nanoETXexpress-TT采用嵌入式新型Intel® 處理器

控創(chuàng)近期推出了首款基于最新Intel® Atom™處理器E6XX的超小型計算機模塊nanoETXexpress-TT。此款計算機模塊也是世界上首批符合COM Express™ COM.0規(guī)范的type 10針腳輸出的COM之一。此款新品尤其適合在擴展溫度范圍內及極端環(huán)境下使用。因此控創(chuàng)延續(xù)了其在COM Express™產(chǎn)品上持續(xù)不斷的成功，并且也使新型Intel®產(chǎn)品應用于其他嵌入式系統(tǒng)中，如堅固型，符合歐洲標準EN50155的控創(chuàng)HMITR顯示器計算機 。
超小型外形尺寸計算機模塊其發(fā)展歷程與PICMG® COM Express™標準的成功是同步的。2004年初，COM基礎版本推出市場，在保持此標準指定的規(guī)格條件下，控創(chuàng)產(chǎn)品一直持續(xù)不斷的加緊產(chǎn)品小型化發(fā)展步伐。緊湊型及超小型的產(chǎn)品基本上都尺寸體積有限，但系統(tǒng)開發(fā)人員仍然可以找到遵循COM Express™規(guī)格的所有針腳位置。此標準為開發(fā)人員提供了相當大的方便，因為這意味著他們能繼續(xù)采用最新的芯片技術實現(xiàn)基于COM Express™標準產(chǎn)品的應用，而無需每次都進行重新設計。
無論你的設計是在何處進行，都能適用，因為此規(guī)格建立于全球范圍的PICMG® 工業(yè)標準。除控創(chuàng)外，包括思科系統(tǒng)(Cisco Systems)、富士通、IBM、Intel®、NEC、諾基亞西門子通信(Nokia Siemens Networks)、NTT及Oracle在內的一些知名公司與許多其他公司都參與這些標準化措施。

COM Express™ - 成功的歷程
COM Express™標準的核心為連接器：根據(jù)接口類型，使用一個或兩個連接器，每個連接器有220個針腳，根據(jù)針腳輸出類型，具有一定的標準分配。這種連接器突出的特性為高抗沖擊性及抗振性，使COM Express™設計的模塊尤其適用于工業(yè)環(huán)境。

控創(chuàng)一直致力于實現(xiàn)遵循COM Express™標準的小型尺寸的產(chǎn)品研發(fā)。公司已將Intel®處理器的創(chuàng)新成果應用到基本型(125 x 95 mm，如配有Intel® Core™ i5/i7處理器的控創(chuàng) ETXexpress®-AI)、緊湊型(95 x 95 mm，近期推出的產(chǎn)品即配有Intel® Atom™處理器Z520PT的控創(chuàng) microETXexpress®-XL)以及超小型(如基于Intel® Atom™處理器Z5XX的控創(chuàng) nanoETXexpress-SP，55 x 84 mm的信用卡尺寸) 的COM Express™的領先設計中。

此外，通過配有Intel® Atom™處理器Z520PT及Intel® 系統(tǒng)控制器中心US15WPT的控創(chuàng) microETXexpress®-XL，是控創(chuàng)專為極端環(huán)境條件下使用而開發(fā)的強固型COM Express™ COM.0標準針腳輸出type 2計算機模塊?？貏?chuàng) microETXexpress-XL的所有組件都滿足標準工業(yè)溫度要求以承受-40°C至+85°C寬溫。


