Conga-Q-серия

Основные статьи:

• Микроэлектроника (рынок России)
• Микроэлектроника (мировой рынок)

Conga-Q-серия — компьютеры на модуле формата Qseven.

2021: Conga-QMX8-Plus на базе процессора NXP i.MX 8M Plus

14 сентября 2021 года компания Congatec, поставщик технологий встраиваемых и периферийных вычислений, представила conga-QMX8-Plus, модуль Qseven, выполненный на базе прикладного процессора NXP i.MX 8M Plus. Эта процессорная платформа является обновлением для всех приложений Qseven, выполненных на базе процессоров i.MX 6 компании NXP, которые используются в полевых условиях уже в течение многих лет. Такое обновление привносит в устаревающие приложения дополнительные возможности машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ), а также поддержку время чувствительных сетей (TSN) для возможности реализации сети Ethernet, работающей в реальном времени, и продлевает срок службы имеющихся еще на 10–15 лет, обеспечивая окупаемость инвестиций в такие системы.

Модуль Qseven основан на прикладном процессоре i.MX 8M Plus с четырехъядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,8 ГГц и дополнительным интегрированным блоком нейронной обработки neural processing unit, (NPU) со скоростью выполнения операций до 2,3 TOPS (тера-операций в секунду). Будучи процессором i.MX с ускорителем машинного обучения, i.MX 8M Plus компании NXP обеспечивает более высокую производительность для вывода глубокого обучения и искусственного интеллекта на периферии. По оценке Congatec, при типичном сверхнизком энергопотреблении, 3 Вт, модуль conga-QMX8-Plus, благодаря 64-битной архитектуре и встроенной памяти LPDDR4 объемом до 6 ГБ, обеспечивает прирост производительности более чем на 150%. Высокая эффективность и производительность ARM, возможности машинного обучения и Ethernet с поддержкой TSN позволяют создавать на периферии еще более мощные и интеллектуальные встраиваемые системы, и системы, подключенные к индустриальному Интернету вещей (IIoT). Вертикальные рынки для этих модулей с низким собственным энергопотреблением варьируются от промышленных систем управления, интеллектуальной робототехники и автоматизации производства до медицинского оборудования и систем розничной торговли, а также от транспорта и интеллектуального сельского хозяйства до умных городов и умных зданий.

«С тех пор, как мы представили первый модуль Qseven на базе процессора NXP i.MX 6, технология Arm зарекомендовала себя как широко принятая архитектура для стандартной технологии «компьютер-на-модуле». Процессор i.MX 8M Plus от компании NXP позволяет нам предлагать улучшения для периферийных устройств на базе модулей Qseven не только с точки зрения производительности вычислений, но и с точки зрения возможностей для сетей, технического зрения и искусственного интеллекта. Это делает модуль оптимальным для проектов Qseven, которые хотят отвечать требованиям на рынке встраиваемых систем, используя для этого функции для глубокого обучения, аналитики прогнозного профилактического технического обслуживания, а также распознавания объектов. Но, кроме всего сказанного, он также предлагает и решение для обновления существующих конструкций i.MX 6», - объясняет Мартин Данцер (Martin Danzer), директор по управлению продуктами в компании Congatec.

«Модуль Qseven на базе ARM Cortex от компании Congatec подчеркивает ценность спецификации Qseven с точки зрения поставщиков модулей», - говорит председатель Группы стандартизации встраиваемых технологий (SGET) Ансгар Хейн (Ansgar Hein).

