{"id":2248,"date":"2022-03-07T09:00:00","date_gmt":"2022-03-07T01:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.adlinktech.com\/?p=2248"},"modified":"2022-03-17T10:56:06","modified_gmt":"2022-03-17T02:56:06","slug":"the-evolution-of-modules","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.adlinktech.com\/de\/2022\/03\/07\/die-evolution-von-modulen\/","title":{"rendered":"Die Evolution der Module"},"content":{"rendered":"

Die Welt wird von Tag zu Tag vernetzter und abh\u00e4ngiger von Technologie. K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) und Internet of Things (IoT)-Systeme bieten Unternehmen eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. Datenaustausch und -analyse in Echtzeit, Automatisierung und unternehmensweite Verbesserungen der Effizienz, Produktivit\u00e4t und Wettbewerbsf\u00e4higkeit. Und all diese Fortschritte h\u00e4ngen von kleinen, aber entscheidenden Faktoren ab Computer-on-Module<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Computer-on-Module bieten Rechenleistung, Speicher und mehr, damit Systeme funktionieren, spielen aber auch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von KI- und IoT-Systemen. Der Aufbau komplexer Systeme erfordert Zeit und Investitionen \u2013 insbesondere, wenn Sie versuchen, von Grund auf neu zu bauen.<\/p>\n\n\n\n

Module bieten Entwicklern vorzertifizierte Bausteine, die Zeit und Geld sparen und es ihnen erm\u00f6glichen, Systeme schneller auf den Markt zu bringen. Sie erm\u00f6glichen es den Entwicklern auch, ihre Aufmerksamkeit auf das Projekt insgesamt zu richten, anstatt die grundlegende Hardwareinfrastruktur neu entwickeln zu m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Die Zeitleiste der Entwicklung des Computermoduls<\/h2>\n\n\n\n

Heutzutage ist eine Vielzahl von Computer-on-Modules erh\u00e4ltlich, die f\u00fcr unterschiedliche Anwendungen in unterschiedlichen Umgebungen geeignet sind. Dies war jedoch nicht immer der Fall. Diese Zeitleiste zeigt, wie sich Module entwickelt haben, um mit den Anforderungen der Branche Schritt zu halten und fortschrittliche Datenverarbeitung an praktisch jedem Ort zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Vor 2000: PC\/104<\/h3>\n\n\n\n

1987 entwickelte Ampro (jetzt ADLINK) PC\/104\u2122. Der Name spiegelt die Instruction Set Architecture (ISA) \u2013 oder den PC\/AT-Bus (Personal Computer Advanced Technology) \u2013 und die 104 Pins am Anschluss sowie das PC\/104-Konsortium, das 1992 PC\/104 standardisierte, wider. Die Architektur dieses Moduls trieb die Entwicklung voran von ISA zu PCI, 10 Mbit zu 100 Mbit Ethernet, dynamischer Direktzugriffsspeicher zu synchronem dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM zu SDRAM) und 486 zu Pentium.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Die fr\u00fchen 2000er: EXT und COM Express<\/h3>\n\n\n\n

Ein neues Jahrhundert l\u00e4utete Innovationen ein, darunter ETX- und COM-Express-Module.<\/p>\n\n\n\n

Im Jahr 2000 stellte JUMPtec (jetzt Kontron) Embedded Technology eXtended (EXT) vor, ein hochintegriertes und kompaktes (3,7 x 4,9 Zoll; 95 x 125 mm) Computer-on-Module (COM). ETX-COMs integrieren Kern-CPU und Speicher sowie eine Reihe von I\/O-Optionen, wie z. B. seriell, parallel, USB, Audio, Grafik und Ethernet. EXT bildet alle E\/A-Signale sowie die ISA- und PCI-Bus-Implementierung auf vier High-Density-Anschl\u00fcsse mit niedrigem Profil auf dem Modul ab.<\/p>\n\n\n\n

Im April 2006 ver\u00f6ffentlichten Mitglieder der ETX Industrial Group, darunter ADLINK, Kontron, Advantech und MSC Vertriebs GmbH, ETX 3.0. Diese Generation unterschied sich haupts\u00e4chlich durch das Hinzuf\u00fcgen zus\u00e4tzlicher SATA-Ports. Es hat sich auch von PCI zu PCIe, h\u00f6herer Leistung pro Watt, neuen Anzeigeschnittstellen einschlie\u00dflich DVI, HDMI und DisplayPort), SDRAM zu DDR und erh\u00f6hten Bandbreitenanforderungen entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

