Семинар Встраиваемые Компьютерные Технологии для систем оборонного назначения

Развитие международного стандарта COM Express как основы генерации инновационных компьютеров на модуле (COM). Директор направления: Ковалев А. Н. Дата:

-стандартные габариты изделия - малые и средние серии производства (до 100 шт. в год) - короткий срок выхода на рынок (менее 3 мес.) -уникальные габариты изделия - средние и массовые серии производства (от 100 штук в год) - короткий срок выхода на рынок (3-6 мес.) Одноплатный компьютер PC/104, 3,5, EBX и тд Разработка кастомизированного Решения Компьютер на модуле (COM)!!! Процесс принятия решения -уникальные габариты изделия - массовые серии производства (от 3000 штук в год) - длительные срок выхода на рынок (более 12 мес.)

COM.0 Type 2 Example:

Компьютер на модуле (COM) PC/104 Компьютер на модуле Процессор Чипсет Память Графика (VGA, LCD, TV, SDVO..) BIOS SSD, LAN, ввод/вывод nanoETXexpress-SP

Мировой рынок COM vs PC/104 Мировой рынок компьютеров на модуле (COM) в 2010 году превысит отметку в 700 млн. долларов США, а среднегодовой рост (CAGR) составит около 17% с 2007 по 2012 год. Показатели роста PC/104 значительно ниже и составляют 300 млн. долларов США в 2010 году и CAGR 5,6 %. Источник: Venture Development Corporation, млн. $ COM млн. $ PC/104

- 7 - Модульная архитектура против кастомизации Время выхода на рынок Стоимость разработки Усилия по модернизации Масштабируемость Затарты с миграцией на перспективные технологии Модульная архитектура Кастомизация

Компьютерам на модуле – 12 лет… 8

Стандарт COM Express COM.0 COM Express Revision 2.0 Новая версия 2.0

COM Express Footprints ETXexpress® microETXexpress® nanoETXexpress Формфакторы COM Express

Разъём COM Express Type 2,3,4,5,6 Подключение компьютеров на модуле COM Express к плате носителю осуществляется через один или два высокоплотных низкопрофильных разъема по 220 контактов в каждом. В новой версии стандарта COM Express добавлено два типа распиновки (Type 6 и Type 10), таким образом сейчас в стандарте утверждено семь типов разъемов. Для каждого типа распиновки стандарт COM Express описывает набор обязательных интерфейсов (минимальный набор), и набор дополнительных интерфейсов (максимальный набор).

Разъём COM Express Type 1,10 Разъем COM Express тип 1и 10 имеет наименьшее оптимальное количество интерфейсов, все они выводятся на один разъем с рядами A и B. Важно отметить, что распиновка COM Express типа 1и 10 имеет только современные последовательные интерфейсы для подсоединения к плате носителю. Реализация параллельных шин, таких как PCI осуществляется с помощью мостов PCI/PCI Express непосредственно на плате носителе. 12

COM Express Type 2

COM Express Type 1 Совместимость: Type 1 совместим с рядами A/B разъема Type 2

COM Express Разъем Type 1 и 2 Type 1Type 2

COM Express Rev. 2.0 Type 6 и 10 Type 10Type 6

COM Express Rev. 2.0 Type 6 Type 10Type 6 Два последовательных COM интерфейса на незадействованных ранее контактах Цифровой дисплейный интерфейс (DDI):SDVO, DisplayPort, HDMI/DVI. PEG + 3 DDI Возможность расширения USB 2.0 до USB дополнительных канала PCI Express Поддержка перспективных интерфейсов USB 3.0 и нескольких дисплеев

COM Express Rev. 2.0 Type 10 Type 10Type 6 Два последовательных COM интерфейса на незадействованных ранее контактах Цифровой дисплейный интерфейс (DDI):SDVO, DisplayPort, HDMI/DVI. Вместо незадействованных VGA/LVDS B Ненужные SATA и PCI Express порты зарезервированы для USB Решение для малогабаритных систем

