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Ein Embedded-Computer – was ist das?

Von ·Kategorien: Industrielles IoT, Technik erklärt·Published On: Juli 16th, 2020·5.2 min read·

Wenn Sie an einen Computer denken, könnten Sie sich die monolithischen Verbraucher-PCs vorstellen. Diese haben den Markt in den 90ern überflutet. Weiterhin werden sie heute in riesigen Mengen produziert. Dabei handelt es sich meist um rechteckige schwarze Boxen, die entweder auf die Seite gelegt oder aufgestellt werden. Sie haben ein CD- oder Diskettenlaufwerk auf der Vorderseite, an der Rückseite herausragende Kabel und ausgeschnittenen Öffnungen an den Seiten. So kann der Luftstrom die Kühlung der internen Komponenten ermöglichen. Aber was wissen Sie über Embedded-Computer?

Mit der fortschreitenden Technologie haben sich die Größe und das Design von Computersystemen drastisch verändert. Somit ähneln die heutigen kommerziellen Embedded-Computer ihren Desktop-Tower-Gegenstücken kaum. Aber was vielleicht noch wichtiger ist: Die Art, wie die Industrie die Computer nutzt, hat sich so entwickelt, dass sie Anwendungen umfasst, die vor nicht allzu langer Zeit noch unmöglich schienen. Was genau jedoch ist ein “Embedded-Computer”? Wie unterscheidet er sich in Form und Leistung von den Tower-Computern in Verbraucherqualität, die heute in Wohnungen und Büros nach wie vor verbreitet sind?

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Embedded-Computer vs. Industrie-PC vs. IoT-Gateway

OnLogic ML300G IoT-Gateway Embedded-ComputerEmbedded-Computer sind unter vielen Namen bekannt (Box-PC, Gateway, Controller, Industrie-PC etc.). Jedoch ist ein Embedded-Computer im Wesentlichen jedes spezialisierte Computersystem, das als Teil eines größeren Gerätes, eines intelligenten System oder einer Einrichtung implementiert ist. Dabei kommen Embedded-Computer in einer endlosen Reihe von Formen und Größen vor. Sie reichen von den winzigen ARM-basierten Geräten, welche die heutigen Smartphones antreiben bis hin zu den All-in-One-Lösungen, die riesige Baumaschinen und Militärausrüstung betreiben. Außerdem spielen Embedded-Computer auch eine Schlüsselrolle im sich entwickelnden Internet of Things. Dort ermöglichen sie die Verbindungen zwischen Maschinen, Menschen, Orten, Dingen und der Cloud.

Was ist ein Appliance-PC?

Ein anderer Begriff, den wir oft nutzen, um unser Produktreihe zu definieren, ist Appliance-PC. So nutzen viele unserer Kund:innen unsere Systeme, um eine sehr spezifische Aufgabe oder Tätigkeit durchzuführen. Ein dediziertes Gerät zu erschaffen, um diese eine Sache gut zu machen, erfordert stark anpassbare, ultra-verlässliche Hardware. Sie muss so konfiguriert werden können, dass sie die genauen Anforderungen einer bestimmten Anwendung erfüllt. Der Appliance-Computer selbst hat viele der gleichen Funktionen wie ein Embedded-Computer. Dazu gehören spezialisierte I/O, lüfterloses & belüftungsfreies Gehäuse und ein kleiner Formfaktor. Jedoch ist der Appliance-PC nicht für den Einbau in ein anderes Gerät entwickelt, sondern für den Standalone-Betrieb konzipiert. 

Wofür werden Embedded-Computer verwendet?

Wenn wir über einen “Embedded-Computer” sprechen, beziehen wir uns hier bei OnLogic auf einen eigenständigen PC, der als Teil eines beliebigen größeren Systems verwendet wird. Unsere Embedded-Computer dienen für alles. Ihr Einsatzgebiet reicht von den Datenerfassungsgeräten in Solaranlagen und Navigationsausrüstung in den Planeten-Rovern der NASA bis hin zu den Gehirnen hinter komplexen Digital-Signage-Anzeigen und modernen interaktiven Kiosks. Also stehen die Chancen gut, dass sie auf Ihren heutigen Wegen an einer Anzahl von Embedded-Computern vorbeigekommen sind, ohne zu wissen, dass diese überhaupt da sind. Dabei betreiben sie die Geräte und Systeme geräuschlos, auf die wir uns alle verlassen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Embedded-Computer und einem Tower-Computer?

