CC BY
49Сергей ДРОЗДОВ
serge@fiord.com
Сергей ЗОЛОТАРЕВ
zolotarev@fiord.com
Fit-PC — удивительное рядом
После появления в продаже в сентябре 2008 года миниатюрного персонального компьютера Fit-PC Slim (рис. 1) компании CompuLab в печатных и электронных средствах массовой информации опубликовано множество восторженных откликов, посвященных новому продукту: «CompuLab Fit-PC Slim — претендент на звание самого маленького настольного ПК» [3], «Fit-PC Slim — самый маленький компьютер в мире» [4], «CompuLab Fit-PC Slim помещается в ладони, несмотря на звание «ПК»» и так далее, и тому подобное. Давайте немного разберемся с деталями этого интересного изделия и поймем, за счет чего инженерам CompuLab удалось достичь впечатляющего результата.
Холодное сердце Fit-PC —
AMD Geode LX 800
«Сердцем» Fit-PC является процессор компании AMD Geode LX 800@0.9W (рис. 2), который был представлен в конце мая 2005 года и являлся самым мощным на то время процессором серии LX [5] (Сейчас самым мощным процессором этой серии является AMD Geode LX 900@1.5W). AMD Geode LX 800@0.9W рассчитан на использование в самом широком спектре бытовой электроники и карманных компьютеров, включая телевизоры высокой четкости (HDTV), мультимедийные устройства, телевизионные и интернет-приставки, «тонкие клиенты», автоматические торговые киоски и планшетные компьютеры Tablet PC под управлением операционных систем семейства Windows,
Fit-PC от компании CompuLab —
«нано» персональные компьютеры с большими возможностями
В статье рассматриваются миниатюрные, но в то же время полнофункциональные настольные персональные компьютеры Fit-PC 1.0 и Fit-PC Slim [1] компании CompuLab Ltd [2] c размерами в корпусе соответственно 116x120x40 мм и 100x110x30 мм. В скромные размеры инженерам удалось поместить довольно привлекательную начинку. Конфигурация малюток включает процессор AMD Geode LX 800 — 500 МГц, 256 или 512 Мбайт памяти, 2,5-дюймовый накопитель на жестких магнитных дисках, 1 или 2 порта проводного 100 Мбит/c Ethernet и беспроводного (802.11b/g для Fit-PC Slim), 2 или 3 USB-порта, VGA-контроллер с разрешением до 1920x1440, порт RS232. Оба Fit-PC построены на основе «компьютера на модуле» (CoM) CM-iGLX от CompuLab.
XP Embedded, Windows CE и Linux. В распоряжении разработчиков оказывается обширнейшая база существующего ПО для х86-ком-пьютеров, которое разрабатывалось и совершенствовалось на протяжении многих лет.
Как видно из названия AMD Geode LX 800@ 0.9W, его рейтинг производительности составляет 800 единиц (то есть обеспечивает
производительность, сравнимую, например, с VIA C3 800 МГц), напряжение питания ядра— 1,2 В, минимальное энергопотребление ядра — всего 0,9 Вт. Реальная тактовая частота чипа — до З00 МГц, максимальное тепловыделение при работе на частоте З00 МГц — не более 2,4 Вт, среднее — 1,6 Вт. По оценкам специалистов AMD, типичное энергопотребление компьютерной системы на процессоре Geode LX 800@0.9W составляет не более 2,1 Вт.
Процессор выполнен по 0,13-мкм процессу и снабжен 128 кбайт кэш-памяти второго уровня, встроенным блоком вычислений с плавающей запятой (FPU) с поддержкой мультимедийных инструкций Intel MMX и AMD 3DNow!, а также контроллером оперативной памяти DDR 400 с 64-битной шиной. Встроенные контроллеры (PCI, памяти, 2D-видеоконтроллер) соединяются с ядром через интерфейсную шину GeodeLink с пропускной способностью 9 Гбайт/с. Стоит также отметить встроенный 128-битный механизм криптографической защиты и генератор случайных чисел.
