Diverses

  • Europractice MCM

EUROPRACTICE – MCM

EU-Kommission, 4. Forschungsrahmenprogramm (FP4)v

Der sich rasch verändernde Markt für eingebettete und tragbare Computer resultiert aus der stetig wachsenden Nachfrage nach verbesserter Zuverlässigkeit und zunehmender Verarbeitungsleistung in immer kleineren Formfaktoren. Ein Pentium®-basiertes Multi-Chip-Modul (MCM) wurde während des 4. europäischen Forschungsprojekts «EUROPRACTICE-MCM» entworfen und hergestellt. Die wichtigste wissenschaftliche und technische Herausforderung des Projektes war, einen Technologie-Demonstrator zu entwickeln, um das Potenzial der High Density Packaging (HDP) Technologien zu zeigen.

  • Europractice MCM - Pentium

Vorteile der MCM-basierten Lösungen

  • Vereinfachung des Systemdesigns
  • Verringerung des Stromverbrauches und des Überschwingens dank interner Verdrahtung aller High-Speed-Host-Bus-Signale
  • hohe Frequenzen und kritische Signale bleiben im MCM
  • einfache Standardschnittstellen (PCI, DRAM)
  • Reduzierung der Anzahl der Signallagen auf der Hauptplatine
  • weniger aggressive Board-Design-Regeln
  • Verkleinerung der Fläche auf der Hauptplatine
  • deutliche Verkleinerung (ein Viertel der Originalgrösse)
  • Reduzierung des Gesamtgewichts
  • leicht aktualisierbar (neue Prozessoren / Chipsätze)
  • Verkürzung der Markteinführung (keine Änderungen der Hauptplatine erforderlich)
  • verbesserte EMV und thermische Performance
  • Endanwender benötigt kein Pentium® Wissen

Resultate

Das Pentium® MCM wurde am thermisch optimierten Kunststoff-Stud-Grid-Array (PSGA) montiert, eine Verpackungstechnik mit Kunststoffbolzen auf dem Körper der Verpackung anstelle von grossen Lötkugeln, was eine zuverlässige und kostengünstige Verpackung hoher Pin-Count-Geräte bietet. Ein vorhandener Pentium® Modul-Chipsatz mit Level 2-Cache (9 Chips und SMD-Bauteile), DRAM-Interface und PCI-Host-Brücke wurde mit Dünnschicht auf Silizium in einem PSGA Gehäuse verwendet, das wesentlich kleiner als das Original war, d.h. 25% des ursprünglich verpackten Pentium® Prozessors.

Das SP5MX1 ist eine miniaturisierte Version des Kerns eines Pentium® Prozessor Multichip-Moduls (MCM), das als Prozessor-Subsystem für den Einsatz in mobilen und Embedded-Systemen bestimmt ist. Erste Tests wurden erfolgreich mit Windows NT ausgeführt und einige Benchmark-Programme mit einer Taktfrequenz von 100 MHz durchgeführt.

  • DBS Switch

Großflächenplattenbearbeitung «LAP»

EU-Kommission, 4. Forschungsrahmenprogramm (FP4)

Dünnschicht-High-Density-Integration (HDI) bietet die ultimative Lösung für viele bestehende und neue Anwendungen, die eine hohe elektrische Leistung oder kleinere Größe oder beides benötigen. Jedoch sind die Kosten für diese Arten von Substraten bisher unerschwinglich gewesen. Das EU-Konsortium wurde gebildet, um die Kosten für die Dünnschichtsubstraten zu reduzieren; das Hauptziel des Projektes war die Entwicklung und Demonstration der kostengünstigen, hochdichten Substratfertigungstechnologie für die erste Ebene von Chip-Bestückungen, d.h.

  • high-density / low-cost Substrattechnologie
  • Hochleistungs-MCM-D-Technologie (50µm Strukturgrösse, 50µm Via)
  • Überprüfung durch Prototypen auf einer LAP Pilotlinie
  • Kompatibilität der LAP-Technologien von 3 Herstellern
  • Überprüfung der LAP-Technologien mit 3 Vorführmodellen

Die Eignung der LAP-Technologie wurde mit der kommerziellen Realisierung einer Direktübertragung-Satellitenschalter gezeigt, die bis zu 2.4 GHz arbeitet.

Vorteile der LAP-Technologie

Die entwickelten Substrat-Technologien erlauben eine Vielzahl von Verpackungsoptionen von in Transfer-Modulen eingefügten Substraten bis zu integrierten MCM-L/D und MCM-M/D (M = Metall) Area-Array-Packages. Der anhaltende Trend zur Miniaturisierung, höherer Funktionalität und höheren Frequenzen bringt mehrere Herausforderungen mit sich, z.B.

