ПРЕСС-ЦЕНТР

Материнские платы холдинга Kontron: европейское качество по азиатской цене

Компоненты и технологии 3/2006

Акиншин Л.

В продуктовом предложении международного холдинга Kontron важное место отведено встраиваемым и промышленным материнским платам. Характерными чертами этих изделий являются европейский уровень качества, высокая производительность при малом энергопотреблении, длительный жизненный цикл и ориентация на компонентную базу класса Embedded. Материнские платы марки Kontron стоят примерно столько же, сколько аналогичная азиатская продукция, но превосходят ее по всем прочим параметрам.

Из множества существующих сегодня типоразмеров материнских плат специалисты Kontron освоили формфакторы ATX, Micro-ATX, Mini-ITX и Flex-ATX (Micro-ATX). Соответствующие решения марки Kontron разбиты на две группы: промышленные и встраиваемые. Различия между промышленными и встраиваемыми материнскими платами обусловлены особенностями их целевых областей применения, носят многоаспектный характер и распространяются, в частности, на диапазон рабочих температур (0 C ... 50 C или 0 C ... 60 C соответственно) и компонентную базу (обычные процессоры/чипсеты или компоненты серии Intel Embedded).

Промышленные матплаты имеют жизненный цикл порядка 2-3 лет, обеспечивают весьма высокую производительность и стоят сравнительно недорого. По этим параметрам, а также по своим функциональным возможностям данные изделия близки к обычным материнским платам настольного класса и отличаются от представителей "встраиваемой" серии. Последние доступны для заказов в течение 5-7 лет, создаются с использованием компонентов Intel Embedded, характеризуются высокой степенью интеграции, оптимизированы в смысле соотношения "производительность-энергопотребление" и в обязательном порядке поддерживают жидкокристаллические дисплеи. Различны и механические конструктивы, в которых реализуются материнские платы двух этих групп: решения формата Micro-ATX относятся к промышленным материнским платам, изделия Mini-ITX и Flex-ATX (Micro-ATX) ко встраиваемым, и лишь продукция типа ATX представлена в обеих категориях.

Встраиваемые материнские платы производства Kontron

Встраиваемые материнские платы применяются в игровых автоматах, кассовых аппаратах, промышленных компьютерах и операторских дисплеях разных типов, медицинской технике, торговых автоматах и лотерейных машинах. Системные платформы этой группы должны удовлетворять повышенным требованиям в плане качества, надежности, экономичности и длительности жизненного цикла. По данным аналитического агентства VDC, в 2006 году объем рынка встраиваемых материнских плат превысит 500 млн. долл.

Продуктовая линейка Kontron Mini-ITX

Имея размеры 17 x 17 мм, материнские платы формата Mini-ITX являются на сегодняшний день самыми миниатюрными ATX-совместимыми системными платформами. Малые габариты открывают перед изделиями этого типа широчайший спектр потенциальных приложений. Конструктив Mini-ITX быстро завоевывает популярность в самых различных секторах индустрии встраиваемых систем. По результатам 2004 г. совокупный объем мирового рынка Mini-ITX приблизился к 100 млн. долл., при этом его ежегодные темпы роста составили порядка 20 процентов.

Малогабаритные решения Kontron, выполненные в конструктиве Mini-ITX, являются воистину универсальными продуктами. Эти материнские платы можно использовать в информационных терминалах, кассовых аппаратах, системах автоматизации различных типов, современной медицинской технике, игровых автоматах и др. В данных секторах продукция Mini-ITX успешно конкурирует с разнообразными 3,5- и 5,25-дюймовыми изделиями, с модулями PC/104 и EPIC, а также с заказными решениями.

