Congatec AG
We simplify the use of embedded technology

Des PC industriels - basés sur des cartes Thin Mini-ITX

Les panel PC et les PC dédiés à l’affichage ont des exigences très élevées -quant à la performances graphiques. S’ils doivent aussi   gérer  des postes de contrôle, les exigences sont encore plus grandes : ils demandent alors aussi une puissance de calcul élevée et une fiabilité extrême. Pourtant, tout cela doit rester à un prix abordable. La standardisation rend possible la production  en grandes séries tout en servant des  applications variées et permet d’avoir des prix compétitifs, même pour les appareils destinés à une utilisation dans un environnement industriel particulièrement -sévère.

 

Nous constatons que des - PC standards sont - parfois aussi  employés dans les applications industrielles pour des raisons économiques. Les chipsets d’aujourd’hui disposent tous d’un grand nombre de fonctionnalités et d’interfaces performantes telles que PCI Express, Serial ATA ou USB 3.0 ce qui fait que les développeurs peuvent utiliser des PC  low cost provenant d’ Extrême-Orient. Au premier abord, cela semble une solution rapide et à peu de frais. Cependant, en y regardant de plus près, les coûts du système (total cost of ownership, TCO) ne baissent pas autant que l’on pourrait s’y attendre. Il peut y avoir plusieurs raisons à cela. Souvent, leurs composants bon marché n’ont pas été prévu pour une utilisation en continu dans des - conditions industrielles difficiles et ont de plus . - un cycle de vie - trop courts. Si l’on ne veut pas avoir à gérer un stock coûteux, les équipements doivent alors être régulièrement re-adaptés aux changements apportés par les nouvelles générations de processeurs. Par ailleurs, supporter - des protocoles industriels spéciaux-  requiert un support technique compétent et de proximité délivré par des spécialistes réactifs. . -.Il apparait donc que le succès qu’ont rencontré les cartes COM - (ComExpress et Qseven) - -est parfaitement  transférable au concept de computer on module mini-ITX

Intel s’est saisi de cette idée il y a près de quatre ans et a développé un concept pour un PC universel (All-in-One, « AiO ») en se conformant aux spécifications pour les ordinateurs monocartes « Thin Mini-ITX » (« cartes mères ») sur la base du facteur de forme Mini-ITX. Pourquoi Mini-ITX ? Ses dimensions physiques de 170 x 170 mm forment un bon compromis entre une taille réduite, un mode de construction robuste et la maîtrise des coûts de fabrication. La surface est assez grande pour pouvoir inclure sur la carte d’une part des composants standards et bon marché tels que les péripheriques - SATA et les modules de mémoire et d’autre part des dissipateurs thermiques suffisamment grands pour pouvoir assurer un refroidissement passif. Toutefois, la puissance de dissipation thermique maximum de 65 W ne peut pas être évacuée seulement de façon passive, mais ce n’est pas un problème si l’on considère les TDP de l’ordre de 15 watts des processeurs ultra actuels des séries Intel Core-i de 4e génération. La hauteur maximale de 20 mm de la variante « Thin » autorise l’utilisation de boîtiers plats requis pour les panel PC. Maintenant, il ne manque plus que des offres de fabricants produisant ces computer sur une carte alliant qualité et pérennité et qui plus est - avec en plus un -service de - personnalisation à la demande comme des écrans de démarrage/BIOS,   le support de systèmes d’exploitation spécifiques  ou encore des affichages spéciaux.

 

Congatec AG, un fournisseur leader de COM actif dans le monde entier, a relevé ce défi et propose une carte PC industriel au format Thin Mini-ITX avec la conga-IC87.

celle-ci associe les  l’expérience de congatec dans le design de computer-on-module (COM) très fiables avec les avantages économiques rultant de la fabrication en volume. Nous avons d’abort utilisé  les versions embarquées des processeurs Intel Celeron et Intel Core i3/i5/i7 de la quatrième génération (nom de code : Haswell) 

