更小封裝尺寸與更高的每瓦特性能?

近期發(fā)布的Intel 45納米 Core 2 Duo處理器展現(xiàn)了提供更小尺寸、更強性能嵌入式應(yīng)用的可能。這些應(yīng)用現(xiàn)在需要適當(dāng)的嵌入式架構(gòu)來實現(xiàn)良好的速度和成本效益?；诔墒鞓?biāo)準(zhǔn)COM Express的嵌入式計算機模塊為實現(xiàn)更快的產(chǎn)品面世時間和更好的投資安全性提供了清晰的發(fā)展路徑。?

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多核處理器為嵌入式計算應(yīng)用帶來巨大的性能優(yōu)勢。這使得具有成本效益和緊湊平臺的SMP（對稱多處理器）平臺和運行不同操作系統(tǒng)的二合一混合平臺的開發(fā)成為可能?，F(xiàn)在，隨著全新45納米工藝的雙核處理器的到來，預(yù)示著嵌入式計算解決方案向下一階段演進。相比65納米Intel ?Core 2 Duo 處理器，更低功耗的45納米Intel ?Core2 Duo SP9300處理器可以提供更快的核心速度，二級緩存增加50%、前端總線頻率提升25%。OEM制造商正在尋找合適的嵌入式計算架構(gòu)以使他們在更小尺寸更具能源效率的系統(tǒng)設(shè)計中提供多核性能。這不僅包括更緊湊尺寸和節(jié)約空間的現(xiàn)存各種平臺，而且也涵蓋了一系列以往受限于功耗和尺寸而無法實現(xiàn)的新型設(shè)備。如，醫(yī)用測試和測量用的嵌入式移動設(shè)備就需要優(yōu)秀的圖形處理性能且同時兼顧電池使用時間。功耗更低的45nm雙核處理器，可以幫助這些應(yīng)用滿足嚴(yán)格的EMC（電磁兼容性）要求，使他們適應(yīng)各自的市場。此外，改進的能源效率使得開發(fā)成全封閉設(shè)計而無需風(fēng)扇成為可能，這將進一步降低成本并提高MTBF（平均無故障時間）。?

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以嵌入式計算機模塊為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)平臺?

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為降低成本和簡化流程，OEM廠商會尋找標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式計算平臺，使用標(biāo)準(zhǔn)的板卡。但是問題在于標(biāo)準(zhǔn)板具有標(biāo)準(zhǔn)的封裝和外部接口且接口位置也都相同。這意味著類似標(biāo)準(zhǔn)板面對具有外部接口且位置不斷變化的小尺寸設(shè)備時缺乏足夠的靈活性。此外，很多基板需要90度垂直放置擴展卡，這是降低設(shè)備尺寸的最主要障礙。?

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自從外部接口的位置可以藉由特定應(yīng)用載板決定之后，小尺寸設(shè)備市場因此更傾向使用嵌入式計算機模塊。嵌入式計算機模塊無需擔(dān)憂高度問題，因為模塊是平行于主板的。因此問題只剩一個，即選擇哪種嵌入式計算機模塊進行設(shè)計。?

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COM Express嵌入式計算機模塊?

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COM Express（Computer-on-Module Express）標(biāo)準(zhǔn)是由PCI工業(yè)計算機制造商組（PICMG ）主導(dǎo)的廠商無關(guān)型（非某種廠商專有的）規(guī)格，因此對很多新的應(yīng)用來說，COM Express嵌入式計算機模塊是一種理想選擇。COM Express標(biāo)準(zhǔn)最初由Intel和控創(chuàng)公司2004年發(fā)起，那時候命名為“ETXexpress ”。2006年在PICMG 的推動下，“ETXexpress ”演變成為嵌入式計算機模塊標(biāo)準(zhǔn)——COM Express并沿用至今?，F(xiàn)在，COM Express嵌入式計算機模塊市場年復(fù)合增長率達(dá)20%。COM Express模塊在設(shè)計中的優(yōu)勢在于，該標(biāo)準(zhǔn)是第一個遵循真正獨立產(chǎn)業(yè)規(guī)格的嵌入式計算機模塊規(guī)格。設(shè)計人員將大大受益于可擁有多個供貨商支持，而不必?fù)?dān)心不同版本間的互操作性問題。?

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圖2.標(biāo)準(zhǔn)的COM Express嵌入式計算機模塊具備傳統(tǒng)的載板提供投資安全性和更快的產(chǎn)品面世時間?

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從技術(shù)的觀點來看，COM Express定義了以PCI和PCI Express總線為基礎(chǔ)的嵌入式計算機模塊，提供最新的接口，如：PCI Express (Gen 2 capable), PCI, PCI Express圖形 (PEG), SDVO (DVI), USB 2.0, SATA 和千兆以太網(wǎng)等等，這些接口是通過COM Express規(guī)范的第一類和第二類定義（第二類定義提供兩個連接器：第一組連接器具備與第一類定義相同的引腳分布，第二組連接器具備附加接口，如PCI、PEG（高端顯卡接口））引腳插線和IDE提供。由于所有的COM Express嵌入式計算機模塊中固定了連接器的物理位置，不管模塊尺寸多大， COM Express提供了高度的投資安全保障，同時允許設(shè)計人員能夠發(fā)揮現(xiàn)有的知識，包括規(guī)格，經(jīng)過認(rèn)證的設(shè)計指南和參考設(shè)計等。?

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COM Express為小尺寸設(shè)計提供發(fā)展藍(lán)圖?

