Exploration de l'ordinateur monocarte conga-JC370 3.5” JUKE de congatec

23 octobre 2019, 14:00

Avec l’ordinateur monocarte conga-JC370, congatec étend sa gamme de produits au format 3,5 pouces. Construits autour de la 8e génération de processeurs Intel Core U-series (connus aussi sous le sobriquet Whiskey Lake), les nouveaux cœurs offrent des performances améliorées jusqu'à 40% dans les applications à fils d’exécution multiples par rapport aux processeurs U-Series précédents (7e génération Kaby Lake).

conga-JC370 rear
Le pavé au milieu est le Whiskey Lake Intel SoC. (source : congatec)

Dimensions, poids et facteurs de forme

Le format 3,5 pouces – au milieu entre Pico-ITX et Mini-ITX – comble un vide dans le catalogue congatec. Ses dimensions – 146 x 102 mm ; 5,75 x 4,02 pouces – sont celles des lecteurs de disques 3,5 pouces.

Dans les systèmes embarqués, le poids aussi a son importance. Notre carte de test avec bloc de refroidissement actif pèse 550 g ; sans SSD ni RAM, elle ne pèse que 150 g.

Les performances des conga-TC370 (COM Express Type 6 Compact) et conga-IC370 (Thin Mini-ITX) sont similaires à celles du conga-JC370, mais les facteurs de forme sont différents.

Noyau, chipset et mémoire

Comme indiqué précédemment, le conga-JC370 est basé sur la 8e génération de processeurs Intel Core U-series. Au moment de boucler cet article, les quatre versions suivantes sont disponibles :

  • conga-JC370/i7-8665UE (PN 054001) - i7-8665UE, quadruple cœur, 8 fils d’exécution ;
  • conga-JC370/i5-8365UE (PN 054002) - i5-8365UE, quadruple cœur, 8 fils d’exécution ;
  • conga-JC370/i3-8145UE (PN 054003) - i3-8145UE, double cœur, 4 fils d’exécution ;
  • conga-JC370/4305UE (PN 054005) - Celeron 4305UE, double cœur, 4 fils d’exécution .

Ici nous examinons une carte équipée d'un i5-8365UE.

Dans le nom de la carte, le '370' fait référence au chipset de la série Intel 300. Celui-ci établit les liaisons du bus central du processeur aux périphériques et aux connecteurs de la carte (sauf pour les graphiques).

Deux embases SO-DIMM permettent d'installer jusqu'à 2 x 32 Go de DDR4 2400 MT/s à deux canaux. Avec juste les 4 Go de RAM disponibles sur notre carte de test, ça fait l’affaire pour la bureautique de base. La mémoire non volatile (NVM) sous forme de disque dur ou d'un module de mémoire de masse (SSD) peut être connectée soit à un connecteur SATA 3.0 soit à un connecteur PCIe M.2 (clé M, taille 2280). En passant par les quatre voies PCIe sur le connecteur M.2, la bande passante atteint 32 Gb/s.

Graphisme et options d'affichage

Les cœurs Whiskey Lake ont un processeur graphique UHD Graphics 610 / 620 (9e génération). Ce GPU prend en charge jusqu'à trois écrans différents avec une résolution maximale de 4096 × 2304 pixels (60 Hz).

Le GPU UHD Graphics 610 / 620 est destiné principalement aux ordinateurs à faible consommation. Comme il n'a pas de RAM propre, il ne faut donc pas en attendre de grandes prouesses graphiques, mais il s’en tire bien même pour les jeux (assez sobres) et des applications graphiques (pas trop exigeantes).

La carte offre en façade un DisplayPort+++ (ou en option HDMI). Un (deuxième) écran peut également utiliser le port USB-C lequel pourra également l'alimenter, ce qui permettra d'établir la connexion avec un câble unique.

Les écrans plats se connectent au connecteur principal LVDS à 24 bits et double canal (un DisplayPort ou un eDP intégré sont en option). Un deuxième port LVDS peut être ajouté via un adaptateur externe de l'autre côté de la carte, mais il n’est pas monté d’office.

Le conga-JC370 prend en charge les écrans avec une interface de panneau intégré (Embedded Panel Interface, EPI) basée sur EDID-1.3. Il existe plusieurs versions de tels afficheurs, ils doivent donc être configurés dans le BIOS. L'utilitaire système (System Utility) de congatec offre plus de confort pour préparer la configuration. Pour mes essais, j’ai simplement branché un moniteur au DisplayPort et n’ai donc pas exploré cette piste.