Стандарт Mini-ITX еще сравнительно молод, и потому Kontron работает на этом рынке недавно, как, впрочем, и все остальные поставщики. Тем не менее мы склонны видеть в Kontron будущего лидера этой зарождающейся индустрии. В пользу этой точки зрения есть целый ряд доводов. Прежде всего Kontron является единственным крупным поставщиком материнских плат Mini-ITX в Европе, что, несомненно, будет служить ему хорошим подспорьем в деле завоевания этого ключевого региона. Во-вторых, холдинг Kontron есть плоть от плоти, кость от кости индустрии ВКТ, и потому владеет культурой производства встраиваемых решений. В отличие от изделий азиатских поставщиков, платы Mini-ITX марки Kontron создаются на базе компонентов класса Embedded и имеют длительный жизненный цикл (5 лет и более). Оба эти обстоятельства суть весьма весомые аргументы в глазах тех компаний, которые попадают в сферу влияния Mini-ITX и являются потребителями соответствующей продукции (потенциальными или уже состоявшимися). Кроме того, изделия Kontron - это "европейская сборка", что также немаловажно. И самое главное: Kontron проводит агрессивную ценовую политику, продавая свои материнские платы формата Mini-ITX по тем же ценам, что и азиатские производители. В результате за свои деньги клиент может получить либо малогабаритное решение, созданное на базе "настольных" компонентов людьми, привыкшими создавать изделия настольного класса, либо высококачественный продукт, разработанный и произведенный в Европе профессионалами в области встраиваемых компьютерных технологий с огромным опытом профильной трудовой деятельности. Нетрудно догадаться, какому изделию будет отдано предпочтение[1].

Линейка Kontron Mini-ITX охватывает всю шкалу приложений: от Low End до High End. На нижнем конце этой шкалы располагается плата 786LCD/mITX, выполненная на микросхемном наборе Intel 815E + Intel ICH4 серии Embedded. Роль ЦП выполняет здесь процессор Intel Low Voltage Celeron или Intel Ultra Low Voltage Celeron с тактовой частотой 733 МГц или 400 МГц соответственно. Изделие 786LCD/mITX ориентировано на ту же нишу, что и платформы VIA EPIA нижнего уровня, но, в отличие от последних, довольствуется пассивным охлаждением.

Безвентиляторное решение 886LCD-M/mITX(BGA), оснащенное 600-мегагерцовым запаянным процессором Intel Mobile Celeron, рассчитано на задачи среднего уровня, требующие малого тепловыделения и пассивного охлаждения. Функции чипсета выполняет микросхемный набор Intel 855GME + Intel 6300ESB, благодаря которому у этой материнской платы есть интегрированный контроллер Intel Extreme Graphics 2. Купив 886LCD-M/mITX(BGA), разработчик получает 400-мегагерцовую системную шину, встроенную трехмерную графику, интерфейсы VGA и LVDS, слот AGP/DVO, четыре порта USB 2.0, интерфейс Fast Ethernet и четыре канала RS232. К мультимедийным возможностям продукта относятся бортовой стереоусилитель и контроллер AC-97, позволяющий получить высококачественный объемный звук формата 5.1. Наряду с двумя обычными интерфейсами ATA 100 у платы 886LCD-M/mITX(BGA) есть последовательный канал Serial ATA 150, который поддерживает "горячее" подключение накопителей и обеспечивает быстрый обмен данными с дисковыми массивами RAID-0/1 по двухточечным соединениям. Объем ОЗУ типа DDR333 SDRAM может достигать 1 Гбайт. Материнская плата 886LCD-M/mITX(BGA) предлагается по базовой цене 238 евро и может пригодиться при создании разнообразного торгового, информационного и развлекательного оборудования, банкоматов, измерительной аппаратуры и промышленных компьютеров.

Приложениям класса High End специалисты Kontron адресуют платы 886LCD/mITX и 886LCD-M/mITX с процессорами Intel Pentium 4 и Intel Celeron (гнездо mPGA478). Встраиваемые чипсеты Intel 852GME / 6300ESB и Intel 852GME / 6300ESB обеспечивают для них высокую производительность, широкие коммуникационные возможности и достойную мультимедийную функциональность (рис.1).


