conga-QA4 - Qseven Modul mit Intel® Pentium™/Celeron™ Braswell

conga-QA4 - Qseven-Modul auf Basis Intel® Pentium™/Celeron™ "Braswell"

Quadcore Intel® Pentium® Prozessor mit 4K Auflösung auf Qseven

Das conga-QA4 Qseven-Modul basiert auf den neuen Intel Pentium® und Celeron® Prozessoren in 14 Nanometer Technologie ("Braswell"). Die integrierte Intel® Generation 8 Grafik verfügt über bis zu 16 GPUs (Grafik Execution Units) und 4k (3.840 x 2.160 Pixel) Auflösung.

Die 14-nm Intel Braswell CPUs mit Atom-Innenleben tragen Pentium- und Celeron-Bezeichungen. Die ersten vier Braswell-Ableger tragen die Bezeichnungen Pentium N3710, Celeron N3160 und  Celeron N3060. Die CPU-Kerne, die mit einem Basistakt von 1,6 GHz und im Turbo-Modus mit bis zu 2,4 GHz takten, unterstützen das Ausführen von Code nach dem Out-of-Order-Prinzip. Der Pentium N3700 verfügt über vier Kerne, denen ein zwei Megabyte großer Cache zur Verfügung steht. An den Speicher-Controller kann DDR3-1600 Arbeitsspeicher angebunden werden. Die im Prozessor integrierte Graphics HD-GPU arbeitet standardmäßig mit einer Taktfrequenz von 400 MHz und kann im Bedarfsfall bis zu 700 MHz schnell werden. Die Leistung soll dabei für die Nutzung von Displays mit UltraHD-/4K-Auflösung ausreichen, wobei die Bildrate bei bis zu 60 Hz liegen kann.

conga-QA4 Modulvarianten

Das conga-QA4 Modul wird in drei verschiedenen Prozessorvarianten angeboten. Es reicht von der Dual Core Einstiegsvariante Intel® Celeron® N3050 mit 1,6/2,08 GHz bis hin zum Quadcore Intel® Pentium® Prozessor N3700 mit 1,6/2,4 GHz, jeweils mit einem Leistungsverbrauch von 4 Watt für typische Anwendungen (SDP = Scenario Design Power):

Artikel-Nr. Bezeichnung Leistungsmerkmale
015210 conga-QA4/N3710-4G eMMC16 Qseven-Modul mit Intel® Pentium® N3710 Quad Core CPU, 1.60GHz,  4GB 1600MT/s DDR3L onboard dual channel memory, 16GB eMMC onboard flash und 6 USB 2.0 Ports.
015211 conga-QA4/N3160-2G eMMC16 Qseven Modul mit Intel® Celeron® N3160 Quad Core CPU, 1.60GHz,  2GB 1600MT/s DDR3L onboard dual channel memory, 16GB eMMC onboard flash und 6 USB 2.0 Ports.
015212 conga-QA4/N3060-2G eMMC8 Qseven Modul mit Intel® Celeron® N3060 Dual Core CPU, 1.60GHz,  2GB 1600MT/s DDR3L onboard dual channel memory, 8GB eMMC onboard flash und 8 USB 2.0 Ports.
015213 conga-QA4/N3010-2G eMMC8 Qseven Modul mit Intel® Celeron® N3010 Dual Core CPU, 1.04GHz,  2GB 1600MT/s DDR3L onboard single channel memory, 8GB eMMC onboard flash und 8 USB 2.0 Ports.
015214 conga-QA4/E8000-2G eMMC8 Qseven module with Intel® Atom™ X5-E8000 Dual Core CPU, 1.04GHz,  2GB 1600MT/s DDR3L onboard single channel memory, 8GB eMMC onboard flash und 8 USB 2.0 Ports.
015215 conga-QA4/N3710-4G eMMC16 eDP Qseven module with Intel® Pentium® N3710 Quad Core CPU, 1.60GHz,  4GB 1600MT/s DDR3L onboard dual channel memory, 16GB eMMC onboard flash, 6 USB 2.0 Ports und 2x eDP.

 

Beste Performance pro Watt in der x86-Klasse

Mit ihrer höheren Rechenleistung schließen die neuen Pentium- und Celeron-Prozessoren für Embedded-Systeme die bisherige Lücke in Richtung der Core-i-Prozessoren. In der Tabelle sind die gemittelten Ergebnisse des verbreiteten Prozessor-Benchmarks Geekbench für Boards mit den neuen „Braswell“-, Core-i- und wichtigen „Bay Trail“-Prozessoren zusammengetragen. Besonders beeindruckend ist, dass die neuen „Braswell“-Prozessoren Spitzenwerte für den MultiCore-Score (MCS) pro TDP (Thermal Design Power) einfahren. Die auf 6 W gesunkene TDP bzw. 4 W SDP (Scenario Design Power) vereinfacht demnach auch die Entwicklung lüfterloser Computersysteme – selbst für Embedded-Systeme die hohe Rechenleistung erfordern:

Quelle: Primatelabs/Geekbench

Doppelte Grafik-Rechenleistung

Auch im immer wichtigeren Bereich der Grafik schließen die neuen Embedded-Prozessoren an die neuesten Core-i-Prozessoren auf, die Grafik-Rechenleistung wurde gegenüber der schon sehr guten Vorgängergeneration verdoppelt. Anwender und Entwickler können nun auch in dieser Leistungsklasse von hochauflösenden Benutzeroberflächen in 4K oder gar hochwertigen und latenzfreien 3D-Animationen profitieren. Insbesondere bei Touch-Screen-Bedienung ist eine verzögerungsfreie 3D-Grafik für eine flüssige Bedienung und erhöhte Bediensicherheit wichtig.

