Multifunktionsschnittstellen Medizin

Anschlussfreudige Mini-PCs

15. November 2016, 11:36 Uhr | von Michael Eckstein

MI/O steht für Kleincomputer mit einem flexiblen I/O-Konzept. Ein breites Angebot an verfügbaren Schnittstellen macht die Technik für Anwendungen im medizinischen Umfeld interessant.

Medizinische Systeme stellen hohe Anforderungen an die Technik. Die zumeist kundenspezifischen Lösungen müssen robust und langfristig zuverlässig sein, um einen effizienten Betriebsablauf zu ermöglichen. Kompromisse und Abstriche in der geforderten Funktionalität darf es nicht geben. Klassisches Single-Board-Design eignet sich immer seltener für die komplexen Anforderungen in der Medizintechnik. Bei einem Embedded-PC sind alle Kernkomponenten eines Computers im Chipsatz integriert. Zwar bietet dieses Konzept ein breites Repertoire an Standardkomponenten und -schnittstellen, jedoch sind diese auf den breiten Markt ausgerichtet. Spezielle Aufgaben, wie sie beispielsweise in Kliniken häufig gefragt sind, sind damit nicht ohne Weiteres realisierbar.

Auch stören Altlasten der ATX-Norm, die beispielsweise alle Komponenten auf der Oberseite der Platine positioniert. Erweiterungskarten können hier den Luftstrom behindern. Das oft dynamische Arbeitsumfeld medizinischer Anwendungen kann Wackelkontakte hervorrufen, und auch im Inneren verlegte Kabel können sich als Fehlerquelle erweisen. Alternative Lösungen auf Basis von Carrier Boards für Computer-on-Modules (COM) sind schon eher in der Lage, den Kundenbedarf gezielt zu erfüllen. Grundprinzip und Bereitstellung bieten hier jedoch oft nur eine relativ starre und oft kostspielige Lösung an, die sich im Nachhinein nur mit großem Aufwand aktualisieren lässt.

MI/O –Eine Schnittstelle ersetzt alte Normen

Klein wie eine 2,5-Zoll-Festplatte: MI/O-SBC lassen sich mit steckbaren Modulen um zusätzliche Schnittstellen erweitern.
Klein wie eine 2,5-Zoll-Festplatte: MI/O-SBC lassen sich mit steckbaren Modulen um zusätzliche Schnittstellen erweitern.
© ADVANTECH

Ein gangbarer Weg ist das MI/O-Konzept – eine noch recht junge Bauform für Mini-PCs, die Embedded-Spezialist Advantech entwickelt hat. Basis ist ein Single-Board-Computer (SBC), auf dessen Unterseite ein stabiler, 80-poliger Steckplatz sitzt – die Multifunktions-I/O- oder kurz MI/O-Schnittstelle. Sie hat eine Bandbreite von bis zu 9 GB. MI/O übernimmt alle Aufgaben, die üblicherweise von unterschiedlich genormten und anzusprechenden I/Os verrichtet werden.

Mithilfe eines Aufsteckmoduls, das auf der Unterseite parallel zur Hauptplatine des SBC ausgerichtet ist, lässt sich der Kleincomputer mit zusätzlicher Peripherie ergänzen. Zusätzliche Verschraubungen verbinden die Konstruktion zuverlässig und verleihen ihr eine enorme Stabilität. Der Steckverbinder ist zwar ein proprietärer »Haus-Standard«, doch bietet Advantech bereits eine Fülle an Erweiterungsmodulen an, mit denen sich viele Aufgaben direkt abdecken lassen. So können zusätzlich Interfaces für Display Port, USB 3.0 und 2.0, Power, HD Audio, LPC, PCIe, SMBus und weitere bereitgestellt werden.

Kunden finden unter den vielen vorgefertigten Erweiterungen möglicherweise gleich passende Lösungen, ohne lange mit unzähligen Varianten hantieren zu müssen. So lassen sich die Kosten drücken. Alternativ bietet Advantech die Möglichkeit, dedizierte Funktionen nach Kundenvorgaben zu realisieren. Dabei profitiert der Auftraggeber von der weitreichenden Expertise des Herstellers. Schon bei kleinen Stückzahlen kann das BIOS nach Wunsch geändert werden.

Der SBC ist deutlich kleiner als der etablierte PC/104-Standard, hat die Größe einer 2,5-Zoll-Festplatte. Sich erwärmende Bauteile wie CPU, South¬bridge, Speicher, Leistungs- und Active-ICs profitieren durch die frei gehaltene Oberseite: Kein Bauteil behindert den Luftstrom. So ist es einfacher, eine zuverlässige Kühlung zu realisieren. Der Prozessor ist mit einem Heatspreader versehen, über den die Wärme auf ein Gehäuse abgeleitet werden kann. Dank dieser Bauweise eignen sich MI/O-Boards sehr gut für Anwendungen, die einen erweiterten Temperaturbereich erfordern.

Gut geeignet für kompakte Medizintechnik

Die MI/O Extension bündelt Aufgaben für den medizinischen Einsatz und trägt merklich zur Reduzierung von Bauteilen und entsprechendem Produktionsaufwand bei. Das kabellose, verschraubte Design hilft, häufige Fehlerquellen zu beseitigen.

Als Betriebssystem unterstützt MI/O zum Beispiel Windows Embedded, Linux Derivate, Android, QNX und Wind River. iManager und SUSIAccess for Remote Device Management übernehmen die notwendigen Monitoring-Funktionen. 


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