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當(dāng)前的COM Express標(biāo)準(zhǔn)版型分為基本型(95 x 125 mm)和擴展型 (155 x 110 mm)兩種外型尺寸。這即將擴展出兩種更小的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)——microETXexpress (95mm x 95mm)和僅有信用卡大小的nanoETXexpress (84 mm x 55 mm)，作為COM Express 規(guī)格的延伸，這兩種小尺寸規(guī)格已經(jīng)被提交到PICMG ?討論。因此，諸如PCIe、 USB 2.0、 SATA、 GbE 等等應(yīng)用需求，既定的 PICMG 小尺寸規(guī)格已經(jīng)有了清晰的發(fā)展路線圖。而且，microETXexpress和nanoETXexpress尺寸的嵌入式計算機模塊已經(jīng)開始供貨，例如：來自控創(chuàng)基于45nm低功耗Intel ?Atom處理器的microETXexpress-SP和nanoETXexpress-SP規(guī)格產(chǎn)品，。由于這些模塊百分之百兼容COM Express 的布局和引腳，設(shè)計師可以充分利用其現(xiàn)有的COM Express 設(shè)計經(jīng)驗開始他們的設(shè)計，并立即將他們的產(chǎn)品推向市場。?

圖3.從 ETXexpress ?規(guī)格到nanoETXexpress規(guī)格， COM Express架構(gòu)變得越來越小?

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?首款以全新45nm Intel ?Core 2 Duo處理器和GS45芯片組為基礎(chǔ)并采用ETXexpress 架構(gòu)的控創(chuàng) COM Express嵌入式計算機模塊。處理器范圍從高性能的2.26GHz Intel ?Core2 Duo SP9300到1.2GHz超低電壓版Core 2 Duo SU9300，這些模塊提供了增強的每瓦特性能以適應(yīng)下一代嵌入式應(yīng)用寬泛的需求。他們同樣提供內(nèi)置的Intel 動態(tài)管理技術(shù)（Intel AMT）4.0版遠(yuǎn)程管理引擎。（Intel ?AMT是Intel ?vPro技術(shù)的組件。）為方便系統(tǒng)維護、降低用戶成本，這個引擎提供了增強的安全性和遠(yuǎn)程管理功能，更高的系統(tǒng)可靠性。?

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Intel ?AMT 4.0允許系統(tǒng)管理員實現(xiàn)多種任務(wù)管理，比如遠(yuǎn)程安裝新的操作系統(tǒng)或管理分散在各處的硬件系統(tǒng)。如果某一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，管理員可在核心服務(wù)系統(tǒng)上通過網(wǎng)絡(luò)進行：故障分析、安裝升級補丁、重啟系統(tǒng)等操作，過程僅需幾分鐘。通過Intel 可信任的執(zhí)行技術(shù)(Intel ?TXT)，主板內(nèi)置可信任平臺模塊（TPM1.2）最新的軟件和數(shù)據(jù)保護功能。這些特性使得COM Express 模塊非常適用于的分布式系統(tǒng)模塊，可廣泛應(yīng)用在鐵路，水電，交通燈，收費系統(tǒng)，自動售貨機，票務(wù)和博彩游戲領(lǐng)域。?

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COM Express的I/O靈活配置特性使得嵌入式計算機模塊在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用成為可能，包括5個 PCI Express ?x1接口, 4個 SerialATA 接口, 1個 IDE接口和 8個 USB 2.0 接口， 還有千兆以太網(wǎng)。通過多級PEG引腳接出，SDVO和Display-Port為VGA和DVI顯示器輸出提供了額外的視頻信號，SDTV和HDTV輸出和TV調(diào)諧輸入大大簡化了系統(tǒng)圖形設(shè)計。系統(tǒng)同樣繼續(xù)提供傳統(tǒng)的非PCI-Express 組件支持，比如PCI2.1接口的板卡。?

圖4. 控創(chuàng) ETXexpress 架構(gòu)的計算機是首款以Intel ^?45nm Core 2 Duo處理器為基礎(chǔ)的COM Express嵌入式計算機模塊。?

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切換到嵌入式計算機模塊?

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從標(biāo)準(zhǔn)板級平臺切換到嵌入式計算機模塊平臺時，針對特定應(yīng)用的設(shè)計人員可能發(fā)現(xiàn)，他們沒有所需的BIOS、中間件、固件設(shè)計能力。當(dāng)選擇一個COM Express供貨商，OEM廠商還應(yīng)檢查這個供貨商是否提供相應(yīng)服務(wù)，從而減輕從全定制的內(nèi)部設(shè)計切換到定制化的嵌入式計算機模塊解決方案時遇到的各種挑戰(zhàn)。這點對從COTS平臺這點對轉(zhuǎn)變到以嵌入式計算機模塊為基礎(chǔ)的半定制設(shè)計的無生產(chǎn)部門的公司來說尤為重要。 ?

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控創(chuàng)可提供一站式的完整服務(wù)和全定制的嵌入式計算機模塊的解決方案， 可幫助OEM廠商實現(xiàn)不同的解決方案，并縮短產(chǎn)品上市時間?？貏?chuàng)的客戶可受益于現(xiàn)成的核心技術(shù)，可輕松地實現(xiàn)全定制主板。大量專案項目所需的板卡中，每個單顆元件都會產(chǎn)生巨大的整體成本，但經(jīng)由全定制設(shè)計成本可得以減少。更具成本效益的設(shè)計使得制造商獲得因經(jīng)營規(guī)模的擴大而得到的成本效益。在關(guān)鍵時刻，略低的價格將刺激巨大的銷量增加。這個階段正逐步逼近，尤其是當(dāng)你考慮所有因素的時候，“每個孩子一臺計算機”的理想已經(jīng)指日可待。?

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作者：Gerhard Szczuka?

控創(chuàng)公司產(chǎn)品營銷經(jīng)理?

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