Der gesamte Computer passt auf eine rechteckige Leiterplatte mit den Maßen 85,6 mm × 56,5 mm. Dank dieser geringen Größe eignen sich AAEON-Geräte für eine Reihe ungewöhnlicher Anwendungen und senken die Produktionskosten für diverse Haushalts- und Industriegeräte (da die Entwicklung, der Prototypenbau und die Fertigung komplexer Steuerschaltungen entfallen). Im Folgenden präsentieren wir die Spezifikationen der gesamten Produktreihe – inklusive detaillierter Beschreibung der Unterschiede sowie der Eigenschaften der verwendeten Intel®-Prozessoren.

In diesem Artikel behandeln wir folgende Themen:
• Kompatibilität mit Windows- und Linux-Systemen
• Informationen zu den verwendeten Intel®-Prozessoren
• Übersicht und Parameter der integrierten Anschlüsse und Schnittstellen
• Kapazität und Format der integrierten Speicherchips
• Typische und weniger verbreitete Anwendungen
UP 4000 Computer – Spezifikationen
Die meisten Single-Board-PCs im Small-Form-Factor-Format sind mit ARM-Prozessoren ausgestattet. Diese Lösung bietet zwar Vorteile, schränkt aber die Kompatibilität solcher PCs mit Desktop-Software, also Software für Desktop-Computer, ein. In den meisten Fällen muss das Team, das das Gerät für eine bestimmte Anwendung anpassen soll, auf eine der Linux- (Android) oder FreeBSD-Distributionen zurückgreifen. Anders verhält es sich bei den PCs der UP 4000-Serie von AAEON, da deren Motherboards mit Intel®-Prozessoren (Atom®, Celeron® oder Pentium®) ausgestattet sind. Diese Geräte basieren auf der x64-Architektur und können daher beispielsweise Microsoft Windows ausführen. Dadurch können Nutzer gängige PC-Software sowie Microsoft-Dienste verwenden (die Geräte sind Azure-zertifiziert). Da jedoch Linux-basierte Systeme benötigt werden, lassen sich AAEON-Computer auch mit entsprechender Software betreiben, beispielsweise mit der Ubuntu-Distribution (18.04) oder einem auf der Yocto-Project-Plattform basierenden Betriebssystem. Eine attraktive Alternative ist die Kompatibilität der UP-4000-Produkte mit einer minimalistischen und kompakten Windows-Version namens IoT Core.

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Intel® Atom® Modelle

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Intel® Celeron® Modelle

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Intel® Pentium®
Prozessormodelle und ihre Leistungsfähigkeit
Die UP 4000 Mainboards sind mit drei Intel® Prozessormodellen erhältlich: Celeron® N3350 (2,4 GHz), Pentium® N4200 (2,5 GHz) oder Atom® x7-E3950 (2 GHz). Ein gemeinsames Merkmal dieser Chips ist die integrierte Grafik: Intel® HD Graphics 500 oder 505. In beiden Fällen unterstützt der Coprozessor DirectX oder OpenGL und ermöglicht so die Erstellung umfangreicher grafischer Oberflächen sowie die Darstellung dreidimensionaler Objekte (dabei ist jedoch zu beachten, dass sich das System den Arbeitsspeicher mit der CPU teilt). Hervorzuheben ist außerdem, dass UP 4000 Computer gleichzeitig an zwei Monitore angeschlossen werden können, die ein Bild mit einer Auflösung von bis zu 4K und einer Bildwiederholfrequenz von 30 Hz darstellen. Die CPU-Kühlung kann passiv (mittels Kühlkörper) erfolgen, für längere und anspruchsvolle Anwendungen wird jedoch eine Luftkühlung empfohlen.
Das folgende Video zeigt einen Leistungsvergleich (Benchmarks) des UP 4000 mit Konkurrenzprodukten:

Schnittstellen und Anschlüsse.
Ein wesentlicher Vorteil von AAEON-Computern ist die große Auswahl an Schnittstellen. Zu nennen sind hier drei USB-3.2-Anschlüsse, ein USB-Typ-C-Anschluss (mit DP-1.2-Unterstützung, d. h. Grafikausgabe) und ein 10-poliger Anschluss zum Anschluss von zwei zusätzlichen externen USB-2.0-Ports. Dies ermöglicht beispielsweise die Verbindung dieser gängigen Schnittstelle mit dem Display des Zielgeräts. Die Grafikausgabe erfolgt über HDMI 1.4 und einen HDMI-Anschluss in voller Größe. Darüber hinaus verfügt das Board über einen Standard-Netzwerkanschluss (RJ45) mit Gigabit-Ethernet-Unterstützung (max. 1 Gbit/s).

