Компания MPL, производитель компактных встраиваемых компьютеров, уже более 25 лет является одним из лидеров данного сегмента в мире. В статье приводится обзор наиболее популярных моделей встраиваемых компьютеров и их функциональных особенностей.
Наибольшего успеха компания добилась в направлении встраиваемых модулей и систем, предлагая на рынке компактные компьютеры серии PIP (Packaged Industrial PC). Свою работу компания начала с 1985 г. и в настоящий момент входит в PC104 Embedded Consortium [1]. В первую очередь, почему MPL? Обратим внимание на основной слоган компании MPL — «Особое решение с расширенным рабочим температурным диапазоном». Это концепция особого отношения к потребителю: компания предлагает решение «под ключ».
Можно выделить следующие основные преимущества, характерные для всей серии компьютеров PIP:
расширенный рабочий температурный диапазон: -40...+75 °С;
бескулерное исполнение;
ультранизкое потребление;
питание напряжением постоянного тока бортовой сети;
компактный дизайн с возможностью стационарного крепления или крепления на DIN;
множество опций расширения при использовании периферийного оборудования MPLAG;
длительный срок доступности на рынке;
полная техническая поддержка в разработке и обслуживании.
Продукция компании MPL соответствует международным стандартам:
EN 55022 — европейский стандарт по методам измерений и допустимым значениям излучений для изделий информационных технологий.
EN 55024 — европейский стандарт методики оценки тестов.
EN 61000-4-1; EN 61000 4-2 Lev.3 EN 61000 4-3 Lev.3; EN 61000 4-4 Class 3 EN 61000 4-5 Class 3; EN 61000 4-6 Class 3 EN 61000 6-1; EN 61000 6-2; EN 61000 6-3 EN 61000 6-4 — группа европейских стандартов по электромагнитной совместимости.
MIL-STD-461E — военный стандарт электромагнитной восприимчивости неэкра-нированных частей прибора для бортовых систем.
EN50155 — европейский стандарт, относящийся к условиям работы, исполнению, конструктивным особенностям, тестированию электронного оборудования, используемого в подвижном составе железных дорог.
EN60945 — международный стандарт морских технических приборов и систем судоходства.
Очевидно, что все перечисленные выше свойства компьютеров PIP являются приоритетными для разработчиков. При этом аналогичные изделия альтернативных производителей в настоящий момент редко отвечают всем вышеперечисленным преимуществам.
Кроме того, MPL предлагает больше возможностей с минимальным изменением конечной цены:
изменение типа функциональных разъемов, установленных на материнской плате;
вывод дополнительных интерфейсных разъемов на фронтальную/тыльную часть корпуса;
добавление и инсталляция модулей сторонних производителей в конструктив.
Стоит отметить, что MPL индивидуально подходит к разработке каждого проекта, упрощая разработчикам задачу при проектировании, что позволяет получить существенную экономию, сводя к минимуму последующие доработки системы.
Отвечая на развитие рынка в направлении навигационных систем, распределенных систем сбора данных и управления, а также вычислителей для жестких условий эксплуатации, MPL предлагает готовые системные решения для каждого направления отрасли. В таблице 1 приведены примеры готовых решений. В отличие от производителей процессорных плат и одноплатных компьютеров здесь мы видим готовую PC-платформу, сертифицированную под конкретную область применения.
Таблица 1. Решения компании MPL AG — компьютер для клиента
Назначение
Списание
Сайт производителя
Встраиваемый компьютер для промышленного судового оборудования
Серия PIP10 M71-M11E IP67 — компьютеры для промышленного судового оборудования. Оборудование соответствует стандарту IEC945 (EN60945) /IACS E10, протестировано c ОС Linux, Windows (XP, XPe, 2000), QNX, VxWorks
Встраиваемый компьютер для распределенных систем сбора данных/АСУТП
Серия PIP5-PIP22 PIPPCI — компьютеры для распределенных систем сбора данных/АСУТП. Оборудование включает до 4 PCI-слотов, позволяющих реализовывать многочисленные функции сбора и управления в системе. Оптимизированы для работы со SCADA приложением Intouch
Серия PIP MIL 75-1/MIL XX-Y — защищенные компьютеры для особо жестких условий эксплуатации. Серия PIP5-PIP22 — компактные компьютеры в защищенных корпусах MIL 75-1
Ссновные характеристики материнских плат компьютеров серии PIP
Ввиду различных требований заказчиков к производительности систем MPL предлагает несколько моделей серии PIP в зависимости от производительности процессора и потребления. Форм-фактор процессорных плат MPL идентичен для всех материнских серий, что обеспечивает безболезненный переход от одной платформы к другой без изменений конструктива.
Характеристики материнских плат приведены в сводной таблице 2.