適應能力極強的新型模塊
控創(chuàng)現(xiàn)已推出COM Express™家族新成員，控創(chuàng) nanoETXexpress-TT是一款超小型尺寸模塊，其中控創(chuàng)成功將業(yè)界兩項重大開發(fā)成果實現(xiàn)到COM規(guī)格的產(chǎn)品中：進入市場的Intel® Atom™ E6XX系列處理器以及采用最新COM Express™ COM.0 Rev. 2.0規(guī)格。其結果是一款融合了Intel® 新產(chǎn)品的靈活性和性能的超緊湊型模塊，并遵循新的COM Express™ type 10針腳輸出標準。作為Intel® 嵌入式聯(lián)盟僅有的四個高級會員之一，控創(chuàng)可與英特爾產(chǎn)品同步推出采用英特爾最新處理器技術的產(chǎn)品。通過新技術盡早的使用，各方從相互經(jīng)驗中受益，從而開發(fā)出技術上成熟的解決方案。對于原始設備制造商及開發(fā)人員來說這意味著他們已接觸到Intel®最新的板卡級和系統(tǒng)級技術，縮短其新解決方案的上市時間。
新型模塊的首要亮點是其在極端運環(huán)境下的適用性。控創(chuàng)nanoETXexpress-TT是首款符合COM Express™ type 10 針腳輸出的超小型模塊，工作在擴展工業(yè)級溫度范圍E2跨度為-40°C至85°C。Intel® 確保此模塊中零部件在運行時出色的性能。此外，該模塊上無任何可移動零部件；且內存也是穩(wěn)固地焊接在模塊上的。另一極具吸引力的特性是具有無風扇設計，在極端條件下平穩(wěn)運行-不需安裝可能會導致故障的散熱器。而第三大功能特性是長期可用性-芯片生產(chǎn)商Intel® 計劃五年產(chǎn)品可用期，而且在壽命終止期之后仍具有兩年的過度使用期。

新型處理器
Intel® Atom™處理器E6XX與之前產(chǎn)品的主要區(qū)別在于該款處理器的架構。在這種新設計中，處理器芯片不再只是單純的計算機內核，而是增加了接口（在早期處理器架構中，一般位于北橋芯片與南橋芯片中，如圖形、內存、PCIe、SPI及LPC接口）。通過此種方式處理器不僅可更快地處理圖形任務，而且整體上還變得更加自治。其不再與專有接口（如FSB或DMI）協(xié)同工作，也不依賴于某個特定的Intel® 集線器，而是將PCI Express作為一種開放標準接口，為處理器與I/O芯片之間的通信之用。這樣就使得Intel® Atom™ E6XX處理器系列不僅能與Intel® 平臺控制器中心 EG20互聯(lián)，而且還與第三方制造商的I/O集線器互聯(lián)，如美國OKI半導體公司、意法半導體及Realtek及任何PCIe功能的設備。這些集線器可滿足諸如車內影音系統(tǒng)或媒體電話應用的特定專有I/O要求。盡管如此，在標準化COM中仍然不重要，因為匹配Intel® 平臺控制器中心(PCH) EG20以其出色的性價比提供COM Express™ COM.0 type 10所需的全部接口。

采用了Intel® Atom™ E6XX處理器與Intel® 平臺控制器中心EG20的標準COM計算機模塊有以下優(yōu)勢：Intel® 平臺控制器中心EG20集成多種通用I/O接口，如SATA、USB主控制器及設備、SD/SDIO/MMC以及千兆以太網(wǎng)MAC。此外，還可提供各種嵌入式接口，如CAN、IEEE 1588、I2C、UART以及GPIO接口。而許多不同的應用如工業(yè)自動化、零售業(yè)、博彩業(yè)或數(shù)字標牌等也都需使用這些接口。


COM.0 Rev. 2.0 type 10 針腳輸出
最新的Intel® Atom™系列處理器配合針腳輸出type10,此針腳定義首次由PICMG® 個的COM Express™ COM.0規(guī)范修訂版2.0中規(guī)定。與針腳輸出type 1相比，控創(chuàng)開發(fā)的超小型產(chǎn)品即nanoETXexpress-SP，type 10產(chǎn)品(nanoETXexpress-TT)更明確地反映出對于新型高緊湊型處理器的要求。如果更細致地觀察各單個針腳布局，還可發(fā)現(xiàn)雖然控創(chuàng)的針腳輸出type10可兼容type1，但type1是不支持type10的應用環(huán)境的。
連接器上為type1中的SATA端口2和3預留的排A及B中的針腳在類型10中不再被保留，并且適合采用針腳輸出類型10的新一代處理器通常無論如何最多能提供兩個SATA接口，且這些針腳本身就可用作SATA端口，而目前被預留以供其他用途之用，如在稍晚階段推出的USB3.0接口。因而控創(chuàng)就建議采用在type1及type10的產(chǎn)品設計中,COM Express™連接器上不再分配SATA2及3端口，這樣這些模塊在可支持USB 3.0的同時仍可與其他模塊保持兼容。除此之外，兩種針腳輸出類型在排A及B的針腳布局上也不同，即PCIe通道的針腳布局不同，其中針腳輸出type 1雖然所采用的芯片組不提供六個通道，但此類型卻可提供六個通道。因此，用于PCIe通道4和5的針腳在針腳輸出typte10中就被空出，因此這些針腳就以同樣的原理用于即將推出的新技術上。
接下來的一個差別就是typte10目前采用了在type1中為第二個LVDS(低壓差分信號)通道、電視輸出端口及VGA端口而預留的針腳，這樣做之后就可通過設備驅動程序接口(DDI)來支持SDVO(串行數(shù)字視頻輸出)端口(或者是DisplayPort或HDMI端口)。這樣由于符合COM Express™規(guī)范的、針腳輸出類型為typte10的超小型模塊各自仍然支持一個LVDS通道，這些模塊就具有雙通道顯示器功能。上述舉例的背景條件即是欲采用type 10作為其針腳輸出的新型小外形尺寸處理器不管怎樣最多僅支持兩個SATA接口及四個PCIe通道，其未提供VGA端口，但提供了圖形接口如SDVO、DP及HDMI等，符合超小外形尺寸模塊標準的模塊連接器上空出的針腳位因而就會用在新的用途上。

