ARM- vs. x86-Industrie-Panel-PCs: So treffen Sie die richtige Wahl

Ein Panel-PC mit ARM- und ein mit x86-Prozessor können identisch aussehen und ähnliche Bedienoberflächen anzeigen. Die Unterschiede werden erst dann deutlich, wenn man die Anwendung installiert, die Peripheriegeräte anschließt und die nächste Produktionscharge plant.

Fangen Sie mit der Software an. Wenn Ihre Anwendung und Ihre Gerätetreiber nur auf x86 unterstützt werden, ist ein x86-Panel-PC in der Regel die sinnvollste Wahl. Für ein Android-Terminal oder eine speziell entwickelte Linux-Schnittstelle kann ARM eine gute Wahl sein, sofern Board, Software und Peripheriegeräte gemeinsam unterstützt werden. Wenn beide Plattformen in Frage kommen, vergleichen Sie die tatsächliche Leistung bei Arbeitslasten, den Stromverbrauch des gesamten Geräts und die Integrationskosten.

Keine der beiden Architekturen allein garantiert niedrigere Kosten, einen lüfterlosen Betrieb oder eine höhere Zuverlässigkeit.

ARM vs. x86: Wesentliche Unterschiede bei Panel-PC-Projekten

ARM und x86 sind Befehlssatzarchitekturen für Prozessoren. Sie bestimmen, welche native Software ein Prozessor ausführen kann, legen jedoch weder die Leistung noch die Kühlungsart oder die Erweiterungsmöglichkeiten eines kompletten Panel-PCs fest.

Entscheidungspunkt	ARM-Panel-PC	x86-Panel-PC	Was Sie beantragen sollten
Software-Eignung	Erfordert eine kompatible Anwendungsversion und die entsprechenden Abhängigkeiten	Ist oft mit bestehender x86-Windows-Software kompatibel	Unterstützte Architekturen für die Anwendung und die einzelnen SDKs
Das Betriebssystem	Android und Embedded-Linux sind weit verbreitet	Windows und Linux sind weit verbreitet	Genaues Betriebssystem-Image und Board-Revision
Arbeitsaufwand	Die Leistung hängt vom SoC und der Softwareunterstützung ab.	Die Leistung variiert je nach Prozessorklasse und Energieeinstellungen	Eine Vorführung Ihrer Anwendung auf dem vorgeschlagenen Gerät
Stromversorgung und Kühlung	Es stehen Embedded-Lösungen mit geringem Stromverbrauch zur Verfügung	Es stehen Optionen mit geringem Stromverbrauch und höherer Leistung zur Verfügung	Messungen am gesamten Gerät unter vergleichbaren Bedingungen
Erweiterung	Schnittstellen und austauschbare Teile hängen von der Platine ab	Schnittstellen und austauschbare Teile hängen von der Platine ab	Technische Daten der Platine und bestätigte Peripherieunterstützung
Projektkosten	Anpassungsarbeiten können die Einsparungen bei der Hardware ausgleichen	Die Beibehaltung bestehender Software kann den Migrationsaufwand verringern	Hardwarepreis zuzüglich Kosten für Softwareanpassung und -validierung

Nutzen Sie diesen Vergleich, um eine Vorauswahl an Konfigurationen zu treffen, nicht jedoch, um eine Bestellung zu genehmigen. Zwei Produkte, die auf derselben Architektur basieren, können sich erheblich voneinander unterscheiden.

Prüfen Sie, welche Anforderungen Ihre Software und Ihre Peripheriegeräte stellen

Überprüfen Sie die Anwendung und ihre Abhängigkeiten

Fragen Sie den Softwareanbieter, welche Prozessorarchitektur, welches Betriebssystem und welche Hardwarekonfiguration unterstützt werden. Ein Installationsprogramm, das auf dem aktuellen Rechner funktioniert, ist möglicherweise von einer nativen Bibliothek, einem Lizenzdienst oder einem Geräte-SDK abhängig, die bzw. das auf einer anderen Architektur nicht verfügbar ist.

Bei maßgeschneiderter Software ist der Zugriff auf den Quellcode zwar hilfreich, macht die Migration jedoch nicht automatisch möglich. Bibliotheken von Drittanbietern, Grafikbeschleunigung und hardwarespezifische Funktionen können weiterhin Anpassungen erfordern.