Таблица 2. Технические характеристики плат для компьютеров серий PIP6-PIP22
PIP22
PIP20
PIP11
PIP10
PIP9
PIP8
PIP7
PIP6-11
PIP6
Процессор
Core 2 Duo
Core Duo
Pentium M
Pentium M
Celeron M
Celeron M
Celeron M
Atom Silverthorne XL Z530P
Pentium MMX
Частота
до 1,5 ГГц
до 1,67 ГГц
до 1,8 ГГц
до 1,4 Ггц
1 ГГц
1 ГГц
600 МГц
1,6 ГГц
266/166 МГц
Кэш II уровня
4 Mбайт
2 Mбайт
2 Mбайт
2 Mбайт
512кбайт
512 кбайт
512 кбайт
512кбайт
512 кбайт
Чипсет
Intel 945GME ICH7-MDH
Intel 945GME ICH7-MDH
Intel 855GME 6300ESB
Intel 855GME 6300ESB
Intel 855GME 6300ESB
Intel 855GME 6300ESB
Intel 855GME 6300ESB
Poulsbo US15WPT
Intel 430TX
Оперативная память
1 Гбайт запаяно на плате до 3 Гбайт
512 Мбайт ECC запаяно на плате до 1,5 Гбайт
до 1 Гбайт
1 Гбайт
-
Стандартный рабочий температурный диапазон, °C
-20...+60
-20...+60
Расширенный температурный диапазон, °C
-40...+65
-40„
+75
основные характеристики
Видео
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-I & LVDS
DVI-D & LVDS
CRT & TTL
Сетевой контроллер
2 Гбит
2 Гбит
1 или 3 Гбит
1 или 3 Гбит
1 или 3 Гбит
10/100TX
10/100TX
2 Гбит
10/100TX
Интерфейс USB 2.0/1.1
6/0
6/0
3/0
3/0
3/0
3/0
3/0
6/2
0/2
Интерфейс FireWire
1 порт до 800 Мбит/с
3 порта до Мбит/с
Через PC/104-Plus
COM-интерфейс
2 RS-232 ports on-board, 2 дополнительных порта RS-232 либо RS485/422 с гальванической развязкой
Периферийное оборудование промышленных компьютеров PIP
Встраиваемые системы PIP обеспечивают не только PC-платформу, но и законченную систему, способную выполнять функции распределенной системы сбора данных посредством дополнительных функций PLC, которые можно реализовать в PIP. В частности, в PIP могут быть реализованы следующие функции и интерфейсы:
PCI;
CAN;
CANOpen системы fieldbus (PROFIBUS-DP, PROFINET, INTERBUS, EtherCAT);
SFP Ethernet (SFP);
PMC.
Благодаря этому становится возможной реализация следующих функций:
Устройства сбора и передачи данных (УСПД), осуществляющие прием информации от контроллеров, подключаемых к системе с использованием магистралей передачи данных, и от PLC.
Средства связи, обеспечивающие передачу данных от УСПД к устройствам более высоких уровней иерархии системы.
Центральное устройство сбора и передачи данных, обеспечивающее сбор данных от PLC, УСПД и других устройств, осуществляющих формирование и хранение результатов сбора данных в системе.
Серверы базы данных, обеспечивающие накопление и обработку учетной информации в системе.
Механические характеристики встраиваемых компьютеров PIP
При проектировании данных систем особое внимание уделялось стандартизации типоразмеров корпусов компьютеров. При этом производитель подходит к каждому проекту особо, предлагая в зависимости от требований к составу компьютера оптимальный корпус.
Различают 3 основных типоразмера корпусного исполнения компьютеров PIP (табл. 3-5).
Таблица 3. Стандартный корпус PIP с креплением на DIN-рейку
Модель
270 мм (ш) x 162 мм (г)
PIP62-1
Высота фронтальной панели PIP 62 мм
PIP83-1
Высота фронтальной панели PIP 82,5 мм
PIP120-1
Высота фронтальной панели PIP 120 мм
Таблица 4. Стандартный корпус PIP с креплением
Модель
310 мм (ш) x 162 мм (г)
PIP62-2
Высота фронтальной панели PIP 62 мм
PIP83-2
Высота фронтальной панели PIP 82,5 мм
PIP120-2
Высота фронтальной панели PIP 120 мм
Таблица 5. Удлиненный корпус PIP с PCI-слотами
Модель
440 мм (ш) x 162 мм (г)
PIP62-2
Высота фронтальной панели PIP 62 мм
PIP83-2
Высота фронтальной панели PIP 82,5 мм
PIP120-2
Высота фронтальной панели PIP 120 мм
Компьютер PIP с укрепленными корпусами MILL IP67 для жестких условий эксплуатации
Созданные и протестированные на соответствие военному стандарту прочности MIL-STD 810F данные корпуса PIP (рисунок) противостоят воздействию пыли, влаги, вибраций и способны работать на большой высоте [8].
