ПРЕСС-ЦЕНТР

Автомобильные панельные ПК – в собственном классе производительности

МКА:ВКС 2/2012

Уолтер Фуртер (Walter Furter), Kontron

Рынок панельных ПК продолжает дифференцироваться. С одной стороны, дифференциация идёт по требованиям к производительности, размерам дисплеев и поддерживаемым технологиям; с другой – по всё возрастающему числу областей применения. Рассмотрим, к примеру, рынок автомобильных ПК. Они существуют в собственном классе производительности, характеризуются особенно жёсткими условиями эксплуатации и в настоящее время испытывают бум популярности.

Растущий рынок

По прогнозам аналитического агентства Berg Insight, европейский рынок систем управления автотранспортом к 2015 г. будет расти среднегодовыми темпами 20,7%. На американском рынке также ожидаются двузначные цифры роста. С одной стороны, это связано с развитием мобильных сетей передачи данных, в частности UMTS и LTE. С другой – важную роль играет наличие энергосберегающих и доступных по цене аппаратных платформ с читаемым на солнце дисплеем.

Высокий потенциал экономии

Однако чтобы быть выгодным, весь этот технический потенциал должен давать значительные преимущества. Следовательно, есть и другие причины для процветания рынка. Они связаны с экономией, достигаемой за счёт использования интеллектуального управления автотранспортом. По средним оценкам, ведущие поставщики решений рассчитывают на экономию в размере 22% от совокупной стоимости владения или 700 евро в месяц на единицу транспорта. По сравнению с инвестициями в сам автотранспорт – это огромный потенциал.

Гетерогенные характеристики

На рынке присутствует широкий спектр различных систем на основе сенсорных панелей. В некоторых случаях панели не обладают собственными «мозгами» и просто подключаются к внешнему промышленному ПК. В других – предлагаются интегрированные решения: мобильные планшеты, разного рода интеллектуальные устройства в формате КПК или интегрированные блоки. Размеры экранов настолько же разнообразны, насколько разные приложения работают на этих устройствах, а их области применения варьируют от простейших взаимодействий между пунктами управления, клиентами, водителям и навигационными системами до комплексных решений интеграции электронных систем автотранспорта. А рынок автоэлектроники, по данным исследователей из Strategy Analytics, растёт ещё быстрее собственно рынка транспортных средств. Логично предположить, что для управления растущими интеллектуальными способностями автотранспорта требуются ещё более интеллектуальные устройства пользовательского интерфейса, позволяющие визуализировать и решать задачи, к примеру, из области строительной техники или коммерческих перевозок. В результате, в этой процветающей экосистеме существует постоянно растущее число сложных требований и не менее широкий спектр решений. Конструкция панельных ПК определяется не только необходимостью взаимодействия с пунктом управления и системами транспортного средства, но и особенностями условий эксплуатации.

Жёсткие требования

Ко всем этим системам предъявляются весьма жёсткие требования. Прежде всего для всех транспортных средств, кроме эксплуатируемых только в помещении, характерны большие колебания влажности и температуры. Важны также виброустойчивость и ударопрочность. Чем чаще автотранспорт, например строительная техника, эксплуатируется в условиях бездорожья, тем важнее становится надёжность носителей информации, от автомобильных жёстких дисков повышенной виброустойчивости до высоконадёжных твердотельных накопителей. В зависимости от условий эксплуатации могут предъявляться специальные требования: автоматическая регулировка яркости дисплея, включение от замка зажигания, резьбовые соединения разъёмов с прочной фиксацией, защита от водяных брызг, а также возможность эксплуатации при особо низких температурах. Панели для строительной техники и мусоровозов должны быть стойкими к их использованию оператором в перчатках или с помощью других предметов. Ещё один важный критерий – готовность систем при длительной эксплуатации.

