Prodotto di serie o custom?

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Con l’introduzione dei Box Pc della serie CB Kontron è in grado di risolvere questo dilemma, abbinando la flessibilità tipica di una soluzione custom con la riduzione di costi e tempi di sviluppo di un sistema off-the-shelf

All’incirca un anno fa Kontron ha introdotto un servizio di progettazione custom per i Box PC denominato “Concept Box”. Questo servizio ha portato alla realizzazione di tre prodotti standard che costituiscono la nuova serie CB. Alla luce di ciò appare evidente che i confini tra Box PC personalizzati e prodotti standard tendono a farsi sempre più evanescenti. Questo comporta evidenti vantaggi per gli utenti, che possono disporre di sistemi dedicati più economici, veloce e di livello qualitativo superiore.

Fig. 1 - CB 753 è un Box PC in grado di garantire prestazioni multi-core

Da un punto di vista prettamente teorico, un sistema commerciale (off-the-shelf) in grado di soddisfare le esigenze di una specifica applicazione costituirebbe senza dubbio la soluzione ideale. Purtroppo in molti casi una soluzione del genere non esiste, specialmente nel caso di Box PC di piccole dimensioni. Poiché i settori di utilizzo dei Box PC embedded di piccole dimensioni sono i più svariati - automazione, medicale, POS/POI, cartellonistica digitale (digital signage), sicurezza e trasporti, solo per citare le principali - le dimensioni e le modalità di montaggio non sono standardizzate. Senza dimenticare che le applicazioni e le esigenze sono le più svariate, come testimoniato dalla varietà sia di dimensioni degli alloggiamenti sia degli insiemi di caratteristiche.

D’altra parte, per minimizzare il costo iniziale è necessario ridurre al minimo i costi di ingegnerizzazione per i singoli Box PC. A questo punto appare auspicabile un approccio modulare e trasparente in grado di abbinare la flessibilità tipica di un progetto custom con i costi e i tempi di sviluppo contenuti propri di un prodotto standard. I nuovi servizi ODM (Original Design and Manufacturing) per Box PC sono la risposta di Kontron a queste esigenze: la validità di questo approccio è testimoniata dall’elevato numero di richieste ricevute nel corso di questo primo anno di attività per progetti singoli, dalle quali sono successivamente scaturiti tre prodotti standard.

Servizi di progettazione con la qualità della produzione di serie
Il vantaggio della metodologia messa a punto da Kontron è dato dal fatto che il servizio di progettazione può vantare le caratteristiche tipiche di un prodotto di serie. Con questo approccio, una procedura standard non viene semplicemente applicata in base a una lista di controllo (checklist). Piuttosto, viene generato un insieme di regole per il progetto: ciò da un lato assicura che le richieste vengano elaborate nel minor tempo possibile e in base a livelli qualitativi elevati, mentre dall’altro garantisce la libertà necessaria per lo sviluppo di box custom, oltre a consentire al progettista di sbrigliare le proprie doti di immaginazione e creatività.

Grazie ai servizi ODM è possibile implementare molti parametri e variabili standardizzate, come ad esempio i limiti relativi ai massimi consumi di potenza ammissibili oppure all’uso di schede madri embedded e schede singole. In un ambiente di questo tipo, finalizzato allo sviluppo di Box PC (attualmente disponibile per lo sviluppo con schede madri in formato ITX), è possibile realizzare configurazioni personalizzate seguendo una metodologia standardizzata ma, nel contempo, libera da vincoli.

Riduzione del time-to-market
Oltre alla prospettiva, sicuramente allettante dal punto di vista economico, di disporre di un sistema realizzato su specifica al costo di un prodotto di serie, è possibile beneficiare di una consistente riduzione del time-to-market. L’obiettivo dei servizi ODM per i Box PC è fornire un progetto di sistema valutato in tutti i possibili dettagli in un periodo di tempo inferiore ai tre mesi. In questo modello, la data esatta di ogni fase significativa del progetto viene determinata con estrema precisione.

I parametri fondamentali
Nel caso si utilizzino schede madri in formato mini-ITX, le dimensioni minime di un sistema privo di ventole (fanless) è pari a 75 x 250 x 160 mm, di poco superiori a quelle della più piccola scheda madre compatibile ATX. Entro tali dimensioni, Concept Box integra una scheda madre con un’interfaccia compatibile ATX. Grazie alla disponibilità di connettori integrati, è possibile realizzare interfacce supplementari. Le dimensioni del sistema finale dipendono esclusivamente dalla tipologia di componenti aggiuntivi (add-on) richiesti.