В AMD провели сравнительные тесты систем на базе процессоров Geode LX 800@0.9W и Geode GX 533@1.1W [6]. Тестовый стенд был собран на базе системной платы Hawk, имел 2З6 Мбайт оперативной памяти и 80-гигабайтный винчестер Western Digital. Система работала под управлением Windows XP Home и Windows CE. Синтетические тесты SiSoft Sandra и PCMark 2002 продемонстрировали убедительное преимущество Geode LX 800@0.9W над Geode GX 533@1.1W, а в бенчмарке eTesting Labs Winbench 99 процессор LX 800@0.9W вырвался далеко вперед.
Рис. 1. Внешний вид Fit-PC Slim
Основа Fit-PC — компьютер на модуле CM-iGLX
Основные функциональные возможности Fit-PC обеспечиваются компьютером на модуле CM-iGLX (рис. 3) компании CompuLab.
Рис. 3. Внешний вид модуля СМ-Ю1_Х: а) вид сверху; б) вид снизу
Как утверждает «Википедия» (свободная энциклопедия в Интернете), термин «компьютеры на модуле» (Computer-on-Module, CoM) придумала консалтинговая компания Venture Development Corporation [7] для обозначения специального класса встраиваемых процессорных плат [8]. Под этим термином подразумевались полнофункциональные компьютеры для OEM-производителей, выполненные в виде одной платы, но без набора разъемов для подключения внешних интерфейсов. CM-iGLX — это один из таких CoM
модулей компании CompuLab, основные характеристики которого приведены в таблицах 1-3. Знак «+» в этих таблицах означает наличие функции в любой конфигурации.
Таблица 2. Периферия CM-iGLX
Буквы соответствуют обозначению, применяемому в спецификациях и кодах для заказа. Особо следует отметить, что СМ-ЮЬХ может поставляться для работы в стандартном
Таблица 1. Характеристики CM-iGLX: процессор, память и шины
Характе- ристика Спецификация Вари- анты
Тип процессора AMD LX800/LX700, частота до 500 МГц 64+64 кбайт кэш L1 и 128 кбайт кэш L2 Таймеры, прямой доступ к памяти, контроллеры прерываний. Чипсет AMD CS5536 C
ОЗУ 64-256 Мбайт DDR, 333 МГц, 64 бит D
BIOS Flash 512 кбайт, перепрограммируемый на плате +
NAND Flash Disk 128/512 Мбайт, скорость передачи 10 Мбит/с N
Внешние шины PCI, LPC, AC97 +
AC97 Соотв. AC97 Rev 2.3 +
Шина PCI 32 бит, соотв. 2.2, 132 Мбит/с, 3,3 В Арбитраж для одного или двух мастеров +
Шина LPC Хост, 33 МГц, соотв. Intel LPC v1.0 +
Характеристика Спецификация Варианты
Графический контроллер Разрешение до 1920x140, до 32 бит на пиксель, буфер в системной памяти, 2D графический процессор +
Интерфейс дисплея LCD: параллельный RGB, 18 бит, для TFT-панелей CRT: аналоговый RGB, 24 бит для CRT + +
Видеоввод Стандарт VESA1.1 и VESA2.0, BT.601, BT.656, 8 бит порт, 150 МГц +
USB Три порта Host USB 2.0, 480 Мбит/с, соотв. EHCI/OHCI +
Последовательные порты (UART) COM-A — RS-232, Rx/Tx COM-B — TTL, Rx/Tx + +
Универсальный ввод/вывод (GPIO) 4 линии свободны, 4 используются +
Интерфейс HDD IDE, UDMA ATA100 +
Клавиатура и мышь USB или перенаправление через последовательный порт +
Ethernet Realtek 8139, 10/100 BaseT E
Контроллер аудио Контроллер Wolfson WM9715L, AC97 интерфейс, моновход микрофона, стереовход/выход, 25 мВт для активных колонок AT
Контроллер сенсорного экрана Часть чипа WM9715L. Поддерживает резистивные панели AT
Часы реального времени (RTC) RTC с питанием от внешней батареи +
Wi-Fi Ralink RT2571chipset, 802.11b/g, внутренний USB-интерфейс. Доступен только с опцией 512 Mбайт DDR W
Шифровальное устройство 128 бит шифровальное устройство, до 44 Мбит/с +
Таблица 3. CM-iGLX: электрические, механические спецификации и условия эксплуатации