Рис. 1. Встраиваемая материнская плата Kontron 886LCD-M/mITX, выполненная в конструктиве Mini-ITX и рассчитанная на процессоры Intel Pentium 4 и Intel Celeron. Базовое оснащение включает три канала Gigabit Ethernet, четыре порта USB 2.0, четыре порта RS232C, два канала ATA 100 и два канала Serial ATA 150 с поддержкой массивов RAID 0/1. В наличии графическое ядро Intel Extreme Graphics 2 и звуковой контроллер стандарта AC-97; объем ОЗУ типа DDR333 SDRAM может достигать 1 Гбайт. Плата 886LCD-M/mITX поддерживает ЖК-мониторы и позволяет осуществлять независимый вывод сразу на два дисплея

Материнские платы формата Mini-ITX, предлагаемые Kontron, выделяются на фоне похожих изделий других производителей. Возьмем в качестве примера модель среднего "калибра", называющуюся 886LCD-M/mITX. Помимо интерфейса LVDS, четырех COM-портов, трех каналов Gigabit Ethernet, звукового усилителя, шины LPC и опционального гнезда CompactFlash типа I/II, эта платформа оснащена двумя интерфейсами Serial ATA, которые в мире Mini-ITX встречаются не часто, и слотом AGP/DVO, что для Mini-ITX и вовсе уникально, равно как и контроллер-концентратор ввода-вывода Intel 6300ESB. При этом те версии платы 886LCD-M/mITX, на которые установлен 600-мегагерцовый мобильный Intel Ultra Low Voltage Celeron (корпус BGA), характеризуются чрезвычайно низким энергопотреблением: данный процессор расходует при своей работе всего 7 Вт. Были проведены сравнительные тесты, в ходе которых на платах 886LCD-M/mITX холдинга Kontron и EPIA M9000 w компании VIA проигрывался один и тот же видеофайл, закодированный кодеком DivX. Энергопотребление платформы 886LCD-M/mITX оказалось на уровне 22 Вт, при этом ее ЦП был загружен на 55-65%, тогда как соответствующие показатели для решения VIA составили 40 Вт и 85-100%. Следует учесть также и то обстоятельство, что тактовые частоты процессоров этих материнских плат различаются более чем в 1,5 раза, причем не в пользу EPIA M9000 w (600 МГц у Kontron против 933 МГц у VIA).

Благодаря южному мосту Intel 6300ESB, у платформы 886LCD-M/mITX есть не только два канала Serial ATA для подключения высокопроизводительных дисковых накопителей, но и классическая шина PCI (32 разряда, 33 МГц), а также четыре порта USB 2.0. Северный мост Intel 855GME дает этой материнской плате бортовой графический контроллер Intel Extreme Graphics 2. Тактовая частота процессора может достигать 1,6 ГГц, объем встроенного кэша 2 Мбайт, объем ОЗУ типа DDR333 (PC2700) 1 Гбайт. В наличии один порт LPT, один разъем PS/2 для подключения клавиатуры и мыши, а также аудиоконтроллер, совместимый с SB16 и обеспечивающий поддержку стандартов AC3 и SPDIF.

Следует отметить, что архитектура Intel Centrino, воплощенная в процессорах Pentium M, как нельзя лучше подходит для встраиваемых систем. 1,6-гигагерцовое устройство Intel Pentium M, например, демонстрирует приблизительно такую же производительность, что и Pentium 4 с тактовой частотой 2,4 ГГц, но по энергопотреблению находится на уровне Intel Pentium III.

Старшая модель продуктового семейства Kontron Mini-ITX, называющаяся 886LCD/mITX, рассчитана на более производительные процессоры (Intel Pentium 4 и Intel Celeron) и оснащена более мощным блоком питания. Во всем остальном она аналогична плате 886LCD-M/mITX.

Что касается сектора Low End, то здесь решения Kontron Mini-ITX вообще вне конкуренции. Процессор материнской платы 786LCD/mITX потребляет всего 4 Вт (тактовая частота 400 МГц) или 7,3 Вт (733 МГц). Приобретая данный продукт, клиент получает 128 или 256 Мбайт оперативной памяти, три канала Fast Ethernet, интерфейс Serial ATA с поддержкой массивов Raid 0/1, поддержку дисплеев LVDS и DVI, слот AGP, шесть портов USB 2.0 и гнездо CompactFlash. Базовая цена 786LCD/mITX составляет 129 евро, что делает эту материнскую плату отличной альтернативой дешевым изделиям азиатских производителей.