Moduli di espansione, hard drive e altri componenti del sistema come ad esempio UPS (Uninterruptible Power Supply) possono così essere collocati nelle posizioni più idonee. I moduli di espansione possono essere integrati attraverso slot di espansione sulla scheda madre mini-ITX per mezzo di apposite raiser card (ovvero schede che si inseriscono nella scheda madre) “piatte” o attraverso un insieme di cavi integrato, che può essere posizionato esattamente nella posizione richiesta. E ‘ possibile implementare ogni modulo di espansione compatibile dal punto di vista elettronico con PCI o PCI Express. Ciò grazie alla flessibilità propria del concetto di alloggiamento modulare dei Box PC di Kontron, basato su profili standard dimensionabili liberamente in lunghezza e larghezza e che mette a disposizione slot singoli per I/O dedicati.

Nonostante la variabilità di ogni singola soluzione, i Box PC della serie CB hanno caratteristiche comuni. Tutte le versioni sono progettate per il funzionamento a temperatura ambiente compresa tra 0 e 50 °C (in conformità agli standard IEC 60068-2-1, 60068-2-2, 60068-2-14). Il valore di TDP (Thermal Design Power) è di 35 W, mentre la dissipazione di potenza complessiva del sistema non può superare i 70 W e l’alimentazione è 24 V DC. Questi parametri comunque definiscono solamente i limiti superiori in conformità a quanto specificato dai relativi standard. I requisiti relativi a specifiche applicazioni - come ad esempio quelle per sistemi medicali o a bordo dei veicoli - possono essere molto più severe in termini ad esempio di isolamento elettrico, massima dissipazione di potenza o gestione dell’energia.

La serie CB
I tre prodotti standard che compongono la serie CB di Kontron sono il risultato di progetti custom realizzati sfruttando i servizi Concept Box. Si tratta di CB 751, robusto e affidabile, CB 752, a basso consumo e CB 753 dalle prestazioni particolarmente spinte. Un confronto fra i tre modelli permette di evidenziare l’elevato livello di flessibilità che il servizio ODM per i Box PC è in grado di offrire.

CB 753: prestazioni multi-core
Questo Box PC embedded di tipo fanless (le cui dimensioni sono pari a 75 x 350 x 260 mm) è la più recente aggiunta a questa famiglia. Grazie a caratteristiche simili a quelle di un server industriale e prestazioni di elaborazione assimilabili a quelle di un server, CB 753 rappresenta la soluzione ideale per applicazioni quali digital signage di fascia alta, misura e collaudo e visualizzazione in campo medicale. Integrato con la scheda madre KTGM45 Mini-ITX di Kontron, è disponibile con processori mobili della linea Intel Core 2 Duo con FSB (Front Side Bus) fino a 1066 MHz e può essere equipaggiato con un massimo di 8 GB di RAM DDR3 a elevata efficienza energetica.

CB 753 supporta anche la tecnologia Intel AMT 4.0 (Active Management Technology) che permette di effettuare la gestione remota e semplificare la manutenzione. Grazie a questa tecnol
ogia, ad esempio, è possibile aggiornare e manutenere da remoto un’applicazione di visualizzazione digitale, riducendo la necessità di inviare personale tecnico sul campo con conseguente diminuzione del costo di possesso. Le interfacce presenti sul pannello frontale comprendono 3 porte LAN 10/100/1000, 4 USB 2.0, 1 IEEE1394, 1 RS-232, nonché supporto per VGA e DVI (attraverso la scheda ADD2), audio HD, mouse e tastiera PS/2. Sulla parte posteriore sono disponibili tre interfacce RS-232 e due USB 2.0 supplementari. Per consentire estensioni personalizzabili, sono previste due slot di espansioni PCI e uno slot PCI Express x 16 nel caso siano richieste elevate velocità di trasferimento dati, come nelle applicazioni di misura e collaudo.

CB 752: con processore Intel Atom
Si tratta del secondo prodotto derivato dai progetti sviluppati dai servizi ODM di Kontron. CB 752 è una piattaforma compatta a elevato valore aggiunto ottimizzata in termini di costi e di consumi. Equipaggiato con un processo a basso costo e ridotta dissipazione Intel Atom N270, mette a disposizione un’ampia gamma di interfacce che possono essere configurati in modo da soddisfare i più svariati requisiti industriali. CB 752 rappresenta quindi la soluzione ideale per una pluralità di applicazioni che richiedono la disponibilità sul lungo termine – medicale, trasporti, automazione, POS., e digital signage. Esso è dotato di un massimo di 2 Gb di RAM DDR2 e di numerose porte configurabili ed è ospitato in un contenitore di alluminio particolarmente robusto.

