Sistemele de testare pentru producția de electronice sunt adesea construcții modulare, care conectează mai multe plăci bazate pe PCI Express. Ceea ce le-a lipsit până acum tehnicienilor care asamblează astfel de sisteme modulare sunt plăcile CPU ultra-subțiri care le-ar permite să introducă mai multe plăci de măsurare într-un sistem. Datorită unei colaborări între nVent și congatec, astfel de plăci sunt acum disponibile.
Figura 1: Plăcile carrier PXI 4HP PXI nVent cu modulele COM de la congatec sunt mult mai plate decât ansamblurile clasice de 8HP sau 12HP. (© congatec)
Utilizatorii PXI, experți în sisteme de testare și măsurare, se concentrează în primul rând pe software-ul de testare și pe diferitele I/O-uri. Controlerele centrale reprezintă pentru ei un simplu mijloc de a ajunge la un scop. Acesta este motivul pentru care ei folosesc adesea un notebook standard sau un PC de birou pentru a se conecta la un sistem de măsurare PXI care oferă doar plăci de expansiune. Alternativ, aceștia pot utiliza un modul controler PXI. Totuși, deoarece acestea sunt proiectate, în general, pentru a satisface nevoile oricăror tipuri de aplicații, asemenea dispozitive sunt, adesea, supraspecificate. Astfel, în prezent, majoritatea plăcilor PXI 3U au o lățime de 8HP sau 12HP, chiar dacă, în principiu, ar fi suficient 4HP.
Mai puțin înseamnă, adesea, mai mult
Multe companii folosesc deliberat astfel de controlere de 8HP sau 12HP foarte specificate pentru a acoperi cât mai multe cazuri de utilizare. Totuși, acest lucru funcționează doar atât timp cât spațiul nu reprezintă o prioritate critică. Sau atât timp cât numărul de sisteme de măsurare specializate necesare nu este atât de mare încât să fie nevoie să se ia în considerare cheltuiala cu fiecare placă de conectare pentru a menține costurile la un nivel scăzut. Dar există multe aplicații în care spațiul este limitat. De exemplu, sistemele 3U cu 8 sloturi. Plăcile CPU cu lățimi de 8HP sau 12HP pot bloca rapid două sau trei sloturi, ceea ce înseamnă că sistemele ar trebui ori să fie mai late, ori să nu aibă suficiente sloturi de expansiune libere pentru a face față tuturor sarcinilor de testare și măsurare dintre cele mai diverse. Prin urmare, de multe ori este preferabil să se poată găzdui mai multe unități I/O într-un spațiu mai mic, pentru a evita necesitatea de a construi sisteme cu două niveluri, care ocupă mai mult spațiu în rack. O soluție standard a fost crearea de benzi PCI Express suplimentare cu ajutorul unor plăci adaptoare, astfel încât un notebook sau un PC de birou normal să poată fi conectat prin intermediul unor cabluri externe standard. Cu toate acestea, astfel de modele de sisteme sunt greoaie și reprezintă, întotdeauna, doar o improvizație.
Figura 2: Cele două plăci purtătoare pentru modulele COM Express Compact și Basic de la congatec sunt disponibile în prezent în 40 de seturi diferite, luând în calcul doar procesoarele actuale. Dacă includem și predecesorii disponibili pe termen lung, există cel puțin 100 de variante. (© congatec)
Un concept câștigător de COM și placă purtătoare (carrier)
Pentru a rezolva problema spațiului, nVent și-a unit forțele cu congatec pentru a dezvolta o placă carrier PXI 3U de 160 mm pentru modulele COM Express Compact. Inițial, aceasta este optimizată pentru conga-TC175 pentru a realiza un controler puternic și compact bazat pe procesoare Intel Core din generația a 7-a. Doar benzile PCIe necesare pentru configurația sistemului PXI Express sunt direcționate către backplane. Pe panoul frontal, platforma subțire oferă doar un DisplayPort pentru conectarea ecranului, trei interfețe USB și două interfețe Ethernet. Adăugați la acestea un slot M.2 pentru SSD-uri rapide, iar setul de caracteristici este complet. În acest fel, nVent a reușit să creeze un SBC (computer pe o singură placă) PXI ultra-subțire, dar puternic, care oferă funcționalitatea de bază necesară pentru unitatea centrală de procesare dintr-un sistem PXI. Datorită designului modular, clienții pot alege acum orice configurație de procesor Intel Core cu un TDP maxim de 15W. De asemenea, a rezultat un design foarte plat de 4HP, incluzând și sistemul de răcire.
Figura 3: Avantajele modulelor COM Computer-on-Module) dintr-o privire. (© congatec)
Diversitatea este cheia
Conceptul a fost extins acum pentru a include o variantă care integrează modulul conga-TS370 COM Express Basic. Suportând soluții de procesoare Intel Core din generația a 8-a cu până la 6 nuclee, această variantă permite configurații de sisteme întregi – chiar și cu mașini virtuale. O astfel de scalabilitate ridicată, fără a fi nevoie de o reproiectare chiar și între generațiile de procesoare, reprezintă un avantaj uriaș pentru utilizatori, deoarece aceștia trebuie doar să schimbe modulul pentru a scala performanța controlerului. Acest concept de COM și placă purtătoare permite, de asemenea, implementarea eficientă din punct de vedere al timpului și al costurilor a unor variante individuale pentru sisteme de testare mai mari, ceea ce face ca modulele de controler bazate pe COM Express să fie o soluție foarte atractivă pentru sistemele PXI. Și una pe care furnizorii de controllere PXI complet personalizate ar putea probabil să o întreacă doar în ceea ce privește costurile pentru seriile de masă. În plus, acest concept accelerează, totodată, implementarea de noi procesoare, deoarece modulele sunt, de cele mai multe ori, primele produse care suportă cea mai recentă tehnologie de procesor embedded. În sfârșit, acest design compact este, de asemenea, mai eficient din punct de vedere al costurilor decât SBC-urile complexe de 8HP sau 12HP. Clienții beneficiază în plus de o scalabilitate mai largă, putând echilibra costurile și performanțele mai precis cu sarcinile de măsurare reale, deoarece există semnificativ mai multe variante în cadrul unei serii de module ale unei generații de procesoare decât ar putea oferi vreodată un producător de plăci CPU PXI cu modele complet personalizate. Per ansamblu, aceasta este o abordare foarte atractivă pentru a construi sisteme de testare personalizate pentru producția de electronice.
Perspective de viitor
nVent estimează că există potențial pentru a oferi astfel de modele de controlere modulare de testare și măsurare și pentru standardele AXI și VXI. Împreună cu standardul dominant PXI, acestea reprezintă aproximativ 78% din piața de instrumente modulare, care se preconizează că va ajunge la o sumă impresionantă de 3,11 trilioane USD până în 2027 – o parte considerabilă din această cerere provenind din industria electronică și a semiconductorilor.
Despre autor
Zeljko Loncaric, este Product Marketing Manager la congatec.
