A menos que los desarrolladores sean verdaderos expertos en sistemas embebidos y edge, evaluar y elegir entre los distintos estándares de factor de forma puede resultar bastante difícil. Sin embargo, dependiendo del nivel de rendimiento, sólo hay un estándar que se recomienda para los nuevos diseños de sistemas. Como siempre, hay excepciones a esta regla.

COM-HPC es el nuevo estándar COM de altas prestaciones para diseños modulares edge server y edge client. El tamaño más pequeño Mini apenas supera el de una tarjeta de crédito.

Si echamos la vista atrás a las dos últimas décadas, en los primeros tiempos de los módulos COM había una gran variedad de opciones. Para empezar, muchos fabricantes intentaron establecer su concepto en el mercado y destacar diferenciando el factor de forma. Sin embargo, actuar por su cuenta era difícil en un mercado que aún era joven y contaba con muchos actores pequeños. Los clientes exigían normas uniformes para obtener una mayor seguridad en el diseño y permitir un segundo aprovisionamiento. Esto llevó inicialmente a la formación de pequeñas alianzas y consorcios para establecer factores de forma individuales como DIMM-PC o ETX. Pero para lograr la plena aceptación entre los usuarios, los esfuerzos se tradujeron finalmente en el desarrollo de normas independientes, que ahora albergan los organismos de normalización PICMG y SGET. Esto facilitó enormemente la selección de una norma adecuada.

Mucho donde elegir
No obstante, hoy en día sigue habiendo una gran variedad de estándares de factor de forma como resultado de los avances tecnológicos. Si nos limitamos a los sistemas cliente con soporte de gráficos integrados, la oferta abarca desde Qseven, µQseven y SMARC hasta COM Express Basic, Compact y Mini en Type 6, así como COM Express Basic, Compact y COM-HPC en Mini, Sizes A, B y C. Además, existen COM Express en Type 7 y COM-HPC en Size D y E como sistemas sin cabezal para diseños de servidores embebidos y edge.
Por tanto, los desarrolladores disponen hoy de diversas opciones si desean utilizar un módulo COM plug-in listo para la aplicación en sus sistemas dedicados.

Procesadores Intel Core de 13ª generación: disponibles en congatec tanto en COM Express Compact como en COM-HPC Client Size C, A y Mini (desde la izquierda) ... 

Aunque en el mundo de los procesadores Arm se suele hablar de módulos SOM (System-on-Modules ó sistema en módulo), todos estos términos responden al mismo principio: el núcleo informático se presenta como un componente de arranque con soporte de software completo para todas las interfaces especificadas en el estándar. Con las placas de evaluación adecuadas, los desarrolladores pueden implantar inmediatamente su aplicación, mientras que la placa base dedicada y su integración en el sistema se desarrollan en paralelo. Esto resulta más sencillo que el diseño totalmente personalizado, ya que las guías de diseño de los estándares ofrecen muchas sugerencias valiosas y hay disponible un rico ecosistema de IP y componentes comerciales listos para usar (COTS).

COM-HPC dominará los tipos de alto rendimiento
Sin embargo, la agonía de elección actual es limitada. El nuevo estándar COM-HPC del PICMG especifica un ecosistema inmensamente amplio que dominará por completo la próxima generación de aplicaciones informáticas embebidas y edge de alto rendimiento. Por lo tanto, los nuevos diseños de gama alta de cualquier forma deberían basarse en COM-HPC, independientemente de si se trata de servidores edge dedicados de alto rendimiento o de clientes edge. Como estándar predecesor, COM Express sólo se recomienda para diseños existentes con el fin de ahorrar inversión en NRE cuando no se requiera un mayor rendimiento. Por lo demás, el estándar COM-HPC Mini, presentado recientemente, ofrece una vía de migración muy eficaz para los diseños COM Express Compact, que antes no estaba disponible.

SMARC es el factor de forma de bajo consumo para procesadores Arm y x86 que permite diseños muy compactos con conectores de tarjeta de borde de bajo coste. El kit que aparece en la imagen es un módulo SMARC basado en NXP i.MX8 Plus con soporte, disipador térmico y cámara Basler.

Con unas medidas de 95x120 mm (11.400 mm²) y hasta ahora el estándar COM-HPC más pequeño, COM-HPC Size A seguía siendo casi un 32% más grande que COM Express Compact, que mide 95x95 mm (9.025 mm²). Desde el punto de vista de la huella, son 25 mm demasiado anchos para migrar los diseños COM Express existentes a COM-HPC. Dado que COM Express Compact es el factor de forma COM Express más extendido y que actualmente sólo la gama alta sigue utilizando el factor de forma COM Express Basic, aún mayor, muchos desarrolladores se enfrentaban a retos considerables, aunque sólo fuera en términos de dimensiones de diseño del sistema. Pero lo pequeño siempre encaja. Por eso COM-HPC Mini, con sus 95x60 mm, es un auténtico liberador, que abre perspectivas totalmente nuevas, en particular, para los numerosos diseños de sistemas ultra-compactos.

Los módulos de servidor COM-HPC Size D de congatec con procesadores Intel Xeon D-2700 ofrecen un rendimiento de servidor edge masivo con hasta 20 núcleos y se dirigen a aplicaciones críticas mixtas con cargas de trabajo consolidadas.

SMARC está predestinado a los diseños de bajo consumo y bajo coste
Pero, ¿puede realmente la COM-HPC abarcarlo todo? En teoría, la respuesta es sí. Pero la realidad es distinta, porque además de PICMG, también existen los estándares SGET, cuyo objetivo principal es el procesamiento de bajo consumo. Entre los estándares SGET, SMARC suele tener prioridad sobre Qseven porque el conector es más nuevo, el número de pines es mayor y el factor de forma es más pequeño. Sin embargo, los diseños que utilizan el conector de borde, ya sea Qseven o SMARC, son invariablemente menos caros que los que utilizan el estándar PICMG. Por tanto, se espera que los diseños de factor de forma pequeño con procesadores de bajo consumo prefieran este estándar, y que COM-HPC Mini no pueda penetrar realmente por completo en este segmento del mercado. No obstante, cualquier aplicación que requiera un alto rendimiento en un factor de forma pequeño estará mejor con COM-HPC Mini. Por tanto, la elección del factor de forma adecuado es ahora mucho más sencilla. Sólo cuando se trata de elegir entre SMARC y COM-HPC Mini las cosas son más difíciles. Sin embargo, en los casos en los que el dispositivo de destino requiere un diseño de bajo consumo o bajo coste en lugar de un alto rendimiento compacto, la decisión de diseño también es fácil. Y en lo que respecta a los estándares, una cosa es segura: La comunidad de sistemas embebidos seguirá apoyando toda la gama de estándares disponibles. Así pues, los nuevos diseños están bien servidos con COM-HPC o SMARC.

Autor*: Christian Eder es Director de Marketing de Producto en congatec