Compacte et complète : une carte pour toutes les applications
L’Industrie 4.0 transforme les exigences au niveau de l’infrastructure. En conséquence, il y a une demande croissante pour des ordinateurs industriels compacts tels que ceux basés sur le facteur de forme Pico-ITX qui peuvent exécuter des tâches de manière fiable et aussi gérer la connectivité depuis l’utilisation sur le terrain jusqu’au niveau de la direction. La standardisation permet d’obtenir des volumes importants à travers une vaste gamme d’applications tout en garantissant que les dispositifs offrant une fiabilité industrielle restent abordables.
Comme les architectures d’ordinateur modernes fournissent un ensemble complet de fonctionnalités et des interfaces puissantes telles que PCI Express, Serial ATA ou USB 3.0, les ordinateurs monocartes (SBC) produits en masse peuvent souvent remplir les exigences des développeurs. Toutefois, ce qui peut sembler être une solution économique au premier abord peut rapidement se révéler onéreux lorsque l’ensemble des coûts est pris en considération. Les composants qui sont optimisés pour une production de masse à bon marché ne parviennent souvent pas à répondre aux exigences d’une utilisation 24/7 dans des conditions industrielles difficiles. En outre, dès que la nouvelle génération de puce est introduite (ce qui arrive au moins tous les douze mois), ces composants tendent à devenir obsolètes. Lorsque cela se produit, le choix coûteux est alors de faire des stocks de composants ou d’adapter continuellement les produits à la dernière génération de puces. Tous ceux qui ont également besoin d’un soutien pour la personnalisation comme p. ex. pour des protocoles industriels spéciaux vont rapidement se retrouver laissés à eux-mêmes.
Il est beaucoup plus économique d’utiliser des cartes qui fournissent un éventail pertinent d’interfaces intégrées et de fonctionnalités, complété en option par des ports préintégrés plus anciens et des fonctions spéciales pour l’embarqué telles qu’une horloge en temps réel (HTR) et qui soient disponibles à l’achat pendant de nombreuses années avec une logistique flexible. Ces dernières années, les fabricants de modules embarqués standardisés (COM) ont prouvé avec succès que cela est bel et bien possible. Alors, qu’y a-t-il de mieux que de transférer les avantages de la standardisation du monde des modules embarqués vers celui des SBC.
Tandis que le célèbre facteur de forme Mini-ITX et ses dimensions de 170 x 170 mm dominent le marché des processeurs d’ordinateur sur les plages de puissance intermédiaire et supérieure pouvant atteindre une puissance de conception thermique (TDP) de 65 watts, de nombreuses applications modernes ne demandent que 10 watts ou moins de TDP. Cette exigence peut être prise en compte de manière appropriée par les plus récents processeurs embarqués ultra-efficaces. Le standard Qseven bien-connu a montré qu’une taille de 70 x 70 mm est suffisante pour produire des ordinateurs extrêmement fiables dans cette classe de performance. En tenant compte d’un espace supplémentaire pour les connecteurs « externes » additionnels, les dimensions de 100 x 72 mm du standard Pico-ITX semblent parfaites.
congatec AG, un leader dans la production de COM et cofondateur du standard Qseven fournit depuis quelque temps des SBC tout-en-un (AiO, All-in-One) basés sur Thin Mini-ITX en plus de ses modules COM Express et Qseven. En s’appuyant encore plus sur les synergies offertes par les standards de module correspondants, congatec a récemment ajouté le format Pico-ITX à sa gamme, associant ainsi des années d’expériences dans la fabrication de COM de grande qualité pour une utilisation industrielle en 24/7 sur une période pouvant atteindre dix ans aux avantages économiques de la production de grands volumes de SBC.
Le nouvel SBC conga-PA3 Pico-ITX est équipé de processeurs embarqués allant du monocœur Intel Atom E3815 avec 5 watts de TDP jusqu’au quadricœur Intel Celeron N2930 avec 7,5 watts de TDP. Les deux processeurs font partie de la famille Bay Trail à 64 bits d’Intel et sont de vrais systems-on-chips (SoC) caractérisés non seulement par une haute performance mais aussi par un excellent rapport prix/performance. Des CPU supplémentaires peuvent facilement être mis en œuvre dans des versions sur mesure lorsque les quantités de production minimales sont respectées.
