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第 3 世代インテル ® Core™ i7/Celeron® プロセッサ搭載の組込みコンピュータ AR4400 モデル 100H/200HEmbedded Computer AR4400 Model 100H/200H with a Third-generation Intel® Core™ i7/Celeron® Processor
青木 弘 *Hiroshi Aoki
毛塚 治 *Osamu Kezuka
西 信之 *Nobuyuki Nishi
石渡靖雄 *Yasuo Ishiwata
* エンベデッドプロダクト事業部 第三技術部
エンベデッドコンピュータ AR4000 シリーズは,コンパクトな筐体でありながら高い拡張性を実現した組込み
用コンピュータである.半導体製造/試験装置,医療機器,工作機械,計測機器,通信機器などの幅広い分野への
適用が可能である.
The embedded computer AR4400 series achieves high scalability even with a compact
chassis. The AR4400 series can be used in a wide range of fields such as semiconductor
production/test equipment, medical equipment, machine tools, measurement equipment, and
communication equipment.
1 まえがき
組込みコンピュータ(Embedded PC)は,産業,業務,
インフラ分野において,お客様装置やシステム向けに機
能,性能,装置サイズなどを用途に合わせてカスタマイ
ズし,組み込んで動作させるコンピュータである.通常
の PC とは異なり,信頼性や長期供給などが求められる.
PFU はこれまでに組込み用途向けコンピュータの標
準製品として高性能と拡張性を特長とした AR8000 シ
リーズ,省スペースと省電力を特長とした AR2000 シ
リーズを展開してきた参1).
2 開発の狙い
半導体製造,試験装置,工作機械,計測機器分野では,
組込みコンピュータの拡張性を持ったままでの装置サイ
ズの小型化や多岐にわたる用途に向けたカスタム要件が
重要となってきている.
そこで,この分野に向けた標準製品として AR4400
(以降,本製品)を新規に開発することにした.
また,開発にあたっては,最小限の開発で効率よく
カスタム要件に対応できるような仕組みとすることにし
た.
3 製品の概要と特長
3.1 製品概要AR4400 シリーズは第 3 世代インテル注1)Core注1)
i7/Celeron注1)プロセッサを搭載し,コンパクトな
筐体でありながら高い拡張性を実現した組込み用コン
ピュータである.
幅広い分野で利用していただくため,I/O や拡張ス
ロット,ストレージ(HDD 又は CFast)の搭載バリエー
ションを持たせるとともに,RAID カードや,一定時間
以上の停電時にOSの正常シャットダウンが可能なバッ
テリを搭載できるようにして,装置の信頼性を向上させ
ている.
注1) インテル,インテル Core,Celeron は,米国およびその他の国における Intel Corporation の商標である.
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第3世代インテル ®Core™i7/Celeron®プロセッサ搭載の組込みコンピュータAR4400モデル100H/200H
図 - 1に AR4400 モデル 100H の外観,表 - 1に
AR4400 モデル 100H/200H の仕様概要を示す.
3.2 特長本製品の特長について以下に示す.
(1) 先進的な性能
本製品は,第 3 世代インテル Core プロセッサの
Ivy Bridge を搭載した COM Express注2) Type6 準
拠のシステム オン モジュール(以降,SOM)である
AM120 モデル 210H を採用している参2).
各種用途に対応できるよう,高性能なCore i7(クアッ
ドコア),Celeron(デュアルコア)搭載モデルを準備
している.
また,高速な DDR3-1600 メモリを採用し,最大
8GB 搭載可能である.
(2) コンパクトで高い拡張性
モ デ ル 100H は,組 込 み に 適 し た 262mm ×
250mm×148mm のコンパクトな筐体でありながら,
PCI/PCI Express 3 スロットを装備し,高い拡張性
を実現している.
(3) 高い信頼性
ECC メモリ対応のモデルを提供し,高い信頼性を要
求されるアプリケーションにも対応している.
RAID 搭載モデルでは,RAID1 構成における HDD
のホットスワップをサポートし,万一の HDD 故障時に
も継続して運用可能である.
また,モデル 200H では内蔵バッテリによる電源の
バックアップを実現し,瞬断に強く,停電時でも OS
の正常終了を実施できる.
(4) 選択可能な豊富な機能
拡張スロットは,PCI 1 スロットと PCI Express 2
スロット,又は PCI Express 3 スロットの 2 種類か
ら選択できる.ストレージデバイスは,HDD,SSD,
RAID の中から選択でき,加えて CFast も搭載可能で
ある.
また,LAN 及びシリアルインターフェースを 4 ポー
トまで搭載可能とし,幅広い用途に適用できるようにし
ている.