Signaux audio sur la conga-JC370

Pour enrichir l'expérience de l'utilisateur, le son est un atout majeur. C’est pourquoi le conga-JC370 est équipé d’une puce audio haute définition (HDA) de Realtek, le codec audio ALC888S-VD. Ce circuit intégré reproduit le son sur 7.1 canaux et assure une diffusion directe (streaming) multiple. Une entrée microphone numérique est également disponible. Les entrées et sorties audio sont à la disposition de l'utilisateur sur deux connecteurs, sur le bord gauche de la carte.

Jusqu'à cinq ports USB

En façade du conga-JC370 il y a trois ports USB, deux de type A double et le troisième de type C, tous compatibles USB 3.1 Gen. 2 (SuperSpeed+ 10 Gbit/s). J’ai déjà signalé que le port USB-C peut servir de port d’affichage et alimenter des écrans plats.

Un connecteur d'extension sur le circuit imprimé permet d'ajouter deux ports USB 2.0.

Ethernet Gigabit

Il y a deux connecteurs Ethernet RJ45 en façade. Ils semblent identiques, mais ne le sont pas. Celui de gauche est préparé pour le Time-Sensitive Networking (TSN, destiné par exemple aux applications de commandes industrielles en temps réel ou de diffusion directe multimédia) ; le port de droite prend en charge la technologie gestion active AMT (Active Management Technology) d'Intel, permettant de gérer à distance un ordinateur sans système d'exploitation (OS) sur l'ordinateur ciblé.

conga jc370 top side
Le conga-JC370 3.5" JUKE de conga-JC370 de congatec est son rempart de connecteurs.

Sans fil sur option

Des connecteurs d'extension PCI Express (PCIe) permettent d'ajouter p. ex. des modules Wi-Fi et autres modules sans fil, SSD et autres périphériques. Trois connecteurs de type M.2 (B, E et M) sont disponibles à cet effet. Un connecteur pour carte miniPCIe standard/demi ainsi qu'un connecteur pour carte micro-SIM permettent, par exemple, la connexion à un téléphone portable.

Communications sérielles

En plus des connecteurs de type PC et des ports d'extension courants, le conga-JC370 offre un choix de ports série plus spécifiques aux applications embarquées. Bien visible et encombrant, le connecteur sub-D DE9 permet l'accès en façade à un port RS-232/422/485. Trois ports COM supplémentaires (RS-232) sont disponibles sur des embases distinctes. Les bus I2C/SM sortent sur un autre connecteur, tandis que l'autre côté de la carte peut accueillir le bus CAN (absent par défaut).

Contrôleur de carte congatec, API et Python

À l'exception du port RS-232/422/485 qui se connecte au bus LPC (Low Pin Count) du noyau, le contrôleur de carte propriétaire congatec gère tous les autres ports série. Ce sous-système expose jusqu'à 16 ports d'E/S polyvalents (GPIO) et gère les LED, ainsi que les boutons initialisation et marche-arrêt (le genre d’organes qu’on attend en façade, mais qui ici se trouvent à l’arrière de la carte).

L'API du système d'exploitation congatec (CGOS) facilite la gestion de ces broches et ces bus. Après l'installation d'un pilote ou d'une bibliothèque, les fonctions spécifiques à congatec sont accessibles au moyen des langages CLR (Common Language Runtime).NET Framework comme C#, Visual Basic, J# ou le C++ géré. De plus, le paquet Python CgosPy fournit des fonctions d'emballage ctypes pour utiliser l'API CGOS avec Python.

L’API donne non seulement accès aux broches et aux ports, mais elle peut également être interrogée pour obtenir des informations par exemple sur les périphériques vidéo et le stockage..

Alimentation du conga-JC370

Le conga-JC370 est alimenté par une alimentation continue de 12 à 24 V branché à un connecteur 4 voies Mini-Fit Jr. ATX/BTX. La consommation d'énergie n'est pas spécifiée, mais nous avons mesuré environ 12 W (juste après le démarrage sur le bureau Windows 10).

La faible consommation du Core se traduit par une enveloppe thermique (Thermal Design Power, TDP) de seulement 15 W, ce qui autorise un refroidissement sans ventilateur. Les applications de faible puissance peuvent réduire la dissipation totale à 10 W. Pour les situations où la performance est cruciale et où, par conséquent, les besoins en puissance augmentent (TDP max. 25 W), congatec propose des solutions de refroidissement actif avec ventilateur intégré. Ma carte d'essai en avait une.

conga-jc370 with active cooling
Orange, la nouvelle couleur du refroidissement actif.

Notez qu'en raison des limitations de l’unité centrale, la plage de température de fonctionnement de la carte de 0 à 60°C n'est pas aussi étendue que celle d'un SBC congatec typique (˗40 à +85°C).

