Форм-фактор ЕВХ. Высокоинтегрированные встраиваемые компьютеры.

Рассматриваются характеристики и области применения модельного ряда одноплатных компьютеров стандарта EBX – Little Board, предлагаемых компанией Ampro Computers, Inc. Представлен новый встраиваемый процессорный модуль Hercules-EBX компании Diamond Systems, где процессор, система УСО и преобразователь питания постоянного тока объединены на одном модуле.

Стандарт ЕВХ (Embeded Board eXpandable) создан в результате сотрудничества двух лидеров отрасли – компаний Ampro и Motorola, на основе существующих стандартов: IEEE P996 (ISA), PC/104, PC/104-Plus, PCI и PCMCIA. EBX аккумулирует все эти решения в одном высокоинтегрированном одноплатном компьютере (5,57 x 8,00'').

Уникальная концентрация востребованных интерфейсов дает возможность объединить в платах EBX стандартное периферийное окружение и огромное число специализированных промышленных модулей PC/104 и PC/104-Plus от сотен различных производителей со всего мира. Компактные размеры форм-фактора EBX позволяют разработчикам вписываться в ограниченные пространства современных промышленных конструктивов.

Компания Ampro Computers, Inc. – мировой лидер среди поставщиков модульных встраиваемых компьютерных систем для производителей специализированных производственных и промышленных комплексов предлагает четыре линии продукции: CoreModule – одноплатные компьютеры; MiniModule – периферийные компоненты в формате PC/104; Little Board – одноплатные компьютеры формата EBX и EnCore – процессорные модули.

Модельный ряд, предлагаемый компанией, позволяет производителям воспользоваться всеми преимуществами готовых компьютерных одноплатных систем, которые своей функциональностью полностью удовлетворяют индивидуальности каждого проекта.

Little Board – модельный ряд одноплатных компьютеров стандарта ЕВХ

Little Board 700 – одноплатная система форм-фактора ЕВХ на базе семейства современных процессоров Intel "Tualatin" с пониженным энергопотреблением (LV Pentium III и Celeron). Она полностью соответствует требованиям, предъявляемым к встраиваемым системам и, более того, обладает целым рядом дополнительных функций: возможность установки твердотельных накопителей, наличие шины PC/104-Plus, большее число портов ввода/вывода (до двух ЛВС, до четырех USB и RS-232), AGP 4Х видеоконтроллер, звук АС'97, наличие сторожевого таймера, интеллектуальное управление питанием и др. Характерная особенность Little Board 700 – функционирование в стандартном температурном диапазоне без принудительного охлаждения, а также возможность работать в тяжелых условиях эксплуатации при температуре –40...85°C благодаря защитному конформному покрытию и температурному тестированию (опционально).

Little Board 700 является оптимальным решением для сборщиков медицинского и военного оборудования, а также для тех отраслей, где из-за большого числа квалификационных и согласовательных процедур, длительность поддержки системы производителем весьма критичны. Благодаря тому, что Ampro сотрудничает только с ведущими производителями процессоров такими, как Intel, разработчики могут быть уверены, что смогут использовать качественные высокопроизводительные масштабируемые одноплатные компьютеры Little Board 700 в течение 5...10 лет с даты начала производства, что гарантирует оптимальное вложение средств и долгую жизнь проектируемых и выпускаемых промышленных встраиваемых систем.

Little Board P5v – высокоинтегрированный одноплатный компьютер на базе мобильного процессора Pentium MMX 266 МГц предназначен для встраиваемых решений, где необходимо найти разумный компромисс между высокими эксплуатационными характеристиками и небольшой ценой. Этот ЕВХ-совместимый компьютер объединяет в одном модуле все компоненты стандартной материнской платы с возможностью расширения до пяти дополнительных плат, и при этом данный продукт характеризуется оптимальным энергопотреблением.

Работа модуля в экстремальных условиях обеспечивается специальными опциями. Конформное полиакриловое покрытие предохраняет Little Board P5v от воздействия влаги, статического электричества и агрессивных сред. Дополнительное тестирование гарантирует функционирование платы в расширенном диапазоне температур –40...85°C.

Обладая перечисленными качествами (таблица) и доступной ценой, Little Board 700 и Little Board P5v являются великолепным решением для сборщиков, нуждающихся в одноплатном компьютере, обеспечивающем не только высокую производительность, оптимальные показатели энергопотребления и тепловыделения, но и умеренную стоимость и доступность в течение длительного промежутка времени.

