A COM-kártyákon mikroprocesszort, memóriát (RAM) és a működéséhez szükséges I/O portokat találhatunk, azonban – a Single Board számítógépekkel ellentétben – a COM board rendszerint nem rendelkezik a perifériák illesztéséhez szükséges szabványos csatlakozókkal. Ezért a COM-kártyát általában egy hordozópanelre (carrier board) illesztve kell használni, ami a fizikai csatlakozásokat is biztosítja a rendszer további elemei felé.
Ez a felépítés lehetővé teszi, hogy moduláris rendszert alakítsunk ki, mivel a működési sebesség szempontjából kulcsfontosságú eszközök a COM-kártyán helyezkednek el, így csak ezt kell cserélni akkor, ha a komplett rendszer a későbbiekben upgrade-ra szorul. Ha kereskedelemben kapható hordozókártyát választunk, akkor a modularitás is megmarad és a design is egyszerű lesz, azonban lehetőség van egyedi fejlesztésű alaplap kifejlesztésére is, ami az egyedi funkciók integrálását teszi lehetővé, míg az alapfunkciók a cserélhető COM-on maradnak. A teljes rendszer gyorsítása, például új CPU-generáció megjelenésekor, ennek cseréjével — a speciális egyedi funkciók érintése nélkül — megvalósítható. Ez a tervezési költségek csökkenéséhez, illetve a fejlesztési idő lerövidítéséhez is a legjobb módszer. Természetesen az upgrade akkor lehetséges ilyen egyszerűen, ha a COM-kártya újabb verziója kompatibilis marad az eredeti alaplappal.
F&S Elektronik Systeme – a beágyazott rendszerek egyik vezető gyártója
A német F&S Elektronik Systeme ISO9001 minőségbiztosítási tanúsítvánnyal rendelkező fejlesztő és gyártó cég, fő profilja az ARM-alapú beágyazott modulok tervezése és gyártása. Minden általuk kínált termék Windows (WCE 6.0/WEC 7/WEC 2013) vagy Linux operációs rendszerrel telepítve kerül értékesítésre.
EFUS COM-modul
Az EFUS márkanév az egyszerűség (Easy), a funkcionalitás (Functional), univerzalitás (Universal) és a kis méret (Small size: 47×62,1×11 mm) kombinációját hivatott képviselni. Ez a népszerű COM-modul speciális rezgésálló csatlakozással illeszthető az alaplapra, és ellenáll a hirtelen mechanikai vibrációnak (50 G-ig), így ideális rázkódó környezetben is.
A szabványos kialakítás lehetővé teszi az olcsó alaplap használatát, nincsenek átkötések, minden elem felületszerelt. Az illeszkedő alaplap ajánlott tervrajza (EAGLE) hozzáférhető.
Az EFUS COM elő van készítve speciális további kiegészítő funkciók (pl WiFi, ZigBee) extra chip-on modulokkal való megvalósítására is, természetesen néhány eszközmeghajtó szoftver hozzáadása is szükséges.
Az EFUS COM által használt CPU a Freescale márkájú i.MX6 Cortex-A9, mely kiváló 3D multimédia-grafikát támogat, és hardver enkódert/dekódert is kínál egészen 1080p (fullHD) felbontásig. Az ARM Cortex A9 CPU híres nagyon alacsony fogyasztásáról (0,35 mW/MHz), így használatával kiváló sebesség (MHz)/ energiaigény-ráta érhető el. Nagy előny a garantált 15 éves hozzáférhetőség is, valamint a kiterjesztett ipari hőmérséklettartomány (-40 ºC – +85 ºC). Az EFUS COM kínálta interfészek többek között az Ethernet LAN, soros, USB, CAN, I2C, SPI, SDCard, SATA, PCIe és kameraillesztés. Az efusA9 lehetővé teszi egy RGB képernyő, egy LVDS kijelző és egy további DVI eszköz egyidejű használatát is. Támogatja max. 1 GiB DDR3 RAM és akár 1 GiB Flash + 32 GiB eMMC programmemória címzését. Linux, WEC 7 és Windows Compact 2013 operácós rendszerekkel rendelhető.