Таблица 4. Основные характеристики SBC-iGLX
Характеристика Спецификация
Внешнее питание, В 3,3
Потребляемая мощность, Вт 3-5 (зависит от конфигурации и скорости СРи)
Размеры, мм 68x58x8
Вес, г 37
MTBF, часов > 100 000
Рабочая температура, °C Стандартный 0...+70
Расширенный -20...+70
Промышленный -40...+85
Температура хранения, °C -40...+85
Относительная влажность, % Работа 10-90
Хранение 5-95
Удар 50 д/20 мс
Вибрация 20 д/0-600 Гц
Соединительные разъемы 3x140, шаг 0,6 мм
Характеристика Спецификация SB-опция CM-опция
CPU SDRAM Flash Disk Определяются CM-iGLX
COM-A Только Rx/Tx, уровни RS-232, RJ11 или DB9 коннектор + +
COM-B Только Rx/Tx, уровни RS-232/422/485, 100-mil header X +
IDE Интерфейс UDMA ATA-100. Коннектор 40-pin FPC + +
Ethernet Один или два 10/100 Мбит Ethernet-порт, используя Realtek RTL8139: - первый порт с CoM - второй порт с платы носителя + E2 E E
TFT-панель 51-контактный разъем для прямого подключения TFT-панели гибким шлейфом + +
LVDS-панель Интерфейс LVDS панели L +
CRT-монитор Аналоговый RGB-интерфейс для CRT и FP мониторов через DB15 на лицевой панели или через FPC на дополнительном модуле + +
Видеоввод Использование входного видеопроцессора SAA7113 V +
GPIO До 8 линий + +
PCMCIA & CardBus Поддерживает стандарты PCMCIA (16 бит) или CardBus (32 бит), и типы карт I, II и III C1 C2 + +
Host USB Три порта USB Host, 480 Mbps. Два порта на лицевой панели + +
Аудиосистема и контроллер сенсорного экрана Определяется CM-iGLX + AT
PC104 Стандартный коннектор и сигналы PC/104. Реализовано на основе моста IT8888 PCI-ISA P +
PC104+ Шина PCI через стандартный коннектор PC/104+ R +
Часы реального времени (RTC) RTC с питанием от внешней батареи + +
Шина CAN Контроллер CAN Bus W +
(от 0 до +70 °С), расширенном (от -20 до +70 °С) и промышленном (от -40 до +85 °С) температурных диапазонах. Важным также является то, что СМ-ЮЬХ имеет длительный жизненный цикл — по крайней мере, до 2012 года.
На рис. 4 показана структурная схема модуля СМ-ЮЬХ.
Ріг-РС 1.0 — персональный компьютер в форм-факторе РС/104+
Ьії-РС 1.0 построен на основе стандартных компонент, выпускаемых СошриЬаЬ: одноплатного компьютера 8ВС-ЮЬХ (рис. 5) и корпуса БЫС-ЮЬХ. Как и большинство одноплатных компьютеров СошриЬаЬ, 8ВС-ЮЬХ реализован в форм-факторе РС/104+
Рис. б. Внешний вид персонального
компьютера Fit-PC 1.0
путем комбинации платы носителя (carrier baseboard) и установленного на ней определенного CoM-модуля (в нашем случае CM-iGLX). Стыковка CoM-модулей и платы-носителя в формате PC/104+ осуществлена через электрические линии, выведенные на унифицированные разъемы (CAMI — CompuLab's Aggregated Module Interface).
В таблице 4 приведены основные характеристики SBC-iGLX.
Хотя Fit-PC 1.0 (рис. 6) построен на базе SBC-iGLX, но использует не все заложенные в нем возможности. Поэтому приведем реальные характеристики Fit-PC 1.0:
• процессор AMD Geode LX800 З00 МГц, чипсет AMD CS5536, впаянная память 2З6 Мбайт DDR 333 МГц, 2.5" жесткий диск IDE 60 Гбайт, интегрированный контроллер дисплея с разрешением 1920x1440;
• порты: 2xRJ45 Ethernet100 Mbps, 2xUSB 2.0 HiSpeed 480 Mbps, RJ11 RS-232, VGA DB15, стерео вход/выход, вход микрофона;
• программное обеспечение:
- General Software Embedded BIOS;
- специальные возможности BIOS: сетевая загрузка с помощью Etherboot, обновление BIOSa по сети с помощью Etherlink;
- поддержка Linux: предустановленный Linux Ubuntu 7.10 (Gutsy) или оптимизированный для Fit-PC Linux Gentoo;
- поддержка Windows: XP Home/Pro.
