Intel Atom x6000E - най-доброто от няколко свята

Intel Atom x6000E с кодово име Elkhart Lake (EHL) е най-новият член на процесорната фамилия и открива възможности за широк спектър от индустриални приложения. Системата върху чип (SoC) включва множество входно-изходни интерфейси, които досега липсваха в Intel SoC.

Берни Естерман, мениджър бизнес развитие Intel в Rutronik

Ядрото на процесора Intel Atom x6000E е двучипово, интегрирано в BGA корпус с размери 35х24 мм. Процесорът е базиран на 10-nm технология и има четири Tremont ядра с 1,5 MB L2 и 4 MB LLC кеш. Това води до 1,7 пъти по-висока производителност на всяко ядро и до 1,5 пъти по-висока многоядрена производителност в сравнение с архитектурата Apollo Lake на Intel при аналогично термично разсейване.

Графичният модул с UHD резолюция на Intel има двойно по-висока производителност и поддържа максимална разделителна способност 4kp60 на до три дисплея едновременно. Контролерът на паметта поддържа DDR4/LPDDR4 с до 32 GB и 4267 MTs. Чипсетът Platform Controller Hub (PCH), базиран на 14-nm технология, е свързан с 4GT чрез бърз интерфейс. В допълнение към обичайните компютърни В/И интерфейси, PCH предлага множество допълнителни, които досега не са били налични в Intel SoC: UART, SPI, I2C, CAN FD, PWM, за квадратурни енкодери (QEP) и АЦП – фиг. 1.

Интегрирана корекция на грешки (ECC) в паметта

Интересна характеристика е интегрираният в паметта код за корекция на грешки (IBECC), който подобрява надеждността, без да е необходима външна ECC памет. Коригираната информация се съхранява във вътрешния кеш и външни резервирани блокове от паметта. Самата ECC проверка е незабележима за потребителя. Тя може да бъде активирана за области от външната DDR памет с високи изисквания за сигурност и надеждност и да бъде деактивирана за други. При активираните области на паметта с ECC намалява честотната лента, но в повечето случаи общото увеличение на честотната лента на паметта се балансира в сравнение с Apollo Lake.

Програмируем Services Engine

Програмируемият енджин за услуги (PSE) е специален модул за разтоварване от процеси, реализиран с ARM Cortex-M7 с 384 kB сдвоена памет (TCM) и 1 MB L2 кеш, който се намира в PCH. Той е напълно програмируем от потребителя, като Intel предлага различни референтни схеми както в изходен, така и в двоичен код:

Вграден контролер (EC) Light: Прехвърляне на някои контролерни функции от платформата към PCH, управление на батерията и на температурата.

Външно управление (OOB): дистанционно рестартиране, управление на стартиране/изключване

Мрежово прокси: мрежова реакция, събуждане на системата

Изчисления с ниско енергопотребление: поддръжка на функционалност в реално време, изчисления с нисък DMIP (по Драйстоун), нискоскоростни В/И за IoT приложения (като алтернатива на поддръжка от външен микроконтролер)

Сензорен хъб: Понижено натоварване на сензорното приложение и обединяване на данни при ниска енергоконсумация

Клиентите, които притежават софтуер, оптимизиран за ARM, могат да използват Zephyr Software Development Kit (SDK), за да създават, компилират и прехвърлят собствен код към PSE.

Функционалност в реално време

Процесорът Intel Atom x6000E има три интегрирани 2,5 GbE MAC контролера, всеки с TSN функционалност. Освен това процесорът поддържа технологията на Intel за координирани във времето изчисления (TCC) – фиг. 2.

Intel TCC предоставя хардуерен механизъм за координиране на различните таймери във всеки IP блок. Intel TCC Timeliness предоставя хардуерен механизъм за определяне на латентността на пакетите от данни между IP блоковете. TSN се отнася до набор от стандарти/спецификации и функции, базирани на Ethernet мрежи, които поддържат приложения с високи изисквания за точност във времето.