Wie die Core-i-Prozessoren unterstützt die neue Generation der Embedded-Prozessoren drei unabhängige Displays, die über Schnittstellen nach HDMI 1.4b, DP 1.1a und eDP 1.4 angeschlossen werden können. Zudem unterstützen die neuen Pentium- und Celeron-Prozessoren für Embedded-Systeme erstmals auch ultrahochauflösende 4K-Displays (3840 × 2160 Pixel). Dies ist zum Beispiel für Werbe- und Anzeigetafeln mit sehr großformatigen Displays mit mehreren Metern Bilddiagonale oder Applikationen im Verkauf (wie Kassensysteme oder Automaten für Tickets und sonstige Waren aller Art) und bei professionellen Spielautomaten relevant, wo der Betrachter sehr nah am Monitor ist und selbst kleinste Details erkennen kann.

Die Grafik-Rechenleistung der neuen Embedded-Prozessoren von Intel wurde durch den Wechsel auf die Gen-8-Grafik erzielt, die auch in der 5. Generation der Core-i-Prozessoren eingesetzt wird. Um die Energieaufnahme zu begrenzen, sind die Prozessoren Celeron N3150 und N3050 jedoch auf 12 EUs (Execution Units), und der Pentium N3700 auf 16 EUs begrenzt. Damit ist auch im Grafikbereich eine Skalierbarkeit bis zu den Core-i-Prozessoren gegeben. Natürlich unterstützen die neuen Pentium- und Celeron-Prozessoren für Embedded-Systeme auch neueste Grafik-APIs wie DirectX 11.1, OpenGL 4.2 und OpenGL ES 3.0/3.0+.

Dank der Unterstützung von OpenCL 1.2 können die neuen Embedded-Prozessoren zudem auch rechenintensive Parallel-Tasks, die bislang auf der CPU verarbeitet wurden, auf die GPU auslagern. Wichtig ist dies beispielsweise für bildgebende Verfahren in der Medizintechnik oder zur Gesichtserkennung in Videoüberwachungssystemen. Dafür enthält jede EU der GPU zwei SIMD (Single Instruction Multiple Data) Floating Point Units (FPU), die jeweils bis zu acht 16 bit oder vier 32 bit Integer oder Fließkomma Operationen (FLOP) durchführen können. Neu ist zudem auch die 16-bit-half float-Verarbeitung, mit der jede FPU gleichzeitig Additionen und Multiplikationen (MAD) ausführen können. Das ergibt bei 16 EUs die stattliche Zahl von bis zu 512 Fließkommaoperationen pro Taktzyklus – 16 (EUs) × 2 (SIMD-FPUs) × 8 FLOP × 2 (MAD) = 512 FLOP – und damit ist eine theoretische Spitzen-Rechenleistung von 358,4 GFLOP/s erreichbar, sofern die Execution Units im Burst Mode (700 MHz) laufen.

Videowiedergabe in 4K

Auch die integrierte Video-Einheit, die für die hardwarebasierte De- und Encodierung von HD-Videodaten in Echtzeit verantwortlich ist, hat Intel in den neuen Embedded-Prozessoren aufgerüstet. Neu ist die Verarbeitung von Videodaten nach dem Standard H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding). H.265 spart gegenüber dem Vorgänger H.264/AVC (Advanced Video Coding) etwa 50 % der Datenrate ein, so dass Anwender nun auch 4K-Videos abspielen können – eine Fähigkeit, die bisher nur spezialisierten oder leistungsfähigeren Prozessoren vorbehalten war.
Der Encoder unterstützt H.264, MVC und JPEG. Das ist insbesondere für das prozessorintegrierte Kamera-Interface CSI-2 (Camera Serial Interface 2), ein Standard der MIPI-Alliance (Mobile Industry Processor Interface), relevant. Dieses ermöglicht den Anschluss von zwei HD-Kameras mit 1080p bei 30 Hz. Fotos werden bis zu einer Auflösung von 5 Megapixel verarbeitet. Der Hauptvorteil des integrierten MIPI-CSI-2-Interfaces sind die gegenüber USB-Kameras extrem niedrigen Kosten sowie die platzsparende Integration, da sowohl Signalprozessoren für die Bildverarbeitung als auch Sensor- und Kamerasteuerungsfunktionen direkt im Grafikprozessor integriert sind.
Die einfache Kamera-Schnittstelle eröffnet für viele Applikationen ganz neue Anwendungsszenarien. Hauptanwendungsbereiche sind nicht nur Webcam- und Videotelefonie-Funktionen sondern auch intelligente Bildverarbeitungs-Systeme, die mit zwei angeschlossenen Kameras sogar 3D-Bild- und Videodaten zur Verfügung stellen könnten. Anwendungsbereiche finden sich von der Video-Überwachung und Zutrittskontrolle von Gebäuden über Inspektions-Systeme zur Qualitätssicherung in der Fertigung bis hin zum kamerabasierten autonomen Fahren.

