De congatec conga-JC370 3,5" JUKE SBC nader bekeken

Met de conga-JC370 voegt congatec de 3,5" vormfactor toe aan zijn assortiment. Gebouwd rond de 8e generatie Intel Core U-serie processoren (ook bekend onder de naam Whiskey Lake), beloven de nieuwe cores een prestatieverbetering tot 40% in multi-threaded applicaties in vergelijking met de vorige U-serie (7e generatie Kaby Lake) processoren.
 

Afmetingen, gewicht en vormfactoren

De 3,5" vormfactor – die het midden houdt tussen Pico-ITX en Mini-ITX – vult een leemte in de congatec catalog. De afmetingen – 146 x 102 mm – zijn identiek aan die van 3,5" schijfstations.

Ook gewicht kan een belangrijke factor zijn in embedded systemen. Ons testboard inclusief actief koelblok weegt 550 g; het ‘kale’ board (zonder SSD en RAM) weegt 150 g.

De conga-TC370 (COM Express Type 6 Compact) en conga-IC370 (Thin Mini-ITX) zijn qua prestaties vergelijkbaar met het conga-JC370 board maar hebben andere vormfactoren.
 

Core, chipset en geheugen

Zoals al opgemerkt, is de conga-JC370 gebaseerd op de 8e generatie Intel Core U-serie processoren. Op het moment van schrijven was het bord verkrijgbaar in vier versies:
 

• conga-JC370 / i7-8665UE (PN 054001) – i7-8665UE, quad-core, 8 threads;
• conga-JC370 / i5-8365UE (PN 054002) – i5-8365UE, quad-core, 8 threads;
• conga-JC370 / i3-8145UE (PN 054003) – i3-8145UE, dual-core, 4 threads;
• conga-JC370 / 4305UE (PN 054005) – Celeron 4305UE, dual-core, 4 threads.

In dit artikel bespreken we een board dat is uitgerust met een i5-8365UE.

De ‘370’ in de naam van het board verwijst naar de chipset uit de Intel 300-serie. De chipset verbindt de core-bus van de processor met de periferie en connectoren op het bord (met uitzondering van het grafische deel).

Twee SO-DIMM-sockets bieden plaats aan maximaal 2 x 32 GB dual-channel DDR4 2400 MT/s. Uitgerust met slechts 4 GB RAM werkte ons testboard soepel genoeg voor eenvoudig desktopgebruik. Niet-vluchtig geheugen (NVM) in de vorm van een harde schijf of een solid-state drive (SSD) kan worden aangesloten op een SATA 3.0-connector of een PCIe M.2-slot (key M, grootte 2280). Door gebruik te maken van de vier PCIe-banen op het M.2-slot wordt een bandbreedte tot maximaal 32 Gb/s ondersteund.

Grafische en display-opties

De Whiskey Lake-cores integreren een UHD Graphics 610/620 grafische processor (9e generatie). Deze GPU ondersteunt tot maximaal drie onafhankelijke beeldschermen en biedt een maximale resolutie van 4096 x 2304 pixels (60 Hz).

De UHD Graphics 610/620 GPU is voornamelijk bedoeld voor low-power computers. Dat in combinatie met het feit dat hij geen eigen RAM-geheugen heeft maakt duidelijk dat het geen grafische krachtpatser is. Hij is echter goed genoeg voor niet al te veeleisende games en grafische toepassingen.

Het board heeft DisplayPort ++ (of optioneel HDMI) op het frontpaneel. Een (tweede) scherm kan ook de USB-C-poort gebruiken (en daaruit gevoed worden), zodat het mogelijk is een monitor met maar één kabel aan te sluiten.

Flatpanel-displays kunnen worden aangesloten op de LVDS 24-bit dual-channel connector (een embedded DisplayPort of eDP is als optie verkrijgbaar). Bovendien kan een tweede LVDS-poort worden toegevoegd via een externe adapter aan de andere kant van het bord, maar congatec monteert die niet standaard.

De conga-JC370 ondersteunt beeldschermen met een Embedded Panel Interface (EPI) op basis van EDID-1.3. Omdat dergelijke displays in veel soorten en maten voorkomen, moeten ze in het BIOS worden geconfigureerd. Met het congatec System Utility zou u dit op een comfortabelere manier voor elkaar moeten kunnen krijgen. Omdat wij simpelweg een monitor op de DisplayPort hebben aangesloten, hebben we deze mogelijkheid niet verder onderzocht.

