Sistemas Embebidos

Plataformas embebidas de bajo consumo – ¿ o ARM?

Artículo cedido por el departamento técnico de Data Modul

Al seguir el desarrollo de las platafor- www.data-modul.com mas embebidas para PC en el trans- curso de los últimos dos años, se puede constatar la aparición en el mercado de nuevos factores de forma tanto para las placas SBC como para los módulos, identificándose dos prin- cipales tendencias: En primer lugar, la disponibilidad de plataformas más ca- paces/potentes y en segundo lugar se manifiesta una clara inclinación hacia arquitecturas de baja consumo. Ello es sumamente interesante, ya que ambas tendencias son consecuen- cia de requerimientos tecnológicos previamente desarrollados para los dispositivos de consumo.

El segmento de altas prestacio- nes viene comandado por la crecien- que actúa como un dispositivo mul- La plataforma XL eMenlow fue te demanda de interfaces gráficas timedia hace necesario disponer de introducida en la “embedded world y filtros skin “eye candy” para los sistemas operativos más sofisticados, exhibition” en Nüremberg. La se- comunes sistemas operativos . No que proporcionen más prestaciones rie Z5xxPT se ha diseñado para sólo Windows Vista, sino también las de computación en conjunción con trabajar en una gama de tempera- últimas distribuciones del OS , un buen rendimiento energético a fin turas que se extiende desde -40 así como el OSX de Mac requieren de permitir la utilización de baterías °C a +85 a °C. La versión de gama más y más prestaciones, para que el de vida y dimensiones ambiental y alta Z530 con 1.6 gigahertz es ac- usuario pueda disfrutar de todas las ergonómicamente sostenibles. tualmente la única CPU de la serie características y efectos visuales dis- ARM ha sido capaz de asegu- Z que soporta HyperThreadingTD ponibles. Por otra parte, hay una clara rarse una cuota de mercado sólida (tecnología Multithreading Simul- demanda de plataformas de baja en este segmento rápidamente cre- táneo SMT de ) . Las futuras potencia. El segmento de consumo ciente. Intel por otra parte, perseguía versiones (Z520/Z540/Z550) tam- manifiesta una creciente demanda de originalmente una estrategia basada bién soportarán la característica plataformas de bajo consumo eléctri- en la arquitectura del núcleo de µP HyperThreadingTH. co destinadas a dispositivos móviles XScale (5ª generación de la arqui- La arquitectura Atom se basa de muy altas prestaciones. Un efecto tectura de ARM) pero posteriormente en el procesador M, pero el secundario de esta tendencia general en el año 2006, vendió la unidad de diseño fue modificado con el fin de es la disminución del monto del reci- negocio entera a Marvell. Para poder reducir los costes (un tamaño más bo de la compañía suministradora de continuar en el segmento de telefonía pequeño del dado) y la eficiencia electricidad del usuario. móvil, Intel introdujo una nueva línea energética. Un teléfono móvil era un dispo- de productos, sus microprocesadores sitivo concebido para llamar a otras de bajo consumo basados en su ar- personas y para enviar un mensaje quitectura x86; así nació . de texto ocasional. Hoy sin embar- El procesador del Intel Atom go, se ha convertido en un dispo- fue introducido en 2008 y dispone sitivo multimedia con un montón de diversas versiones. Si se mira el de características adicionales tales roadmap del procesador Intel em- como: fotografía digital, funciones bebido que muestra los objetivos y del MP3, de PDA, grabación de voz, disponibilidad de dicho procesador Internet móvil y juegos. En los teléfo- para el mercado industrial, se puede El factor de forma del nos originales, con un relativamente fácilmente deducir que la serie Z y nuevo estándar Qseven simple microcontrolador se podía el N270, constituyen actualmente el (PCB de 70mm x gobernar el dispositivo. El Internet procesador más popular para net- 70mm) móvil y la idea de un teléfono móvil books.