Улучшения модулей Qseven благодаря процессору i.MX 8M Plus

Существующие и следующие приложения теперь могут извлечь выгоду из процессора, изготовленного по 14-нм техпроцессу, и использовать низкое энергопотребление, обычно 3 Вт, поддержку 64-разрядной версии вместо 32-разрядной и до 6 ГБ памяти LPDDR4, вместо 4 ГБ, включая встроенную поддержку ECC. Также особенностями являются: шифрование AES для повышения кибербезопасности, процессор изображения (image signal processor, ISP) для параллельной обработки изображений с высоким разрешением в реальном времени, включая декодирование/кодирование H.265, оптимальный DSP и NPU, который добавляет 2.3 TOPS к выделенной вычислительной мощности ИИ для логических выводов машинного и глубокого обучения. Интегрированный Cortex-M7 вместе с портом Ethernet с поддержкой TSN дополнительно обеспечивает управление в реальном времени, а кроме того может использоваться в качестве отказоустойчивого устройства. Помимо модуля шифрования (CAAM) для аппаратно-ускоренного шифрования ECC и RSA, поддерживается ARM TrustZone, которая представляет собой защищенную область, функционирующую отдельно от всего остального, и которая для предотвращения несанкционированного выполнения программного обеспечения во время загрузки интегрирует контроллер домена ресурсов (Resource Domain Controller, RDC) для изолированного выполнения критически важного программного обеспечения и безопасный режим загрузки (High Assurance Boot).

Подробно о наборе функций модулей Qseven

Модули conga-QMX8-Plus Qseven компании Сongatec оснащены четырехъядерными процессорами NXP i.MX 8M Plus с тактовой частотой 1,8 ГГц ARM Cortex A53 для типового промышленного диапазона рабочих температур (от 0 °C до + 60 °C) или вариантами 1,6 ГГц для расширенного индустриального диапазона (- от 40 °C до + 85 °C). Модули могут поддерживать до трех независимых дисплеев, подключенных через HDMI 2.0, LVDS 2x24bit и MIPI DSI, и обеспечивать аппаратное ускорение декодирования и кодирования видео, включая H.265, так что потоки с камеры высокого разрешения доставляются двумя интегрированными MIPI-CSI интерфейсами и могут быть отправлены прямо в сеть. Для хранения данных инженеры найдут на плате до 128 ГБ встраиваемой энергонезависимой памяти eMMC, которая также может работать в безопасном режиме pSLC, а также один встроенный разъем для микро-SD. Периферийные интерфейсы включают 1x PCIe Gen 3, 1xUSB 3.0 , 3x USB 2.0, 4x UART, а также 1x CAN FD и 14x GPIO. Для работы в сети в реальном времени модуль предлагает 1x Гбит с поддержкой TSN. Дополняют набор функций два интерфейса I2S для аудио. Поддерживаемые операционные системы включают в себя Linux, Yocto и Android.

2017: Поддержка 64-разрядных процессоров i.MX8

22 ноября 2017 года компания congatec объявила о поддержке в модулях стандартов Qseven и SMARC 64-разрядных процессоров i.MX8 компании NXP Semiconductors.

Модуль congatec QMX8, (2017)

Модули от компании congatec станут доступны одновременно с запуском в производство семейства процессоров ARM Cortex A53/A72. Это позволяет OEM-клиентам congatec максимально эффективно реализовывать свои собственные стратегии выхода на рынок, так как они могут начать разработку платы-носителя для своих приложений и потом использовать готовые к применению модули congatec на основе процессоров i.MX8 с первого дня их выпуска.

Модули Qseven и SMARC с процессорами i.MX8 от компании NXP ориентированы на промышленные, стационарные и автомобильные приложения. Модули рассчитаны на эксплуатацию в диапазоне температур окружающей среды от -40 °C до + 85 °C, их можно использовать в системах парка коммерческих автомобилей или в информационно-развлекательных приложениях в такси, автобусах и поездах, в электрических и беспилотных транспортных средствах.

Презентация модулей congatec и стартовых наборов с процессорами i.MX8 состоится в 2018 году.

2016: Conga-QA5

23 ноября 2016 года компания Congatec представила Conga-QA5 - компьютер на модуле формата Qseven.

Модуль могут комплектоваться встроенными процессорами Intel Atom, Celeron и Pentium, которые посредстовм использования графической подсистемы Intel Gen 9 имеют высокую производительность в пересчете на ватт потребляемой мощности, что позволяет реализовывать производительные аппаратные решения, с низким энергопотреблением.