Audio op de conga-JC370

Met geluid kan de gebruikerservaring enorm worden verbeterd. De conga-JC370 wordt daarom geleverd met een High Definition Audio (HDA) chip van Realtek in de vorm van een ALC888S-VD-audiocodec. Dit IC ondersteunt 7.1-kanaals geluidsweergave en multiple streaming. Een digitale microfooningang is ook beschikbaar. Twee headers aan de linkerkant van het board maken de sound in- en uitgangen toegankelijk voor de gebruiker.

Maximaal vijf USB-poorten

Aan de voorkant van de conga-JC370 zitten drie USB-poorten, twee in de vorm van een dubbele type A-connector en de derde in de vorm van een type C. Deze poorten ondersteunen allemaal USB 3.1 Gen. 2 (SuperSpeed+ 10 Gbit/s). Zoals al opgemerkt, kan de USB-C-poort ook functioneren als weergavepoort en flatpanel-displays voeden.

Dankzij een uitbreidingsheader op de printplaat kunnen nog twee USB 2.0-poorten worden toegevoegd.

Gigabit Ethernet

Twee RJ45 Ethernet-connectoren zijn beschikbaar aan de voorkant. Hoewel ze er hetzelfde uitzien, zijn ze dat niet. De linker is voorbereid op Time-Sensitive Networking (TSN, bedoeld voor bijvoorbeeld realtime industriële controletoepassingen of mediastreaming); de rechter poort ondersteunt Intel’s Active Management Technology (AMT), een technologie om op afstand een computer te beheren zonder dat een besturingssysteem (OS) op de doelcomputer hoeft te draaien.

Draadloze connectiviteit optioneel

Uitbreidingsslots in de vorm van PCI Express (PCIe) maken de toevoeging mogelijk van bijvoorbeeld WiFi en andere draadloze modules, SSD’s en andere periferie. Hiervoor zijn drie M.2-type slots (keysn B, E en M) beschikbaar. Een miniPCIe kaartslot (full/half size) samen met een microSIM kaartslot maken (bijvoorbeeld) handyconnectiviteit mogelijk.

Seriële communicatie

Naast de gebruikelijke PC-type connectoren en uitbreidingspoorten, bezit de conga-JC370 ook een reeks seriële poorten geassocieerd met meer ‘embedded’ applicaties. Uiterst zichtbaar want gemonteerd aan de voorzijde is de omvangrijke DE9 sub-D-connector die toegang geeft tot een RS-232/422/485-poort. Er zijn nog drie COM-poorten (RS-232) beschikbaar op afzonderlijke headers. I²C/SM-bussen zijn op een andere connector naar buiten gevoerd, terwijl aan de onderzijde van het board plaats is voor een CAN-bus (hoewel die niet standaard gemonteerd is).

Congatec Board Controller, API en Python

Met uitzondering van de RS-232/422/485-poort die verbonden is met de LPC-bus (Low Pin Count) van de core, staan alle andere seriële poorten onder controle van de eigen congatec Board Controller. Dit subsysteem maakt ook maximaal 16 GPIO-poorten (General Purpose Input/Output) beschikbaar en stuurt LED’s en de Reset- en Power On/Off-toetsen aan (zaken die normaliter op het frontpaneel zitten, maar hier aan de achterzijde zijn gemonteerd).

Het aansturen van deze aansluitpinnen en bussen is niet bijzonder lastig dankzij de congatec operating system (CGOS) API. Na installatie van een driver of bibliotheek zijn de congatec-specifieke boardfuncties toegankelijk via CLR (Common Language Runtime) .NET Framework-talen zoals C#, Visual Basic, J# en managed C++. Bovendien biedt het Python-pakket CgosPy ctypes wrapper-functies voor het gebruik van de CGOS API met Python.

De API geeft niet alleen toegang tot pinnen en poorten, maar kan op aanvraag ook informatie leveren over bijvoorbeeld video- en opslagperiferie.

Voeding van de conga-JC370

De conga-JC370 wordt gevoed door een 12...24 V_DC-voeding die wordt aangesloten op een 4-polige Mini-Fit Jr. ATX/BTX-type header. De vermogensopname is niet gespecificeerd, maar we hebben ongeveer 12 W gemeten (direct na het opstarten van de Windows 10-desktop).

De geringe vermogensopname van de core komt tot uiting in de lage TDP-waarde (thermal design power) van slechts 15 W, waardoor koeling zonder ventilator mogelijk is. Low-power toepassingen kunnen de TDP-waarde nog verlagen tot 10 W. Voor veeleisende toepassingen waarbij de vermogensopname sterk toeneemt (maximaal 25 W TDP), levert congatec actieve koeloplossingen met geïntegreerde ventilator, zoals ook gemonteerd op ons testboard.