Systèmes d'exploitation pris en charge

À partir de la 7e génération Kaby Lake, le support officiel des pilotes pour les versions Windows plus anciennes que Windows 10 a été abandonné. Comme la conga-JC370 est basée sur un noyau de 8e génération, elle n'est donc compatible qu'avec Microsoft Windows 10 et Windows 10 IoT Enterprise 64 bits. Linux 5.x et Real Time Systems Hypervisor offrent d'autres options OS. Des échantillons d'images de Yocto sont disponibles sur demande.

Caractéristiques de sécurité

La sécurité des systèmes et des données est cruciale, non seulement pour les ordinateurs de bureau, mais aussi pour les ordinateurs embarqués IoT. Le conga-JC370 offre plusieurs fonctions de sécurité que le concepteur de l'application peut utiliser (ou non) :

  • Trusted Platform Module (TPM 2.0) - un cryptoprocesseur d'Infineon assure le stockage sécurisé des données critiques telles que les mots de passe, certificats et clés de cryptage ;
  • Secure Root of Trust - un verrou de silicium intégré dans le noyau Intel protège le logiciel et les clés cryptographiques au moyen d’un identifiant inséparable du matériel ;
  • Secure Memory Encryption (SME) et Secure Encrypted Virtualization (SEV) - SME et SEV sont des technologies développées par AMD, sur les plates-formes Intel on parlera plutôt de Software Guard eXtensions (SGX). L'objectif est de protéger la mémoire à différents niveaux par le cryptage et le contrôle d'accès.

Chien de garde

Un chien de garde n'est pas vraiment une fonction de sécurité dans le sens de la prévention des attaques de logiciels malveillants, mais il permet à un système de refonctionner après une panne ou un autre problème (consécutif à une attaque ou un dysfonctionnement). Le contrôleur de la conga-JC370 fournit un chien de garde capable de redémarrer le système au cas où une telle situation se produirait. Comme le chien de garde fait partie du contrôleur de la carte, l'API CGOS lui donne accès.

Que vaut le conga-JC370 ?

Il est délicat de risquer un jugement général sur les performances d'un ordinateur monocarte (SBC) dont existent des versions différentes selon le processeur et la mémoire. Cela dit, notre carte de test avec son i5-8365UE et seulement 4 Go de RAM, et fonctionnant sous Windows 10 Pro a fait plutôt bonne figure dans UserBenchmark où elle apparaît en 15e position sur 100, avec une moyenne calculée sur les résultats de milliers d'autres ordinateurs. L’unité centrale elle-même a obtenu un score de 73,1%, ce qui est également assez bon. Question consommation, l'unité centrale fait du très bon travail avec son enveloppe thermique (TDP) de 15 W.

conga-JC370 at UserBenchmark
Résultats de l'évaluation du conga-JC370 avec UserBenchmark. Quand vous le comparez à d'autres, ne perdez jamais de vue sa faible consommation.

Comme on s’y attend, ce n‘est pas par ses performances graphiques qu’une telle carte brillera, mais n’oublions pas que la consommation du conga-JC370 n'est que de l'ordre de 15 W. En comparant ses résultats, ne les mettez pas en concurrence avec ceux de machines de jeu 3D dont la consommation d'énergie est beaucoup plus forte.

La température de l'unité centrale reste basse grâce au refroidisseur actif monté sur notre carte de test.

conga-JC370 performance summary
Statistiques des tests de sollicitation après presque une heure de fonctionnement à pleine charge. Notez la consommation moyenne d'énergie de moins de 15 watts. 

Idéal pour les applications embarquées génériques

L'ordinateur monocarte 3,5 pouces  conga-JC370 JUKE de congatek est une plate-forme informatique complète et flexible idéale pour une utilisation industrielle générique. Avec sa palette variée de ports et de connecteurs standard, il donnera toute satisfaction dans de nombreuses applications. Les broches GPIO et les ports I2C sont faciles à utiliser, ce qui favorise un contrôle personnalisé du matériel. Aucun moyen de communication sans fil n’est prévu, mais il est facile d’en ajouter au moyen d'un module d'extension interne (PCIe) ou externe (USB).

En considérant les résultats du banc d’essai, on peut affirmer que le conga-JC370 est un excellent choix pour les applications embarquées génériques dans les domaines de l'automatisation, du médical, du transport, et même du jeu (s’il n’est pas trop gourmand). Avec son enveloppe thermique de seulement 15 W, cette carte est idéale pour les applications informatiques industrielles et les tâches graphiques quand la faible consommation est cruciale.

Les utilisateurs à la recherche d'une puissance de calcul similaire, mais sous une autre forme s'intéresseront au conga-TC370 (COM Express Type 6 Compact) ou au conga-IC370 (Thin Mini-ITX).

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