SBC’erne blæser til kamp mod mikrocontrollerne

Det stigende behov for intelligens i de yderste IoT-applikationer har virkelig sat turbo på udviklingen af mikrocontrollerne. Men det vil SBC-producenterne (Single-Board Computere) jo ikke bare stiltiende finde sig i. Forbruget er støt nedadgående i SBC-miljøet – men ydelsen nærmest eksploderer

Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 5 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)

Af Rolf Sylvester-Hvid, Embedded World, Nürnberg

Fra Embedded Worlds tidligste tider har det embeddede marked været opdelt i to overordnede grupper for hardwarens vedkommende. Mikrocontrollerne og single-board computerne. Trods de familiære ligheder mellem de to produktgrupper har der altid været konkurrence om de mere beregningskrævende applikationer på markedet. Med den stigende brug af intelligens i edgen er ydelsen i mikrocontrollerne steget, og dermed har de givet en pokkers masse ”smæld-for-skillingen” i forhold til pris og forbrug. Faktisk så meget, at MCU’erne kan true single-board computernes traditionelle marked for de grafiske og mere beregningstunge produkter.Selvfølgelig svarer SBC-producenterne igen med en fortsat reduktion af forbruget. Vi er endnu ikke på et niveau, hvor batteridrift af embeddede SBC-løsninger giver mening, men omvendt er ydelsen eksploderet. Hvis AI i edgen skal være en realitet – ikke mindst i grafisk sammenhæng – så vil det kun være SBC-løsningerne, der kan løfte opgaven (måske parret med FPGA’er i heterogene designs). Dér kan kun meget få – hvis nogen overhovedet – mikrocontrollere følge med.
– Vi har løftet ydelsen og sænket forbruget markant i flere af Congatecs familier, og vi leverer nu en spændvidde, der er enorm. Så om man skal bruge 1 eller TOPS (Tera-operationer pr. sekund), har vi kompakte board-løsninger, der nemt, prisbilligt og energieffektivt kan løse opgaven. SBC-løsningerne er tiltænkt de tungere opgaver i yderkanten af IoT-miljøet som automations-OT, kioskløsninger, intelligente kamerasystemer eller informationssystemer. De er som regel forbundet til cloud-tjenester, men har en kapacitet, der langt overgår tidligere laptops, og som giver nogle helt nye muligheder for funktioner i stand-alone produkter i edgen, siger Christof Wilde, der er marketingchef for Congatec.
Et fint eksempel er de små low-power SMARC-moduler, der er forsynet med den nyeste generation af Intels Core 3-processorer. De er i kreditkortstørrelse, men fungerer alligevel driftssikkert mellem 0 og 60 grader Celsius med support af clock-frekvenser op til 3,9GHz og en totaleffekt på enten 9 eller 15W. SMARC-moduler som Conga-SA8 supporterer Intels AVX2 (vektor extensions) og VNNI (vektorneurale netværk), der letter deep learning i modulerne. Med Intel Graphics er også grafikken godt understøttet. Der er fem varianter af Conga-SA8 med op til 16GB LPDDR5 memory og in-band ECC (fejlretning) af hensyn til datasikkerheden. Ombord finder man også 2 x 2,5GbE med TSN-support og utallige af de populære busformater som interfaces. De kompakte SBC’er er desuden understøttet af Congatecs udviklingsmiljø og kundespecifikke køleløsninger, så applikationsudviklingen går meget let.

Endelig herre i eget hus
Det er ikke så længe siden, at Avnet Embedded begyndte en navne- og identitetsændring til Tria, og under denne Embedded World ser det ud til, at Tria omsider er blevet herre i eget hus. Virksomheden er fortsat placeret nær Avnet-koncernen, men der er tydeligvis sket en vis udskilning af aktiviteterne:
– Vi er fortsat ejet af Avnet-koncernen, men frem for ”bare” at være et datterselskab har vi nu fået vores helt eget brand og egen identitet, ligesom vi frit kan bevæge os rundt i forhold til markedets krav. Det giver en meget høj grad af fleksibilitet i forhold til kunderne, fortæller Alex Wood, der er marketingdirektør for Tria.
Virksomheden fremstiller som andre SBC-producenter sine egne single-board løsninger, og de spænder fra de mindste SMARC op til de virkeligt beregningstunge COM-HPC-boards. Et interessant fællestræk, der adskiller Tria fra sine (andre) europæiske kolleger i branchen er brugen af Qualcomms processorer. I den nedre ende af ydelsesskalaen er det Dragonwire-processorerne, der driver værket, mens der i COM-HPC-modulerne befinder sig Snapdragon-processorer. Men Alex Wood påpeger, at man hos Tria ikke udelukker hverken kunder eller løsninger, så Tria er også leveringsdygtig i Renesas, NXP, AMD og selvfølgelig Intel.

Open source taiwanesisk med solidt dansk fingeraftryk
Adlink Technology har ligesom Tria en egen tilgang til markedet – og i sagens natur lidt anderledes end de europæiske konkolleger i branchen. Med sit afsæt i Taiwan er det oplagt, at Adlink bruger processorer fra Mediatek – og de bliver faktisk stadigt mere populære på de embeddede markeder. Mediatek har en fortid i den mobile verden, og dermed skiller de Mediatek-baserede løsninger sig også ud – ikke mindst i kraft af OSM-tilgangen til markedet.
– OSM er Open Standard Module, hvor Mediatek nu i stigende grad blander sig i konkurrencen, hvor NXP ellers har været ret dominerende. Mediateks OSM-processorer giver en meget høj ydelse pr. watt selv med Arm-kerner. Arm er altid inkluderet, men man kan ilodde Adlinks Mediatek-computere som BGA’er i større systemløsninger, og i princippet kan man også bruge en ekstern Arm-processor som vært, men det vil nu sjældent være nødvendigt, vurderer Henrik Petersen, der som dansk salgschef giver Adlink et ret betydeligt dansk fingeraftryk.
Han kunne under en rundtur på Adlinks stand vise flere interessante løsninger som Mediatak-baserede OSM-gateways med multiprotokol og dermed også fuldt interface-agnostiske. En OSM-gateway kan i princippet koble sig til alle trådløse standarder via en M2-sokkel til kommunikationsmodulerne. Det er en lidt anderledes måde at gøre tingene på, men det er effektivt, når SBC-miljøet skal forhindre controllerne i at fedte sig ind på det traditionelle embeddede SBC-marked for de ydelsesmæssigt tungere løsninger.

Billedtekster:
1: Christof Wilde med en række af de single-board computere, der virkelig løfter ydelsen i de ydre kanter af IoT-miljøet – dog uden at belaste forbruget nævneværdigt. Det er også oplagt til stand-alone AI/grafikløsninger, som har en løbende kommunikation med centrale cloud-servere.

2: Henrik Petersen påpeger koblingen mellem Adlinks OSM og Mediateks fortid inden for mobilverdenen.