Merk op dat vanwege beperkingen van de CPU het werktemperatuurbereik van het board (0...60 °C) niet zo groot is als dat van een ‘typische’ congatec SBC (–40...+85 °C).

Ondersteunde besturingssystemen

Vanaf de 7e generatie Kaby Lake was er geen officiële driver-ondersteuning voor oudere Windows-versies dan Windows 10. Omdat de conga-JC370 is gebaseerd op een 8e generatie core, is deze daarom alleen compatibel met 64-bit Microsoft Windows 10 en Windows 10 IoT Enterprise. Linux 5.x en Real Time Systems Hypervisor biedt nog andere opties. Yocto-voorbeeldimages zijn op aanvraag beschikbaar.

Beveiligingsfuncties

Systeem- en gegevensbeveiliging zijn belangrijk, niet alleen voor desktopcomputers maar ook voor embedded IoT-computers. De conga-JC370 biedt verschillende beveiligingsfuncties die de applicatiebouwer kan gebruiken (of niet):
 

• Trusted Platform Module (TPM 2.0) – een cryptoprocessor van Infineon biedt veilige opslag van kritieke gegevens zoals wachtwoorden, certificaten en coderingssleutels;
• Secure Root of Trust – een stukje silicium geïntegreerd in de Intel Core beschermt software en cryptografische sleutels met een ID die niet van de hardware kan worden gescheiden;
• Secure Memory Encryption (SME) en Secure Encrypted Virtualization (SEV) – MKB en SEV zijn technologieën ontwikkeld door AMD; op Intel-platforms spreekt men meestal van Software Guard eXtensions (SGX).
• Het doel is om het geheugen op verschillende niveaus te beschermen door middel van codering en toegangscontrole.

Watchdog

Een watchdog is niet echt een beveiligingsfunctie in de zin van het voorkomen van malware-aanvallen, maar het stelt een systeem in staat om te blijven werken na een crash of ander probleem (bijvoorbeeld als gevolg van een aanval of een storing). De Board Controller van de conga-JC370 stelt een watchdog die het systeem opnieuw kan opstarten als zich een dergelijke situatie voordoet. Als onderdeel van de Board Controller biedt de CGOS API toegang tot deze watchdog.

Hoe presteert de conga-JC370?

Het is moeilijk om bruikbare uitspraken te doen over de prestaties van een SBC in het algemeen, als die kan worden uitgerust met verschillende CPU’s en hoeveelheden geheugen. Dat gezegd hebbende moeten we opmerken dat ons testboard met zijn i5-8365UE, slechts 4 GB RAM en met Windows 10 Pro, heel behoorlijk presteerde bij de UserBenchmark, waar het het 85e percentiel bereikte (de 15e plaats van 100, gemiddeld over de resultaten van duizenden andere computers). De CPU zelf behaalde een score van 73,1%, wat ook helemaal niet zo slecht is. Wanneer ook rekening wordt gehouden met het stroomverbruik, doet de CPU het erg goed met zijn TDP van 15 W.

Zoals verwacht zijn de grafische prestaties minder indrukwekkend. Aan de andere kant, de conga-JC370 verbruikt slechts 15 W. Houd er daarom bij het interpreteren van de resultaten rekening mee dat dit soort benchmarks een vergelijking maken met speciale 3D-gamingmachines die veel meer energie verbruiken.
 

De conga-JC370 is geweldig voor generieke embedded applicaties
 

De 3.5" conga-JC370 JUKE single-board computer is een compleet en flexibel computerplatform voor generiek industrieel gebruik. Met zijn grote verscheidenheid aan standaard uitbreidingspoorten is hij in vele toepassingen inzetbaar. Eenvoudig te gebruiken GPIO-pinnen en I²C-poorten maken besturing van eigen hardware een fluitje van een cent. Hoewel er geen draadloze connectiviteit beschikbaar is, kan die eenvoudig worden toegevoegd door middel van een interne (PCIe) of externe (USB) add-on module.

Als we dan ook nog de benchmarkresultaten in aanmerking nemen, kunnen we gerust stellen dat de conga-JC370 een prina keuze is voor generieke embedded toepassingen in bijvoorbeeld automatisering, medische applicaties, de transportsector en zelfs (niet al te veeleisende) gamingtoepassingen. Met zijn TDP van slechts 15 W is het board bij uitstek geschikt voor industriële computertoepassingen en grafische applicaties waarbij een laag stroomverbruik belangrijk is.

Gebruikers die vergelijkbare rekenkracht in een andere vormfactor nodig hebben, zijn wellicht geïnteresseerd in de conga-TC370 (COM Express Type 6 Compact) of conga-IC370 (Thin Mini-ITX).