Материнские платы Kontron с процессорами Pentium M и Celeron M

Линейка материнских плат холдинга Kontron, рассчитанных на процессоры Pentium M и Celeron M, охватывает три конструктива: Mini-ITX (продукт 886LCD-M/mITX), Flex-ATX (886LCD-M/FLEX) и ATX (886LCD-M/ATX). Все эти изделия базируются на чипсете Intel 855GME + ESB6300, снабжены интерфейсами Serial ATA с поддержкой дисковых массивов Raid 0/1 и имеют по три канала Gigabit Ethernet. Интерфейсы Serial ATA значительно превосходят традиционные параллельные порты ATA по производительности и обладают целым рядом других важных преимуществ, среди которых поддержка более длинных кабелей и "горячего" подключения накопителей.

Интегрированный графический контроллер Intel Extreme Graphics 2 работает здесь на частоте 250 МГц против 200 МГц в предыдущих версиях этого микросхемного набора. Безвентиляторные модели материнских плат с 600-мегагерцовыми ЦП Intel Ultra Low Voltage Celeron охлаждаются при помощи низкопрофильных пассивных радиаторов. На более производительных версиях используются стандартные кулеры типа Pentium 4. Тут мы подходим к еще одному преимуществу встраиваемых материнских плат Kontron над изделиями других марок, которые оснащаются, как правило, специальными радиаторами меньших размеров (30 см2 против 50 см2 в случае Kontron). Большая площадь кулера не только обеспечивает более эффективный отвод тепла, но и повышает срок службы вентилятора, позволяя тому работать на пониженных оборотах.

Малое энергопотребление характерно для всех моделей материнских плат Kontron, оснащаемых процессорами Pentium M и Celeron M. В конфигурации, включающей операционную систему Windows XP и 256 Мбайт памяти DDR 333, плата 886LCD-M/FLEX потребляет 37 Вт в случае Intel Pentium M с тактовой частотой 1,6 ГГц и 28,4 Вт в случае Intel Ultra Low Voltage Celeron с тактовой частотой 600 МГц (при 100-процентной загруженности ЦП).

Решение 886LCD-M/FLEX, имеющее размеры 9,0 x 7,5 дюйма, не есть всего лишь уменьшенная копия материнской платы от обычного персонального компьютера (рис. 2). Помимо линий GPIO, сторожевого таймера, поддержки мониторинга оборудования и возможности независимого вывода на два дисплея, у данной платформы есть до 2 Гбайт памяти DDR333 (PC2700) с коррекцией ошибок, четыре интерфейса USB 2.0, четыре канала RS232, один параллельный порт и один разъем PS/2 для подключения клавиатуры и мыши. В наличии как классическая шина PCI (32 разряда, 33 МГц), так и ее усовершенствованная версия PCI-X (64 разряда, 66 МГц), обеспечивающая передачу данных на скоростях до 533 Мбайт/с и позволяющая реализовать дополнительные интерфейсы Gigabit Ethernet. Звуковая подсистема поддерживает стандарты AC3, Sound Blaster 16- и SPDIF и имеет линейный и микрофонный входы. Тактовая частота процессора достигает 1,6 Гбайт, объем встроенного кэша 2 Мбайт. Плата 886LCD-M/FLEX подходит как для современной медицинской техники, контрольно-измерительной аппаратуры, кассовых и информационных терминалов, так и для промышленных компьютеров.


Рис. 2. Высокопроизводительная встраиваемая платформа формата Flex-ATX, предлагаемая холдингом Kontron. Материнская плата 886LCD-M/FLEX может оснащаться процессорами Celeron M и Pentium M с тактовой частотой до 1,6 Гбайт и объемом кэша L2 до 2 Мбайт, имеет четыре порта USB 2.0, три канала Gigabit Ethernet, четыре интерфейса RS232, параллельный порт, разъем клавиатуры и мыши (PS/2), звуковой контроллер, интерфейсы ATA 100 и Serial ATA 150 и способна нести до 2 Гбайт памяти DDR333. Поддерживается мониторинг оборудования, независимый вывод на два дисплея и технология PCI-X