Рисунок. Промышленный компьютер PIP
Периферийные модули PC/104 для встраиваемых компьютеров PIP
Отличая высокую функциональность компьютеров серии PIP, необходимо добавить, что MPL AG предлагает широкое разнообразие периферийных модулей, многие из которых доступны в стандарте PC/104, PC/104 Plus. Так, для приложений, требующих большого количества COM-портов, MPL AG предлагает адаптеры серии OSCI (Octal Serial Communication Interface).
Многофункциональный OSCI-модуль выпускается в стандарте PC/104 Plus 16 бит с 4 или 8 интерфейсами RS-232 или RS-422/485 c питанием от 5 В. Коммуникационный модуль доступен как в стандартном рабочем температурном диапазоне (-20...+75 °С), так и в расширенном (-40...+85 °С). Типичная сфера применения модуля — промышленные приложения. В таблице 6 указаны основные конфигурации версий.
Таблица 6. Характеристики модуля последовательных интерфейсов OSCI
Характеристики интерфейса
Переключаемый RS-232 или RS-485/422
Фиксированный RS-232
Фиксированный RS-485/422
RS-485/422 с гальванической развязкой
OSCI-8MIX*/OSCI-4MIX
8/4
OSCI-8RS2/OSa-4RS2
8/4
OSCI-8RS4/OSa-4RS4
8/4
OSCI-6MIX-2G/OSa-3MIX-1G
6/3
2/1
OSCI-6RS2-2G/OSa-3RS2-1G
6/3
2/1
OSCI-6RS4-2G/OSa-3RS4-1G
6/3
2/1
Стремясь удешевить сетевое оборудование и сделать процесс конфигурирования сетевых решений более гибким, компания MPL совершила шаг вперед в области проектирования и производства оборудования передачи данных (коммутаторов, маршрутизаторов) для встраиваемых приложений. Многопортовые управляемые оптоволоконные коммутаторы серии MAGBES позволяют повысить эффективность доступа к волоконно-оптическим транспортным сетям групп приложений, работа которых требует высокоскоростной передачи данных. Модуль включает до трех Ethemet-портов (2 Rl-45 и один 2,5-мм наплатный коннектор), а также до двух оптоволоконных разъемов в спецификации SFP (Small Form-Factor pluggable) [8].
Основные конфигурации серии коммутаторов серии MAGBES приведены в таблице 7.
Таблица 7. Характеристики коммутатора MAGBES
Версия
Конфигурация портов Ethernet
RJ-45
SFP (оптоволоконный)
Коннектор 2,54 мм (на плате)
MAGBES-1S
Модуль
4
1
MAGBES-2S
Модуль
2
2
1
MAGBES-1P
PC/104
4
1
MAGBES-2P
PC/104
2
2
1
MAGBES-1M
Встроенный в PIP
4
1
MAGBES-2M
Встроенный в PIP
2
2
1
Стоит отметить, что в своих изделиях компания MPL по требованию заказчика может инсталлировать модули сторонних производителей. В частности, в настоящий момент из периферийного оборудования для применения в компьютерах PIP доступны модули таких производителей, как 3M Engeneering, Diamond System, Connetc Tech и др.
Особое внимание хотелось бы уделить стойкости компьютеров к воздействию внешней среды. Рабочий температурный диапазон для изделий в стандартном исполнении — -20^ + 75 °C, включая производительные системы на процессоре Core 2 Duo. Для приложений, которые должны работать в особых условиях эксплуатации с температурным диапазоном от -40 до 85 °С, все изделия компании MPL AG проходят климатические испытания на использование в максимально жестких условиях по системе X-TEST3.
Наряду с производством встраиваемых плат и компактных систем для функционирования в специальных условиях эксплуатации MPL AG осуществляет поддержку стандартных ОС, а также операционных систем реального времени. Процессорные платы MPL AG успешно прошли тестирование с такими операционными системами, как Linux, Windows (XP, XPe, 2000), QNX, VxWorks и МСВС.
Все модули и системы, предлагаемые компанией MPL, находят применение в областях, где такие требования, как надежность, долговечность и стойкость к воздействию внешних факторов, являются первичными.
Малые геометрические размеры PIP20 обеспечивают наилучшие эксплуатационные характеристики: микропотребление, высокая вибро- и ударопрочность, компактность, что позволяет использовать компьютер на промышленных объектах различного масштаба и в разных промышленных отраслях, таких как энергетика, нефтяная, газовая, химическая, военная отрасли и транспорт.
Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.