Совместимы ли Types 6 and 10? Type 10Type 6 Ряды A и B идентичны, но: LVDS B и VGA заменены на DDI (DVI/HDMI/SDVO/DP) Создает ли это проблемы? Нет, поскольку Большинство модулей с Type 1/10 используют недорогие чипсеты без VGA и LVDS B Такая же ситуация с неподключенными контактами (n/c)

Type 1 и 2 COM Express Rev. 2.0 (Подробно) Type 1Type 2 Добавлен интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface, i.e. for BIOS) Удален интерфейс TVout (ранее расшаренный с VGA) Поддержка PCI Express Gen 2.0 Поддержка SATA до 6 Гбит/с

nanoETXexpress-TT Chipset: Intel® Atom E6xx (Tunnelcreek) CPU Core 0.6, 1.0 to 1.6GHz LPIA Core 45nm, 2-3 W TDP Intel® Platform Controller Hub EG20 (Topcliff) 1,75W Hyper-Threading and VTx, depending on CPU Memory: Up to 2 GB DDR2-800, memory down Single channel Memory, 8 chips, 32Bit Graphic: Integrated Intel Gfx Gfx Core 333/400 Mhz, shared VRAM Video Encode : MPEG4, H.263, H.264 Video Decode : MPEG2, MPEG4, VC1, WMV9, H.264 1x SDVO port on COMe Type 10 1x LVDS Single channel 18 /24 bit up to1280x786 I/O features: 10/100/1000 Mbit Intel ® integrated MAC Broadcom BCM54610 PHY -40 to + 85°C 6x USB 2.0 / 1.1, USB port 6 not supported 1x USB client, on USB port 7 client only 2x Serial ATA 300 port 0, 1 Alternative Onboard SLC SSD on SATA 1, Note: will not available in E2 at launch date micro SD card socket industrial grade bootable 4x PCI Express x1 Lanes, one for PCH EG20 LPC SPI interface (for external boot flash) 2 x2 wire serial port (TTL)/ CAN optional TPM 1.2 optional Intel High Definition Audio 4Bit SDIO 2.0 interface shared with GPIO on COMe Form factor / Standards COM Express ultra, 84mm x 54mm COM Express COM.0 R 2.0 Type 10 compatible Power & Thermal: Ind. temperature range -40°C – 85°C Wide Range Power supply 4,75V – 14,7V Power Management: ACPI Power States S0, S3, S4, S5, S5 eco Software support: Windows 7 Windows-XP Windows embedded Standard 7 Windows embedded compact VxWorks 6.x Linux Availability: Q4/2010

Блок схема nanoETXexpress-TT Ultra-small E2 Temp PCH EG20 (Southbridge:Topcliff) Atom E6xx (TunnelCreek) w/ integrated Graphics, memory, PCIe (45 nm) PCIe open bus

ETXexpress®-AI Core i5/i7 32 nm + 45 nm Northbridge Extreme Performance QM57 Features: » Intel® Core i5/i7 CPUs up to 2.53 GHz » Intel® QM57 chipset » Up to 8 GB DDR3 ECC » 1 PEG x16 or 2 PEG x8 (Bifurcation) » UEFI (BIOS successor) Choose ETXexpress®-AI for: » Extra-ordinary CPU or graphics performance required » Power consumption of minor priority » ECC memory mandatory » Extreme Graphics Performance

ETXexpress®-AI T6 COM Express COM.0 Rev 2.0 Type 6 4x SerialATA 300 Legacy-free: no PCI, PATA 7 PCIe x1, 1 PEG x16/2 PEG x8 VGA, LVDS, 3x DDI (SDVO/DP/DVI/HDMI) ETXexpress®-AI T2 COM Express COM.0 Rev 2.0 Type 2 4x SerialATA 300, 1x PATA PCI 6 PCIe x1, 1 PEG x16/2 PEG x8 VGA, LVDS ETXexpress®-AI Type 2 vs. Type 6