Функционална безопасност

Intel предоставя цялостно софтуерно решение за Safety Island (SI) енджините в рамките на PCH за реализиране на функционални приложения за безопасност посредством няколко допълнителни компонента:

Производителност: функции за сигурност за високоефективни многоядрени системи с ниска консумация на енергия, високо ниво на интеграция и висока производителност

Сертификация: SIL2/Cat.3 PL d (стандартно), SIL3/Cat.4 PL e (опция)

Сигурност: пълната техническа документация подпомага клиентите при сертифициране на системата

Хардуерна безопасност: интегрирани контролери Safety Island на Intel, улесняват клиента при внедряването на механизми за сигурност
Софтуер за функционална безопасност: набор от софтуерни компоненти за безопасност, откриващи хардуерни повреди

Решения за зареждане

Intel предлага нов инструмент за зареждане (Slim Bootloader) за избрани Intel платформи, включително серията процесори Atom x6000E. Slim Bootloader е базиран на Linux с BSD лицензионен модел, което значи, че (за разлика от GPL) персоналните настройки не трябва да бъдат копирани.

Интегриран регулатор на напрежение: Процесорът Intel Atom x6000E е подходящ за различни приложения извън използването на стандартни SMARC, Qseven и COMExpress модули. Едночиповата система предлага множество В/И функции, които не могат да бъдат налични в корпуси със стандартни размери. За да се използват всички тези нови функции, често е необходимо да се проектират персонализирани решения.

Поддръжка на функционална безопасност: Сложността на хардуерните и софтуерните системи в индустриалната автоматизация расте и въпросът за отговорността в случай на повреди става все по-важен.

Сигурност за високопроизводителни изчисления: Предоставяне на защитни функции за високопроизводителни, многоядрени модули с ниско енергопотребление, високо ниво на интеграция и висока производителност. Интегриран ISI за по-лесно реализиране на механизми за сигурност.

Съкратен период на сертификация: Намаляване на общите оперативни разходи за клиента и съкращаване на времето за сертифициране в съответствие с международните стандарти (IEC 61508).

Консолидация и намаляване на разходите: Консолидиране както на критичните за безопасността, така и на безопасните работни натоварвания със смесени приоритети на централна изчислителна платформа с цел намаляване на разходите.

Работни условия и надеждност при индустриална употреба: Продуктите на Intel са проектирани за максимална надеждност и дълъг експлоатационен живот. Intel предлага гарантирана наличност от 15 години за EHL процесори. За IoT устройства, използвани в тежки индустриални условия, EHL предлага разширен температурен диапазон от -40 до +85°C. Освен това интегрираната ECC корекция служи за защита срещу повреди в системата, гарантирайки по-висока надеждност.

Сигурност и управляемост: Интегрираните основни функции за сигурност са налични във всички серии процесори на Intel. EHL предоставя пълна референтна архитектура за IoT защита, която показва как интегрираните функции за сигурност могат да защитят интелигентните устройства, базирани на Intel технология.

AI, DL и машинно зрение: Intel разполага с цялостно портфолио от AI продукти и средства за оптимизация за стандартни невронни мрежи, които дават възможност на производителите да преминат в изцяло нови области на приложение.

Заключение

В допълнение към стандартната съвместимост с Windows 10, Linux и много операционни системи в реално време, процесорът Intel Atom x6000E предлага познати функции за консолидация на работното натоварване и за виртуализация. PSE, който разполага с множество индустриални В/И интерфейси, може да изпълнява различни функции, които в миналото изискваха отделен микроконтролер. TSN управлява прецизно програмируеми логически контролери и други чувствителни към времето задачи, които не могат да бъдат изпълнени самостоятелно от системи, базирани на Windows.

Благодарение на големия брой индустриални В/И тази SoC система е подходяща за оптимизирани по отношение на разходите и функционалността решения, реализирани в недостижими доскоро габарити.

www.rutronik.com/intel