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Debido a la plena compatibilidad Simultáneamente, por su- El diseño de perfi l bajo con la plataforma x86 junto con una puesto, la tecnología de ARM del NX15MXL lo hace importante mejora en la eficiencia también ha evolucionado Además especialmente convenien- energética y a la posibilidad de co- del mercado ya establecido para el te para su integración rrer bajo Windows XP embebido y ARM11, que amplía las caracterís- en sistemas fl at-panel y bajo Vista, la plataforma Atom abre ticas del ARM9 con una FPU (Floa- ultra-compactos. una amplia gama de posibilidades ting Point Unit ) y su capacidad para las aplicaciones embebidas. El multimedia (h.264/MPEG-Video) factor de forma del nuevo estándar - el iPhone de Apple ha demos- Qseven (PCB de 70mm x 70mm) es trado sobradamente su capacidad un ejemplo de estas posibilidades. – existe ya otra nueva plataforma, Se ha creado para su aplicación en la Cortex A8, la nueva arquitectura dispositivos móviles y pensando en de ARM que permite frecuencias una gran reducción del consumo en el Mercado de al menos tres años de reloj de 1.2Ghz. energético compatible con una eleva- desde su adquisición, control de Más allá de eso, los térmi- da velocidad de computación, junto calidad con estrictas revisiones y una nos de la licencia de uso de la con su compatibilidad con las más gama de temperatura operativa de tecnología ARM, permiten a los rápidas interfaces y una buena ges- 0º a 60º. El módulo NX15MXL que fabricantes de semiconductores, tión energética de la batería. monta una CPU Intel Atom Z510P la integración de sus tecnologías propietarias con los núcleos de ARM. La nueva CPU-05 de DMF El módulo conga-QA Ziilabs es un ejemplo fantástico de Congatec monta de las posibilidades que abre di- el procesador Atom cha licencia: La CPU consiste en Z5xxx de bajo consumo 2 núcleos ARM9 y un array de 24 de Intel el cual trabaja núcleos de procesador adiciona- conjuntamente con hub les. Uno de los dos núcleos ARM controlador del sistema funciona con el sistema operativo, Intel R HUB US15W típicamente Windows CE o Linux embebido. El segundo núcleo con- trola el arsenal de procesadores que pueden manejar una gran va- riedad de tareas especializadas, tales como decodificar un flujo de tramas de video 720p H.264. Más estimulante aún: El mó- dulo completo (Picomod5 de F&S,

El módulo conga-QA de Con- gatec monta el procesador Atom Z5xxx de bajo consumo de Intel el cual trabaja conjuntamente con hub controlador del sistema Intel R HUB US15W y presenta un consumo típico inferior a 5 W. El módulo proporciona interfaces rápidos como PCI Express y SATA aunque abandona los viejos interfaces PCI y EIDE para asegurar plena compatibilidad con futuras ge- neraciones de CPUs y chipsets. Nano-ITX (120 x 120 milímetros) con una frecuencia de núcleo de disponible a través de Data Modul es un formato de tarjetas madre para 1.1GHz o una CPU Intel Atom Z530P requiere solamente de 3W para ordenadores desarrollado por VÍA a 1,6 GHz y el System Controller Intel su plena operatividad. Esto es de Technologies (empresa de Taiwan) SCH US15WP Chipset de 1.6 giga- lejos, mucho más eficiente que y presentado en la CeBIT 2003. VIA hertz es uno de los primeros módulos los módulos disponibles con el comenzó a suministrar al mercado nano-ITX que usan esta plataforma y procesador Zxxx Atom y el chipset placas madres Nano-ITX, a finales de supone una excelente optimización US15W. Por otra parte, este diseño 2005. BCM (principal suministrador de la inversión del usuario. hace también posible controlar de Data Modul AG) fue el primer El diseño de perfil bajo del un diplay con una resolución de fabricante en ofrecer placas madre NX15MXL lo hace especialmente con- 1280x1024 (SXGA) con un proce- Nano-ITX para aplicaciones indus- veniente para su integración en siste- sador ARM y sin ningún controla- triales, con garantía de disponibilidad mas flat-panel y ultra-compactos. dor adicional de gráficos.

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Qué signifi ca todo parámetros importantes a tener cálculo requeridas, resolución del esto para los en cuenta cuando usted considere display, tiempo de lanzamiento del proyectos embebidos que debe embeber sus aplicacio- producto al mercado, etc. en un entorno nes con una u otra plataforma, Atom es una arquitectura fan- industrial? tales como, eficiencia energética, tástica que ofrece muchas nue- sistema operativo (Windows XP vas posibilidades pero usted debe Ahora hay más plataformas embedded, LinuxX86, Linux, ARM, también considerar otras arqui- potentes que nunca y que permi- Windows CE, etc. y costes asocia- tecturas que, quizás pueden tratar ten embeber aplicaciones que an- dos a la licencia) factor de forma, sus necesidades de diseño de un tes eran irrealizables. Hay muchos I/Os necesarias, prestaciones de más modo eficaz.

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