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Kompakt, kompatibel und kombinierbar: Kleinster PC der Welt paßt in Streichholzschachtel

Freitag 14. April 2000 - Daß stets alles kleiner und schneller wird, daran hat man sich in der Technik und insbesondere bei Elektronik- und Computerkomponenten längst gewöhnt.

Daß stets alles kleiner und schneller wird, daran hat man sich in der Technik und insbesondere bei Elektronik- und Computerkomponenten längst gewöhnt. Doch zuweilen scheint die Entwicklung geradezu einen Sprung zu machen. Jedenfalls kann man sich angesichts des kleinsten PC der Welt dieses Eindrucks nicht erwehren. Er findet in einer Streichholzschachtel Platz und eröffnet als Hardware-Basis für die Windows-Betriebssysteme zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten von denen man bisher nur träumen konnte.

Über die Betriebssystem-Varianten Windows CE und Embedded NT, einer abgespeckten Windows-NT-Version, wird derzeit heiß diskutiert. Sie sind die Ergebnisse auf den Ruf nach einfach (d.h. über Windows) zu bedienenden Systemen für Gerätesteuerungen, Handheld-PCs,
Bedien-Konsolen, dezentralen Automatisierungseinheiten und ähnlichen Anwendungen. Doch zu einem lauffähigen System gehören Soft- und Hardware gleichermaßen. Ein besonderes Highlight auf Seiten der Hardware ist zweifelsohne das streichholzschachtelgroße PC-Modul, das die Firma SORCUS jetzt vorstellt. Eine nur 58 mm lange, 29 mm breite und 10 mm hohe Leiterplatte beherbergt sämtliche Systemkomponenten, die zum Bau eines PCs für Windows 3.x, 95/98, NT oder die erwähnten Embedded-Varianten nötig sind. Dazu gehören unter anderem eine 33-MHz- oder 100-MHz-486-CPU mit 2…64 MByte lokalem RAM, 4 MB Flash-Speicher, Interrupt-Controller, Echtzeit-Uhr, drei PC-kompatible Timer, Interface für LCD-Display, je eine serielle und parallele (EPP) Schnittstelle, Tastaturinterface, Lautsprecherausgang sowie Anschlußmöglichkeiten für zwei PC-Card-Slots (PCMCIA). Derart ausgestattet, handelt es sich um den derzeit kleinsten PC der Welt.

Embedded-Systeme auf dem Vormarsch
Die Grafik ist panning- und scrolling-fähig und für verschiedene Auflösungen konfigurierbar, z.B. 640 x 480 Bildpunkte in vier Farben oder 640 x 240 bzw. 480 x 320 Bildpunkte mit 16 Farben; außerdem gibt es eine Darstellung mit 720 x 348 Pixeln, kompatibel zum legendären Hercules-Standard sowie einen 80spaltigen Textmode. Zum kabellosen Übertragen oder Synchronisieren von Daten über Infrarot-Verbindung ist die RS232-Schnittstelle alternativ als IrDA-Port konfigurierbar. Die meisten Notebooks sind heute mit einer entsprechenden Schnittstelle ausgestattet, ebenso wie manche Palmtop-Rechner und Digitalkameras. Neben dem Standard-Modus mit 115 KBit/s ist ein schneller DMA-Mode mit 1,152 MBit/s nutzbar. Für Servicezwecke wird diese Datenübertragungsmöglichkeit immer interessanter. Die pufferbare Echtzeit-Uhr hat einen Alarmausgang (Watch-Dog), der das System bei Bedarf aus dem Sleep-Modus aufweckt.

Die Besonderheit des Mini-PC liegt in der Kombination aus Kompaktheit und einer Standardplattform, für die das Software-Angebot weltweit unüberschaubar groß ist. DOS bzw. Windows nun dort einzusetzten, wo dies bislang aus Platzgründen nicht möglich war, verspricht Geräte- und Maschinenherstellern handfeste Vorteile: die wesentliche PC-Hardware schrumpft quasi auf Kreditkartengröße zusammen und erprobte Standardsoftware macht Lösungen nicht nur kostengünstig, sondern verkürzt auch das Time-To-Market spürbar. Zum Bedienen und Warten ist kein Spezial-Know-how nötig.

