Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein COM-Modul?
- Die COM-Standards im Überblick
- Kein COM-Modul ohne anwendungsspezifische Trägerplatine
Was ist ein COM-Modul?
„COM“ ist die Abkürzung für „computer-on-module“. Dabei handelt es sich um komplette Embedded-Rechner, welche auf eine Platine aufgesteckt werden. Das Design der COM-Module basiert auf einem Mikroprozessor mit RAM, Ein- und Ausgabesteuerung sowie weiteren Eigenschaften eines voll funktionsfähigen Computers. Zwar bieten die Rechner Interfaces für zahlreiche Anwendungen wie Peripherie, Netzwerk und Grafik, jedoch verfügen sie nicht selbst über diese Schnittstellen. Daher benötigen COM-Module ein Trägerboard, welches das Modul mit entsprechenden Anschlüssen versorgt.
Solche Carrier Boards (auch: „Trägerplatine“ oder „Baseboard“) bilden die Basis für die aufsteckbaren Rechner. Die vordefinierten Pin-Belegungen ermöglichen die einfache Austauschbarkeit des COM-Moduls auf der Trägerplatine. Durch den Austausch des Moduls innerhalb desselben Standards können z.B. die Prozessoren geupdated werden, sodass die Skalierbarkeit der Rechenleistung bzw. des Preises möglich ist. So können Sie am technischen Fortschritt partizipieren, ohne die Funktionen des kundenspezifischen Carrier Boards erneuern zu müssen.
Vorteile der Computer-on-Modules
Dank ihrer geringen Größe und dem niedrigen Stromverbrauch lassen sich COM-Module ideal in Embedded Systeme integrieren. Darüber hinaus bieten die kompakten Rechner weitere Vorteile:
- Austauschbarkeit
- Flexibilität
- Geringe Entwicklungszeit
- Skalierbarkeit von Preis & Leistung
- Risikoreduzierung aufgrund zertifizierter Module
- Kompakte Abmessung
- Geringer Stromverbrauch
- Schnelle Verfügbarkeit von Second Source
Insbesondere die zuletzt genannte Verfügbarkeit über Zweitlieferanten stellt einen großen Vorteil dar. Bei den derzeitigen Lieferengpässen im Elektronikmarkt kommt dieser Eigenschaft aktuell eine besondere Bedeutung zu.
Die COM-Standards im Überblick
Das Prinzip des COM-Moduls ist nicht neu. Seit bereits über 20 Jahren existieren die Rechnermodule und werden seit jeher weiterentwickelt. Über die Zeit hinweg haben sich unterschiedliche COM-Standards auf dem Elektronikmarkt etabliert. Dazu zählen bspw.:
- COM Express
- Qseven
- SMARC
- ETX
- XTX
- PMC
Die Modulstandards unterscheiden sich hinsichtlich ihres Formfaktors, den verfügbaren Schnittstellen sowie ihrer Leistungsfähigkeit.
COM Express Modul: Hochleistungsfähig mit modernen & Legacy-Schnittstellen
Das COM Express Modul, kurz COMe, gehört zur Oberklasse der Aufsteckstandards. Die hochintegrierte Superkomponente vereint Legacy-Schnittstellen und moderne differentielle Signale, welche auf der Trägerplatine umgesetzt werden. Beim COM Express handelt es sich um eine x86er basierte Spezifikation.
Das Modul ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Der Formfaktor der COMe Standards unterscheidet sich wie folgt:
- Mini: 84×55 mm²
- Compact: 95×95 mm²
- Basic: 95×125 mm²
- Extended: 155×110 mm²
Neben den unterschiedlichen Größen existieren verschiedene Typen. Beispielhaft genannt seien hier Type 6, Type 7 und Type 10:
| Typ | Größe | Anwendung |
| Type 6 | Compact Basic | Performance |
| Type 7 | Basic Extended | Server-Applikation |
| Type 10 | Mini | Low Power |
Ein bis zwei 220-polige Steckverbinder verbinden das Modul mit der Trägerplatine und versorgen diese mit bis zu 440 Signalpins. Über COMe lassen sich moderne Schnittstellen wie z.B. PCIe, Gigabit Ethernet und PEG realisieren, aber auch Legacy-Schnittstellen wie VGA und DVI.
Schnittstellen des COMe Type 6
| Gigabit Ethernet LPC 8x PCIe HDA LVDS / eDP | Express Card 4x SATA 8x USB 2.0 4x USB 3.0 PEG x16 | 8x GPIO / SDIO 2x SER / CAN SPI & I2C 2x DDI Power |
Das Hauptmerkmal von Type 6 sind die zahlreichen Grafik-Schnittstellen mit einer Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten. Welche Funktionen auf den Grafikports letztendlich zur Verfügung zur stehen, ist von der speziellen Ausführung des COMe-Moduls des Herstellers abhängig.
Qseven: Quadratisch, praktisch, stromsparend
Der COM-Standard Qseven ist seit 2008 auf dem Markt und zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise aus. Der Formfaktor beträgt 70×70 mm². Daher rührt auch der Name – Q für quadratisch und „seven“ für 7×7 cm². Aufgrund des flachen, kompakten Designs eignet sich dieser Standard besonders für mobile Applikationen.
