Per Baukastenprinzip zur fertigen IPC-Komplettlösung

Die Nachfrage nach Industrie-PCs für die unterschiedlichsten Einsatzszenarien steigt: ob im Bereich Digital Signage oder in der Fertigung – IPCs müssen immer auf die konkreten Anforderungen der Anwendung angepasst und auch in raueren Umgebungen durchgehend betriebsbreit sein. Fujitsu bietet seinen Kunden die Möglichkeit, eine Lösung unkompliziert im Baukastenprinzip zu konfigurieren. Alle Komponenten sind klimaerprobt und zertifiziert. Dadurch entfallen zusätzliche Kosten für entsprechende Tests der fertigen Lösungen.

Bild: Fujitsu Technology Solutions (FTS)

Hauptaugenmerk bei der Entwicklung der Fujitsu Kit Solution wurde auf die freie Konfigurierbarkeit der Lösung gelegt. Dadurch können Kunden vom Prozessor über den Speicher bis hin zu den Festplatten ein abgestimmtes System für ihr Einsatzgebiet auswählen. In der Grundausstattung umfasst das Set ein neu entwickeltes Gehäuse mit den Abmessungen LxBxH: 250x52x191mm inklusive Standfüßen für den horizontalen oder vertikalen Betrieb sowie ein Wallmount-Kit für die Befestigung innerhalb einer Anwendung oder an der Wand. Hinsichtlich der Mainbaords sind die Mini-ITX-Modelle D3433-S oder D3434-S der sechsten Generation Intel-Core-Technologie verfügbar. Außerdem ist eine PCIe-Riserkarte im Set enthalten. Die Mainboards gehören zur Industrial-Serie und sind für den Dauerbetrieb 24/7 in einem erweiterten Temperaturbereich von 0 bis 60°C geeignet. Das D3433-S mit Intel-Q170-Chipsatz unterstützt bis zu drei unabhängige Displays sowie out-of-band-Management via Intel vPro 2015 und Intel AMT 11.0. Für Anforderungen ohne spezielle Managementfunktionen empfiehlt sich das günstigere D3434-S mit dem Intel-H110-Chipsatz. Dieses Modell unterstützt zwei unabhängige digitale Displays. Beide Boards bieten neben einem PCI Express x16 Gen3 und einem mini-PCIe-Steckplatz auch umfangreiche externe und interne USB3.0- und USB2.0-Anschlüsse. Zwei Intel-Gigabit-Ethernet-Anschlüsse, LVDS/eDP und ein TPM-V2.0-Modul von Infineon (D3433-S) runden die Funktionalität ab. Über den LGA1151-CPU-Sockel können bei beiden Boards frei skalierbar alle Prozessoren der sechsten Generation Intel Core angeschlossen werden. Dies umfasst Celeron-G-, Pentium-G-, Core-i3-, Core-i5- und auch Core-i7-CPUs der T-Serie mit 35W TDP. Über zwei SO-DIMM-Sockel lässt sich leistungsstarker DDR4-Arbeitsspeicher anschließen, der bis zu 32GB aufgerüstet werden kann. Das Gehäuse verfügt über ein Laufwerkfach für eine 2,5″-HDD- oder SSD-Festplatte, welches über einen drehzahlgeregelten und überwachten 4-pin-PWM-Lüfter zusätzlich gekühlt wird. Über den M.2-Sockel kann eine weitere SSD (PCIe Technologie oder SATA) in den Baulängen 42 und 60mm direkt auf das Mainboard platziert werden. Über mSATA bietet sich eine weitere Möglichkeit und Technologie für den Einbau einer SSD-Festplatte.

Bild: Fujitsu Technology Solutions (FTS)