Старшей моделью в линейке материнских плат Kontron, рассчитанных на процессоры Pentium M и Celeron M, является 886LCD-M/ATX. В ее бортовой слот mPGA478 можно установить любой "мобильный" ЦП от Intel. Микросхемы Intel 855GME и контроллер-концентратор ввода-вывода Intel ESB6300 позволяют этой платформе удовлетворять самым строгим требованиям в плане экономичности, производительности и графической функциональности. Интерфейс Serial ATA, выход LVDS, три канала Gigabit Ethernet, четыре COM-порта и четыре интерфейса USB 2.0 обеспечивают быстрый обмен данными с различными устройствами и дают большую свободу действий при организации ввода-вывода. Плата 886LCD-M/ATX может нести до 2 Гбайт памяти PC2700 DDR333 SDRAM с коррекцией ошибок. Наличие как параллельных (ATA 100), так и последовательных дисковых интерфейсов с поддержкой массивов RAID 0/1 (Serial ATA 150) позволяет подключать как традиционные, так и современные дисковые накопители, а контроллер AC 97 с аудиоусилителем дает поддержку объемного звука 5.1. Не забыта и классическая PC-функциональность: в наличии параллельный порт LPT, разъем PS/2 для подключения клавиатуры и мыши и шесть свободных слотов PCI 2.2. Благодаря LCD-контролеру, ядру Intel Extreme Graphics 2 (входит в состав чипсета) и слоту AGP, куда можно устанавливать как обычные видеокарты, так и предлагаемые холдингом Kontron модули ADD-DVI и ADD-LVDS, эта материнская плата может найти применение в различных стоечных решениях, игровых автоматах, торговых и информационных терминалах, а также в контрольно-измерительном, банковском, промышленном, медицинском и ином оборудовании, требующем высокой производительности графической подсистемы.

Промышленные материнские платы от Kontron

Материнские платы Kontron, относящиеся к категории промышленных, реализуются в двух конструктивах: Micro-ATX (продукты 886LCD/ATXU и 889LCD/ATXU) и ATX (изделия 886LCD/ATX(GE) и 889LCD/ATX). На данных момент для каждого из этих двух формфакторов есть по две модели: бюджетная и высокопроизводительная. Бюджетные версии (индекс 886) выполнены на базе микросхем Intel 845G(GE) + ICH4, высокопроизводительные же (индекс 889) рассчитаны на новые процессоры Pentium 4 / Celeron типа LGA775 и оснащены чипсетами Intel 915G + ICH6, обеспечивающими поддержку шины PCI Express.

Будучи ориентированными на приложения класса High End, модели 889LCD/ATX и 889LCD/ATXU поддерживают технологии Hyper-Threading и SDVO и могут иметь до 4 Гбайт оперативной памяти DDR2-533/400 (PC2-4300/PC2-3200) (рис. 3). Максимальная частота ЦП составляет 3,8 ГГц, системная шина работает на скоростях 800 или 533 МГц. Стандартная комплектация плат 889LCD/ATX и 889LCD/ATXU включает восемь портов USB 2.0, четыре из которых являются внутренними, один канал Gigabit Ethernet, разъем PС/2 для подключения клавиатуры и мыши, а также один последовательный порт, один параллельный порт, один канал ATA 100, один интерфейс флоппи-дисковода и аудиоконтроллер. У модели формата ATX есть четыре интерфейса Serial ATA 150, у модели формата Micro-ATX два. В наличии интегрированные графические контроллеры Intel GMA900; поддержка ЖК-дисплеев типа DVI и LVDS реализуется при помощи дополнительных модулей ADD2.