Der kleinste PC der Welt ist Bestandteil eines modularen Hardware-Konzepts, das auf sogenannten X-Bus-Modulen aufbaut. Der ebenfalls von SORCUS entwickelte X-Bus ist ein zu PCI verwandter Gerätebus mit Multimaster- und Plug-and-Play-Fähigkeiten. Alle X-Bus-Module lassen sich auch im Sandwich-Verfahren direkt zusammenstecken, vergleichbar mit PC/104-Karten. Dies macht das neue PC-Modul nahezu beliebig ausbaubar, z.B. durch Speichererweiterungen. Über X-Bus sind bis zu 4 GByte an RAM-, Flash- oder EPROM-Speicher adressierbar. Das XVGA-Modul für Auflösungen bis 1024 x 768 Bildpunkte erlaubt den Anschluß eines großen Monitors. Als Schnittstellen zum Prozeß sind I/O-Module in zahlreichen Varianten erhältlich. Dazu gehören digitale und analoge Ein- bzw. Ausgabemodule, serielle Schnittstellen gemäß RS232, RS422 und RS485-Standard, Zählermodule, ein 3-Kanal-Inkrementalgeberinterface und nicht zuletzt Feldbus- und Netzwerkanbindung für PROFIBUS, CAN sowie Ethernet mit 10 bzw. 100 MBit Übertragungsrate.

Ausgeklügeltes Power-Management
Anwendungen für den X-Bus-PC finden sich vor allem im Embedded-Bereich, d.h. als Gerätesteuerungen in den vielfältigsten Erscheinungsformen. So haben die Entwickler Wert auf größtmögliche Flexibilität hinsichtlich Betriebsarten und Konfigurierbarkeit gelegt: Das System bootet wahlweise über PC-Card, Flash-Speicher oder ROM-X-Bus-Modul. Das statische Design erlaubt die Steuerung des CPU-Taktes von 0 bis 100 MHz. Mobile akkubetriebene Geräte profitieren von insgesamt sieben verschiedenen Power-Modes, über die sich durch gezieltes Deaktivieren von CPU, Display und DRAM Energie sparen läßt. Die Betriebsarten Hyper-Speed, High-Speed, Low-Speed sowie Temporary-Low-Speed unterscheiden sich im wesentlichen im CPU-Takt. Im Standby-Modus dagegen wird die CPU auf 0 MHz heruntergefahren während die LCD-Anzeige wahlweise ein oder ausgeschaltet ist. Demgegenüber bleibt im Suspend-Mode nur noch der DRAM-Refresh aufrecht erhalten. Der Critical Suspend- bzw. Sleep-Modus schließlich reduziert den Stromverbrauch auf nur noch wenige mA. Das Aufwecken bzw. Umschalten von einem Mode zum anderen geschieht entweder durch eigens dafür vorgesehene Timer oder durch „Activities“. Letztgenannte kann der Anwender definieren, um das Systemverhalten auf besondere Ereignisse zu bestimmen, z.B. von Interrupts oder externen I/O-Kanälen kommend. Ebenfalls um Strom zu sparen ist die RS-232-Schnittstelle mit einer Auto-Power-Down-Funktion ausgestattet. Sie schaltet die Schnittstelle ab, wenn keine Gegenstation angeschlossen ist. Gleiches gilt für die PC-Cards.

Als Betriebssystem für Standardanwendungen zum Bedienen/Visualisieren oder im Consumer-Bereich ist Windows erste Wahl. Hier kommen alle verfügbaren Varianten in Frage. Für industrielle Echtzeitanwendungen hingegen bietet der Hersteller als Alternative das echtzeit- und multitaskingfähige OsX an, das sich bereits tausendfach bewährt hat. Bemerkenswert ist, daß der Anwender auch die OsX-Echtzeitprogramme mit Hilfe bekannter Standard-Entwicklungsumgebungen wie z.B. Visual-Basic, C++ von Microsoft oder Delphi von Inprise/Borland erstellt.

Zahlreiche neue Einsatzmöglichkeiten
Die Bereiche Embedded-Systeme und Kleinst-PCs zählen zu den typischen Wachstumsmärkten der Zukunft. Einsatzmöglichkeiten finden sich daher überall, wo Konzentration von Intelligenz und Rechenleistung auf minimalem Raum benötigt wird, z.B. in PDAs (Personal Digital Assistant) und Palmtop-PCs, festplattenlosen Bedienstationen, Set-Top-Boxen, Internet-Terminals bzw. Network-Computern (NCs) oder beim Bau von Parallelrechnersystemen. Einfache Erweiterungsmöglichkeiten der I/O-Ebene machen das System gleichsam interessant für industrielle Steuer- und Regelungsaufgaben. Der Hersteller hat auch Trägerkarten für die Bussysteme PCI und ISA im Programm, so daß man ein oder mehrere intelligente Subsysteme im Standard- bzw. Industrie-PC unterbringen kann. Das ausgeklügelte Power-Management erlaubt den Einsatz in tragbaren, batteriegespeisten (Service-)Geräten, als Steuerungen in Spezialfahrzeugen und Arbeitsgeräten oder auch als Boardcomputer in Kraftfahrzeugen. Als typisches Embedded-System mit minimalem Platzbedarf bietet der Heidelberger Spezialist eine Konfiguration des X-Bus-PC mit TFT-Display und zwei PC-Card-Slots an.