Высококлассные панельные компьютеры для поездов

Один из представителей данного класса – 10,4-дюймовый панельный ПК HMITR от Kontron, отвечающий стандарту EN50155 и построенный на основе процессоров серии Intel Atom E6xx. Среди особенностей этого готового к эксплуатации ПК – расширенный диапазон рабочих температур (EN50155 T1) и низкое энергопотребление при широких возможностях обработки и отображения графики. В HMITR отсутствуют вентиляторы, и он не требует технического обслуживания. В соответствии со спецификациями UIC 612-01, компьютер оборудуется ёмкостным сенсорным дисплеем или физической клавиатурой. На лицевой стороне данный ПК защищён от пыли и водяных брызг (в соответствии с IP65), его конструкция отличается высокой прочностью, благодаря чему он пригоден для широкого спектра применений на рынке транспорта и перевозок. Помимо транспорта HMITR может использоваться в промышленной автоматизации. Типичными приложениями являются описанные в спецификации UIC 612-01 системы информационного обеспечения водителя (Driver Display Systems, DDS), в которых HMITR осуществляет функции контроля и управления. Среди дополнительных промышленных применений – краны и автопогрузчики с возможностью эксплуатации вне помещений. Во всех описанных случаях прекрасно подойдёт готовая к работе, защищённая от холода и жары за счёт термостойких компонентов платформа, каковой и является HMITR. Долгосрочная готовность выражается в высоком значении времени наработки на отказ (MTBF) и соответствии наиболее важным стандартам железнодорожной отрасли – EN50155, EN50121-3-2, EN61373, EN60950, а также CEN TS 45545-1. Разработчики приложений получают в своё распоряжение готовую платформу без дополнительных расходов на сертификацию, что экономит их время и деньги (см. врезку «Краткое описание функциональности панельного ПК HMITR»).

Краткое описание функциональности панельного ПК HMITR

Панельный ПК HMITR от Kontron оборудован новейшим процессором Atom E6xx (с тактовой частотой до 1,6 ГГц), высокоинтегрированным контроллер-концентратором платформы EG20T, а также 1024 Мбайт впаянной оперативной памяти. Для гибкой интеграции с бортовыми системами в HMITR имеется широкий набор интерфейсов: Fast Ethernet (2x M12-D), USB 2.0 (2x M12), последовательные интерфейсы RS232/422, GPIO CAN 2-го уровня, разъём для колонок (D-SUB25) и линейный аудиовход/выход. Кроме того под откидной крышкой расположены стандартный гигабитный Ethernet и USB 2.0, а также разъёмы для SIM- и SD-карт. В 10,4-дюймовом экране с разрешением 800 x 600 используется энергоэффективная и долговечная сетодиодная подсветка, автоматически адаптирующаяся к яркости окружающего освещения. Для клиентских расширений ПК оборудован двумя разъёмами PCIe Mini Card, например для WLAN, GSM, MVB или GPS по желанию заказчика. Для хранения данных доступны два варианта: твердотельный флеш-накопитель NAND-типа до 32 Гбайт или SD-карта. Установлен сертифицированный по EN50155 блок питания на 24 или 72/100 В постоянного напряжения.

Рис. Железнодорожный панельный ПК HMITR от Kontron рассчитан на высокую надёжность и интеграцию с пультом управления. В настоящее время разрабатывается версия для VESA-приложений с защитой IP65

Рис. Железнодорожный панельный ПК HMITR от Kontron рассчитан на высокую надёжность и интеграцию с пультом управления. В настоящее время разрабатывается версия для VESA-приложений с защитой IP65

Надёжные промышленные ПК с внешними панелями

Разумеется, не всем нужны высокоинтегрированные системы с управляющей электроникой и графическим интерфейсом в одном корпусе. В некоторых случаях производители решают оформить управление в виде промышленного ПК с внешней подключаемой панелью. Это логичный шаг для сокращения количества проводов в кабине водителя. Кроме того при таком подходе возможна установка ещё более тонких панелей. В этом контексте можно считать промышленные ПК актуальным решением для организации графических пользовательских интерфейсов в автотранспорте. Холдинг Kontron предлагает на долгосрочной основе промышленный ПК с приблизительно теми же спецификациями, что и HMITR. Промышленный ПК MICROSPACE MPCX28 с процессором Intel Atom Z530 и чипсетом Intel US15W сертифицирован для транспортных приложений, работающих при пониженных температурах (E1) (см. врезку «Краткое описание функциональности промышленного ПК MICROSPACE MPCX28»).

Краткое описание функциональности промышленного ПК MICROSPACE MPCX28

Промышленный ПК MPCX28 на основе процессора Intel Atom Z530 1,6 ГГц с FSB-шиной 533 МГц и до 1 Гбайт оперативной памяти DDR2 работает с пассивным охлаждением и рассчитан на эксплуатацию в широком интервале температур от –25 до +70°C. Встроенная графическая подсистема имеет 256 Мбайт оперативной памяти, поддерживает DirectX 9 3-D и HDTV с декодерами MPEG2 и H.264 для обработки сжатых видеопотоков высокой чёткости. В отсеки на лицевой стороне устанавливаются 2,5-дюймовый жёсткий SATA-диск или твердотельный накопитель и Compact Flash. Благодаря доступности отсеков носители заменяются быстро и без специальных инструментов. Это позволяет, к примеру, за секунды заменить жёсткий диск с информационно-развлекательным контентом. Внутренние разъёмы PCI/104 и 2x PCIe MiniCard позволяют установить различные специальные расширения, например, Dual-CAN, GPS, GSM/UMTS или WLAN. Широкий диапазон напряжений питания (от 8 до 58 В постоянного напряжения) позволяет подключить ПК напрямую к электросети автомобиля без дополнительных преобразователей. Доступно и дополнение для питания от 110/220 В переменного напряжения. Система поддерживает удалённое управление питанием и позволяет установить дополнительные функции, такие как включение по сигналу модема, по событию или по сигналу локальной сети.