Conga-QA5, (2016)

Области применения компьютеров-на-модуле - многочисленные высокотехнологичные встраиваемые системы и системы Интернета Вещей (IoT), которые должны характеризоваться высокой производительностью и обходится пассивным охлаждением с собственным потреблением в диапазоне от 5 Вт до 12 Вт. Это могут быть:

• IoT-шлюзы и промышленные системы контроля,
• системы графических интерфейсов с пользователем,
• медицинские устройства,
• системы цифровых вывесок,
• системы торговых автоматов
• системы зарядных станций для электромобилей,
• защищенные высоконадежные мобильные устройства,
• носимые терминалы
• автомобильные системы.

Новая разработка от компании congatec предназначена для самого широкого диапазона встраиваемых и IoT-систем, для которых требуется низкий уровень энергопотребления. Предлагаемые два новых модуля являются стартовыми разработками компании и ознаменуют собой начало широкомасштабных планов компании congatec по использованию в своих изделиях процессоров последнего поколения Intel Atom, Celeron и Pentium производных с использованием новейшего 14 нм техпроцесса от Intel. Линейки наших стандартных продуктов, таких как SMARС 2.0, Pico-ITX и Mini-ITX платы, наряду с модифицированными и полностью заказными материнскими платами, некоторые из которых уже сейчас находятся в производстве, будут представлены в течение года. Вся данная линейка дополняющих друг друга продуктов, наряду с нашими встраиваемыми разработками и услугами производства, позволяет нашим клиентам значительно упростить разработку приложений с малыми габаритами, обладающих при этом высокой интеграцией, обширными наборами функций и вычислительной мощностью. Мартин Данцер (Martin Danzer), управляющий по видам продукции компании congatec AG

Устройство будет поддерживать работу в режиме реального времени. Приложения будут обладать преимуществом использования аппаратной реализации стандарта IEEE 1588, реализующего протокол PTP (англ. Precision Time Protocol - протокол точного времени), который позволит синхронизировать устройства в сети вплоть до наносекунды. Для приложений будет доступен интегрированный цифровой сигнальный процессор (DSP) для обработки аудиосигналов, что может быть полезно при использовании алгоритмов распознавания речи. Другая полезная функция - переход от немодифицируемой, аппаратно реализованной функциональности подключения дополнительных устройств посредством PCIe, к гибкой программно-настраиваемой конфигурации, которая дает возможность использования встроенного модуля гигабитного Ethernet кроме сетевого подключения.

Модули с возможностью работы в режиме реального времени могут поставляться с процессорами Intel Atom E3930, E3940 и E3950, работающими в диапазоне рабочих температур окружающей среды от -40° C до +85° C, либо с более мощными двухъядерными процессорами Intel Celeron N3350 и четырехъядерными Intel Pentium N4200. Промышленные варианты модулей с процессором Atom имеют теплоотводящую крышку контактирующую непосредственно с процессором. Вследствие этого для реализации эффективного отвода тепла не требуется использование дополнительных медных радиаторов.

Все модули оснащены высокопроизводительной графической подсистемой Intel Gen 9. Она поддерживает кодирование/декодирование в форматах HEVC4, H.264, VP8, SVC и MVC с разрешением до 4К.

Специфические особенности

Распаянная непосредственно на плате низковольтная RAM-память DDR3 с объемом до 8 ГБ, дает возможность модулям conga-QA5 поддерживать разрешение 4К на трех дисплеях (максимально), которые могут подключаться посредством двухканального LVDS, eDP, DP1.2 и/или HDMI 1.4. Для коммуникации в среде IoT и подключения дополнительных устройств доступны 1x Gigabit Ethernet, 4 канала PCIe и 6 USB-портов, один из которых поддерживает спецификацию USB 3.0. Внешние устройства так же могут быть подключены посредством одного SPI и одного последовательного порта. Так же присутствуют два порта MIPI CSI для подключения камер. Для расширения доступной памяти вплоть до 64 ГБ возможно использование скоростного eMMC 5.5, 2-x интерфейсов 6 Гбит/с SATA и 1x SDIO. Вывод аудио - с помощью HDA.

Модули обеспечены поддержкой Windows 10, включая специальную версию Windows 10 IoT, всех актуальных операционных систем семейства Linux. BSP включает возможность поддержки версии Wind River IDP 3.1. Доступна опциональная поддержка интеграции, обширный список аксессуаров, заказная разработка и производство материнских плат под специфические нужды потребителей.