Computer-on-Module sind ideal für alle Produktentwickler, die die Flexibilität eines Full-Custom-Designs zusammen mit dem Komfort und der Zuverlässigkeit einer Off-the-Shelf-Boardlösung benötigen. Dazu integrieren Computer-on-Modules (COMs) die aufwändig zu verschaltenden Kern-Komponenten eines Computers wie Prozessor, Grafik, und Arbeitsspeicher auf einem standardisierten Modul, das als Zukaufkomponente bezogen wird. Die applikationsspezifischen I/Os und Peripheriekomponenten werden über ein kundenspezifisches Carrierboard ausgeführt, auf das das COM gesteckt wird. Dieser modulare Ansatz entkoppelt das komplexe COM von dem vergleichsweise einfacher zu designenden Carrierboard.Darüber ermöglichen COMs eine hohe Skalierbarkeit von Prozessor- und Grafikleistung und bieten Applikationen einen Migrationspfad über mehrere Prozessorgenerationen hinweg. Mit diesen Vorzügen haben sich Computer-on-Module einen festen Platz in der Welt des Embedded Computings erarbeitet. Im x86-er-COM-Segment gibt es eine eindeutige Ausrichtung zu ETX- und COM-Express-Modulen, die sich bei allen maßgeblichen Hersteller im Produktportfolio finden, während das Angebot im ARM-Segment noch stark diversifiziert ist. Dies ist einerseits bedingt durch die vielfältigen ARM-SOCs, andererseits präsentieren zahlreiche Embedded Hersteller proprietäre Lösungen, um an dem erfolgreichen Geschäftsmodell zu partizipieren und sich vom Wettbewerb abzuheben. Durchsetzen werden sich im ARM-Markt, wie auch bei x86-er COMs, weltweit standardisierte COMs, die von einer starken Gemeinschaft der Embedded-Industrie getragenen werden. Es gilt bei der Wahl des richtigen COM-Standards also einiges zu beachten,, damit man seine Applikationen auf dem richtigen Standard aufsetzt - und nicht in den Sand. Dabei ist die Identifizierung des richtigen COM-Standards und des idealen Zulieferers gar nicht so schwer, wenn man die folgenden Tipps befolgt. Denn COM ist eben nicht gleich COM - auch nicht innerhalb eines Standards.
1. Standards, Standards und Standards
sollten das wichtigste Auswahlkriterium bei der Wahl eines Computer-on-Module-Typs sein. Ist die COM-Spezifikation bei einem internationalen, herstellerunabhängigen Gremium wie beispielsweise der PICMG oder der neu gegründeten SGET gehostet, gewährleistet das eine breite Unterstützung sowie höchste Designsicherheit und Verfügbarkeit über Jahre hinweg.
2. Die Zukunftsorientierung des Standards
ist relevant, damit sich die eigenen Lösungen mit den technischen Gegebenheiten weiter entwickeln können: So sollte der Standard entsprechende Voraussetzungen erfüllen und Flexibilität bieten, um kommende technische Entwicklungen einzubinden und ohne die Kompatibilität zu vorherigen Versionen zu verlieren. COM Express beispielsweise integriert seit seiner Einführung 2005 alle relevanten PC-Busse von PCI bis hin zu PCI Express 3.0 unter einem Dach und führt in der neuesten Revision auch USB 3.0 aus.
3. Eine hohe mechanische Skalierbarkeit
der Module innerhalb eines Standards sorgen für eine größtmögliche Flexibilität bei der Applikationsauslegung. Daher sollte der COM-Standard von Haus aus verschiedene Footprints definieren. Wie beispielsweise COM Express (x86), das offiziell vier Footprints von 125 mm x 125 mm (extended) bis hinunter zum ultra-kleinen Formfaktor (84 mm x 55 mm) spezifiziert. Auch im neuen ULP-COM(ARM)-Standard werden mit Short (82 mm x 50 mm) und Full-Size (82mm x 80 mm) zwei Formfaktoren definiert. So können Entwickler auf Basis eines Standards unterschiedlich große und leistungsfähige Geräte entwickeln und ganze Produktfamilien effizient umsetzen.
4. Zielgerichtete elektrische Skalierbarkeit
ist wichtig für die Zukunftsorientierung der Module hinsichtlich der einsetzbaren Interfacetechnologien. Die elektrische Belegung des Konnektors sollte so umfangreich und standardisiert gestaltet sein, dass sich möglichst viele Applikationsanforderungen sicher umsetzen lassen und auch zukünftige Technologien ohne Kompatibilitätsverlust integriert werden können. Dabei sollte das Angebot auf die Prozessortechnologie abgestimmt sein. Hybridlösungen, die unterschiedliche Prozessorwelten zu integrieren versuchen, können nur den kleinsten gemeinsamen Nenner bieten.