Рис. В промышленном ПК Kontron MICROSPACE MPCX28 предусмотрен разъём для компактных плат расширения PCI/104, что позволяет подключать отдельные периферийные устройства автомобиля. Графический интерфейс ПК вынесен на отдельную панель.

Рис. В промышленном ПК Kontron MICROSPACE® MPCX28 предусмотрен разъём для компактных плат расширения PCI/104, что позволяет подключать отдельные периферийные устройства автомобиля. Графический интерфейс ПК вынесен на отдельную панель.

Широкие возможности подключения

Для подключения сверхтонких и компактных плат расширения периферии MPCX28 оборудован разъёмом PCI/104. Кроме того, для реализации специализированных пользовательских расширений типа GPS, GSM/UMTS и WLAN предусмотрено два разъёма PCIe MiniCard. Благодаря подобной гибкости безвентиляторный промышленный ПК MPCX28 становится идеальной системой для самых разнообразных транспортных средств: автобусов, легковых автомобилей, обычных грузовиков и тяжёлой техники. В такси и автобусах он используется в качестве системы информирования пассажиров, для видеонаблюдения или продажи билетов. Типичные роли в грузовом автотранспорте – CAN-управление машинами и товарами, GPS-навигация и связь с центром управления по GSM, GPRS или UMTS. Сценарии применения в пределах предприятия варьируют от автоматического управления промышленными грузовиками до организации WLAN и управления автопогрузчиком с использованием штрих-кодов или меток RFID.

Иногда меньшее – лучше

Столь высокие требования к надёжности, высокой готовности и сертифицированности предъявляются не всегда. Некоторым системам не обязательно соответствовать железнодорожным стандартам. Для работы в более комфортных температурных и механических условиях подойдут компьютеры вроде панельного Micro Client II или промышленного CB7xx (рис. 1). Примеры такого рода применений – автотранспорт центров управления, аварийных служб и служб общественной безопасности, а также специализированные фургоны, например передвижные теле- и радиостанции или мобильные станции техобслуживания. Обе системы уже использовались OEM-производителями в перечисленных типах установок.

Рис. 1. Для автотранспортных приложений пригодны и обычные панельные ПК, такие как Micro Client II, Nano Client с защитой IP66 и Medi Client в пластиковом корпусе, а также серия промышленных ПК CB7xx. Примеры применений - мобильные станции и автотранспорт МЧС.

Рис. 1. Для автотранспортных приложений пригодны и обычные панельные ПК, такие как Micro Client II, Nano Client с защитой IP66 и Medi Client в пластиковом корпусе, а также серия промышленных ПК CB7xx. Примеры применений – мобильные станции и автотранспорт МЧС.

Границы между конструкциями этих двух систем размыты. Наиболее важный фактор выбора – пожелания заказчика. Использовать готовые решения возможно лишь в немногих случаях, поскольку графический интерфейс необходимо полностью интегрировать с кабиной или пультом управления от первичного поставщика, в особенности на рынке автотранспорта. Поставщики решений централизованного управления и коммерческие поставщики специализированных транспортных средств часто предъявляют весьма специфические требования к типу корпуса (например, пластик или металл) и поддерживаемым интерфейсам. Предлагаемые холдингом Kontron системы варьируют от высокоспециализированных железнодорожных компьютеров до панельных и промышленных ПК общего назначения. Предлагаемый ассортимент продукции покрывает особенно большое число готовых платформ с возможностью изменения под нужды конкретных OEM-производителей, отвечая в то же время за работу на системном и аппаратном уровне (рис. 2). Это ключевой фактор при выборе продукции, он позволяет снизить совокупную стоимость владения и обеспечивает длительный жизненный цикл, что может предложить не каждый производитель встраиваемых решений. Кроме того, Kontron разрабатывает системы на основе процессорной архитектуры ARM, первые образцы которых появятся в 2012 г.

Рис. 2. В области сверхмобильных приложений (носимых устройств) Kontron предлагает карманные и планшетные ПК, в том числе трансформируемые, а также ноутбуки от компании Getac.

Рис. 2. В области сверхмобильных приложений (носимых устройств) Kontron предлагает карманные и планшетные ПК, в том числе трансформируемые, а также ноутбуки от компании Getac.