PDF-Ausgabe herunterladen (31 MB) - elektronik industrie

Embedded-SystemeStandard-PC-Systemen schlechte Erfahrungen gemacht habenoder mit diesen an Grenzen stoßen. Wo liegen die Gründe hierfür?In vielen Fällen kristallisieren sich die zu Anfang aufgeführtenSchlagworte „robuster, zuverlässiger und langlebiger“ heraus, diebei den eingesetzten Systemen vernachlässigt oder nicht genau genughinterfragt wurden.Wodurch sind Embedded-Systeme robuster?Untersucht man Systeme in Bezug auf Robustheit, so gilt es, zunächstdie Schwachstellen aufzudecken. Kurz zusammengefasst:Meist machen Kabelverbindungen, hohe und schwere Bauteile sowieunpassend montierte Mechanik-Komponenten die Systemeanfällig. Es gilt also, diese Schwachpunkte auszuschalten.Am Beispiel eines konkreten Embedded-PC-Systems lässt sicherläutern, wie diese Schwachstellen umgangen werden können:Das System von TQ ist modular aufgebaut. Zum Einsatz kommenCPU-Module nach COM Express-Standard, der sich unter anderemdurch sein robustes Stecksystem auszeichnet. Wo andere ModulstandardsSchwächen in Bezug auf Steckkraft und Kontaktsicherheithaben, hat sich COM Express in nahezu allen Branchender Welt bewährt, so dass selbst Anforderungen aus den BereichenMilitär und Luftfahrt bedenkenlos abgedeckt werden können. Einebesonders hohe mechanische Stabilität wird durch eine feste Verschraubungzwischen Modul und Mainboard, aber auch zwischender Hardware und der Kühllösung gewährleistet. In dieser Kombinationstellt das System eine sehr robuste, gegen Schock und Vibrationresistente Einheit dar.Hohe mechanische StabilitätStandard-PC-Systeme sind zwar meist als Einplatinen-Computerausgeführt, haben aber im Hinblick auf Robustheit ein großesManko im Bereich der Kühlung. In den meisten Fällen werden dieHauptkomponenten auf dem Mainboard einzeln gekühlt. DerChipsatz bekommt oft einen kleinen Kühlkörper, der durch Federnauf den Chip gedrückt wird. Die Kühlung der CPU erfolgtAuf einen BlickEmbedded-PC-BaukastenDas Embedded-PC-System COMSys ist Basis für unterschiedlichsteApplikationen. Standardmäßig werden Box-PC-Lösungen sowie HMI-Lösungen (im Standard-PC-Umfeld auch als All-in-One-Lösungen bekannt)angeboten. Es sind auch individuelle Lösungen beispielsweisefür Medizin- und Industrie-Produkte möglich. Die Rechenleistung variiertvon Atom über AMD Fusion bis hin zur Intel Core Technologie.infoDIREKT www.all-electronics.de603ei0612fast ausschließlich durch große, meist aktiv belüftete Kühler, dietrotz ihrer Masse auch nur über Federn mit dem Mainboard verbundensind. Ein Risikofaktor, der meist völlig unterschätzt wird.Schon bei schwachen Stößen, sei es im Betrieb oder beim Transport,wirken enorme Kräfte auf die CPU. Die Masse des Kühlers,kombiniert mit der federnden Befestigung können leicht zu Beschädigungender CPU (Silizium-Oberfläche, Chip-Trägermaterial,Anschlüsse) oder zumindest zu mechanischen Extrembelastungenim Bereich des CPU-Sockels führen. Ein kaum kalkulierbaresRisiko hinsichtlich Sofortschäden und schleichender Beschädigungder Baugruppe.In vielen Systemen sind vor allem die Speichermedien wie Festplatteoder Solid-State-Disks (SSD) über Kabel angebunden. Schondurch geringe Vibrationsbelastungen werden die Steckverbindersehr belastet, besonders dann, wenn die angeschlossenen Kabelnicht ausreichend fixiert sind und sich dadurch große Hebelwirkungenauf den Steckverbinder ergeben. Bei TQ wird bei der Anbindungder Massenspeicher ganz auf Kabelverbindungen verzichtet.Das 2,5“-Laufwerk wird direkt am Mainboard montiert. Es erfolgteine direkte Verschraubung zwischen dem Laufwerk unddem Mainboard sowie eine kabellose Kontaktierung. Damit könnensich keine Kabelverbindungen lösen und keine mechanischenBild 2: Das Hardware-KitTQ-COMKit basiert aufder Embedded PC-PlattformCOMSys.www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 06 / 2012 69