5. Eine breite Community und Support
sorgen für schnelle und effiziente Services bei der individuellen Applikationsentwicklung und damit für eine kosten- und zeiteffiziente Entwicklung. Erfolgreiche COM-Standards warten mit einem umfassenden Ökosystem aus Designrichtlinien, Development-Kits, Entwicklungs- und Integrations-Dienstleistern auf. Hilfe und Beispielsapplikationen sind schnell zu finden. Eine Second Source ist ein weiteres wichtiges Kriterium um die eigenen Lieferfähigkeit abzusichern.
6. Man muss nicht alles alleine machen,
oft bietet der COM-Hersteller auch Carrierboard und Software-Entwicklungsservices an. OEMs können diese nutzen, um die Time-to-Market und Entwicklungsaufwendungen zu minimieren. So können auch OEMs mit beschränkten Ressourcen oder ohne Entwicklungskapazitäten COMs einsetzen. Dazu sollte der COM-Hersteller allerdings über eine langjährige Erfahrung verfügen, um schnell und effizient erprobte und kundenorientierte Lösungen zu bieten.
7. Ein umfassendes Produktportfolio
erleichtert die optimale Auslegung mit einer breiten Skalierbarkeit der Module und somit auch der Applikation. Das COM beziehungsweise der darauf eingesetzte Prozessor kann genau auf die Applikationsanforderungen abgestimmt werden, und es wird weder Geld noch Leistung verschenkt. COM-Baureihen mit umfassendem Prozessorsupport helfen somit, effektiv Kosten zu sparen. Ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, das Standard-COM kundenspezifisch anzupassen, profitieren insbesondere Stückzahl-intensiven Projekte durch optimierte Gesamtkosten.
8. Alles aus einer Hand
zu erhalten ist die effektivste Möglichkeit für OEMs, den am besten geeigneten COM-Standard und das individuelle COM zu erhalten. Führt der Hersteller nicht nur eine breite Auswahl an x86-er-, sondern auch an ARM-Modulen und Formfaktoren wie beispielsweise ETX, COM Express basic, compact und mini sowie ULP für ARM-Architekturen, kann er völlig unabhängig beraten und Lösungen über alle Prozessor- und Modul-Grenzen hinweg präsentieren. Damit lässt sich die objektiv beste Lösung identifizieren, völlig frei von ökonomischen und technischen Limitierungen. Zudem bleibt der Beschaffungsprozess schlank, was hilft, sowohl Aufwand wie auch Gesamtkosten gering zu halten. Ist der Embedded-Partner zudem Premium-Partner von Prozessorherstellern und OS-Anbietern steht auch ein individueller Support schnell und fundiert direkt vom Prozessorhersteller zur Verfügung.
9. Umfassender Software-Support
für die COMs sollte ebenso zum Service-Portfolio gehören - und dies nicht nur in Form von Board-Support-Packages, sondern auch durch die Bereitstellung einheitlicher Embedded-APIs für das Hardwaremanagement. Führende Hersteller bieten funktionsreiche Embedded-APIs für ihre Module, die gegenüber beispielsweise dem EAPI der PICMG für COM-Express-Module mit einem deutlich größeren Funktionsumfang aufwarten. Auch zusätzliche hardwarenahe Softwareservices, wie Portierung der Applikation auf neue Prozessorarchitekturen oder die Migration auf ein Virtualisierungs-System, helfen dabei, dass sich OEMs voll auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren können.
10. Langzeitverfügbarkeit und Migrationspfade
des COMs und der darauf eingesetzten Komponenten sind wichtig, damit die Applikation möglichst lang ohne Konfigurationsänderung und damit besonders kosteneffizient betrieben werden kann. Eine sogfältige Komponentenauswahl und kundenorientiertes Lifecycle Management stehen hier im Pflichtenheft des COM-Herstellers. Aber trotz Langzeitverfügbarkeit ist einmal das Lebensende erreicht wie beispielsweise zuletzt bei den Chipsätzen für den Intel-Pentium-M-Prozessor. Erfahrene Hersteller bieten dafür Extended Lifecycle Management und Migrationspfade mit passenden Nachfolgemodulen an, die sich leicht in Applikationen einbinden lassen.
