Formfaktor und Pinouts für die Zukunft

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Über die digitalen Display Interfaces können Entwickler direkt die modernen Grafikschnittstellen DisplayPort und HDMI/DVI standardmäßig bedienen. DisplayPort ist ein durch die VESA genormter universeller und – im Gegensatz zu HDMI – lizenzfreier Verbindungsstandard, was ihm eine weite Verbreitung sichern dürfte. DisplayPort bietet nicht nur eine viel höhere Datenübertragung bei vier Leitungen bis zu 17,28 GBit/s (LVDS 2,835 GBit/s; DVI 4,95 GBit/s) sondern auch ein Mikropaket-Protokoll, was eine einfache Erweiterung des Standards erlaubt.

Bidirektionale Verbindung für Gerätesteuerung

DisplayPort unterstützt zudem einen Zusatzkanal, der eine bidirektionale Verbindung erlaubt, um eine Gerätesteuerung nach den VESA-Standards E-DDC, E-EDID, DDC/CI und MCCS zu ermöglichen. Dadurch wird echtes Plug-and-Play möglich. Dieser Zusatzkanal kann z.B. für Peripheriegeräte wie Touchdisplays, USB-Verbindungen, Kamera, Mikrofon, etc. verwendet werden.

Damit könnte DisplayPort in Zukunft auch das im Consumermarkt populäre HDMI ablösen, das wie oben beschrieben, vom COM-Express-Standard wahlweise über die DDI-Schnittstelle ebenfalls unterstützt wird. HDMI bietet sich mit seiner hohen Datenübertragung, seinem Steckerkonzept (Audio- und Bild in einem Kabel) oder seiner Abwärtskompatibilität als Ideallösung für AV- und Multimedia-Applikationen wie Hometheater-PCs oder Settop-Boxen an. Für den Embedded-Markt ist die Schnittstelle nicht entwickelt. Die Befestigung wirkt nicht stabil genug, außerdem ist die Langzeitverfügbarkeit fraglich, denn Treiber oder mechanische Anforderungen wechseln sehr häufig.

Mit dieser Unterstützung für die neuen Grafik- und Display-Funktionen kommender Chipsätze stellt der Pinout-Typ 6 eine zeitgemäße Ergänzung der Pinout-Typen 2 und 3 dar. Kontron hat diese Entwicklung in einigen Bereichen bereits antizipiert und 2007 mit der COM-Express-Extension in seine COM-Express-Module implementiert. Kontron unterstützt Entwickler bei der Umstellung von den Pinout-Typen 2 oder 3 auf Pinout-Type 6 und kann daher einen nahtlosen Übergang gewährleisten. Mit dem ETXexpress-AI steht eines der ersten Typ-6-Module im Basic-Formfaktor bereit.

Aus Eins mach Zehn

Die wichtigste Neuerung des COM.0 Rev. 2.0 ist die Definition des neuen Pinout-Typ 10, eine Art Zwillingsbruder von Pinout-Typ 1. Typ 10 geht dabei noch expliziter auf die Anforderungen neuer, kompakter Prozessoren ein. Ein genauerer Blick auf die einzelnen Pinbelegungen zeigt, welche Unterschiede bei der Migration von Typ 1 auf Typ 10 zu beachten sind. Wenngleich beide Pinout-Typen kompatibel zueinander bleiben.

So sind die Pins in Reihe A und B, welche bei Typ 1 für die SATA Ports 2 und 3 reserviert waren, bei Typ 10 nicht mehr belegt. Die Pins könnten zwar weiterhin als SATA-Ports verwendet werden, sind aber nun für alternative Zwecke reserviert, wie z.B. später einmal für USB 3.0. Kontrons Produktmanager Georg Vogl empfiehlt daher, bei Designs für Pinout-Typ 1 als auch für Typ 10 SATA 2 und 3 nicht mehr über den COM-Express-Steckverbinder zu belegen. Dadurch bleiben die Module kompatibel, gleichzeitig wäre man bei beiden für USB 3.0 gerüstet. Bild 1 zeigt die Unterschiede.

Bild 2 zeigt noch einen weiteren Unterschied in Reihe A und B betreffend die Pinbelegung der PCIe Lanes, bei der Pinout-Typ 1 sechs Lanes bietet. In Typ 10 bleiben die Pins für PCIe Lane 4 und 5 frei und können auch für kommende Technologien verwendet werden. Der Hintergrund für beide obigen Beispiele ist: Die Small-Formfaktor-Prozessoren, auf welche Typ 10 abzielt, unterstützen von Haus aus bis zu zwei SATA-Schnittstellen und vier PCIe-Lanes. Daher können die frei gewordenen Pins auf den Modulsteckern des Ultra-Standards für neue Zwecke deutlich effizienter genutzt werden.

Support für serielle Schnittstellen

Neu ist, dass ab COM.0 Rev. 2.0 Typ 10 und Typ 6 serielle Schnittstellen unterstützen. Die Pins dafür wurden vorher für VCC 12 V genutzt. Dennoch ist bei dedizierten Herstellern (wie z.B. Kontron) die Kompatibilität zu vorhandenen Carrierboards durch eine Schutzschaltung auf dem Modul garantiert. Entwickler müssen also nicht ihr vorhandenes Carrierboard-Layout komplett umändern, sondern können kosten- und zeiteffizient die neuen Möglichkeiten nutzen.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass Typ 10 den zweiten LVDS-Kanal, TV-out und VGA für die Unterstützung des SDVO-Ports (bzw. alternativ DisplayPort oder DVI/HDMI) via DDI nutzt. Da VGA in Zukunft nur noch eine kleine Rolle spielen wird, ist das kein wirklicher Verlust. Dadurch unterstützen Typ-10-ultra-kompakte Module jetzt nicht nur neueste Displayschnittstellen, sondern bieten auch offiziell Dual-Display-Support, da diese weiterhin einen LVDS-Kanal separat unterstützen. Bild 3 zeigt die genauen Unterschiede in der Pinbelegung zwischen Typ 1 und Typ 10.

Für Kunden die schon die kleinen nanoETXexpress-Module einsetzen, dürften diese Unterschiede nicht zu sehr ins Gewicht fallen. So hat Kontron auf individuellen Kundenwunsch die entsprechenden Pins hinsichtlich SDVO-Unterstützung bereits vorausschauend auf die bisherigen VGA und Zweitkanal-LVDS-Pins gelegt.

COM-Express-Stecker für PCIe Gen2 freigegeben

Weitere Änderungen, die alle Modultypen betreffen: Der COM-Express-Steckverbinder wird in der aktuell vorliegenden Form jetzt auch für PCI-Express-Gen2-Signale freigegeben. Technisch bedeutet das keine Änderung des Steckers und seiner Belegung, jedoch muss der Entwickler beim Routen von Modul und Carrierboard die neuen Regeln für PCIe Gen2 einhalten. Außerdem werden die AC97-Pins jetzt dazu genutzt, um AC97 und HD zu unterstützen. Auch das kennen Anwender bereits von den Kontron COMs.

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