Beispielsweise kann eine HMI-Anwendung unter Linux laufen, während das zugehörige Kamera-SDK nur für x86 verfügbar ist. Die Linux-Unterstützung allein reicht nicht aus, um einen ARM-Panel-PC als geeignet zu erachten. Diese Abhängigkeit von der Kamera muss geklärt werden, bevor die Hardwarepreise verglichen werden können.

Auch „Windows on Arm“ erfordert eine sorgfältige Prüfung. Microsoft unterstützt die Emulation von x86- und x64-Anwendungen auf unterstützten Windows 11-Arm-Geräten, dies gilt jedoch nicht für Kernel-Treiber, für die Arm64-Builds erforderlich sind. Es bedeutet auch nicht, dass Windows auf einem beliebigen ARM-Industrie-Board ausgeführt werden kann. Siehe Microsofts Erläuterung zur Anwendungsemulation auf Arm.

Was die separate Frage betrifft, welches Betriebssystem für das Projekt geeignet ist, nutzen Sie die Leitfaden zum Betriebssystem für industrielle Panel-PCs.

Überprüfen Sie die gesamte Peripheriekette

Ein USB-Anschluss bestätigt lediglich das Vorhandensein einer physischen Verbindung, nicht jedoch die Unterstützung aller USB-Geräte. Überprüfen Sie die genauen Modelle der Drucker, Scanner, Kameras, Kartenlesegeräte und Kommunikationsadapter, die von den Geräten verwendet werden.

Die entscheidende Frage lautet: Unterstützt der Anbieter dieses Peripheriegerät mit diesem Treiber oder SDK auf der vorgeschlagenen Architektur und unter dem vorgeschlagenen Betriebssystem?

Falls eine Änderung der Architektur den Einsatz eines anderen SDKs oder Anpassungen an der Anwendung erfordert, sollten Sie die Entwicklungszeit und wiederholte Tests in den Vergleich einbeziehen. Ein günstigeres Hardware-Angebot kann durch die Kosten für die Anpassung eines funktionierenden Systems mehr als aufgewogen werden.

Vergleich von tatsächlicher Leistung, Stromverbrauch und Wärmeentwicklung

Testen Sie, welche Aufgaben das Terminal tatsächlich ausführt

Ein einfacher Bedienbildschirm und ein Terminal, auf dem lokale Bildverarbeitung stattfindet, stellen unterschiedliche Anforderungen an die Hardware. Selbst eine Browser-Oberfläche kann hohe Anforderungen stellen, wenn sie komplexe Grafiken darstellt, viele Live-Werte aktualisiert oder Videodaten verarbeitet.

Führen Sie die vorgesehene Anwendung mit der erforderlichen Bildschirmauflösung und unter Anschluss der tatsächlich verwendeten Peripheriegeräte aus. Überprüfen Sie die Bildschirmanzeige, die Touch-Reaktion, die Datenprotokollierung und die Kommunikation, während normale Hintergrundaufgaben aktiv sind. Halten Sie ausreichend Kapazität für den zu erwartenden Software-Wachstum vor.

Die Prozessortaktfrequenz und die Anzahl der Kerne allein sind kein verlässlicher Maßstab für einen architekturübergreifenden Vergleich. Auch die GPU, die Speicherbandbreite, der Speicherplatz und die Softwareoptimierung beeinflussen das Ergebnis.

Den gesamten Panel-PC vermessen

Achten Sie darauf, dass die Messgrenzen einheitlich sind. Die TDP des Prozessors, die Leistungsaufnahme der Platine und die gesamte Eingangsleistung des Panel-PCs sind unterschiedliche Werte.

So gibt Intel beispielsweise eine TDP von 12 W für den N97-Prozessor. Das ist keine 12-W-Spezifikation für einen Panel-PC, der den Prozessor, das Display, die Hintergrundbeleuchtung, den Speicher und weitere elektronische Komponenten enthält.

Vergleichen Sie die in Frage kommenden Geräte bei gleicher Bildschirmhelligkeit, gleicher Arbeitslast und gleicher Peripherielast. Erfassen Sie die Werte im Leerlauf, im Normalbetrieb und unter hoher Auslastung. Bei einem hellen Display kann die Hintergrundbeleuchtung den Gesamtstromverbrauch erheblich beeinflussen.

Kühlung in der vorgesehenen Einbausituation überprüfen

Sowohl ARM- als auch x86-Produkte können in lüfterlosen Ausführungen eingesetzt werden. Keine der beiden Kennzeichnungen gibt Aufschluss darüber, ob das Gerät innerhalb Ihres Gehäuses die Temperaturgrenzwerte einhält.