Das sparsame COM-Modul verfügt über eine hohe Rechenleistung bei einer maximalen Power von 12 Watt. Neben x86 unterstützt Qseven auch eine Low-Power ARM-Architektur. Der COM-Standard nutzt den gleichen Steckverbinder wie MXM2 (Mobile PCI Express Module). Er verfügt über 230 Pins und ist auf serielle Schnittstellen wie PCIe und SATA spezialisiert – Legacy-Schnittstellen gibt es keine.
Qseven Schnittstellen
| Gigabit Ethernet LPC 4x PCIe LVDS 2×24 / eDP 2x MIPI CSI (Flatfoil) | DDI 2x SATA 8x USB 2.0 2x USB 3.0 | 8x GPIO / SDIO 2x SER / CAN SPI / I2C Power |
SMARC: Multimedia-Schnittstellen für IoT-Lösungen
SMARC (Smart Mobility Architecture) positioniert sich zwischen dem hochleistungsfähigen COM Express und dem kompakten Qseven. Der Standard ermöglicht mobile Embedded-Lösungen und eignet sich insbesondere für industrielle Anwendungen in rauer Umwelt. Dabei kombiniert das Modul modernste Multimedia- und IoT-Schnittstellen mit geringem Platzbedarf und stromsparender Prozessortechnologie.
Verfügbar ist SMARC mit zwei Formfaktoren:
- 82×50 mm²: Kreditkartengröße für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch
- 82×80 mm²: für leistungsfähige SoCs mit erhöhtem Kühl- und Platzbedarf
Das Computer-on-module wird über 314 Pins von einem Konnektor aufgenommen, welcher auch für MXM3 genutzt wird. Optimiert ist SMARC für die x86 Technologie. SMARC zielt im Gegensatz zu COMe auf das Low-Power-Prozessorsegment ab, bietet dafür aber mehr Schnittstellen als Qseven. Insbesondere Multimedia Interfaces wie Grafik, Audio und Kamera sind über SMARC umsetzbar.
SMARC 2.1 Interfaces
| 4x Gigabit Ethernet eSPI / QSPI 4x PCIe HDA / 2x I2S LVDS 2×24 / eDP / MIPI DSI | 4x MIPI CISI HDMI & DP++ 1x SATA 6x USB 2.0 2x USB 3.0 | 14x GPIO / SDIO 4x SER / CAN SPI / I2C Power |
Kein COM-Modul ohne anwendungsspezifische Trägerplatine
Voraussetzung für ein COM-Modul ist ein Carrier Board, welches über die anwendungsspezifischen Schnittstellen verfügt. Auf dem Markt existieren verschiedene Anbieter, welche vorgefertigte Trägerplatinen anbieten. Wer jedoch auf der Suche nach einem Baseboard mit individuellen Interfaces ist, ist mit einem Full-Custom-Design am besten bedient.
Bei HEINEN Elektronik stehen Ihnen unsere erfahrenen Entwickler zur Seite, um Sie umfassend zu beraten. Gemeinsam überprüfen wir, welcher COM-Standard für Ihre Anwendung geeignet ist und welche Schnittstellen umgesetzt werden können. Senden Sie uns gerne eine Anfrage!
FAQ COM-Module
Was ist ein COM-Modul?
„COM“ ist die Abkürzung für „computer-on-module“. Dabei handelt es sich um komplette Embedded-Rechner, welche auf eine Platine aufgesteckt werden. Zwar bieten die COMs Interfaces für zahlreiche Anwendungen wie Peripherie, Netzwerk und Grafik, jedoch verfügen sie nicht selbst über diese Schnittstellen. Daher benötigen die Computer-on-Modules ein Carrier Board, welches das Modul mit entsprechenden Anschlüssen versorgt.
Welche Computer-on-Modules gibt es?
Auf dem Markt existieren verschiedene COM-Standards, darunter:
- COM Express
- Qseven
- SMARC
- ETX
- XTX
- PMC
Die Modulstandards unterscheiden sich hinsichtlich ihres Formfaktors, den verfügbaren Schnittstellen sowie ihrer Leistungsfähigkeit.
Welcher COM-Standard verfügt über die meisten Multimedia Schnittstellen?
Zahlreiche Multimedia-Schnittstellen für mobile IoT-Anwendungen bietet der COM-Standard SMARC.
Dabei kombiniert das Modul modernste Multimedia- und IoT-Schnittstellen mit geringem Platzbedarf und stromsparender Prozessortechnologie.
Wo finde ich ein passendes Trägerboard für meine spezifischen COM-Anwendungen?
Auf dem Markt existieren verschiedene Anbieter, welche vorgefertigte Trägerplatinen anbieten. Wer jedoch auf der Suche nach einem Baseboard mit individuellen Interfaces ist, ist mit einem Full-Custom-Design am besten bedient.
Bei HEINEN Elektronik stehen Ihnen unsere erfahrenen Entwickler zur Seite, um Sie umfassend zu beraten. Gemeinsam überprüfen wir, welcher COM-Standard für Ihre Anwendung geeignet ist und welche Schnittstellen umgesetzt werden können.