Embedded BIOS & BSPs
Die x86-basierten CPU-Boards von congatec sind mit einem modularen BIOS mit speziellen "Embedded"-Features und enstprechenden Support-Tools, welches es dem Entwickler erlauben, die Eigenschaften des Moduls an die Anforderungen der jeweiligen Applikation anzupassen. Eine detaillierte Beschreibung der BIOS-Features finden Sie hier. congatec bietet erweiterte Board Support Packages mit aktuell getesteten Treibern der Chiphersteller und den zusätzlichen congatec Treibern für alle Zusatzfunktionen des congatec Embedded BIOS an.

Konfigurations-Tool für Windows und Linux
Alle erweiterten BIOS Einstellungen sind über ein Konfigurationsprogramm zugreifbar. Damit können alle Einstellungen wie z.B. Displayanpassungen, Einbinden des Kunden-Bootlogos oder projektspezifische BIOS-Konfigurationen vorgenommen, aber auch Statusinformationen wie z.B. die Seriennummer oder Betriebsstundenzähler angezeigt werden. Die vorgenommenen Einstellungen können anschließend automatisiert installiert werden z.B. per bootfähigem USB-Stick mit Batchdatei, was den Fertigungsablauf enorm erleichtert.

 

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Leistungsmerkmale: conga-QA4

Formfactor Qseven Rev. 2.0 | 70x70 mm
Unterstütze CPUs Intel® Pentium® N3700 2.4 GHz (Burst) | 1.6 GHz Clock Quad Core L2 cache 2MB 4W SDP | 6W TDP
  Intel® Celeron® N3150 2.08 GHz (Burst) | 1.6 GHz Clock Quad Core L2 cache 2MB 4W SDP | 6W TDP
  Intel® Celeron® N3050 2.16 GHz (Burst) | 1.6 GHz Clock Dual Core L2 cache 2MB 4W SDP | 6W TDP
  Intel® Celeron® N3000 2.08 GHz (Burst) | 1.04 GHz Clock Dual Core L2 cache 2MB 3W SDP | 4W TDP
DRAM Dual Channel | bis zu 8GB onboard DDR3L mit 1600 MT/s
Chipset Integriert im SoC
Ethernet Intel® I211 Gigabit-Ethernet
I/O Schnittstellen 8x USB 2.0 oder 1x USB 3.0 und 5x USB 2.0 | 2x SATA3 | 1x SDIO | 3x PCIe Gen2 | I²C Bus | LPC bus | 1x SPI
Flash eMMC 4.5.1 Onboard-Flash (bis 64 GByte optional)
Sound Intel® High Definition Audio (Intel® HD Audio)
Grafik Intel® Gen 8 HD Graphics mit Support für DirectX11.1 | OpenGL 4.2 | OpenCL 1.2 | OpenGLES 2.0 | volle MPEG2 Hardwarebeschleunigung mit H.265/HEVC decoding und H.264 encoding | MVC und 2x Independent Display Support in 4K (3840 x 2160 px) @30 Hz oder WQXGA (2560 x 1600 px) @60 Hz
LVDS Dual Channel LVDS | Unterstützung für Displays mit 2x24 bit Data Mapping und 1920x1200 @60Hz Auflösung | alternativ 2x eDP (option)
DisplayPort Interface DisplayPort 1.1a bis zu 3840x2160px oder HDMI 1.4b bis zu 3840x2160px | zusätzlich 2x eDP (optional zu LVDS)
Camera Interface MIPI-CSI 2.0 Support auf Feature Connector für bis zu 2 HD Cameras (SGET Qseven Specification 2.0 Addendum)
congatec Boardcontroller Multistage watchdog | non-volatile user data storage | manufacturing and board Information | board statistics | I²C bus (fast mode | 400 kHz | multi master) | power loss control
Embedded BIOS Features AMI Aptio® UEFI 2.x Firmware | 8 MByte Serial SPI mit congatec Embedded BIOS Features wie z.B. OEM Logo | OEM CMOS Defaults | LCD Control Display Auto Detection | Backlight Control | Flash Update
Power Management CPI 5 .0 compliant | Smart Battery Management
Betriebssysteme Microsoft® Windows 10 | Microsoft® Windows 8 | Microsoft® Windows 8 embedded | Microsoft® Windows 7 | Microsoft® Windows 7 embedded compact | Linux
Stromverbrauch Typ. application 3...4W (Processor SDP Scenario Design Power)
Temperaturbereich Commercial : Operating: 0 to +60°C Storage: -20 to +80°C
Luftfeuchtigkeit Betriebs: 10 bis 90% r. H. nicht kondensierend, Lagerung: 5 bis 95% r. H. nicht kondensierend
Abmessungen 70 x 70 mm