Erkundigen Sie sich nach den Betriebsbedingungen, die der Temperaturangabe des Herstellers zugrunde liegen. Ein Test auf einem offenen Prüfstand sagt nichts über die Leistung in einem geschlossenen Gehäuse aus. Überprüfen Sie den Dauerbetrieb in der vorgesehenen Einbaulage unter Berücksichtigung der Gehäusetemperatur und einer möglichen Sonneneinstrahlung. Achten Sie dabei sowohl auf Leistungsdrosselungen als auch auf Abschaltungen.

Informieren Sie sich über die Erweiterungs- und Austauschmöglichkeiten der Platine

Wählen Sie die Schnittstellen entsprechend den tatsächlichen Anforderungen des Geräts aus: Ethernet-Anschlüsse, serielle Schnittstellen, USB-Geräte, CAN oder GPIO, je nach Bedarf. Vergewissern Sie sich, dass die erforderlichen Treiber und elektrischen Eigenschaften vorhanden sind, einschließlich der Galvanischen Trennung, sofern dies für die Anwendung erforderlich ist.

Prüfen Sie dann, was später noch geändert werden kann. Arbeitsspeicher und Speicherplatz können je nach Plattform fest verlötet oder austauschbar sein. Ein x86-Panel-PC verfügt nicht unbedingt über einen Prozessor mit Sockel; ein ARM-Board ist nicht unbedingt fest verbaut und nicht erweiterbar.

Fragen Sie bei Nachbestellungen nach, welche Leiterplattenversion und welche Bauteile geliefert werden, wie Änderungen mitgeteilt werden und was passiert, wenn die Leiterplatte nicht mehr hergestellt wird. Eine Ersatzleiterplatte erfordert möglicherweise eine erneute Validierung in mechanischer, elektrischer und softwaretechnischer Hinsicht, selbst wenn ihr Prozessor dieselbe Architektur verwendet.

Welche Plattform passt zu Ihrem Projekt?

Projekt	Praktischer Ausgangspunkt	Was könnte die Entscheidung beeinflussen?
Hardware ersetzen, auf der eine etablierte Windows-HMI läuft	Prüfen Sie zunächst eine unterstützte x86-Konfiguration	Eine umfassend unterstützte ARM-Lösung mit einem nachweisbaren Migrationsvorteil
Ein Terminal rund um eine Android-Anwendung erstellen	Ein ARM-Board mit dem erforderlichen Android-Image und der erforderlichen Peripherieunterstützung testen	Nicht unterstützte App-Abhängigkeiten, Dienste oder SDKs für Peripheriegeräte
Entwickeln Sie eine Linux-Browser-Oberfläche oder eine benutzerdefinierte HMI	Wählen Sie beide Architekturen aus, sofern der Software-Stack diese unterstützt	Gemessene Reaktion, Grafikunterstützung, Leistungsbudget und Integrationskosten

Der Name der Anwendung allein reicht für eine Entscheidung nicht aus. Ein Kiosk mit einem Browser und einem Barcode-Scanner stellt andere Anforderungen an die Integration als einer mit Kameras, Zahlungsgeräten und lokalen Analysefunktionen.

Vor der Genehmigung der Plattform

Die Zulassung muss auf der getesteten Konfiguration basieren, einschließlich der Platinenversion, des Arbeitsspeichers, des Speichers, des Software-Images und der angeschlossenen Peripheriegeräte. Halten Sie alle vereinbarten Ersatzkomponenten fest, damit spätere Produktionschargen anhand derselben Anforderungen bewertet werden können.

Wenn beide Plattformen die Anforderungen erfüllen, sollten Sie vor der endgültigen Entscheidung die Hardwarekosten, den Aufwand für die Softwareanpassung und die Validierungskosten vergleichen. Es macht wenig Sinn, bei einer Prozessorplattform zu sparen, wenn sich dadurch die Markteinführung des Geräts verzögert.

Für eine Überprüfung der Konfiguration eines industriellen Panel-PCs, senden Sie Eagle Touch Ihre Anwendungs- und Betriebssystemdaten, eine Liste der Peripheriegeräte, die Anforderungen an die Anzeige, die Installationsbedingungen, die voraussichtliche Stückzahl und den Lieferzeitraum. Diese Angaben bieten dem Team eine praktische Grundlage für die Auswahl der zu evaluierenden Hardware.