  • erhöhte Funktionalität erfordert höhere Integration
  • Hochfrequenzanwendungen erfordern eine hohe Signalintegrität
  • erhöhte durchschnittliche I/O-Dichte der Komponenten erfordern noch höhere Verbindungsdichten
  • der direkte Anschluss von Chips am Bord (COB) nimmt zu, da dies zu kleinsten Induktivitäten und geringstem Rauschen, verbunden mit höchster I/O-Dichte, führt
  • die Entwicklung von mehreren Chips in einem Gehäuse (MCM) oder sogar von Systemen in einem Gehäuse (SIP) wird durch erhöhte Funktionalität, reduzierter Größe und niedrigeren Kosten gefördert
  • QBIC - Q-Belt Integrated Computer

Gürtel-integrierter Computer «QBIC»

Kunde: ETH Zürich (IfE)

Entwickelt um komfortabel zu tragen zu sein, ohne dass dabei seine Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird, ist der «QBIC» nicht nur ein tragbarer Computer – er dient auch seiner klassischen Funktion… er hält die Hose oben! Das Herz des «QBIC» ist ein Intel Xscale-CPU (Intel PXA263B1C400), der mit einer variablen Geschwindigkeit von bis zu 400 MHz läuft. Das Band enthält eine Batterie, eine Echtzeituhr und eine Systembus-Erweiterung für Peripheriegeräte. Darüber hinaus bietet der Gurt Stecker für USB und serielle (RS-232) Geräte, einen VGA-Anschluss und einen Stromanschluss, der entweder für den Anschluss an das Stromnetz oder für eine zusätzliche am Gürtel montierbare Batterie verwendet werden kann.

Die Schnalle, die vom Riemen entfernt und auf ein Entwickler-Board für komfortable Programmierung gesteckt werden kann, enthält zwei Leiterplatten:

  • eine Hauptplatine mit CPU, SDRAM und Stromversorgung
  • eine Erweiterungskarte mit Bluetooth-Gerät, USB-Controller und MMC-Kartensteckplatz
  • QBIC - Transparent
  • QBIC - Size Comparison

Architektur

  • QBIC - Architecture
Eigenschaften
  • Intel XScale Prozessor PXA263B1C400
    – 400 MHz (scalierbar)
    – 32 MB interner Flash-Speicher
    – Stromversörgung
  • Speicher
    – 256 MB SDRAM
    – MMC-Kartensteckplatz (bis zu 2GB Flash)
  • Anschlüsse
    – USB (2 Hosts, 1 Client)
    – 2 x RS-232C Serielle-Ports
    – VGA-Ausgang (640×480)
    – GPIO-Pins
  • Bluetooth
  • HF-Transceiver mit geringer Leistung
  • Hot-Plug-Batteriewechsel
  • 10h Laufzeit mit externer Batterie
  • kleine Größe
  • QBIC
QBIC

Entwickelt um zu tragen

Obwohl der QBIC ursprünglich als Forschungsplattform zur Sammlung und Auswertung von Sensordaten zur medizinischen Überwachung und Kontexterkennung entwickelt wurde, kann er für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, z.B.:

Typische AnwendungenProjekte und Gruppen, die QBIC verwenden
  • Überwachung Vitalparametern kritischen Patienten
    (24 Stunden am Tag)
  • Überwachung, Sammlung und Analyse der Daten von Rehabilitationspatienten
  • Erkennung, Erfassung und Analyse der Daten von Tanzbewegungen
  • Erkennung & Überwachung der täglichen Aktivitäten (z.B. Benutzeraktionen in Arbeitsabläufen)
  • Computer für Reality-Spiele
  • Standort-Tracking
  • Reiseführer für Touristen und Reisende
  • Embedded Systems Lab
    Universität Passau
  • gegen Herz-Kreislauferkrankungen
    My Heart
  • Skoda Automobilproduktion
    WearIT@Work
  • gespag Krankenhausmanagement
    WearIT@Work
  • WearLab
    TZI, Universität Bremen
  • Solderable Memory Module

Lötbares Speichermodul «SMM»

Art of Technology AG (internes Projekt)

Eine elegante Lösung für industrielle und medizinische Anwendungen, ist dieses kompakte Speichermodul mit einer elektrischen SD / MMC-Schnittstelle, welches direkt auf eine Leiterplatte gelötet wird. Mit einer Grösse von 24 x 20 mm und einem Abstand von nur 1.27 mm, ist es deutlich kleiner als eine Standard-SD / MMC-Karte, hat weniger Anforderungen an das Board-Design und kann eingesetzt werden, wo immer Platz kritisch ist. Zudem durch seine kontrollierte Stückliste (BOM) sind Probleme aufgrund von Hardware- und Firmware-Änderungen am NAND-Flash-Controller eine Sache der Vergangenheit.

Zusätzliche kundenspezifische Funktionen wie Passwortschutz und Notfallstornierung können ebenfalls realisiert werden. Mit seinem kleinen Formfaktor ist das SMM die ideale Wahl für eingebettete Systeme in extrem anspruchsvollen Anwendungen.

iMpulse Werbespot

iMpuls Noize – Bewegungssensor und Alarm

Kunde: Publicis Communications Schweiz AG & Migros

Für Werbezwecke im Rahmen vom iMpuls (der Gesundheitsinitiative der Migros) wurde ein Gerät gesucht, welches in einen Laufschuh integriert werden kann und einen Alarm ausgibt, sobald der Träger den Schuh nicht mehr bewegt.

Die Online-Werbespots wurden zwischen dem 5. November und 2. Dezember 2018 gesendet.

Das 62 x 35 x 9.5 mm grosse Modul ist komplett in den Schuh eingebaut und beinhaltet Controller, Bewegungssensor, Akku, drahtlose Ladeelektronik und einen Piezo-Buzzer. Durch entsprechendes Auflegen des Ladepads kann das Gerät von aussen ein- und ausgeschaltet werden. Das Gehäuse wurde mittels 3D-Kunststoffdruck realisiert.