Fig. 2 – CB 752 è equipaggiato con un processore Atom a elevata efficienza energetica

Oltre alle tradizionali interfacce PC, sono disponibili interfacce standard industriali quali RS-232, RS-422/485, I/O digitali, un’interfaccia CAN (opzionale) e due interfacce Gigabit Ethernet. In opzione è possibile avere una WLAN a doppia antenna, in modo da eliminare il ricorso a ingombranti cablaggi. I moduli di espansione custom possono essere integrati attraverso uno slot mini PCI Express. Grazie a un MTBF di circa 100.000 ore – che corrispondono a oltre 11 anni di funzionamento ininterrotto (24/7) – CB 752 è particolarmente adatto nelle applicazioni in cui il tempo di corretto funzionamento (uptime) è un elemento critico, come nel caso dei siti produttivi e dei sistemi POS. Grazie alla durata estremamente lunga, questo Box PC compatto può essere facilmente “nascosto” ad esempio in un armadio a muro e gestito in maniera remota, senza la necessità di accedere fisicamente al dispositivo.

CB 751: una soluzione dual core
Capostipiti della linea di prodotti originati dai servizi ODM di Kontron, è stato esplicitamente concepito per l’uso in ambienti industriali e laddove le condizioni operative risultano particolarmente critiche. Il nucleo centrale di questo Box PC è rappresentato da una scheda Mini-ITX 986LCD-M/mITX (BGA) che può essere equipaggiata con un processore Intel Celeron o Core Duo LV e fino a 4 GB di RAM DDR2. Di dimensioni compatte (75 x 250 x 260 mm), questo Box PC opera in assenza di ventole grazie alla sua elevata efficienza, caratteristiche che ne fanno una soluzione robusta e silenziosa.

Fig. 3 – CB 751 è stato esplicitamente concepito per l’uso in ambienti particolarmente gravosi

La dotazione di porte comprende 3 GB LAN, 6 USB 2.0, 1 Firewire, 4 RS-232, VGA, audio HD, mouse e tastiera PS/2, slot SATA da 2,5”, zoccolo per CF e DVI opzionale, oltre a uno slot di espansione miniPCI Express. Controllo di processo e sistemi medicali sono alcune tra le applicazioni tipiche. Grazie alle sue doti di robustezza e all’assenza di ventole, CB 751 può essere impiegato in ambienti industriali particolarmente gravosi e in applicazioni nei settori medicale, dei trasporti e del digital signage. L’utilizzo di dischi a stato solido (SSD) o di Compact Flash (CF) che permette a questo Box PC di operare in maniera assolutamente silenziosa, lo rende particolarmente adatto all’uso in ambienti sensibili al rumore.

Il concetto di un dispositivo di elaborazione compatto, affidabile ed efficiente, di per sé particolarmente attraente, trova la sua migliore espressione nei Box PC. Questi ultimi, dal canto loro, richiedono la disponibilità di sistemi precostruiti per minimizzare sia il time-to-market sia i tempi di sviluppo. Concept Box rappresenta la naturale evoluzione del Box PC in quanto mette a disposizione un’implementazione modulare e trasparente che abbina la flessibilità di un progetto personalizzato ai bassi costi e ai ridotti tempi di sviluppo di un progetto basato su componenti COTS.

I tre prodotti che costituiscono la serie CB sono in grado di coprire, dal punto di vista tecnologico, tutte le esigenze del settore IPC fanless, con un’offerta che spazia dai processori Intel Atom a elevata efficienza energetica con 2 Gb di RAM DDR2 fino ai processori Intel Core 2 Duo a elevate prestazioni dotate di un 8 Gb di RAM DDR3 a doppio canale per applicazioni che richiedono elevate prestazioni e ampie risorse di memoria come nel caso dell’elaborazione delle immagini in campo industriale e medicale.

Grazie alle competenze dei servizi ODM di Kontron e a un sistema ideato per soddisfare i requisiti imposti dai principali standard a livello internazionale - come ad esempio lo standard DIN-EN6061 per applicazioni medicali - è possibile realizzare soluzioni per virtualmente tutte le applicazioni che prevedono l’uso di Box PC. Grazie alle serie CB, Kontron consente ai propri utenti di ridurre drasticamente il time-to-market, garantendo nel contempo i più elevati livelli qualitativi e una significativa diminuzione del TCO.
 

Günther Dumsky, director of Systems and Boards, Kontron

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