Trends 2007 in der Embedded Computer Technologie Beständig im Wandel

Als Basis für unzählige Automatisierungslösungen mit PC-Technologie ist der Markt der Embedded Computer-Tech­nologie weiterhin mit der Verfügbarkeit von z.B. PCI Express und Multi-Core-Prozessoren sowie der zunehmenden Integration der Chipsätze sehr dynamisch. Darüber hinaus wird er derzeit sogar von den Anbietern konventioneller Computer-Technologie als der größte Wachstumsmarkt überhaupt definiert, wie eine aktuelle Meldung der Bitcom bestätigt. Maßgebliche Faktoren sind hierfür beispielsweise die digitale Krankenakte und der Effizienzsteigerungsdruck im Medizinwesen, die zunehmende Automatisierung von POS-Applikationen, beispielsweise beim Flugreiseverkehr oder bei Payloadservern für Mobiltelefone und Tickets, Flottenmanagement und Transport-Logistik, RFID-automatisierte Warenwirtschaft und Kassensys­teme, oder aber Infotainment und Homeautomation-Lösungen und zu guter Letzt die mobile Telekommunikation der dritten Generation mit steigenden Bandbreiten und zunehmender Substitution des Festnetzes sowie Tripleplay over IP (Internet, Telefon sowie Video/TV und Musik). All diese Applikationen zielen auf den Massenmarkt, werden mit Embedded Computer-Technologie umgesetzt und in großen Stückzahlen produziert. Damit werden Lösungen, die heute noch zu teuer erscheinen, langfristig aufgrund der Degression der Kosten bei Massenproduktion auch für die indus­trielle Automatisierung interessant. Hergestellt werden solche Technologien von Anbietern, die es geschafft haben, innerhalb der letzten Jahre weltweite Marktbedeutung zu erlangen, und damit ebenbürtige Partner auch für große Konzerne sind. Dieser Trend führt auch zur zunehmenden Konsolidierung des Markts, sodass es für OEM zunehmend entscheidend wird, auch auf die Wettbewerbsposition des Anbieters von Embedded Computer-Technologie zu achten. Neben der Wahl des passenden Anbieters ist selbstverständlich weiterhin der Formfaktor entscheidend. Folgende Trends sind dabei für 2007 aus Sicht von Kontron zu erkennen: Formfaktoren Tops & Flops Wenn man in 2007 einen Megatrend bei den Formfaktoren im Embedded Computing definieren will, dann ist dieser eindeutig im Bereich der PICMG-Spezifikationen zu finden. AdvancedMC, AdvancedTCA und MircoTCA beschreiben hier den Markt des steilsten Wachstums. Daneben ist der PICMG-Standard COM Express bzw. die Kontron-Dachmarke ETXexpress der wachstumsstärkste Markt für Computer-On-Module. Auf Seiten der Prozessortechnologie wird darüber hinaus die Multi-Core-Tech­nologie wesentliche Veränderungen herbeiführen, denn bislang verteilte Systeme lassen sich mit unterschiedlichen Betriebssystemen in ein System integrieren, ohne dass beispielsweise das Echtzeitsystem vom bootenden Windows-Sys­tem gestört wird. Das Wachstums-Ranking aller Formfaktoren ist aus Kontrons Sicht in fünf Kategorien unterteilbar: Besonders schnell wachsende Märkte (mehr als 15%), schnell wachsende (5-15%), moderat wachsende (bis 5%) und stagnierende sowie rückläufige Märkte. Wie beschrieben gehören AdvancedTCA, AdvancedMC, MircoTCA und ETXexpress/ COM Express zu den Highflyern. Warum? Der Markt der Telekommunikations-Infrastruktur wird auf Standard-Plattformen umgestellt. Jüngst haben Sun, Nokia und Ericsson dies mit einer Allianz bestärkt. Als modulare und auf Interoperabilität