Entwicklungskits Grundlagen für das IoT

Das Internet of Things (IoT) bietet viele Möglichkeiten für industrielle Anwendungen. Alle großen Halbleiterhersteller machen deshalb strategische Vorstöße in diesem Feld. Besonders Intel ist in diesem Bereich sehr aktiv und verfolgt einige interessante Ansätze. Das Unternehmen hat einige Produkte herausgebracht, um Entwickler und Hersteller von IoT-Anwendungen zu unterstützen. Zu diesem Zweck ist Intel außerdem eine strategische Allianz mit dem Distributor RS Components eingegangen, um Industriekunden mit modernen Computing-Möglichkeiten anzusprechen.

Bei den spezielle für das IoT entwickelten Produkten handelt es sich um zwei NUC-Single-Board-Computer, die auf dem Atom-Prozessor E3815 und dem leistungsstarken Core-i5-Prozessor 5300U von Intel aufbauen. Hinzu kommt die vollständige Edison-Entwicklungsplattform, der Intel Compute-Stick und das Makerboard Arduino Genuino 101.

Der NUC Core i5 5300U ist ein äußerst kompakter Single-Board-Computer, der einen 2,9 GHz schnellen Dual-Core-i5-Prozessor 5300U mit einem 3 MB großen Cache-Speicher kombiniert. Integrierte Grafikfunktionen, Gigabit-Ethernet-Konnektivität und vier USB-3.0-Ports sorgen für einen hohen Datendurchsatz. Besonders praktisch an diesem NUC ist, dass er auch über einen M.2-SSD-Anschluss verfügt. Dadurch lässt sich ein hochleistungsfähiges Solid-State-Storage (SSS) integrieren, ohne viel zusätzlichen Raum in Anspruch zu nehmen.

SBC für Linux SDRs

Der Prozessor eignet sich hervorragend für anspruchsvolle Digital-Signal-Processing-Anwendungen (DSP) und für Entwickler, die leistungsstarke Ressourcen für IoT-Anwendungen benötigen. Ein Beispiel für ein Projekt, das sich die hohe Rechenleistung des NUC Core i5 5300U zunutze macht, ist die Entwicklung einer in sich geschlossenen Software-Defined-Radio-Anwendung (SDR), die unter Linux läuft. Dieses wie auch andere auf SDR-Frameworks basierende Projekte sind im Blog-Forum DesignSpark von RS genauer beschrieben.

Intel Edison ist eine Tool-Sammlung für die Open-Source-Entwicklung, die auf das IoT und auf Wear-
able-Computing-Produkte abzielt. Die Plattform basiert auf dem äußerst kleinen Edison-Compute-Modul, das mit dem Edison-Breakout-Board für Rapid Prototyping und dem Edison-Board für Arduino arbeitet. Das Edison-Modul ist ein stark miniaturisiertes Compute-Modul, das sofort in ein Produkt eingebaut werden kann. Es bietet ein System-on-Chip (SoC), welches auf 22-nm-Prozesstechnologie aufbaut. Das SoC fasst einen 500 MHz schnellen Dual-Core-Dual-Thread-Atom-Prozessor und einen 100 MHz schnellen 32-Bit-Quark-Mikrocontroller von Intel zusammen. Die Plattform bietet außerdem Dualband-WLAN (2,4 und 5 GHz), eine stromsparende Bluetooth-Smart-Schnittstelle sowie Device-to-Device- und Device-to-Cloud-Konnektivität. Dadurch eignet sie sich sehr gut für den IoT-Bereich.

Intel Edison

Die Edison-Erweiterungskarte bietet Schnittstellen zu einer breiten Palette von Arduino-Uno-R3-Shields. Damit besteht Anschluss an eine schnelle und einfache Prototyping-Hardware über Open-Source-Software und die Arduino-Entwicklungsumgebung. Die Input/Output- und Interface-Optionen auf der Platine umfassen 20 digitale I/O-Pins, einschließlich vier Pins als PWM-Ausgänge, sechs analoge Eingänge, UART und SPI-6-Pin-Header. Das Edison-
Breakout-Board ist nur wenig größer als das eigentliche Modul und setzt das native 1,8-V-I/O-Modul des Edison-Boards frei. Es bietet eine gitterförmige I/O-Anordnung von Lötpunkten mit 0,1 Zoll für die Durchsteckmontage.

Intel Compute-Stick

Gut geeignet für die Entwicklung von IoT-Geräten ist auch Intels Compute-Stick. Er ist in zwei verschiedenen Versionen erhältlich. Im Wesentlichen handelt es sich bei ihm um einen Mini-PC. Mit seiner Hilfe lässt sich ein HDMI-Fernseher oder Monitor in einen voll funktionsfähigen Computer verwandeln. Optisch ähnelt er einem breiten USB-Memory-Stick. Im Gegensatz zu normalen USB-Sticks wird er jedoch in die HDMI-Buchse des Bildschirms gesteckt. Der Anwender kann dann zwischen den Betriebssystemen Windows 10
oder Ubuntu-Linux wählen. Im Vergleich zu einem Full-Size-Computer bietet der Compute-Stick eine sehr gut Performance, Speicherkapazität und Wireless-Konnektivität bei wesentlich geringeren Kosten und Abmessungen von nur 103 x 37 x 12 mm³. Das Gerät verfügt außerdem über eine integrierte Intel-HD-Grafik und zusätzliche Anschlussmöglichkeiten, zum Beispiel WLAN und Bluetooth 4.0. Um das Äquivalent zu einem traditionellen Büro-PC zu erhalten, ist nur noch eine Stromversorgung, eine drahtlose Tastatur und eine Maus nötig.

Richtig spielt der Compute-Stick seine Vorzüge allerdings erst im industriellen Markt aus. Hier bietet er alle Funktionen, um im Handumdrehen Digital-Signage-Systeme oder POS-Display-Anwendungen umzusetzen. Die Windows-Version verfügt über einen 32 GB großen eMMC-Flash-Speicher und 2 GB DDR3L-SDRAM. Die Ubuntu-Fassung besitzt 8 GB eMMC-Flash-Speicher und 1 GB DDR3L-SDRAM.

Makerboard Genuino 101

Beim Genuino 101 handelt es sich um ein Entry-Level-Lern- und Entwicklungs-Board auf Basis der beliebten Arduino-Plattform mit Intel-Technik. Das Gerät ist für den Bildungssektor und für Embedded-Entwickler gedacht. Es bietet erfahrenen Entwicklern die Möglichkeit, IoT-Konzeptideen für Wearables, smarte Consumer-Geräte oder ähnliches bis zum Prototypenstadium zu entwickeln.

Das Board wird durch ein Intel-Curie-Modul betrieben, das das 32-Bit-Quark-SoC mit einem 384 kB großen Flash-Speicher und 80 kB SRAM verbindet. Es verfügt über eine Bluetooth-
Smart-Funknetzwerkverbindung (Bluetooth Low Energy) und einen sechsachsigen Combo-Sensor, der die Funktion eines Beschleunigungsmessers und eines Gyroskops in sich vereinigt. Damit eignet sich das Board ideal für Sensor-Hub-basierte Always-On-Anwendungen, zum Beispiel Fitness-Monitore. Der Genuino 101 läuft mit einem Real-Time-Operating-System (RTOS) und einem Open-Source-basierten Software-Framework, das speziell von Intel entwickelt wurde, um den Zugriff auf die Arduino-Entwicklungsumgebung zu ermöglichen und gleichzeitig die Kompatibilität mit Windows, MAC OS und Linux zu gewährleisten.