注2) COM Expressは,PICMGが制定した次世代COM(Computer On Module)の標準規格で,PCI Express やシリアル ATA等の高速インターフェースに対応している.PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturers Group)は,高性能テレコミュニケーションと産業コンピュータの利用促進のために,オープンな標準規格を開発している団体である.
(5) 柔軟な設置環境
本製品は装置の縦置き/横置きに対応し,設置の自由
度を高めている.また,スイッチや USB コネクタを装
置前面に配置し操作性の高さも実現している.
(6) 様々な OS に対応
本製品では,プレインストール可能なオプションと
して Windows 7 を用意している.加えて,Linux の
動作確認を Ubuntu 14.04Desktop にて行っており,
様々な OS に対応可能である.
(7) 充実した RAS 機能
PFU製ハードウェア監視ソフトウェアEmbedWare/
SysMon により,ハードウェア(温度,電圧,ファン,
HDD)の状態監視や制御が可能である参3).
◆図 -1 AR4400モデル100H外観◆
(Fig.1-ExternalviewoftheAR4400Model100H)
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◆表 -1 AR4400モデル100H/200H仕様概要◆
機能 内容
CPU インテルCorei7-3615QE2.3GHz(IvyBridge)
インテルCorei7-3615QE2.3GHz(IvyBridge)
インテルCeleron1020E2.2GHz(IvyBridge)
チップセット インテルHM76Express
メモリ 2/4/8GBDDR3-1600UnbufferedECCなし
2/4/8GBDDR3-1600UnbufferedECC有り
2/4/8GBDDR3-1600UnbufferedECCなし
表示制御
グラフィックコントローラ
CPU内蔵グラフィックコントローラ
アナログ最大解像度・表示色
QXGA(2,048× 1,536):1,677万色
デジタル最大解像度・表示色
WUXGA(1,920× 1,200):1,677万色
補助記憶装置
CFast※1 1/2スロット(シリアルATA),2GB/4GB/8GB/16GB搭載可
右記から選択※2
HDD シリアルATA× 1
RAID シリアルATA× 2(RAID1のみ)
SSD シリアルATA× 1
インターフェース
ディスプレイ DVI-I × 1ポート
LAN 3/4(1000BASE-T/100BASE-TX/10BASE-T)※3
シリアル 2/4(D-SUB9pin)(RS-232C)※3
USB 前面:2(USB2.0),背面:4(USB2.0)
拡張スロット
右記から選択
×8レーン(PCIExpress2.0,5.0GT/s):1スロット,×1レーン(PCIExpress2.0,5.0GT/s):1スロット,PCI:32bit/33MHz,5Vx1スロット※4
× 8レーン(PCIExpress2.0,5.0GT/s):1スロット,×4レーン(PCIExpress2.0,5.0GT/s):2スロット※4
EMC規格対応 VCCIClassA,FCCClassA
海外安全規格対応 UL60950-1/CSA60950-1NRTL/C
RAS機能 専用ソフトウェアEmbedWare/SysMon® による状態表示,異常通知機能:CPU温度監視,ファン回転数監視,電圧監視,HDD/SSD監視(S.M.A.R.T. ステータス),
S.M.A.R.T. アトリビュートの取得※5,RAID監視,USBストレージデバイス着脱監視,ウォッチドッグタイマ機能,パフォーマンス情報表示(CPU,メモリ,ディスク,ネットワーク)
供給電源 AC入力端子(100V~ 240V)
バッテリ 容量2500mAhのバッテリを搭載(モデル200Hのみ)
最大消費電力 160W
動作周囲温度 5~40℃
対応OS Windows®※67ProfessionalSP132bit 版 /64bit 版,WindowsEmbeddedStandard7SP132bit 版 /64bit 版,
Ubuntu14.04Desktop32bit 版 /64bit 版
質量 6.6kg(モデル100H)9.5kg(モデル200H)
外形寸法(W×D×H)
262mm×250mm×148mm(モデル100H)突起部含まず262mm×250mm×188mm(モデル200H)UPS部の突起部含む
環境対応 RoHS指令対応
※1 内蔵1スロット.前面から媒体を交換可能な位置に1スロット追加可能.※2 HDD,RAID,SSDのどれも選択しない場合,CFast 媒体は必須.※3「LAN3 ポート,シリアル2ポート」もしくは,「LAN4 ポート,シリアル4ポート」の組合わせになる.※4 PCIExpress スロットへの供給電力は1スロットあたり10W.PCI スロットへの供給電力は1スロットあたり7.5W.※5 RAID を使用している場合,S.M.A.R.T. アトリビュートは取得不可.※6 Windowsは,米国MicrosoftCorporation の,米国,日本およびその他の国における登録商標または商標である.
