Der Elektronik-Absolvent in KMU-Entwicklungsabteilungen

Der Elektronik-Absolvent Der Elektronik-Absolvent in KMU-in KMU-

EntwicklungsabteilungeEntwicklungsabteilungenn

Ing. Thomas PischingerIng. Thomas Pischinger

9. März 20109. März 2010

2010-03-09

AgendaAgenda

►PersönlichesPersönliches►Erfahrungen / Aufgabengebiete Erfahrungen / Aufgabengebiete ►Allgemeine AnforderungenAllgemeine Anforderungen►Hardware-EntwicklungHardware-Entwicklung►Firmware-EntwicklungFirmware-Entwicklung

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WerdegangWerdegang

►Absolvent TGM Nachrichtentechnik Absolvent TGM Nachrichtentechnik (N81b)(N81b)

►1982-20011982-2001 Datentechnik AG (Keymile Datentechnik AG (Keymile AG)AG) EntwicklungsingenieurEntwicklungsingenieur Gruppen- bzw. Abteilungsleiter Bereich EntwicklungGruppen- bzw. Abteilungsleiter Bereich Entwicklung BildschirmtextBildschirmtext Datex-P (X.25) Lotto/TotoDatex-P (X.25) Lotto/Toto ISDNISDN Datennetzabschlussgeräte mit Backup und ManagementDatennetzabschlussgeräte mit Backup und Management

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WerdegangWerdegang

►2001-20032001-2003 maxxio technologies maxxio technologies AGAG Vorstand TechnikVorstand Technik Datennetzabschlussgeräte mit Management, IP Datennetzabschlussgeräte mit Management, IP

und Frame-Relay Routing auf Linux Basisund Frame-Relay Routing auf Linux Basis

►2004-20072004-2007 Frequentis AGFrequentis AG Technischer ProjektleiterTechnischer Projektleiter GSM-R Projekte in GB, FIN, N, CHGSM-R Projekte in GB, FIN, N, CH

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WerdegangWerdegang

► 2007-heute2007-heute Winpresa Building Winpresa Building Automation Automation

Technologies GmbHTechnologies GmbH

Geschäftsführer / Bereich TechnikGeschäftsführer / Bereich Technik IP-basierende Kommunikationslösungen für alle möglichen IP-basierende Kommunikationslösungen für alle möglichen

Bereiche der GebäudeautomationBereiche der Gebäudeautomation

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Hardware -Hardware -EntwicklungsschwerpunkteEntwicklungsschwerpunkte

► Analogtechnik:Analogtechnik: Netzteile (DC/DC-Wandler)Netzteile (DC/DC-Wandler) Nf-VerstärkerNf-Verstärker FilterFilter

► DigitaltechnikDigitaltechnik FPGA (XILINX, Altera)FPGA (XILINX, Altera)

► Microprozessor/-controllerMicroprozessor/-controller µP (6502, Z80, 80188)µP (6502, Z80, 80188) µC (8048, 8051, 68302, MPC860, MIPS, ARM)µC (8048, 8051, 68302, MPC860, MIPS, ARM)

► PeripheriePeripherie SRAM, SDRAMSRAM, SDRAM Serielle Controller (UART, HDLC)Serielle Controller (UART, HDLC) ISDN (Basic -, Primary Rate Controller)ISDN (Basic -, Primary Rate Controller) ““Modem” (V.xx, SHDSL, ADSL)Modem” (V.xx, SHDSL, ADSL)

► EMVEMV

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Firmware - Firmware - EntwicklungsschwerpunkteEntwicklungsschwerpunkte

► SprachenSprachen AssemblerAssembler C (C++)C (C++)

► BetriebssystemeBetriebssysteme Proprietäre Multitasking-SystemProprietäre Multitasking-System LINUXLINUX

► AnwendungenAnwendungen SteuerungsaufgabenSteuerungsaufgaben KommunikationsprotokolleKommunikationsprotokolle User InterfacesUser Interfaces

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AgendaAgenda

►PersönlichesPersönliches►Erfahrungen / Aufgabengebiete Erfahrungen / Aufgabengebiete ►Allgemeine AnforderungenAllgemeine Anforderungen►Hardware-EntwicklungHardware-Entwicklung►Firmware-EntwicklungFirmware-Entwicklung

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Ausbildungsstand der Ausbildungsstand der MitarbeiterMitarbeiter

HTL70%

TU25%

FH5%

Tendenz: HTL fallendTU fallendFH steigend

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Entscheidungsgrundlagen für / Entscheidungsgrundlagen für / gegen HTL-Absolventengegen HTL-Absolventen

► In Zeiten von Arbeitskräfte-Mangel:In Zeiten von Arbeitskräfte-Mangel: keine („man nimmt was man bekommt“)keine („man nimmt was man bekommt“)

► In Zeiten von Arbeitsplatz-Mangel:In Zeiten von Arbeitsplatz-Mangel: keine Präferenz, sondern meist keine Präferenz, sondern meist

persönlicher Eindruckpersönlicher Eindruck aber: FH-Absolventen oft gleich teuer wie aber: FH-Absolventen oft gleich teuer wie

HTL-Absolventen!HTL-Absolventen!