geprüfte Lösung sind die PICMG-Standards AdvancedTCA, AdvancedMC und MicroTCA dafür prädestiniert. Darüber hi­naus ist das Einsatzgebiet von MicroTCA nicht nur auf die Telekommunikation beschränkt. Anwendungen, die hohe Bandbreiten und höchste Performance erfordern, wie industrielle Server, Bildverarbeitung in Industrie und Medizintechnik sowie Gaming-Anwendungen, sind eben-so ein Ziel-Markt. Insbesondere der Medical-Bereich mit seinem hohen Kostendruck und die da­raus folgende Notwendigkeit, verschiedene manuelle Prozesse zu automatisieren, wird das Wachstum von Embedded Systemen forcieren. Auch im Bereich der öffentlichen Sicherheit wird die prognostizierte Zunahme von Sicherheits- und Videoüberwachungssystemen, um Vandalismus, Kriminalität und Terrorismus zu bekämpfen, den Bedarf an PICMG-konformen Embedded Computern erhöhen und bietet somit gute Wachstumschancen. Diese Entwicklungen werden auch ETXexpress/ COM Express beflügeln. ETXexpress/ COM Express ist der erste PICMG-Standard für Computer-On-Module auf Basis von PCIexpress und PCI. Computer-On-Module zielen auf den Markt der bisherigen Full-Custom-Designs und nehmen aufgrund des immensen Kostendrucks bei OEM eine entscheidende Kostensparfunktion ein, indem die CPU-Core-Ent-wicklung durch Outsourcing zugekauft wird, bisweilen auch einschließlich einer kundenspezifischen Entwicklung und Fertigung eines entsprechenden Baseboards. Nahezu identisch sieht das Branchen-Szenario bei den Formfaktoren CompactPCI in 6HE und ETX in der Spezifikation 3.0 aus. Zwischen 5 und 15% Wachstum ist in diesem Markt zu erwarten. CompactPCI 6HE ist wiederum für den Telekommunikations-Sektor von besonderem Interesse, hier für bestehende Erweiterungsinvestitionen aufgrund von zunehmender Etablierung z.B. von Tripleplay. Weitere Märkte sind Medical und Defense. Auch CompactPCI in 3HE zieht in vielen Branchen an, da die Systeme inzwischen kaum teurer sind, als klassische IPC-Technik, dafür aber erhöhten Mehrwert durch robuste Steckertechnologie, Hot-Swapping und die Wahl von Front- oder Rear-I/O bieten. Eine einfachere, auch nachträgliche Erweiterbarkeit und mehr Flexibilität bei Schnittstellen und Steckkarten inklusive mehrerer CPU-Boards zählen zu den Vorteilen. ETX 3.0 zielt ebenso wie ETXexpress auf den Markt der Full-Custom-Designs. Insbesondere der vermehrte Bedarf nach performanten Low-Power-Designs in Verbindung mit aktueller Schnittstellentechnik ist hier der Wachstumsgrund. Der dritte Standard im Segment der schnell wachsenden Formfaktoren ist Mini-ITX. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Mini-ITX alles bietet, was ein Standard-Motherboard heute braucht, und dies auf kleinstem, ATX-kompatiblem Formfaktor. Der Trend ist hier Miniaturisierung und höhere Integration der Chipsätze, sodass die meistbenötigten Features bereits on Board sind. Viele Erweiterungsoptionen sind deshalb nicht mehr erforderlich. Systeme auf Basis von Mini-ITX bieten Desktop-Performance auf kleinstmöglichem Raum und dennoch einen PCI und PCI Express-Erweiterungsslot. Der vierte wachstumsstarke Markt ist der von Epic Express. Dieser Formfaktor, der sich aus dem PC/104-Umfeld entwickelt hat, wird viele Altuser auf den nun neuen Formfaktor portieren, was zu entsprechendem Wachstum 2007 und in den folgenden Jahren führen wird. Voraussetzung ist hierfür