2009 mETXe-SP (KEM) INTEL® Atom Z530/Z510 SFF eMenlow Дорожная карта COMExpress Длительный жизненный цикл Q2/14 Low Power Embedded Value nETXe-SP (KEM) INTEL® Atom Z530/Z510 SFF eMenlow ETXe-PC (KEM) INTEL® SFF C2D Penryn GS45 ICH9MSFF Q1/16 mETXe-DC (KEM) INTEL® Atom N GSE,ICH7M ETXe-CD (KEM) INTEL® CoreDuo Yonah 945GME ICH7M-DH mETXe-PC (KEM) INTEL® SFF C2D Penryn GS45 ICH9MSFF Q1/16 Q1/10 Q1/16 ETXe-PC (KEM) INTEL® Penryn 45nm GM45/GL40 ICH9M Q1/10 Q1/16 Low Power Mobile ETXe-MC (KAI) INTEL® C2D Merom 965GME ICH8M Q3/14 mETXe-PV(KAI) Intel® Pineview ICH8M ETXe-AI(KAI) Intel® i7,i5, CPU Arrandale QM57 - Ibex Peak mETXe-XL (KAI) INTEL® Z510PT / Z520PT 45nm eMenlow XL Platform Q1/10 Q2/16 | March 2010 |EMEA Sales Meeting, Miesbach, Germany26

Продуктовая матрица Kontron COM Express

Объем мирового рынка компьютеров на модуле* Комментарии Мировой рынок компьютеров на модуле География спроса на компьютеры на модуле Доля рынка крупнейших производителей Мировой рынок компьютеров на модуле (COM) в 2010 году превысит отметку в 700 млн. долларов США, Среднегодовой рост (CAGR) составит около 17% с 2007 по Экономический кризис скорректировал в меньшую сторону объемы продаж в 2009 году. Таким образом, необходимо иметь в виду, что достижение рынками прогнозируемых показателей возможно будет происходить с задержкой более чем в один год. Наибольшую долю рынка занимает холдинг Kontron AG Около 85% спроса приходится на страны Европы и Северной Америки, при этом в Европе самые высокие темпы роста Источник: Venture Development Corporation, 2009 * Объем рынка указан с учетом плат носителей Доля рынка: 10% и более Kontron AG Доля рынка: от 5% до 9.99% нет Доля рынка: от 2.5% до 4.99% Advantech Co. Ltd. CompuLab MEN Mikro Elektronik GmbH RadiSys Corporation 28

Динамика рынка по форм-факторам* Комментарии Сегментация по форм факторам и вертикальным рынкам Сегментация по форм-факторам* Прогноз развития по вертикальным рынкам Компьютеры на модуле включают, но не ограничиваются следующими форм факторами: DIMM-PC, COM Express(включая nanoETXexpress), ETX, XTX и другие форм факторы Наибольшие темпы среднегодового роста (более 50%) ожидаются у COM Express Общий объем продаж COM Express составит около 500 млн. USD к 2012 году В 2010 году COM Express будет занимать 37% рынка всех компьютеров на модуле Более 70% спроса на компьютеры на модуле генерируется такими вертикальными рынками как промышленная автоматизация, медицина, КИП, оборона и транспорт, где они являются составной частью переносных и автономных устройств. Источник: Venture Development Corporation, 2009 * Объем рынка указан с учетом плат носителей млн.US$ 29 Наибольший рост доли рынка ожидается в сегменте COM Express Basic, с 15% до 33% В денежном выражении суммарная доля рынка COM Express (Basic + Extended) вырастет с 72 млн. USD в 2007 до 292 млн. USD в 2010

Компьютеры на модуле COM Express тип 1 появились на рынке в 2007 Преимущества COM Express тип 1: сверхнизкое энергопотребление минимальные физические размеры безвентиляторное охлаждение возможность работы автономно и от питания 5 В высокая производительность поддержка перспективных интерфейсов передачи данных встроенная графика с поддержкой двухдисплейного режима Мировой рынок форм фактора COM Express тип 1 (Ultra)* Прогноз рынка COM Express тип 1 Позиции COM Express тип 1 на рынке Комментарии Производители COM Express тип 1 на рынке 30 Источник: Venture Development Corporation, 2009 Среднегодовой темп роста продаж COM Express тип 1 ( Ultra) в гг cоставит 70% В году рост продаж COM Express тип 1 в Kontron составил около 82 % в год Ускорение темпов роста связано с развитием 45 нм и 32 нм технологии процессоров Intel Atom и снижением энергопотребления Совокупная доля изделий с разъёмами COM Express Type 1 и COM Express Type 2 должна составить 93%, что сделает их безусловными лидерами в сегменте изделий типа COM Express С 2007 по 2010 год доля COM Express тип 1 на рынке COM вырастет с 10 % до 21% или с 7 млн. USD до 61 млн. USD млн. $ К этому типу относится продукция проекта