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EinsatzgebieteEinsatzgebiete

20%

75%

5%

HardwareFirmwareSoftware

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Einsatzgebiete HardwareEinsatzgebiete Hardware► Schaltungsentwicklung Schaltungsentwicklung

analoganalog digitaldigital µCµC StromversorgungStromversorgung ……

► Bauteil-Evaluation (Studium, Test, Angebote einholen)Bauteil-Evaluation (Studium, Test, Angebote einholen)► PrototypenaufbauPrototypenaufbau► SimulationSimulation► TestTest► Hardware / Firmware - IntegrationHardware / Firmware - Integration► FPGA-Entwicklung (mit/ohne VHDL)FPGA-Entwicklung (mit/ohne VHDL)► EMV – MessungenEMV – Messungen► KlimatestsKlimatests

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Einsatzgebiete FirmwareEinsatzgebiete Firmware

► Klein-Controller Anwendungen Klein-Controller Anwendungen ohne Betriebssystemohne Betriebssystem mit simplen Multi-Tasking-Systemmit simplen Multi-Tasking-System 90% Assembler / 10% C90% Assembler / 10% C

► proprietäre Betriebssystemeproprietäre Betriebssysteme Message Oriented MultitaskingMessage Oriented Multitasking DatenkommunikationDatenkommunikation

► PPP,IP,UDP,TCP,FTP,Telnet, SNMP, …PPP,IP,UDP,TCP,FTP,Telnet, SNMP, … SprachkommunikationSprachkommunikation

► ISDN Basic / Primary RateISDN Basic / Primary Rate SteuerungsaufgabenSteuerungsaufgaben User Interfaces (seriell, menü-geführt)User Interfaces (seriell, menü-geführt) 1% Assembler / 99% C1% Assembler / 99% C

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Einsatzgebiete FirmwareEinsatzgebiete Firmware

►embedded Linuxembedded Linux Driver Entwicklung (ADC, Tasten, LEDs, Driver Entwicklung (ADC, Tasten, LEDs,

LCD, ISDN BRI/PRI)LCD, ISDN BRI/PRI) Sprach- / DatenkommunikationSprach- / Datenkommunikation SteuerungsaufgabenSteuerungsaufgaben User Interfaces (LCD, Command Line, User Interfaces (LCD, Command Line,

Web)Web) 100% C100% C

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Einsatzgebiete SoftwareEinsatzgebiete Software

►LinuxLinux►C, C++, PerlC, C++, Perl►Netzmanagement SystemeNetzmanagement Systeme

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AgendaAgenda

►PersönlichesPersönliches►Erfahrungen / AufgabengebieteErfahrungen / Aufgabengebiete►Allgemeine AnforderungenAllgemeine Anforderungen►Hardware-EntwicklungHardware-Entwicklung►Firmware-EntwicklungFirmware-Entwicklung

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Allgemeine AnforderungenAllgemeine Anforderungen

► Soziale KompetenzenSoziale Kompetenzen► KommunikationsfähigkeitenKommunikationsfähigkeiten► LernbereitschaftLernbereitschaft► InformationsbeschaffungInformationsbeschaffung

wo bekomme ich Informationen her?wo bekomme ich Informationen her? was muss ich neu machen / was gibt es schon?was muss ich neu machen / was gibt es schon?

►QualitätsbewusstseinQualitätsbewusstsein „„Übereinstimmung mit den Erwartungen des Übereinstimmung mit den Erwartungen des

Kunden“Kunden“ Überschreitung ist genauso schlecht wie Überschreitung ist genauso schlecht wie

Unterschreitung !Unterschreitung !► Englisch in Wort und Schrift Englisch in Wort und Schrift

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Allgemeine AnforderungenAllgemeine Anforderungen

►NachvollziehbarkeitNachvollziehbarkeit als Dogma der Qualitätssicherungals Dogma der Qualitätssicherung als Kostenfaktor für als Kostenfaktor für

Wartung/ErweiterungenWartung/Erweiterungen

►WiederverwendbarkeitWiederverwendbarkeit enormes Einsparungspotential für Firmenenormes Einsparungspotential für Firmen

-> Dokumentation !-> Dokumentation !

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EntwicklungsprozessEntwicklungsprozessSystem Requirements Specification

System Design

Hardware RequirementsSpecification

Software RequirementsSpecification

Hardware Design

Prototyping

SoftwareDesign

Coding

SoftwareIntegration

Test

System Integration

System Test

Serie

Test

Modul Test

Test

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DokumenteDokumente

►System Requirements („Pflichtenheft“)System Requirements („Pflichtenheft“)►System Design DocumentSystem Design Document

Hardware DesignHardware Design Software DesignSoftware Design

►Test SpecificationTest Specification►Test ResultsTest Results

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FehlerbehebungskostenFehlerbehebungskosten

1

100

Man/Hours

Syst. Specs

Syst. Design Coding

SW Specs

SW Design

Syst. Integ.