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Die Unterseite des UP 4000-Motherboards ohne Kühlkörper.
Der Computer benötigt ein 12-V-Gleichstromnetzteil mit 5 A (Anschluss über Koaxialstecker). Im Gegensatz zu vielen Konkurrenzprodukten verfügt dieses Motherboard über einen Ein-/Ausschalter (der auch zum erzwungenen Herunterfahren des Computers dient). Zusätzlich befindet sich am Rand der Platine ein Anschluss, über den diese Funktion mit einem externen monostabilen Schalter gesteuert werden kann. AAEON bietet außerdem die Möglichkeit, den Lüfter (und damit den Luftstrom durch den Kühlkörper) direkt über den dedizierten Anschluss des Motherboards mit Strom zu versorgen. Analoge Audioeingänge und -ausgänge sind analog realisiert. Das Board verfügt zudem über eine 40-polige GPIO-Stiftleiste mit einem zweireihigen Stecker (vergoldet) mit 2,54 mm Rastermaß. Diese Art von Anschluss für Overlays und andere elektronische Geräte etabliert sich zunehmend als globaler Standard. Bei der UP 4000-Serie können die GPIO-Leitungen neben den Zuständen 0 bis 1 auch für UART, SPI, I2C, PWM, ADC und I2S konfiguriert werden. Die ausgewählten Pins versorgen die angeschlossenen Komponenten mit 3,3 V oder 5 V Gleichspannung (bis zu 0,5 A).

Arbeitsspeicher und Betriebssystem:
Je nach gewähltem Modell ist der Computer mit 2 GB, 4 GB oder 8 GB RAM ausgestattet, die auf LPDDR4-Technologie basieren (LP steht für „Low Power“, da sich diese Systeme durch einen relativ geringen Stromverbrauch auszeichnen). Der nichtflüchtige Arbeitsspeicher (eMMC) verfügt über eine Kapazität von 16 GB, 32 GB oder 64 GB und ist in das Motherboard integriert.

Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen:
Die Kombination aus vielfältigen Schnittstellen, hoher Rechenleistung und den Möglichkeiten leistungsstarker Systeme wie Windows oder Ubuntu macht die UP 4000-Computer ideal für zahlreiche Anwendungen. Sie eignen sich beispielsweise als zentrale Steuereinheit in öffentlichen Geräten (z. B. Lebensmittelautomaten, Fahrkartenautomaten, Paketautomaten). Darüber hinaus bilden diese Boards die perfekte Basis für IoT-Geräte (Internet der Dinge), Hausautomationssysteme, Alarmanlagen, Lichtsteuerungen und vieles mehr. Dank ihres wettbewerbsfähigen Preises sind sie eine attraktive Option für die Entwicklung industrieller Steuerungen und Überwachungssysteme. Sie ermöglichen die umfassende Automatisierung von Produktions- oder Transportprozessen, vereinfachen die Programmierung und bieten eine benutzerfreundliche Oberfläche.

Anwendungsbeispiel: Optimierung des Ladens von Elektrofahrzeugen mit UP 4000

Als Beispiel für eine Anwendung, für die die UP 4000-Serie optimal geeignet ist, nennt der Hersteller ein Netzwerk von Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Der AAEON-Computer kann mit verschiedenen Komponenten dieser Infrastruktureinheiten kommunizieren (Stromsensoren, Laderegler, Schnittstellenelemente) und Daten zum Status angeschlossener Fahrzeuge über den Kommunikationspin im Ladeanschluss herunterladen. Darüber hinaus bieten die Intel®-Prozessoren Hardwareunterstützung für AES-Verschlüsselungsbefehle sowie Identity Protection Technology (IPT), die einen effizienten und effektiven Schutz personenbezogener Daten gewährleistet. Dadurch können die UP 4000-Produkte für elektronische Zahlungen der an der Station bezogenen Energie eingesetzt werden. In diesem Szenario wird praktisch das gesamte Gerät von einem einzigen integrierten Computer gesteuert.
Selbstverständlich lassen sich AAEON-Produkte auch in vielen anderen Bereichen einsetzen, nicht nur in Seriengeräten oder -maschinen, sondern auch in Prototypenprozessen und der effizienten Entwicklung von Industrie-, Studenten- und Hobbyprojekten.

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