nanoETXexpress-TT意味著什么？
新型處理器及針腳輸出為計算機模塊帶來何種性能提升呢？首先應觀察新型處理器的架構：控創(chuàng) nanoETXexpress-TT建立在Intel® Atom™ E6XX處理器0.6 GHz、1.0 GHz、1.3 GHz及1.6 GHz版本以及Intel® 平臺控制器中心EG20基礎上的。在早期幾代的Intel® Atom™處理器的計算機模塊中，自處理器流向接口芯片組的數(shù)據(jù)流只通過前端總線，而在控創(chuàng) nanoETXexpress-TT中，重要的圖形接口從控制器中心轉移到處理器芯片，以及兩者之間的通信是通過PCI Express進行的。

由于采用此新型處理器，新的COM相對于之前的產(chǎn)品還能表現(xiàn)出內存性能方面的優(yōu)勢。即使在32位通道上其數(shù)據(jù)處理速率也可達到800 MT/s，而早期Intel® Atom™處理器要達到此速率需占用64位。因此，此測試可表明兩者之間的性能實際上是否存在差別，以及這種差別有多大。

控創(chuàng)nanoETXexpress-TT所帶來的額外優(yōu)勢當然就是接口數(shù)量的增加。匹配COM Express™針腳輸出 type 10，可提供四個PCIe通道，其中一個通道用于連接Intel® 平臺控制器中心EG20。此外，控創(chuàng) nanoETXexpress-TT具有六個USB接口以及一個額外的專用USB接口，并且是為客戶端預留的。

之前的所有處理器為了通過LPC總線的固件集線器支持外部啟動。新的設計提供了在COM Express™ COM.0 Rev. 2.0規(guī)范的新老針腳輸出類型中通過SPI接口執(zhí)行啟動操作。因此控創(chuàng)nanoETXexpress-TT具有可適用于未來所有新型COMs的功能以及符合COM.0 Rev. 2.0規(guī)范-未來所有的處理器將只支持通過SPI接口的第二啟動項。

令人興奮的新內存選項
控創(chuàng)nanoETXexpress-TT模塊提供了一些有吸引力的內存選項。包括兩個SATA接口(仍然符合COM Express™ COM.0針腳輸出 type 10)。而控創(chuàng)通過提供這些SATA接口將兩種選擇結合在一起：首先，兩個接口可連接至COM Express™連接器，其數(shù)據(jù)以300 MB/s的速率進行交換；其次焊接在模塊上的microSD卡座可通過SDIO接口進行連接。

第二種可能是將一個SATA接口導向至COM Express™連接器，而將余下的一個用于板載閃存。但是，由于市場上還沒有工業(yè)溫度級(E2)的SATA閃存，因此此選項需要晚些實現(xiàn)。