Der PCIe Slot ermöglicht Zusatzfunktionen wie beispielsweise die Integration von WLAN. Eine entsprechende Öffnung für die Durchführung einer WLAN-Antenne ist im Gehäuse bereits berücksichtigt. Es verfügt über Einbaumöglichkeiten für eine optionale Riserkarte für PCIe-Karten im SFF-Design. Die Funktionalität lässt sich über den PCIe-Steckplatz beziehungsweise durch Erweiterungskarten mit niedriger Bauform erhöhen. So kann beispielsweise für den Bereich Digital Signage eine Grafikkarte angeschlossen werden, die es erlaubt, mit den bis zu drei Onboard-Grafikschnittstellen insgesamt bis zu fünf unabhängige Displays anzusteuern. Alternativ können Nutzer COM-Erweiterungskarten oder Bus-Karten für den Industriebereich, Framegrabber- oder auch Dual-Gigabit-Ethernetkarten einsetzen. Die Lösung beinhaltet eine verschraubbare 12VDC-In Power-Buchse, welche mit einem EMV-Filter und einem Kabelsatz den Betrieb der Mini-ITX-Mainboards D3433-S beziehungsweise D3434-S ermöglicht. Entsprechende Netzteile sind beispielsweise das BET-0600M von Bicker. Das Power-Design ist auf Prozessoren mit einer maximalen TDP von 35W und einem Gesamtsystemverbrauch von 60W ausgelegt. Als Kühllösung für die CPU bieten sich sämtliche 1HE-LGA115x-Kühler mit 4pin-PWM-Lüfterregelung an. Außerdem gibt es eine Intrusionfunktion, welche das Öffnen des Gehäuses auch im ausgeschaltenen Zustand mitprotokolliert. Ein Anschluss für einen Kensington-Lock garantiert zudem Diebstahlsicherheit. Als Betriebssystem für die Fujitsu Kit Solution eignen sich die Windows Versionen 7 bis 10 sowie diverse Linux-Systeme. Ein besonderer Vorteil der Lösung ist die vollständige Zertifizierung aller Komponenten im herstellereigenen Product Compliance Center. Am Entwicklungs- und Fertigungsstandort Augsburg werden die Komponenten u.a. klimatischen Tests für Boards und Gehäuse-Kits sowie Schock- und Vibrationstests unterzogen. Hinzu kommen Falltests und Prelltests nach DIN EN60721-3-2 Klasse 2M2, DIN EN22248 und DIN EN ISO2247 (2SO10-0052+M03). Auch im Hinblick auf elektromagnetische Verträglichkeit entspricht das komplette Kit auf Systemebene den CE- und FCC-B-Vorgaben. Fujitsu stellt Entwicklern zudem die kompletten Berichte der Tests zur Verfügung. Somit verfügen Kunden über eine betriebsbereite Komplettlösung. Es entfallen zusätzliche zeitaufwendige und kostenintensive Tests und Zertifizierungen. Entwickler können die Hardware mithilfe der mitgelieferten Tools weiter verbessern. Im Bereich Digital Signage ist es z.B. empfehlenswert, dass D3433-S mit vPro zu wählen. Das Board ermöglicht die Ansteuerung von drei unabhängigen Displays (mit zusätzlicher Grafikkarte fünf). Über vPro kann zudem remote auf das Gerät zugegriffen und dieses komplett gesteuert werden. Über die Mega-Rac-XMS-Software von AMI hat der Administrator Zugriff auf das BIOS, kann von einem Remote Image booten, sämtliche Energiefunktionen wie Anschalten, Ausschalten, Reboot oder Standby anwählen und auf eine schnelle grafische Nutzeroberfläche durch Keyboard/Video/Mouse (KVM) Redirection zurückgreifen. Die Anforderungen für Embedded-PCs sind je nach Einsatzgebiet und Umgebungsbedingungen sehr vielfältig. Eine optimale Funktion erfordert eine individuelle Anpassung des Gesamtsystems bestehend aus Mainboard, Netzteil, Gehäuse, Display und weiteren Komponenten an genau diese Anforderungen. Fujitsu bietet hierzu eine Vielzahl an allgemeinen sowie speziellen industriellen Tools sowie diversen Test-Programmen. Zu den allgemeinen Tools gehören ‚Werkzeuge‘ zum

• Einbinden eines Kundenlogos in den Bootscreen (BIOS-Boot-Logo),

• Verarbeiten von Microsoft-Lizensdaten sowie dem Flashen von DMI-Daten wie einer Seriennummer (OEMIDENT),

• Erstellen von kundenspezifischen BIOS-Einstellungen, welche auch nach einem Update oder Recovery erhalten bleiben (EditCMOS),

• Flashen eines BIOS Updates under DOS (UEFIFLASH) und Windows (DeskFlash),

• Visualisieren und Einstellen des Board-Management-Controllers hinsichtlich Lüfterdrehzahlen in Abhängigkeiten von mehreren Systemtemperaturen wie z.B. der CPU. Das Tool SystemGuard erlaubt zudem die Aktivierung des Watchdogs sowie das Protokollieren von Events in sogenannten Log Files.

Bild: Fujitsu Technology Solutions (FTS)

Diverse industrielle Tools für Industrie-Mainboards von Fujitsu erlauben weitgreifende Anpassungen des Mainboards ohne Unterstützung durch den Hersteller. Mittels des SilentFanConfig Managers lassen sich Lüfterkennlinien individuell den thermischen Anforderungen anpassen. Die Kennlinie wird dabei fest im Flash gespeichert und bleibt auch nach einem BIOS-Update erhalten. Ein LVDS-Tool erlaubt die Anpassung der Onboard-Grafik an unterschiedlichste Displayformate, Auflösungen und Timings. Zusätzlich stehen für die Entwicklung kundenspezifischer Software-Tools auch eine Windows System Monitoring API (BMCAPI) sowie Linux System Monitoring Driver (LMSENSORS) zur Verfügung. Diese Erlauben den Zugriff auf Daten wie beispielsweise Lüfterdrehzahlen, Sensor-Temperaturwerte, den Watchdog sowie diverse Alerts und den GPIO (General Purpose Input Output). Abgerundet wird das Softwarepaket durch spezielle Test- und Diagnose-Tools, welche Fujitsu auch für die Qualifizierung und in der Systemproduktion für Desktop-PCs, Workstations und Server im Werk Augsburg verwendet. Hierzu nur ein paar Beispiele. Mittels Memtest, einem Tool, welches auch bei Speicherherstellern verwendet wird, können Speicher umfangreich auf Kompatibilität mit dem Mainboard getestet und bewertet werden. Ein Software-Rebooter stresst das System mit zigfachen Reboots, welche einen wichtigen Indikator für ein zuverlässiges System darstellen. Über authorisierte Mainboard-Distributoren von Fujitsu erhalten Kunden Support in der Auswahl und Nutzung der Tools. Die Fujitsu Kit Solution mit den Entwickler-Tools bietet eine Komplettlösung, die für die unterschiedlichsten Einsatzszenarien angepasst werden kann. In der industriellen Automation ist sie beispielsweise als Industrial Thin Client oder boxed IPC einsetzbar. Mit einer zusätzlichen Grafikkarte eignet sich das Gerät für grafische Anwendungen im Bereich Videoüberwachung, Kiosk oder auch Digital Signage. Des Weiteren bringt die Lösung alle Zertifizierungen für die Anforderungen der Medizintechnik mit sich. Weitere Einsatzgebiete sind zudem Gaming (z.B. Spielautomaten) oder Kommunikation und Broadcasting. Durch die variable Konfigurierbarkeit entstehen darüber hinaus zahlreiche Applikationsszenarien.