard PC/104. V roce 2000 se objevil nový formát rozměru označovaný jako EBX (embedded board expandable). Obrysem desky (5,75" × 8") odpovídá řadě Biscuit 5,25", má ale definované oblasti pro umístění procesoru, paměti RAM, I/O konektorů, napájecích konektorů a nových rozhraní PC/104 Plus a Mini PCI. Výhodou uvedené standardizace je vytváření otevřeného systému, který umožňuje integrovat již stávající moduly (např. PC/104 nebo PCMCIA) a zároveň vytváří prostor pro integraci modulů s novými rozhraními (např. PC/104 Plus nebo Mini PCI). Využití standardu EBX v praxi pro uživatele znamená nižší náklady na inovaci systému nebo vývoj, zkrácení vývojové fáze a dlouhodobou záruku dodávek. Příkladem integrované desky formátu EBX je produkt firmy Advantech PCM-9550F (obr. 1).

Obr. 2.

Procesory s nízkou spotřebou Pro jednodeskové počítače je charakteristické používání speciálních procesorů s nízkou spotřebou, které jsou stále častěji integrovány na desce. Používané procesory Intel Low Power Pentium MMX (166/266) mají standardně spotřebu kolem 10 W, u nejnovějších procesorů GX-1/300 GEODE firmy National Semiconductor je spotřeba při frekvenci 300 MHz dokonce menší než 4 W. Je samozřejmé, že díky nízkým tepelným ztrátám není nutné používat aktivní chladiče, což významně zvyšuje spolehlivost jednodeskového PC a umožňuje rozšířit rozsah standardních pracovních teplot. Další důležitou výhodou těchto procesorů je záruka dodávek od výrobců po dobu pěti let (včetně příslušných základních desek – čipsetů).

Nová rozhraní
Vedle běžně užívaných rozhraní se začínají prosazovat nové standardy, které rozšiřují možnosti použití jednodeskových PC nebo postupně nahrazují starší rozhraní. Formát EBX nově podporuje rozhraní PC/104 Plus a Mini PCI. Standard PC/104+ (obr. 2) je vlastně sběrnice PCI integrovaná do miniaturního čtyřřadového konektoru s roztečí 2 mm a rozměry srovnatelnými s běžným konektorem PC/104. Tato sběrnice dovoluje rozšiřovat systém jednotkami s rychlejší sběrnicí PCI podobně jako u PC/104. Mimoto lze využitím speciálního adaptéru připojit i běžnou kartu PCI. Připravuje se rozšířený slot pro konektor PCMCIA.

Obr. 3.

S pomocí patice Mini PCI (obr. 3) lze na jednodeskový počítač připojit miniaturní moduly PCI speciálního formátu. Tyto moduly jsou zatím nabízeny velmi omezeně (např. Advantech má v nabídce pouze modul modemu 56 K), ale předpokládá se postupné rozšiřování jejich nabídky.

Díky stále vyšší integraci jsou na procesorové desky postupně přidávána další rozhraní nebo jsou modernizována stávající. Je to např. nová verze rozhraní pro video s čipsetem C&T 69000, který umožňuje připojit displeje 24/36bitový LCD TFT, STN, monochromatický, EL nebo plazmový. Pro přímé ovládaní technologie jsou integrovány digitální vstupy a výstupy úrovně TTL. Pro multimediální aplikace existují rozhraní audio a TV video in/out. Příkladem aplikace nových technologií jsou karty firmy Advantech v tab. 1.

Oblasti aplikací
Nové trendy v oblasti embedded počítačů mají jeden zásadní cíl – nabídnout konstruktérům nebo uživatelům dlouhodobě stabilní produkt s vysoce integrovaným rozhraním a nízkou spotřebou (ztrátovým teplem). Jedině tak je možné používat jednodeskové počítače v oblastech, kde se tyto parametry vyžadují. Například ve zdravotnictví je vývoj a certifikace dlouhodobou záležitostí a dostupnost výrobku po dobu několika let je nutnou podmínkou. Dále počítače naleznou široké uplatnění při realizaci zařízení POS (point of sale). Ideální se jeví při konstrukci počítačových systémů pro speciální stroje CNC, kde je nutné zachovat specifickou konstrukci stroje.

Tab. 1. Karty pro embedded počítače Advantech

Typ Formát CPU Rozhraní
PCM - 9550F EBX Intel Pentium MMX 266 MHz 4 × COM, 2 × LPT, 1 × Fast IrDA, 2 × USB, Ethernet 10/100, CRT nebo LCD, 2 MB VRAM, 8 × DI, 8 × DO, PC/104 Plus, Mini PCI, audio, patice pro SSD DiskOnChip a CompactFlashCard, video (PCM-9550FM)
PCM - 5823 biscuit 3,5" NS Geode GX1-300 2 × COM, 1 × LPT, 1 × IrDA, 2 × USB, 2 × Ethernet 10/100, CRT nebo LCD, 1 až 4 MB sdílená VRAM, PC/104, audio, patice pro SSD CompactFlashCard
PCA - 6753 slot CPU ISA NS GXM-200 2 × COM, 1 × LPT, 1 × IrDA, 2 × USB, Ethernet 10/100, CRT nebo LCD, 1 až 4 MB sdílená VRAM, PC/104, audio, patice pro SSD DiskOnChip

Další informace zájemci naleznou na www.future.cz nebo u obchodních zástupců firmy Future ICS a. s.

FUTURE ICS a. s.
Šumavská 15
602 00 Brno
tel.: (05) 41 21 88 84
fax: (05) 74 72 45
e-mail: ICS@future.cz