Механические спецификации и условия эксплуатации: защищенный от пыли и влаги анодированный алюминиевый корпус, размер (WxLxH) 116x120x40 мм, вес 500 г, рабочая температура 0...45 °C, питание 5 В, потребляемая мощность 3-5 Вт, AC-адаптер 110/230 в 5,0 В.
Отличия Fit-PC Slim от Fit-PC 1.0
Теперь перейдем к еще более интересному компьютеру Fit-PC Slim (рис. 7) и сравним его с Fit-PC 1.0. Хотя по размеру Fit-PC Slim на 40% меньше, чем Fit-PC 1.0, но по своим возможностям он превосходит Fit-PC 1.0:
н
Рис. 7. Внешний вид компьютера Fit-PC Slim: а) интерфейсы; б) питание
имеет в два раза большую память размером 512 Мбайт, встроенный Wi-Fi интерфейс 802.11b/g для беспроводной связи, третий порт USB, кнопку включения питания, индикаторы (LED) питания и обращения к жесткому диску, возможность смены жесткого диска (рис. 8). Интересно, что встроенный адаптер Wi-Fi поддерживает режим точки доступа, так что Fit-PC Slim может работать как маршрутизатор локальной сети. Питание обеспечивает внешний блок питания с номинальным выходным напряжением 12 В (точнее, в диапазоне от 9 до 15 В), что упрощает использование в качестве источника питания автомобильные аккумуляторы и солнечные батареи. Fit-PC Slim имеет размеры 110x100x30 мм, потребляемая мощность равна всего лишь 4-6 Вт, вес — 380 г.
Fit-PC Slim поставляется либо с предустановленным Linux Ubuntu 8.04 или Gentoo 2008.0 в режиме дуальной загрузки, либо с предустановленным Windows XP Home SP3. Еще более удивительно (учитывая возросшие возможности) то, что Fit-PC Slim поставляется по цене более низкой, чем Fit-PC 1.0. Fit-PC Slim предлагается заказчику (цены указаны для продажи в США) в четырех конфигурациях:
• Fit-PC Slim Barebones (256 Мбайт, без Wi-Fi, без HDD) — $220;
• Fit-PC Slim Diskless (512 Мбайт, Wi-Fi, без HDD) — $245;
• Fit-PC Slim Linux (512 Мбайт, Wi-Fi, 60 Гбайт HDD с предустановленным Linux Ubuntu и Gentoo) — $295;
• Fit-PC Slim XP (512 Мбайт, Wi-Fi, 60 Гбайт HDD с предустановленным Windows XP Home SP3) — $335.
Fit-PC Slim — «нано» ПК, или ПК для тех, у кого нет места на рабочем столе
Компания CompuLab следующим образом позиционирует различные варианты Fit-PC Slim:
• Fit-PC Slim Linux: необслуживаемые ПК, небольшие серверы, заказные системы с Linux.
• Fit-PC Slim XP: доступ в Интернет, почта и мгновенная передача сообщений, голосовая почта, MS Office, цифровая музыка, хранение и воспроизведение фотографий. На наш взгляд, Fit-PC является хорошим
выбором для создания коммуникационных серверов в промышленности, а также «тонких клиентов» и торговых киосков. ■
Литература
1. www.fit-pc.com
2. www.compulab.co.il
3. http://www.ixbt.com/news/all/mdex.shtml?n/06/17
4. www.hardwareportal.ru
5. Нечай О. Холодное сердце — AMD Geode LX. http://www.terralab.ru/system/38996/, 24 мая
2005.
6. AMD Geode LX 800@0.9W Processor Benchmark (www.amd.com)
7. www.vdc-corp.com
8. http://en.wikipedia.org/wiki/Computer-on-module