Мировой рынок плат носителей для компьютеров на модуле Прогноз рынка плат носителей для COM Соотношение доли заказных и стандартных плат носителей Комментарии В отличии от компьютера на модуле, который является сердцем встраиваемой системы, платы носители расширяют функционал системы и требуют гораздо меньше временных и финансовых затрат на разработку. Как правило, большинство OEM производителей разрабатывают платы носители самостоятельно за 2-3 месяца, размещая производство у контрактных производителей электроники. С 2007 по 2010 наблюдается возрастающий тренд по спросу на заказные платы носители с долей в 81% Источник: Venture Development Corporation, Источник: Venture Development Corporation, 2009 CAGR 18 % для плат носителей

Защищённый сетевой маршрутизатор Интерфейсы на лицевой панели: LAN/WAN (PC-10) Ethernet 10/100 Мбит/с – 6 портов LAN/WAN (FC) Ethernet 10/100 Мбит/с – 2 порта RS-232 (КОНСОЛЬ) – 1 порт RS-232 (DB9) – 4 порта E1 (PC-10) – 8 портов USB – 2 порта

Плата-носитель 6U Интерфейсы на лицевой панели 2x USB 2x USB 2x Ethernet 1Gb 2x Ethernet 1Gb 2x CAN 2.0B 2x CAN 2.0B 8x Digital in 8x Digital in 1x COM (опторазвязка) 1x COM (опторазвязка) 1x CompactFlash 1x CompactFlash DC 24 В с гальваноразвязкой DC 24 В с гальваноразвязкой

Планшетный компьютер Описание ЖК TFT 10,4 ЖК TFT 10,4 4x USB 2.0 4x USB 2.0 1x Ethernet 1x Ethernet 1x PS/2 1x PS/2 1x PC Card Type 1x PC Card Type 2x COM 2x COM

Контроллер предназначен для сбора, измерения и Контроллер предназначен для сбора, измерения и обработки электрических сигналов, поступающих с технологических объектов управления, а также выдачи электрических сигналов управления на указанные объекты, обеспечения обмена между контроллером и центральным диспетчерским пультомпамяти пультом памяти Область применения: комплексы автоматизированного управления, регулирования, контроля и защиты, технологического оборудования в нефтяной, газоперекачивающей и энергетической отраслях. Область применения: комплексы автоматизированного управления, регулирования, контроля и защиты, технологического оборудования в нефтяной, газоперекачивающей и энергетической отраслях. Контроллер газоперекачивающей станции

Радар ГИБДД Описание 3x GB LAN 3x GB LAN 3x COM 3x COM 1x SATA 1x SATA 5x USB 5x USB

Общая стоимость владения TCO Одна плата- носитель ETXexpress®-MC 1.6 GHz ETXexpress®-PM 1.4 GHz + COM разной производительности = многоцелевые приложения

Ключевая технология (1) – Использование высокой плотности монтажа и глухих проходных отверстий Глухие проходные отверстия в многослойной печатной плате nanoETXexpress Комментарии: Фотография высокой плотности монтажа печатной платы nanoETXexpress На печатной плате nanoETXexpress размером с кредитную карту (84x55 мм) реализовано 600 микросхем, 4000 контактов, 700 цепей соединений, 5000 переходных отверстий. Blind and Buried vias глухие межслойные переходные отверстия для соединения цепей. Blind не сквозное ПО, которое достигает только одного внешнего слоя печатной платы. Buried не сквозное, глухое ПО, которое не достигает ни одного внешнего слоя печатной платы, сверлятся с помощью лазера. 38

Семинар Встраиваемые Компьютерные Технологии Спасибо за внимание! Вопросы?