armStone™ single board computer
Az alaplapra illeszthető COM-modulok alternatívája az integrált Single Board számítógép, melyhez nem szükséges a hordozólap használata, illetve fejlesztése, mivel a külső perifériák illesztéséhez szükséges port csatlakozások mind rendelkezésre állnak. Így a fejlesztési költségek és a piacra kerülési idő minimalizálható. Az F&S kínálatában megtalálható népszerű armStone™ SBC család minden szükséges interfésszel rendelkezik, és a perifériák szabványos, vagy speciális, ún. muti-pin csatlakozók segítségével illeszthetők hozzá. Az elsődleges megjelenítő egy LVDS interfésszel rendelkező eszköz, de további DVI-kijelző csatlakoztatására is van lehetőség. A PicoITX ipari szabványnak megfelelő kialakítás (100×72 mm) tökéletesen illeszkedik a „kompakt, hordozható és hatékony eszköz" elvhez. Az armStone™ 5 V-os tápfeszültsége mellett – a választott CPU-tól függően – alacsony, akár csak néhány wattos fogyasztás érhető el, így az eszköz hűtőventilátor vagy komolyabb hűtőborda nélkül is használható. Az armStone™ előre telepített operációs rendszerrel rendelkezik, ami lehet WCE 6.0/R3, WEC 7/2013 (Microsoft licenccel) és Linux.
Az armStone™A5 lelke a Freescale Dual-Core CPU (Asymmetric Multiprocessing). A Vybrid CPU hosszú ideig (10+ év) hozzáférhető, és megfelel az ipari szabványoknak. A két processzormag a Cortex-A5 – 500 MHz és a Cortex-M4 – 167 MHz 2D hardveres gyorsítást, Window-Layer, FPU és NEON funkciót is támogat. Az armStone™A5 kiegészíthető max. 512 MiB DRAM-al és max. 1 GiB Flash memóriával, azonban már 128 MiB NAND Flash is elegendő a teljes Windows Embedded CE vagy Linux Flashról való bootolásához.
Az SBC által kínált interfészek az USB Host/Device, 2× LAN, 3× RS–232, 2× CAN, SPI, I²C, Audio (IN/ OUT/ MIC). Opcionálisan micro-SD-kártya is illeszthető a rendszerhez. Egy maximálisan XGA-felbontású LVDS-kijelző vagy egy alternatív SVGA-felbontású RGB-kijelző használható megjelenítésre, míg rezisztív vagy kapacitív érintőképernyő-interfész is megtalálható az eszközkészletben.
Az armStone™A9 lelke a Freescale i.MX6 Quad-Core ARM Cortex-A9 CPU (NEON, FPU, OpenGL/ES 2.x, 3D, MPEG4). A legfontosabb érv ezen eszköznek használata mellett a több mint 15 évre tervezhető hozzáférhetőség, melyet a Freescale speciális programja tesz lehetővé (Freescale Product Longevity Program). Az armStone™A9 felszerelhető max. 4 GiB DDR3 SDRAM-mal, és néhány GiB Flash memóriával, kiegészíthető Gigabit Ethernet opcióval is. További elérhető interfészek a 4× USB 2.0 Host, USB 2.0, CAN, I²C, SPI, Audio, SDIO, PCIe és soros busz is. A kijelzés 2 csatornás LVDS (max. felbontás WUXGA – 1920×1200), RGB (max. SVGA) és HDMI/ DVI (max. HD1080) eszközökkel párhuzamosan, akár különálló tartalommal valósítható meg, míg a kapacitív vagy rezisztív érintőképernyő illesztésére I²C busz áll rendelkezésre. Az 5 V-os (8-14 V) tápfeszültség mellett az energiafogyasztás kb. 3 W, így az armStone™A9 is használható hűtőventilátor nélkül.
Az eszköz extrém alacsony fogyasztás mellett high-end megjelenítést támogat. Különösen multimédia-alkalmazásokhoz további hardverkiegészítések is elérhetők az i.MX6-tal (OpenGL/ES 2.x, 3D OpenCL-lel, OpenVG 1.1), melyek jelentősen tehermentesítik a CPU-t, és segítik a folyadékkristályos kijelzést az alacsony fogyasztás megtartása mellett.
Az armStone eszközök összehasonlítását az alábbi táblázat könnyíti meg:
Dizájnstratégia
A fent részletezett eszközök használatával a nagyobb sebességigényből vagy további interfészek használatából fakadó magasabb elvárások nem okoznak problémát a fejlesztő számára, mert minden fenti család különböző tudásszinttel rendelkező eszközei egymással pin- és szoftverkompatibilisek. Évente több új SBC/COM kerül bevezetésre, és 10 évenként a kifutó modellek helyettesítésére is jelennek meg új eszközök. Ezzel a stratégiával a háttérben a fejlesztők kockázatmentesen dolgozhatnak.