Рис. 3. Промышленные материнские платы серии Kontron 889LCD, имеющие быструю шину PCI Express и адресованные системам класса High End. У каждой из этих платформ есть восемь интерфейсов USB 2.0, порт Gigabit Ethernet, разъем клавиатуры и мыши (PС/2), последовательный и параллельный порты, канал ATA 100, флоппи-интерфейс, звуковой контроллер и интегрированное графическое ядро Intel GMA900. Модели формата ATX (889LCD/ATX) и Micro-ATX (889LCD/ATXU) различаются числом интерфейсов Serial ATA 150 (соответственно четыре и два). Тактовая частота ЦП может достигать 3,8 ГГц, объем бортовой памяти DDR2-533/400 4 Гбайт. Дополнительные модули ADD2 позволяют организовать поддержку ЖК-дисплеев типа DVI и LVDS

Предметом гордости создателей промышленных решений 889LCD/ATX и 889LCD/ATXU являются слоты PCI Express и PCI Express Graphics. Один слот PCI Express х1 обеспечивает пропускную способность до 250 Мбайт/с в полнодуплексном режиме, что почти вдвое больше, чем в состоянии дать PCI. А интерфейс PCI Express x16 (PCI Express Graphics) работает еще быстрее, позволяя передавать данные со скоростью около 16 Гбайт/с в каждом направлении. Кроме того, архитектура PCI Express основана на двухточечных соединениях: общая шина отсутствует как класс, и потому медленные устройства не тормозят работу быстрых.

Версии 886LCD/ATX(GE) и 886LCD/ATXU предназначены для процессоров Pentium 4/Celeron в корпусах mPGA478 и являются оптимальными решениями в смысле соотношения "цена-производительность". Микросхемный набор Intel 845G(GE) + ICH4 обеспечивает работу системной шины на частотах 400/533 МГц и содержит графическое ядро Intel Extreme Graphics, поддерживающее разрешения до 2048 x 1536. Объем ОЗУ может достигать 2 Гбайт, тактовая частота процессора 2,8 ГГц. Пользователю доступно гнездо AGP 4x, интерфейс Fast Ethernet, последовательный порт, шесть портов USB 2.0, выход DVO, микрофонный вход, CD-вход, MIDI-порт и аудиокодек формата 2.1. Дополнительные модули ADD позволяют добавить к этой функциональности ТВ-выход и поддержку дисплеев LVDS/DVI. Кроме того, в зависимости от конструктива (ATX или Micro-ATX) у платы есть соответственно три или шесть слотов PCI, куда можно установить дополнительные устройства. Еще одной важной особенностью плат 886LCD/ATX(GE) и 886LCD/ATXU является увеличенный жизненный цикл. Данные платформы хороши для различных мультимедийных систем и игровых автоматов.

Программное обеспечение, дополнительные графические модули и аксессуары

Все материнские платы холдинга Kontron поставляются вместе с программным обеспечением, которое позволяет осуществлять конфигурирование и тонкую настройку оборудования, а также организовывать удаленный мониторинг жестких дисков (функции S.M.A.R.T), напряжений, температур и скоростей вращения вентиляторов по локальной сети. Это ПО не только упрощает пусконаладочные работы, но и уменьшает затраты на техническое обслуживание развернутых систем, поскольку делает их более надежными.

Продуктовое предложение холдинга Kontron включает разнообразные модули ADD и ADD2, которые устанавливаются в гнезда AGP и PCI Express Graphics и позволяют организовать независимый вывод на второй дисплей. В зависимости от конкретного модуля этим вторым дисплеем может быть ЖК-панель типа LVDS/DVI, электронно-лучевой монитор и/или телевизор. Кроме того, доступны различные аксессуары и стартовые комплекты, в состав которых входят радиаторы, различные кабели, драйверы и вся необходимая документация.

Заключение

Перечислим еще раз основные преимущества встраиваемых и промышленных материнских плат Kontron. Прежде всего все эти платформы суть высококачественные продукты европейского производства. От изделий азиатских поставщиков материнские платы Kontron отличаются длительным жизненным циклом и использованием полупроводниковой базы класса Embedded. Матплаты Kontron охватывают весь диапазон приложений, от Low End до High End, причем многие из них обладают уникальными для своих рыночных ниш характеристиками. Кроме того, для материнских плат холдинга существует универсальный набор программных средств, включающий БИОС и API-компоненты. И все вышеперечисленное не мешает материнским платам Kontron находиться в одной ценовой категории с азиатскими изделиями, которые безнадежно проигрывают платформам марки Kontron по всем остальным позициям.


[1] Следует отметить также, что Kontron является пионером в деле оснащения материнских плат формата Mini-ITX интерфейсом AGP.