Raspberry PI

Der Raspberry Pi ist ein auf einem ARM-Prozessor basierender Minicomputer. Er erschien erstmals 2012 auf dem Markt und existiert heute in 14 verschiedenen Varianten. In erster Linie richtet sich der Raspberry Pi an Kinder und Technik-Einsteiger, um Ihnen den Umgang mit Technik und der Programmierung eines Rechners beizubringen. Der Minirechner ist aber auch bei Entwicklern und in der Maker-Szene beliebt, da sich ideal als Embedded System oder für computergesteuerte Anwendungen eignet. Inzwischen hat der Raspberry Pi zahlreiche Konkurrenten wie z.B. BeagleBone, BananaPi oder Odroid gefunden. Da bei diesen Minirechnern alle Komponenten auf einer kleinformatigen Platine untergebracht sind, werden Raspberry Pi & Co. auch als Einplatinenrechner oder Single-Board-Computer (SBC) bezeichnet.

Intel inside: Die Vorteile der Embedded-CPUs (Gen. 8) für den Industrie-Einsatz

| Autor: Margit Kuther

Intels Core-CPUs der 8. Generation: Intel bietet spezielle Embedded-Varianten dieser CPU-Familie
Intels Core-CPUs der 8. Generation: Intel bietet spezielle Embedded-Varianten dieser CPU-Familie (Bild: congatec / Intel)

Desktop- und Notebook-CPUs der 8. Generation von Intel (Coffee Lake) gibt es bereits seit Herbst 2017. Im April 2018 präsentierte Intel spezielle Embedded-CPUs. Lesen Sie, was diese Prozessoren auszeichnet und für welche Einsatzgebiete sie sich besonders eignen.

Intels neue Prozessoren der 8. Generation (Codename: Coffee Lake) sind eine Kampfansage an AMDs Ryzen-CPUs. Was sind ihre Vorzüge, ihre Einsatzgebiete – und wie steht es um Hackerschutz? Die ELEKTRONIKPRAXIS befragte etliche Anbieter von Embedded-Produkten. Auskunft geben congatec, Kontron und MSC Technologies.

Warum eignen sich Intels Desktop-/Notebook-Modelle weniger für den Einsatz in Embedded-Systemen?

Die Anforderungen an Embedded-Systeme, die z.B. in der industriellen Produktion, der Medizintechnik oder in Fahrzeugen eingesetzt werden, sind in der Regel sehr hoch. „Hier spielen u. a. Ausfallsicherheit, erweiterter Temperaturbereich oder lange Komponentenverfügbarkeit eine wichtige Rolle. Prozessorvarianten, die aus der kommerziellen Roadmap abgeleitet werden, müssen daher entsprechend diesen Marktanforderungen qualifiziert und positioniert werden“, betont MSC Technologies.

Kontron ergänzt: „Für seine Embedded-Prozessoren garantiert Intel eine Langzeitverfügbarkeit bis maximal 15 Jahre. Kunden haben so die Sicherheit, dass zum Beispiel Systeme, die mit genau diesem Prozessor zertifiziert wurden, auch langfristig immer wieder mit demselben Prozessortyp ausgestattet werden können. Teure und aufwändige Re- oder Neuzertifizierungen entfallen damit. Auch Designs von langlebigen Produkten müssen nicht kontinuierlich verändert werden, wenn der Prozessor auf lange Jahre verfügbar bleibt.“

Aus diesen Gründen setzt MSC Technologies für ihre im eigenen Hause entwickelten und gefertigten Computer-on-Modules auf hochwertige Embedded-Komponenten. Ein Beispiel ist die gerade erst vorgestellte Modulfamilie MSC C6B-CFLH mit Intel-Prozessoren der 8. Generation, „ausgelegt für Langlebigkeit und lange Verfügbarkeit von 15 Jahren “.

Auch congatec nutzt ausschließlich Prozessoren aus der Embedded-Roadmap, „denn nur sie erlauben es, Kunden eine Langzeitverfügbarkeit von 10+ Jahren zu gewähren, etwa für das conga-TS370.“ Weitere Details zu den Produkten von MSC Technologies, congatec und Kontron mit Intels Embedded-Prozessoren der 8. Generation lesen Sie im Beitrag: Intel kontert AMD: Erste Embedded-Produkte mit Coffee-Lake-CPUs.

Dauerbetrieb auch im rauen Umfeld

Neben der Langzeitverfügbarkeit ist im Industriesektor auch der permanente Einsatz im rauen Umfeld ein wichtiger Aspekt, der für Intels Embedded-Roadmap spricht. Denn, so Kontron, „Embedded-Prozessoren für industrielle Einsatzbereiche sind auf Dauerbetrieb ausgelegt. Die Standard-Prozessoren für Notebooks und Desktops werden von Intel nur für Client-PC-Einsatzzwecke angeboten.“

Ein weiteres wichtiges Kriterium sind die gelöteten Prozessoren mit BGA (Ball Grid Array), die etwa congatec bevorzugt einsetzt. Denn, so congatec, „sie vereinfachen es, eine hohe mechanische und thermische Robustheit und damit Langzeitqualität für das raue industrielle Umfeld zu erreichen“. MSC betont zudem „die Verwendung von Speicherschutztechniken (ECC) für ein zusätzliches Maß an Robustheit“.

Was sind die Vorteile der Embedded-CPUs der 8. Generation im Vergleich zu den Vorgängern (Gen. 7 und Gen. 6)?

„Während Mobile-Prozessoren der 6. und 7. Generation über maximal vier Prozessorkerne verfügen, ist die 8. Generation mit bis zu sechs physikalischen Kernen bzw. zwölf logischen Kernen ausgerüstet,“ betonen MSC und Kontron. „Mehr Leistung für weniger Watt“, fasst congatec die Vorzüge der neuen Embedded-CPUs gegenüber den Vorgängern zusammen.

Im Detail heißt das, so congatec, „dass Intel gleich zwei wichtigen Stellschrauben für die Rechenleistung ein gutes Stück weiter gedreht hat: Zwei Cores mehr für insgesamt sechs Rechenkerne und zusätzlich eine höhere Taktrate der Prozessorkerne, was wichtig für eine hohe Rechenleistung pro Core ist. Anwender, die beispielsweise mit Virtualisierung arbeiten, können dadurch wirklich von 50% Mehrleistung profitieren.“

Ein weiterer Vorteil liegt zudem in den Schnittstellen, denn so MSC, Intels 8. Generation unterstützt die „ Schnittstellen USB 3.1 Gen 1 (5 Gbps) und USB 3.1 Gen 2 (10 Gbps). Die COM-Formfaktoren wie COM Express erlauben es Kunden, ihre bestehenden Anwendungen sehr rasch durch einen einfachen Austausch des Moduls aufzurüsten.“ Kontron ergänzt: „Durch die Unterstützung von NVMe Flash wird weiterhin ein schnellerer Cache erzielt. Mit SGX 1.0 (Software Guard Extensions) können Anwendungsdaten Hardware-seitig besser geschützt werden.“

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