Clocks für den Atom
- Clocks
Die ursprünglich für den Einsatz in Mobile Internet Devices - MIDs - entwickelten Atom-Prozessoren von Intel erlangten vor allem durch ihren Einsatz im EeePC der Firma ASUS Aufsehen, wurden aber auch rasch von Marktteilnehmern aus dem Bereich industriellerClocks Computer und Steuerungssystem antizipiert. Inzwischen hat Intel auf diese Nachfrage reagiert und einige der Atom-CPUs in seine "Embedded"-Sparte übernommen.
Ausgestattet mit I-Grade-Qualifizierung empfehlen sich die Prozessoren nun auch für rauen Industriebetrieb und können in den unterschiedlichsten Formfaktoren und Leistungsklassen in der Automatisierung arbeiten. Ob Mini-ITX, comExpress oder PC104 - in jedem Fall brauchen die Atoms einen Clocking Hub als Taktgeber im System. Unser Hersteller IDT bietet die geeigneten Bausteine für unterschiedlichste Konfigurationen im kommerziellen Temperaturbereich ebenso wie im industriellen und bei Bedarf auch mit einschlägigen Automotive-Qualifizierungen.
Ideal für eingebettete Systeme
Aufgrund des erweiterten Temperaturbereiches, aber auch wegen des noch sparsameren Stromverbrauchs setzen Hersteller eingebetteter Systeme vorzugsweise auf die Silverthorne-Familie, also auf die Atom-Prozessoren der Z5xx-Reihe. Zudem ist dieser Chip mit seinen 14 x 13 mm2 deutlich kleiner als der N270, der es immerhin auf 22 x 22 mm2 bringt. Allerdings ist die Montage durchaus herausfordernd, denn die Lötkügelchen des Ballgrids sind im 0.424 mm Raster positioniert. Die beiden derzeit verfügbaren Industrievarianten hingegen werden mit den grösseren Gehäusen (22 x 22 mm2) und 1 mm pitch ausgeliefert. Die Tabelle weiter unten listet die aktuellen CPUs aus der Z5xx-Reihe und ihre wesentlichen Eigenschaften auf:
| Atom | Taktrate [GHz] | FSB [MHz] | Gehäuse [mm] | Sockel | Temp Qual | TDP [W] |
| Z540 | 1,866 | 533 | 13 × 14 | 441-ball FCBGA8 USFF | C-Grade | 2,64 |
| Z530 | 1,6 | 533 | 13 × 14 | 441-ball FCBGA8 USFF | C-Grade | 2,2 |
| Z530P | 1,6 | 533 | 22 × 22 | 437-ball FCBGA8 | C-Grade | 2,2 |
| Z510 | 1,1 | 400 | 13 × 14 | 441-ball FCBGA8 USFF | C-Grade | 2,0 |
| Z510P | 1,1 | 400 | 22 × 22 | 437-ball FCBGA8 | C-Grade | 2,2 |
| Z520 | 1,333 | 400 | 13 × 14 | 441-ball FCBGA8 USFF | C-Grade | 2,2 |
| Z500 | 800 | 400 | 13 × 14 | 441-ball FCBGA8 USFF | C-Grade | 0,65 |
| Z510PT | 1,1 | 400 | 22 × 22 | 437-ball FCBGA8 | I-Grade | 2,2 |
| Z520PT | 1,333 | 533 | 22 × 22 | 437-ball FCBGA8 | I-Grade | 2,2 |
Taktgeber für den Poulsbo
Passend zu seinem Atom-Prozessoren bietet Intel natürlich auch einen Chipsatz bzw. einen sog. System Controller Hub (SCH). Tatsächlich ist es weniger ein Chipsatz als ein einzelner Chip namens US15W, der die Funktionen von North- und Southbridge integriert und speziell auf den Atom abgestimmt ist. So z.B. mit dem FSB in CMOS-Technologie, mit dem sich der Energieverbrauch deutlich reduzieren lässt. Der Poulsbo ist vollständig, wenn auch nicht üppig ausgestattet, was vermutlich dem "green computing" geschuldet ist. Dennoch reicht es, um einen funktionstüchtigen x86-kompatiblen Ultra Mobile PC damit aufzubauen, der von Linux bis Windows XP klaglos unter allen Betriebssystemen arbeitet.
- Blockdiagramm 9UMS9633B
Nun braucht es noch einen zentralen Taktgeber, um das Kunstwerk zum Leben zu erwecken. Dafür bietet IDT eine ebenso effiziente wie smarte Lösung, den 9UMS9633B Clocking Hub gemäß Intel CK610 Spezifikation. Verpackt im nur 6 x 6 mm großen 48-Pin MLF-Gehäuse (alternativ 10 x 16 mm SSOP) und versorgt von einem kostengünstigen 14.381 MHz Grundwellenquarz liefert er alle Takte für den Atom und seiner Peripherie.