Le cœur graphique intégré Intel® Gen 7 HD fonctionne à une vitesse constante de 400 MHz avec les Intel Atom E3826 et E3845. Il prend également en charge deux écrans indépendants avec une résolution en Full HD (1x LVDS, 2x24 bits par une connexion interne ; 1x DP++ et HDMI 1.4). Le hardware prend en charge ou accélère directement DirectX 11.1, OpenGL 3.2 et OpenCL 1.2.
Au total et en fonction du processeur, jusqu’à 4 Go de DDR3L-1666 sont fournis. Le panneau I/O offre deux ports USB 3.0, une prise RJ-45 pour 10/100/1000 GB Ethernet et une alimentation en 12 V DC.
Un port USB 2.0 supplémentaire, un port USB 3.0 SuperSpeed, un connecteur de rétroéclairage pour la prise LVDS, le contrôle de la ventilation, HDA audio, des ports COM (RS232), une connexion SATA, un slot de demi-taille pour mSATA/mini PCIe partagé et un autre slot de demi-taille pour miniPCIe ainsi que divers connecteurs pour des périphériques et une carte microSD sont également intégrés. L’ACPI 5.0 ainsi que les bus I2C et LPC facilitent l’intégration des anciennes interfaces I/O. Une horloge en temps réel (HTR) et l’Intel High Definition Audio complètent l’ensemble des fonctionnalités.
Les systèmes d’exploitation suivants sont pris en charge : Microsoft® Windows® 7 (32 bits et 64 bits), Microsoft® Windows® 8.X, Microsoft® Windows® Embedded Standard 7 (WES7), Microsoft® Windows® Embedded Standard 8 (WES8), Microsoft® Windows® Embedded Compact 2013 (WEC2013) et Linux. Pour les autres systèmes d’exploitation, en particulier les systèmes en temps réel, congatec propose son soutien pour l’élaboration de BSP (board support packages) personnalisés.
Le design compact du système et sa taille de 72 x 100 mm le rendent extrêmement polyvalent. Sa capacité de fonctionner en temps réel et de prendre en charge plusieurs systèmes d’exploitation permet de l’utiliser dans les applications industrielles les plus exigeantes telles que le génie mécanique ou les systèmes de contrôle et d’automatisation ; la version Atom est également appropriée pour une utilisation dans la plage de température industrielle étendue. Grâce à leur faible consommation avec une TDP entre 7 et 10 watts, les solutions monopuces Bay Trail sont particulièrement bien adaptées aux systèmes confinés et refroidis passivement pouvant être utilisés dans des conditions difficiles. Lorsqu’il n’est pas nécessaire d’avoir des performances graphiques élevées et des capacités 3D poussées et lorsque deux écrans indépendants en Full HD suffisent, c’est une solution fiable et économique. Les applications typiques incluent le contrôle de grandes machines avec une intelligence distribuée, décentralisée, la robotique, toute sorte de dispositifs d’analyse et de mesure intelligents et des ordinateurs IdO à haute performance et faible consommation.
Avec le conga-PA3, congatec a sorti un SBC puissant, économe, et doté des qualités inhérentes à l’embarqué. Le facteur de forme Pico-ITX très compact et largement répandu auquel vient s’ajouter le concept AiO convaincant avec des fonctionnalités embarquées supplémentaires et d’anciennes interfaces éprouvées telles que COM et LVDS permettent d’avoir des volumes importants à faible prix. Pour un surprix modéré par rapport aux coûts des produits de masse, le client peut obtenir des cartes robustes avec une disponibilité à long terme garantie d’au moins 7 ans. Les versions avec un processeur Atom conviennent toutes à une utilisation 24/7 dans des conditions difficiles. En option, des versions sont aussi proposées pour la plage de température industrielle étendue allant de –40° à +85°.
Le client bénéficie des années d’expérience de congatec en tant que producteur de modules embarqués de grande qualité. Des synergies réduisent la durée et le coût du développement ; le savoir-faire existant et les infrastructures éprouvées permettent d’externaliser les solutions et les développements individuels vers le fabricant là où c’est nécessaire. De cette façon, un seul fournisseur peut couvrir l’ensemble de la gamme depuis les solutions standards à bas coûts jusqu’aux projets EDMS individuels (embedded design and manufacturer services) tout en prenant en charge une grande variété de plates-formes technologiques avec des facteurs de forme allant des modules embarqués jusqu’aux ordinateurs monocartes complets.