ML300 gestapelt neben einem alten Tower-PC

20 ML300 Systeme neben einem herkömmlichen Computer-Tower

Ein Embedded-Computer ist am leichtesten durch die Art und Weise definiert, wie er benutzt wird. Allerdings gibt es einige Schlüsselfunktionen, die Embedded-Computer zu einem wesentlichen Bestandteil des modernen System-Designs gemacht haben. Embedded-Computer bieten eine Anzahl wichtiger Vorteile gegenüber standardmäßiger Hardware auf Verbraucherniveau.

  • kleiner Formfaktor: Eines der hervorstechenden Merkmale nahezu aller Embedded-Computer ist deren Größe. Sie sind oft auf der Basis von Motherboards im kleinen Formfaktor wie Mini-ITX, NUC von Intel und sogar winzigen Single-Board-Geräten wie dem BeagleBone Black aufgebaut. So können Embedded-Computer an Stellen eingerichtet werden, in die antiquierte Tower nie hineinpassen würden. Daneben ermöglichen Solid-State-Speicher und flexible Montage-Optionen Embedded-PCs die Verwendung in nahezu jeder Position oder Ausrichtung.

  • geringer Wartungsaufwand: In vielen Fällen sind Embedded-Computer, wie der Name vermuten lässt, tief im Inneren komplexer Systeme verbaut. Dadurch wird Verlässlichkeit unglaublich wichtig. Industrie-Computer wurden entwickelt, um 24 Stunden lang einen unterbrechungsfreien Betrieb zu liefern. Dabei werden oft sorgfältig konstruierte lüfterlose und belüftungsfreie Gehäuse eingesetzt. Diese wurden so entwickelt, dass sie Wärme effizient ableiten. Gleichzeitig sind die internen Komponenten vor Schäden durch die Umgebung geschützt. Diese reichen von Staub und durch die Luft übertragenen Partikeln bis hin zu extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und Vibration.
  • effiziente Kühlung: Computersysteme in Verbraucherqualität nutzen Lüfter, um die Luft über den Komponenten zirkulieren. Dadurch werden diese kühl gehalten. In einem Embedded-System stellen Lüfter einen potenziellen Ausfallpunkt dar. Daher erfordern sie Öffnungen im Gehäuse, damit Luft ein- und austreten kann. Während einige Embedded-PCs nach wie vor Lüfter verwenden, ermöglichen Fortschritte in der passiven Kühlung vielen Industrie-PCs, gegenüber Witterungseinflüssen dicht zu bleiben. Gleichzeitig geben sie Wärme effizient ab ohne den Bedarf nach Lüftern. Die Entfernung der Lüfter senkt die Ausfallraten, beseitigt Geräusche und liefert mehr Raum für integrale Komponenten.

Was ist nun also der beste Embedded-Computer?

Embedded-Computer werden in einer Vielzahl von Branchen auf der ganzen Welt eingesetzt. Dabei sind sie überall dort von Vorteil, wo eine High-Performance-Rechenleistung erforderlich ist, die leicht in die bestehenden Geräte integrierbar ist oder als Gehirn hinter einem neuen System dient. Von der Pipeline-Überwachung in der Öl- und Gasindustrie bis hin zu Netzwerksicherheitsgeräten zur Überwachung und Abwehr von Einbruchsschwachstellen – Embedded-Computer sind um uns herum ständig im Einsatz. Somit erfordert die Suche nach dem besten Embedded-Computer ein vollständiges Verständnis der einzelnen Anwendung, in der er verwendet werden wird. Da so vielen Variablen im Spiel sind, gibt es keine für alle passende Embedded-Lösung. Sie möchten herausfinden, welcher Embedded-Computer der richtige für Ihr Projekt ist? Wenden Sie sich gerne an unsere Lösungsspezialist:innen unter + 322 2211 2221 oder verwenden Sie unser Kontaktformular.

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About the Author: Darek Fanton

Darek ist Communications Manager bei OnLogic. Seine Leidenschaft für Journalismus und Technologie hat ihn von den Redaktionen lokaler Zeitungen bis in die Produktionshallen von IBM geführt. Aufgrund seines Hintergrunds in der Nachrichtenredaktion ist er immer auf der Suche nach den neuesten technischen Entwicklungen und den besten Möglichkeiten, diese Informationen mit den Lesenden zu teilen. Neben seiner Affinität für Worte ist Darek auch ein Musikliebhaber, Jongleur und ein großer Fan von schlechten Witzen.
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