圖形處理速度提升40%
Intel® Atom™ E6XX處理器及平臺控制器中心EG20的優(yōu)勢，顯著地提高了在圖形處理性能。通過在Intel®新型處理器中的同樣方式在處理器芯片中集成圖形接口，可使配有0.6 GHz和1.0 GHz 處理器的控創(chuàng) nanoETXexpress-TT模塊的圖形處理核心頻率達到320 MHz，以及配有1.3GHz和1.6GHz的所有處理器圖形核心頻率達到400MHz。另外，新型Intel®處理器具有視頻編碼功能，換句話說硬件支持視頻信號輸入編碼。與目前最新的Intel®平臺相比，這兩項特性加在一起就能在3D圖形處理速度上帶來40%的提升。

新的應用領域
控創(chuàng)nanoETXexpress-TT在何種需求下才是最適用的解決方案呢？首先，當然是必須在擴展溫度范圍及極端環(huán)境中的情況下運行；其次在0.6 GHz處理器的版本中，產(chǎn)品具有低散熱設計功率(TDP)，可產(chǎn)生低散熱量。支持MPEG4、H.263及H.264標準的視頻編碼功能使所有視頻應用的模塊顯得妙趣橫生。此外，Intel® Atom™ E6XX處理器提供了虛擬化和處理器家族的所有性能頻帶的超線程功能，而也被越來越多的用于醫(yī)療及軍事部門的安全相關應用。

控創(chuàng) nanoETXexpress-TT的一個主要優(yōu)勢就是其可提供大量的PCIe接口，這使得開發(fā)人員除能提高總體靈活性外還能連接大量更多的設備。甚至還提供串行接口，設計人員在自動化工作中仍然非常受歡迎。

新型Intel® Atom™ E6XX處理器連同COM Express™ COM.0 Rev. 2.0規(guī)格的新型針腳輸出的功能以及超小型外形尺寸的吸引力越來越大，新一代COM Express™模塊顯然會贏得新的市場，如電池供電或太陽能供電應用、風力發(fā)電廠、車載應用、用于室外安裝的POS，或銷售終端或施工場地或其他惡劣工業(yè)環(huán)境中的嵌入式微型個人計算機。

配有Intel® Atom™ E6XX處理器的免維護、符合歐洲標準EN50155的顯示器計算機
除控創(chuàng) nanoETXexpress-TT外，控創(chuàng)還會將新的Intel® Atom™ E6XX系列處理器的這些優(yōu)點應用于其他嵌入式系統(tǒng)中，如無風扇設計及免維護并符合歐洲標準EN50155的控創(chuàng)堅固型顯示器計算機HMITR。舉例說明，列車員可從人機界面(HMI)到監(jiān)控一輛列車的所有功能而受益。在此應用中，擴展溫度范圍以及可靠性和長時間的低功耗也是至關重要的因素。此外，整個系統(tǒng)通過歐洲標準EN50155的認證，確保其在列車中能安全使用?？貏?chuàng)HMITR通過以太網(wǎng)接口和固態(tài)硬盤或SD卡存儲器提供靈活升級，并可通過模塊化易于擴展。

作為定制服務及原始設計制造服務的一部分，控創(chuàng)為設計人員提供了通過新的Intel® Atom™ E6XX處理器開發(fā)出個性化板設計的選擇。為了這一目的，控創(chuàng)實現(xiàn)了FPGA技術、專有的ASICs (PLC 邏輯)或專用標準PCIe設備。其結果是提供各種標準接口以及額外通信端口、無線接口、GPS服務和音視頻流媒體服務的PC系統(tǒng)。所有設計師為了制造這些設備需要的只是處理器及特定組件。通過此種方式能耗及材料使用可以降至最小。設計人員也可使用第三方I/O集線器作為Intel®平臺控制器中心EG20的替代設備。

總結
基于PCIe接口，新的Intel® Atom™ E6XX系列處理器為開發(fā)人員在x86應用的I/O設計過程中提供卓越的靈活性。此方式可擴展x86技術的應用領域，甚至可進一步向尤其是具有高能效設計的專用x86系統(tǒng)擴展。這可非常有效地實現(xiàn)超小型COM Express™解決方案，如控創(chuàng) nanoETXexpress-TT的嵌入式PC應用。

憑借以上這些所有功能，控創(chuàng)nanoETXexpress-TT及其他基于Intel® Atom™處理器平臺的系統(tǒng)非常適合在極端工作環(huán)境中可靠運行的應用中使用，諸如數(shù)字標牌、能源、工業(yè)自動化、醫(yī)療、防務及安保、公共交通以及交通監(jiān)控等市場領域中。