Важно отметить, при проведении измерении времени наработки на отказ (MTBF - Mean Time Between Failures) в соответствии со стандартом MIL-HDBK-217F-2 линейки плат LittleBoard показатели составили для модификаций плат соответственно LB3-700-Q-01 – 488388 часов, LB3-700-Q-02 – 550668 часов и LB3-700-Q-03 – 550668 часов и LB3-700-Q-04 – 488479 часов.

Встраиваемый процессорный модуль 3-в-1

Hercules-EBX – первый процессорный модуль, объединяющий на одной плате форм-фактора ЕВХ размером 5,75х8" процессор класса Pentium III, профессиональную систему аналогового ввода/вывода с автокалибрацией и блок питания постоянного тока. Модуль работает под управлением Linux, Windows 98/2000/XP, VxWorks, DOS и QNX.

Hercules-EBX проектировался специально для использования в транспортных, военных и аэрокосмических системах, где особенно важны высокая интегрированность, защищенность и совместимость c источниками питания. Модуль успешно прошел всестороннее тестирование в температурном диапазоне –40...85°С. Для предотвращении сбоев при работе в условиях сильной вибрации ОЗУ встроено в плату и предусмотрена возможность дополнительной фиксации. Автокалибрация аналогового ввода/вывода позволяет обеспечивать точность работы системы при экстремальных перепадах температур. Встроенный преобразователь постоянного тока с диапазоном напряжения входного сигнала 5...28 В позволяет осуществлять прямое подключение к автомобильным системам с напряжением 12 и 24 В, так же как и к обычным системам с напряжением 5 В.

Используя Hercules-EBX, разработчики встраиваемых систем могут сократить число встраиваемых плат в системе и воспользоваться важными преимуществами при работе с данным модулем:

• уменьшением размеров и веса: дизайн 3-в-1 позволяет отказаться от использования двух дополнительных плат;

• ускорением процесса сборки: требуется подключать меньше плат и кабелей;

• повышением надежности и защищенности: уменьшение числа разъемов и механических соединений снижает вероятность поломки в условиях сильной вибрации;

• уменьшением стоимости и накладных расходов при хранении: подключать и обслуживать меньшего числа плат.

Основные особенности Hercules-EBX:

• Процессор VIA Eden класса Pentium III с тактовыми частотами 400...733 МГц.

• Низкое энергопотребление (10 Вт) и пассивное охлаждение при тактовых частотах 400...550 МГц.

• Встроенное для повышения надежности ОЗУ объемом 128...256 Мб.

• Встроенные адаптеры видео, аудио и Ethernet 10/100 Мбит/с.

• Интегрированная 32-канальная система УСО, работающая на частоте 250 КГц, с автокалибровкой.

• Встроенный блок-преобразователь постоянного тока с диапазоном напряжения входного сигнала 5...28 В.

• Возможность расширения платами РС/104 и РС/104-Plus.

• Расширенный рабочий температурный диапазон –40...85°С.

Передовая технология автокалибровки для повышения точности

В модуле Hercules-EBX применена, разработанная компанией Diamond Systems, уникальная технология многоуровневой автокалибрации. Эта технология обеспечивает высокую точность работы системы аналогового ввода/вывода на протяжение долгого времени при скачках температуры, без необходимости настройки платы.

Важное отличие решения Diamond Systems в том, что в продукции конкурентов используется одна пара корректировочных значений смещения/усиления для всех диапазонов входных сигналов. Тогда как технология автокалибровки, разработанная компанией Diamond Systems, обеспечивает использование отдельной пары корректировочных значений для каждого диапазона входных сигналов, что приводит к значительному повышению уровня точности. Эта технология исправляет ошибки, возникающие при изменении усиления в аналоговой системе.

Diamond Systems, основанная в 1989 г., была одним из первых производителей периферийных устройств, принявших стандарт встраиваемых компьютеров РС/104. Сегодня компания является ведущим поставщиком процессорных модулей, систем захвата данных, последовательных портов и блоков питания форм-фактора РС/104 для встраиваемых систем. Также компания разрабатывает заказные процессорные модули и платы ввода/вывода.

Весь спектр продукции компаний Ampro Computers и Diamond Systems и высочайший уровень поддержки на всех этапах от проектирования до внедрения промышленных систем предоставляет в России компания MicroMax, отмечающая в этом году свое 25-летие.

Борзакова Мария Сергеевна
Начальник отдела маркетинга и развития. MicroMax Computer Intelligence, Inc.
Журнал «Автоматизация в промышленности» (март 2004 г.)