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第3世代インテル ®Core™i7/Celeron®プロセッサ搭載の組込みコンピュータAR4400モデル100H/200H
4 適用技術
本製品は,常に新しい CPU を早期に提供していくた
めに,CPU やチップセットなどの主要なコンポーネン
トが小型パッケージに凝縮されている SOM を採用し
た.SOM を採用することで,CPU を変更する際に,
SOM 以外の I/O インターフェースや拡張スロット,筐
体の設計資産をそのまま流用できるようになるため,
PFU の開発効率を上げ,お客様環境での評価作業の負
担も抑えられる.
また,拡張スロットや I/O のバリエーションを増や
す方法として,SOM を搭載したキャリアボードから拡
張スロットや拡張 I/O を搭載したインターフェース部
をインターフェースボードとして分離する方式を採用し
た.この方法により,バリエーションを持たせながらも,
オプションの選択,インターフェースボードの変更によ
るカスタマイズを容易にして,幅広いお客様の要望に対
応できるようにすることを目指した.
以降に詳細を説明する.
4.1 コンパクトさと高拡張性の両立組込みコンピュータは,コンパクトさに加え高い拡張
性を求められる製品である.本製品は高い拡張性の実現
を強く意識して開発を進めた.
本製品の内部構造を図 - 2に示す.本製品は SOM
AM120 モデル 210H を採用しており,キャリアボー
ドの形状を PCI Express カードと同様なカードエッ
ジ形状とし,インターフェースボード上に並べて重ねる
構造とすることで,効率的なレイアウトを実現した.
本構造の採用により,PCI Express カードの増設
や SOM の交換を装置上面方向から容易に行えるよう
になったため,一度設置したら動かせない組込みコン
ピュータの保守作業における大きな利点となった.
また,図 - 3に示すような SOM とキャリアボードと
インターフェースボードに分離する構成にし,それぞれ
を交換することで装置の仕様を容易に変更できるように
した.CPU を変更したい場合は SOM,外部 I/O を変
更したい場合は,キャリアボード又はインターフェース
ボードを変更することにより可能である.本装置はこの
構造で多くのバリエーションを実現している.このほか
にも,電源 2 種,ハードディスク 2 種で RAID 対応,
CFast スロットの増設対応など,高い拡張性を実現し,
顧客ニーズにきめ細やかに対応している.
4.2 交換部品のメンテナンス性向上本製品では,交換部品のメンテナンス性向上にも取り
組んだ.対象部品は,装置ファン,バッテリ,ハードディ
スクである.まず,図 - 4に示すようにすべての交換部
品を装置前面に配置し,装置設置状態での交換作業を可
能にした.そのうえで,交換作業を容易にすべく,交換
◆図 -2 AR4400モデル100H内部構造◆
(Fig.2-InternalviewoftheAR4400Model100H)
◆図 -3 プリント基板構成◆
(Fig.3-Printedcircuitboardconfiguration)
インターフェースボード
キャリアボード
PCI express-card
SOM
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第3世代インテル ®Core™i7/Celeron®プロセッサ搭載の組込みコンピュータAR4400モデル100H/200H
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部品の固定方法を徹底的に見直した.まず,カバーを外
すと,交換部品がすべて着脱できる構造とした.カバー
はねじ 1 本で固定できるタイプを採用した.次に,ファ
ンは樹脂によるつめ固定,バッテリは板金の挟み込みに
よる引掛け固定,ハードディスクは活性枠を採用しプラ
グイン構造にすることで交換を容易にした.これらによ
り,メンテナンス性の向上を実現した.
4.3 AR シリーズへの展開本製品で採用した構造部品や構造方式は,ほかの AR
シリーズからの横展開や,ほかへの展開を考慮し,共通
化が可能な方式とした.今後もARシリーズとして共通
化を推進していく.
5 むすび
AR4400モデル100H/200Hは,上位機種AR8000
シリーズと下位機種 AR2000 を補間するモデルであ
り,内蔵する部品配置の最適化によりコンパクトな筐体
でありながら,高い拡張性を実現した.
今後も組込み市場のニーズに応え,ラインナップ拡大
を図るため,新製品の開発に取り組んでいく.
参考文献参1) 組込みコンピュータ ホームページ
http://www.pfu.fujitsu.com/prodes/product/ar/
参2) システム オン モジュール ホームページ
http://www.pfu.fujitsu.com/prodes/product/som/
参3) ハードウェア監視ツール(EmbedWare/SysMon:エンベウェア/シスモン)ホームページ
http://www.pfu.fujitsu.com/prodes/product/embed/◆図 -4 バッテリ,ファン,ハードディスク構成◆
(Fig.4-Battery,chassisfan,andharddisk)
バッテリ
ハードディスク
装置ファン
カバー