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(jī)模塊nanoETXexpress-TT。此款計算機(jī)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(kuò)展溫度范圍內(nèi)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(yīng)用于其他嵌入式系統(tǒng)中，如堅固型，符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50155的控創(chuàng)HMITR顯示器計算機(jī) 。
超小型外形尺寸計算機(jī)模塊其發(fā)展歷程與PICMG® COM Express™標(biāo)準(zhǔn)的成功是同步的。2004年初，COM基礎(chǔ)版本推出市場，在保持此標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為開發(fā)人員提供了相當(dāng)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(shù)實現(xiàn)基于COM Express™標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的應(yīng)用，而無需每次都進(jìn)行重新設(shè)計。
無論你的設(shè)計是在何處進(jìn)行，都能適用，因為此規(guī)格建立于全球范圍的PICMG® 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)的一些知名公司與許多其他公司都參與這些標(biāo)準(zhǔn)化措施。

COM Express™ - 成功的歷程
COM Express™標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(lǐng)先設(shè)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(qiáng)固型COM Express™ COM.0標(biāo)準(zhǔn)針腳輸出type 2計算機(jī)模塊。控創(chuàng) microETXexpress-XL的所有組件都滿足標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)溫度要求以承受-40°C至+85°C寬溫。

適應(yīng)能力極強(qiáng)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(jìn)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)。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(shù)的產(chǎn)品。通過新技術(shù)盡早的使用，各方從相互經(jīng)驗中受益，從而開發(fā)出技術(shù)上成熟的解決方案。對于原始設(shè)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(shù)，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?？貏?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(kuò)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(nèi)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(fēng)扇設(shè)計，在極端條件下平穩(wěn)運行-不需安裝可能會導(dǎo)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(gòu)。在這種新設(shè)計中，處理器芯片不再只是單純的計算機(jī)內(nèi)核，而是增加了接口（在早期處理器架構(gòu)中，一般位于北橋芯片與南橋芯片中，如圖形、內(nèi)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(wù)，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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體公司、意法半導(dǎo)體及Realtek及任何PCIe功能的設(shè)備。這些集線器可滿足諸如車內(nèi)影音系統(tǒng)或媒體電話應(yīng)用的特定專有I/O要求。盡管如此，在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)COM計算機(jī)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(shè)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(yīng)用如工業(yè)自動化、零售業(yè)、博彩業(yè)或數(shù)字標(biāo)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(xì)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(yīng)用環(huán)境的。
連接器上為type1中的SATA端口2和3預(yù)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(yù)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(shè)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(shù)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(yù)留的針腳，這樣做之后就可通過設(shè)備驅(qū)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)模塊帶來何種性能提升呢？首先應(yīng)觀察新型處理器的架構(gòu)：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(chǔ)上的。在早期幾代的Intel® Atom™處理器的計算機(jī)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(zhuǎn)移到處理器芯片，以及兩者之間的通信是通過PCI Express進(jìn)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(nèi)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(dá)到800 MT/s，而早期Intel® Atom™處理器要達(dá)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(dāng)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(yù)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(shè)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(nèi)存選項
控創(chuàng)nanoETXexpress-TT模塊提供了一些有吸引力的內(nèi)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(jié)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(jìn)行交換；其次焊接在模塊上的microSD卡座可通過SDIO接口進(jìn)行連接。

第二種可能是將一個SATA接口導(dǎo)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(dá)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(dá)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(yīng)用領(lǐng)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(dāng)然是必須在擴(kuò)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(shè)計功率(TDP)，可產(chǎn)生低散熱量。支持MPEG4、H.263及H.264標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼功能使所有視頻應(yīng)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(guān)應(yīng)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(shè)備。甚至還提供串行接口，設(shè)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(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電廠、車載應(yīng)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(jī)。

配有Intel® Atom™ E6XX處理器的免維護(hù)、符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50155的顯示器計算機(jī)
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(yīng)用于其他嵌入式系統(tǒng)中，如無風(fēng)扇設(shè)計及免維護(hù)并符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50155的控創(chuàng)堅固型顯示器計算機(jī)HMITR。舉例說明，列車員可從人機(jī)界面(HMI)到監(jiān)控一輛列車的所有功能而受益。在此應(yīng)用中，擴(kuò)展溫度范圍以及可靠性和長時間的低功耗也是至關(guān)重要的因素。此外，整個系統(tǒng)通過歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50155的認(rèn)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(kuò)展。

作為定制服務(wù)及原始設(shè)計制造服務(wù)的一部分，控創(chuàng)為設(shè)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(shè)計的選擇。為了這一目的，控創(chuàng)實現(xiàn)了FPGA技術(shù)、專有的ASICs (PLC 邏輯)或?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)PCIe設(shè)備。其結(jié)果是提供各種標(biāo)準(zhǔn)接口以及額外通信端口、無線接口、GPS服務(wù)和音視頻流媒體服務(wù)的PC系統(tǒng)。所有設(shè)計師為了制造這些設(shè)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(shè)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(shè)備。

總結(jié)
基于PCIe接口，新的Intel® Atom™ E6XX系列處理器為開發(fā)人員在x86應(yīng)用的I/O設(shè)計過程中提供卓越的靈活性。此方式可擴(kuò)展x86技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，甚至可進(jìn)一步向尤其是具有高能效設(shè)計的專用x86系統(tǒng)擴(kuò)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(yīng)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(yīng)用中使用，諸如數(shù)字標(biāo)牌、能源、工業(yè)自動化、醫(yī)療、防務(wù)及安保、公共交通以及交通監(jiān)控等市場領(lǐng)域中。