In den 2000er Jahren wurde auch COM Express im Jahr 2003 von Kontron, Advantech und ADLINK eingef\u00fchrt, das 2005 vom PCIMG Consortium standardisiert wurde. Es gab mehrere COM Express-Iterationen. COM Express Rev. 2 im Jahr 2010 enthielt eAPI, gefolgt von Rev. 2.1 im Jahr 2012 und einem Carrierboard-Designleitfaden f\u00fcr Rev. 2 im Jahr 2013. COM Express Rev. 3, ver\u00f6ffentlicht im Jahr 2017, f\u00fcgte Schnittstellen hinzu und erh\u00f6hte PCI Express-Lanes auf 32. Im Jahr 2018 , COM Express hat Kurzformspezifikationen hinzugef\u00fcgt und COM Express robuster gemacht.<\/p>\n\n\n\n

L\u00f6sungsentwickler k\u00f6nnen diesen hochintegrierten und kompakten Computer-on-Module-Formfaktor \u00e4hnlich wie eine integrierte Schaltungskomponente verwenden. COM Express integriert Kern-CPU und -Speicher und bildet gemeinsame I\/O-Signale auf zwei High-Density-Anschl\u00fcsse mit niedrigem Profil auf dem Modul ab.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Die 2010er: QSeven und SMARC<\/h3>\n\n\n\n

Auch die IT-Branche erlebte in den 2000er Jahren einen Paradigmenwechsel hin zu dezentralen, drahtlosen und batteriebetriebenen Ger\u00e4ten, sodass Unternehmen IoT-Systeme und andere L\u00f6sungen entwickeln konnten, die Daten schneller verarbeiten und bei steigenden Energiekosten effizienter arbeiten. Dar\u00fcber hinaus stand die Branche vor der Herausforderung, st\u00e4rkere staatlich unterst\u00fctzte Programme f\u00fcr gr\u00fcne Energie, die propriet\u00e4ren Standards in Bezug auf ARM-Prozessoren und einen klar definierten Formfaktor f\u00fcr ARM und Low-Power-Systems-on-Chip (SoC) einzuhalten.<\/p>\n\n\n\n

Als Reaktion auf diese Ver\u00e4nderungen und Herausforderungen entstanden zwei neue Arten von Computer-on-Modules: Qseven\u00ae und SMARC\u2122.<\/p>\n\n\n\n

Die 2012 eingef\u00fchrten Qseven-Module basieren auf ARM-Prozessoren und APUs der AMD G-Serie und zeichnen sich durch kompakte Gr\u00f6\u00dfe (70 x 70 mm), niedriges Profil, Kosteneffizienz und Zugriff auf Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie PCIe, SATA, Gbit, Ethernet und USB aus 3.0. Einer der Schl\u00fcssel zur Kostensenkung ist der MXM-Steckverbinder, der das Modul mit der Tr\u00e4gerplatine verbindet und selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit, extremen Temperaturen oder anderen anspruchsvollen Umgebungen zuverl\u00e4ssig ist.<\/p>\n\n\n\n

Ebenfalls 2012 wurden ADLINK und Kontron vorgestellt Smart Mobility ARChitecture (SMARC),<\/a> und es wurde 2013 vom SGeT-Konsortium standardisiert. Es gilt als der erste und wirklich global definierte Arm- und SOC-Formfaktor und unterst\u00fctzt CPU-Architekturen der n\u00e4chsten Generation mit extrem geringem Stromverbrauch f\u00fcr mobile Anwendungen. Es verwendet nur einen 314-Pin-MXM3-SMT-Edge-Steckverbinder, um alle Strom- und Signalleitungen mit der Tr\u00e4gerplatine zu verbinden.<\/p>\n\n\n\n

SMARC 2.0<\/a>, das 2016 eingef\u00fchrt wurde, \u00fcberbr\u00fcckte die L\u00fccke zwischen Qseven und COM Express, insbesondere f\u00fcr IoT-Anwendungen, und bietet mehr Schnittstellen als Qseven und Unterst\u00fctzung f\u00fcr Prozessoren mit geringerer Leistung, die COM Express nicht bietet.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Geben Sie die 2020er und COM-HPC ein<\/h3>\n\n\n\n

Sich \u00e4ndernde Anforderungen bedeuteten, dass L\u00f6sungsentwickler mehr eingebettete L\u00f6sungen, mehr Schnittstellen f\u00fcr Edge-Server und Hochgeschwindigkeitsleistung ben\u00f6tigten. Die Modulentwicklung wurde mit der Einf\u00fchrung von COM-HPC\u00ae fortgesetzt. Diese Module integrieren Kern-CPU, Speicher und E\/A, einschlie\u00dflich USB bis 4.0, Audio, PCIe bis 5.0. Zwei COM-HPC Computer-on-Module sind verf\u00fcgbar, um unterschiedliche Anforderungen zu erf\u00fcllen:<\/p>\n\n\n\n