Dabei braucht er aktiv nur etwa 0,2 Watt und verfügt über integrierte Spannungsregler als auch integrierte serielle Terminierungswiderstände auf den differentiellen Taktleitungen. Die Clocks werden durch 3 PLLs (Phase Locked Loop) erzeugt, 2 davon (für CPU und PCIe) sind mit Spread-Spektrum-Fähigkeiten zur EMV-Verbesserung ausgestattet, die dritte PLL zur Unterstützung von LVDS-Monitoren liefert natürlich ein unmoduliertes Clocksignal. Der Modulationsgrad für PLL1 (CPU-Takte) liegt dabei im Bereich von +0..-0.5%, für PLL2 (LCD-Anzeige) kann der Wert symmetrisch oder asymmetrisch über Registerwerte eingestellt werden. Die Modulatiosfrequenz für Spread-Sprektrum liegt bei typisch 30kHz. Der 9UMS6633B ist sowohl im kommerziellen als auch industriellen Temperaturbereich verfügbar, darüber hinaus ist die Variante im 48-poligen SSOP-Gehäuse gemäß AECQ-100 Level 3 Grade qualifiziert. Wenn für mobile Anwendungen oder aus anderen Gründen auf jedes Millampere geachtet werden muss, bietet sich mit sonst nahezu gleichen Spezifikationen der 9UMS9610 an - der hat zwar einen differentiellen CPU-Taktausgang weniger als der 9UMS9633B, benötigt aber nur etwa 100mW an Leistung.
Es geht auch mit Mobile Chipsets
Will man etwas mehr Leistung aus dem Atom kitzeln, können natürlich auch andere Chipsets aus dem Mobile-Portfolio verwendet werden, z.B. der i945GM Express Chipsatz, bestehend aus dem GMCH 945GM (Graphic Memory Controller) sowie dem ICH7M (I/O Controller Hub).
Damit wird der FSB auf 533MHz beschleunigt und 4 GByte Speicher adressierbar. Zudem stehen übliche PC-Schnittstellen zur Verfügung, so z.B. ein x16 PCIe Port, 4 x1 PCIe Ports sowie SATA-, IDE- und PCI-Schnittstellen.Allerdings erkauft man sich diese Features mit einem Leistungsverbrauch von ca. 10 Watt, doch deutlich mehr als die 2.3 Watt des US15W.
Getaktet wird der im Intel-Jargon genannte Calistoga Chipsatz mit einem Clocking Hub wie dem 9UMS9001, der im 56-poligen MLF-gehäuse verpackt ist und wie der 9633 über integrierte Spannungsregler sowie Serienwiderstände verfügt.
Die Übersicht
In der nachfolgenden Tabelle sind die IDT Clocking Hubs für ATOM-Systeme mit Menlow- bzw. McCaslin Chipsätzen aufgelistet. Auch für die zukünftigen Atoms der Luna Pier Reihe wird IDT entsprechende Lösungen selbstverständlich anbieten.
| 9UMS9001 | 9UMS9610 | 9UMS9633 | 9UMS9611 | |
|---|---|---|---|---|
| Gehäuse | 56 MLF 8 x8 mm2 0.5 mm Pitch | 48 MLF 6 x 6 mm2 0.4 mm Pitch | 48 MLF 6 x 6 mm2 0.4 mm Pitch | 32 MLF 5 x 5 mm2 0.5mm Pitch |
| Core Spannung | 3,3V | 1,5V | 3,3V | 1,5V |
| Getrennte VDD_IO Schiene | Ja, 1,05 .. 3,3V | Ja, 1,5 V | Ja, 1,5 .. 3,3V | Ja, 1,5 V |
| Integrierter Spannungsregler für VDD_IO | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Integrierte Serienwiderstände auf differentiellen Ausgängen | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Betriebs- Temperaturbereich | C-Grade | C-Grade | C-Grade, I-Grade, W-Grade | C-Grade |
| Leistungsaufnahme | 190 mW | 100 mW | 215 mW | 90mW |
| Zielanwendungen | McCaslin | Menlow | Menlow | Menlow |
| PCIe Phasenjitter | Gen1 | Gen1 | Gen1 | Gen1 |
| Intel Spec | CK540 | CK610 | CK610 | CK610-Lite |
|---|---|---|---|---|
| CPU (differentiell) | 2 | 2 | 3 | 2 |
| SRC (differentiell) | 4 | 3 | 3 | 1 |
| ITP (differentiell) | 1 | 0 | 0 | 0 |
| DOT96 (differentiell) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| LCD (differentiell) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Ref Out | 1 | 1 | 1 | 1 |
| CLKREQ# | 4 | 0 | 0 | 0 |
| PCI | 3 | 0 | 0 | |
| USB48 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Hi-Q News
Dateien zur Hi-Q News
 | |
| |
| |
|