jedoch die Verabschiedung der Spezifikation durch das PC/104-Konsortium. Kommt diese erst im 2. Halbjahr, wird die Nachfrage entsprechend später einsetzen. Bis zu 5% moderates Marktwachstum werden klassische Epic-Motherboards (für PC/104), PC/104-CPU-Boards, 3,5-SBC sowie PICMG 1.x-basierte Slot-Baugruppen und die Motherboard-Formfaktoren MicroATX und FlexATX generieren. Klassische Epic-Boards bieten neueste Prozessorperformance für PC/104-Erweiterungsbaugruppen, die auf PC/104-Prozessorboards nicht genügend Platz finden. PC/104 selbst bleibt im (Ultra-)Low-Power-Bereich interessant, und extrem robuste Baugruppen mit erweitertem Temperaturbereich finden hier weiterhin steigende Nachfrage. 3,5 ist die Alternative zu PC/104 und im JRex/JFlex-Gewand bei Kontron der Einstiegs-SBC. Inklusive kabellosem SMT-Erweiterungskartenkonzept mit externen standardisierten Schnittstellen direkt on Board ist er eine attraktive Alternative zum klassischen PC/104. Motherboards der Formfaktoren MicroATX und FlexATX stehen hinter miniITX zurück, da der Trend in Richtung Miniaturisierung geht. Dennoch werden auch hier und da noch zwei, drei oder mehr Erweiterungsslots benötigt. Damit bleiben diese Formfaktoren weiterhin gefragt und verzeichnen Wachstum. Vorteile der ATX-konformen Motherboards sind die extrem günstigen mechanischen Komponenten, die zumeist vollends aus dem Consumermarkt bezogen werden können. PICMG 1.x wird in der Summe bis zu 5% wachsen. Highrunner werden dabei die neuen PICMG 1.3-basierten Baugruppen sein. Im Wesentlichen zielen diese neuen Slot-Baugruppen auf kompakt gebaute und flexible Systemlösungen ab, die man mit anderen Formfaktoren nur schwer umsetzen kann und für die auch I/O-Baugruppen aus dem Massenmarkt zum Einsatz kommen können beispielsweise für Ethernet, Feldbus, Framegrabber oder Highspeed-Grafik. Etwas abgeschieden im Off des Null-Wachstums stehen ATX-Mo­therboards im vollen Formfaktor. Erklärlich ist das Nullwachstum durch die kleineren kompatiblen Formfaktoren. Dennoch ist ATX besonders attraktiv für Anwender, da das Preisverhältnis im Gegensatz zu sonstigen Embedded Formfaktoren an dem der kommerziellen Motherboards gemessen wird. Das Gesamtvolumen ist hoch, der Preis entsprechend günstig. Negatives Wachstum werden PCI, ISA oder Pisa-Slotbaugruppen erzielen. Sie haben den Zenit erreicht und werden nur noch für bestehende Installationen eingesetzt. Neue Designs werden mit ihnen nicht mehr umgesetzt. Gleiches gilt auch für VME, mit Ausnahme im Bereich Defense. E2Brain- und X-board-COMs Die beiden offenen Standards ­x-board und E2Brain bedürfen einer eigenen Betrachtungsweise, da sie aufgrund von Risc-Prozessoren nicht im Wettbewerb der klassischen PC-basierten Formfaktoren stehen. Beide Computer-On-Module-Standards haben mittlerweile eine etablierte Basis an Nutzern, und E2Brain erfreut sich seit der Gründung der E2Brain Interest-Group beachtlich steigender Beliebtheit. Ob der Trend jedoch bei 5 bis 15% oder noch darüber liegt, ist schwer zu beziffern, denn jüngst erhielt beispielsweise Kontron einen Großauftrag für ein X-board-basiertes Design, der rein statistisch zu einem Wachstum von über 100% führen wird. Einzelaufträge mit bisweilen extrem hohen Stückzahlen lassen eine Prognose demnach schwer zu. Autor: Norbert Hauser ist Vice President Marketing der Kontron AG, Eching.