Les processeurs des séries Core-i prennent en charge les fonctions cryptographiques AES-NI de façon matérielle et les multiplications vectorielles accélérées avec AVX2. En outre, les processeurs i5 et i7 prennent en charge l’accélération de la fréquence avec Turbo Boost 2, les fonctions de technologie d’administration active AMT 9.5 et une technologie d’exécution fiabilisée (TXT). Alors que le cœur graphique Intel HD Gen 7 installé sur le Celeron ne prend en charge que les fonctions standards, les puissants HD4400 (i3, i5) et HD5000 (i7) permettent des traitements graphiques sophistiqués à des fréquences allant jusqu’à 1000 (Celeron, i3) ou 1100 MHz (i5, i7). Ici, tous les processeurs prennent en charge jusqu’à 3 écrans indépendants les uns des autres avec une résolution allant jusqu’à 2560 x 1600 pixels pour DisplayPort et 1920 x 1200 pixels pour HDMI et une résolution 4K pour la série des Core-i avec 3840 x 2160 pixels. DirectX 11.1, OpenGL 3.2 et OpenCL 1.2 sont pris en charge ou directement accéléré par le hardware tout comme un décodage hardware flexible et hautement performant afin de pouvoir aussi décoder en parallèle plusieurs vidéos Full HD à haute résolution. Deux prises DisplayPort (DP++) se trouvent à l’arrière de la carte ; il est possible d’avoir un DisplayPort supplémentaire (eDP) et 2x24 bits LVDS avec un connecteur « DISP » conformément aux spécifications Thin Mini-ITX. Les deux socles SO-DIMM peuvent recevoir jusqu’à 16 Go de mémoire SO-DIMM DDR3L rapide. Quatre prises USB 3.0 SuperSpeed sont directement accessibles à l’arrière de la carte, quatre autres ports USB 2.0 le sont à partir de connecteurs internes. Au total, deux liens PCI Express 2.0 à 5 Gb/s peuvent être utilisés en 1x mPCIe Half Size, 1x PCIe Full Size (partagé avec PCIe x1 et mSATA) et 1x PCIe x1 (partagé avec mSATA/mPCIe). Quatre interfaces SATA allant jusqu’à 6 Gb/s, un connecteur de carte Mini PCIe et un emplacement pour la carte SIM autorisent des extensions du système rapides et flexibles. Deux contrôleurs Intel I210 Gigabit Ethernet offrent chacun un accès LAN Gigabit Ethernet à travers les deux prises RJ45. L’ACPI 5.0 ainsi que les bus I2C et LPC facilitent l’intégration des anciennes interfaces I/O. L’offre de fonctionnalités est complétée par un module sécurisé (TPM) en option, une horloge temps réel (RTC), le contrôleur de son haute définition Intel HD Audio et une prise d’alimentation universelle de 12 à 19 V (en option 6 à 24 V). Des détails supplémentaires concernant l’implémentation sont donnés dans un schéma fonctionnel (figure 3) et dans la vue d’ensemble des connexions (figure 4).

Les systèmes d’exploitation suivants sont pris en charge : Microsoft® Windows® 7 (32 bit et 64bit), Microsoft® Windows® 8.X, Microsoft® Windows® Embedded 7 Standard (WES7), Microsoft® Windows® Embedded 8 Standard (WES8) et Linux. Pour les autres systèmes d’exploitation, en particulier les systèmes en temps réel, congatec propose son soutien pour l’élaboration de BSP (board support packages) personnalisés.

 

La conception aplatie avec une faible -épaisseur de carte permet un montage dans l’espace restreint des panel PC et des PC dédiés à l’affichage. Ainsi, il est possible de réaliser rapidement et facilement des solutions pour le contrôle et l’affichage pour l’industrie et même des postes de contrôle complets. Une plage de température industrielle étendue pour la version « Industrial Line », la capacité de traitement en temps réel ainsi que la prise en charge des systèmes d’exploitation les plus divers leur permettent d’être aussi employés dans les applications industrielles les plus exigeantes, comme dans le génie mécanique et dans le domaine de l’automation et de la régulation. Grâce à leur faible consommation électrique avec une TDP ne dépassant habituellement pas les 15 W, les solutions à une puce « ultra » de la série Core-i sont particulièrement appropriées pour les systèmes fermés hermétiquement et refroidis passivement qui peuvent aussi être utilisés dans des   environnements sévères. Le traitement graphique   de haute performances intégré permet de gérer des écrans haut de gamme avec un affichage à haute définition atteignant le 4K.

Les applications typiques sont les panel PC, les postes de conduite, les terminaux de commande avec des visualisations sophistiquées , le traitement d’ images ainsi qu’une utilisation dans le domaine des appareils du multimédia et du divertissement tels que les plates-formes de jeu.

 

Avec le conga-IC87, congatec a mis sur le marché un ordinateur monocarte puissant et économe en énergie disposant des qualités de l’embarqué. Le facteur de forme Mini-ITX particulièrement apprécié avec sa faible épaisseur de seulement 20 mm dans la version Thin Mini-ITX et un concept tout-en-un (AIO) convaincant autorisent la production de grands volumes et donc des prix  très économiques. Pour une faible majoration de prix - par rapport à l’utilisation d’un PC standard du marché - vous obtenez des cartes robustes,  pérennes de 7 ans et optimisées pour un fonctionnement en 24/7 dans une plage de température industrielle étendue.

Ce faisant, le client profite de la longue expérience de congatec en tant que fabricant de computer-on-module de haute qualité. - Si besoin était,   les ressources R&D de Congatec  vous apportent une adaptations individualisé -. Ainsi, avec un seul fournisseur, l’ensemble de la gamme peut être couvert, depuis les solutions standards et bon marché « prêtes à l’emploi » jusqu’aux projets ODM individuels (« original device manufacturer ») pour lesquel nous pouvons concevoir pour vous une carte custom. Et cela sur les plates-formes technologiques les plus diverses avec des facteurs de formes allant des computer-on-module (ComExpress & Qseven) jusqu’aux ordinateurs   sur une carte (mini-ITX)