Syst. Tests Operation

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QualitätsmanagementQualitätsmanagement

► in den meisten Firmen vorhandenin den meisten Firmen vorhanden►Die acht Grundsätze des Die acht Grundsätze des

Qualitätsmanagements (ISO9000:2000) :Qualitätsmanagements (ISO9000:2000) : Kundenorientierung Kundenorientierung Verantwortlichkeit der Führung Verantwortlichkeit der Führung Einbeziehung der beteiligten Personen Einbeziehung der beteiligten Personen Prozessorientierter Ansatz Prozessorientierter Ansatz Systemorientierter Managementansatz Systemorientierter Managementansatz Kontinuierliche Verbesserung Kontinuierliche Verbesserung Sachbezogener Entscheidungsfindungsansatz Sachbezogener Entscheidungsfindungsansatz Lieferantenbeziehungen zum gegenseitigen Lieferantenbeziehungen zum gegenseitigen

Nutzen Nutzen

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QualitätsmanagementQualitätsmanagement

►Hauptkapiteln der ISO9001:Hauptkapiteln der ISO9001: Vorwort / AllgemeinesVorwort / Allgemeines Qualitätsmanagementsystem (allgem. Qualitätsmanagementsystem (allgem.

Anforderungen, dokumentierte Anforderungen, Anforderungen, dokumentierte Anforderungen, QM-Handbuch, Lenkung von Dokumenten, QM-Handbuch, Lenkung von Dokumenten, Lenkung von Aufzeichnungen) Lenkung von Aufzeichnungen)

Verantwortung der Leitung Verantwortung der Leitung Management von Ressourcen Management von Ressourcen Produktrealisierung Produktrealisierung Messung, Analyse und Verbesserung Messung, Analyse und Verbesserung

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Qualitätsmanagement-Qualitätsmanagement-ProzessProzess

Ständige Verbesserung desQualitätsmanagementsystems

Verantwortungder Leitung

Messung, Analyseund Verbesserungen

Managementvon Ressourcen

Produkt-realisierung

ProduktAnforde-rungen

KundenKunden

Zufrieden-heit

Eingabe Ergebnis

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QM: ProduktrealisierungQM: Produktrealisierung

►Planung der ProduktrealisierungPlanung der Produktrealisierung►Kundenbezogene ProzesseKundenbezogene Prozesse►EntwicklungEntwicklung►BeschaffungBeschaffung►Produktion und Produktion und

DienstleistungserbringungDienstleistungserbringung►Lenkung von Überwachungs- und Lenkung von Überwachungs- und

MessmittelnMessmitteln

2010-03-09

QM: EntwicklungQM: Entwicklung

► EntwicklungsplanungEntwicklungsplanung Milestones mit angemessener Bewertung, Milestones mit angemessener Bewertung,

Verifizierung und ValidierungVerifizierung und Validierung► EntwicklungseingabenEntwicklungseingaben

Produktanforderungen ermittelt und aufgezeichnetProduktanforderungen ermittelt und aufgezeichnet► EntwicklungsergebnisseEntwicklungsergebnisse

in einer Form bereitgestellt, die deren Verifizierung in einer Form bereitgestellt, die deren Verifizierung ggü. Entwicklungseingaben ermöglichtggü. Entwicklungseingaben ermöglicht

► EntwicklungsbewertungEntwicklungsbewertung systematische Entwicklungsbewertungen gemäß systematische Entwicklungsbewertungen gemäß

EntwicklungsplanungEntwicklungsplanung

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QM: EntwickungQM: Entwickung

► EntwicklungsverifizierungEntwicklungsverifizierung Entwicklungsergebnisse = Entwicklungsergebnisse =

Entwicklungsvorgaben?Entwicklungsvorgaben?

► EntwicklungsvalidierungEntwicklungsvalidierung ist das resultierende Produkt in der Lage, die ist das resultierende Produkt in der Lage, die

Anforderungen für die festgelegte Anwendung zu Anforderungen für die festgelegte Anwendung zu erfüllenerfüllen

► Lenkung von EntwicklungsänderungenLenkung von Entwicklungsänderungen Änderungen müssen gekennzeichnet und Änderungen müssen gekennzeichnet und

aufgezeichnet werdenaufgezeichnet werden

2010-03-09

Projektanforderungen an Projektanforderungen an EntwicklungEntwicklung

► AnfrageAnfrage Machbarkeitsanalyse Machbarkeitsanalyse realisierbar?realisierbar? Grobkostenanschätzung Grobkostenanschätzung was kostet es?was kostet es? Grobplanung Grobplanung wann fertig?wann fertig?

► DurchführungDurchführung TerminplanTerminplan KostenKosten ReportingReporting

► EndeEnde ProduktionsüberleitungProduktionsüberleitung Wiederverwendbarkeit !!!Wiederverwendbarkeit !!! Nachvollziehbarkeit !!!Nachvollziehbarkeit !!!

2010-03-09

Projektmanagement Know-Projektmanagement Know-HowHow

►Projekt Struktur Plan (PSP)Projekt Struktur Plan (PSP)►Kritischer PfadKritischer Pfad►Gantt-Diagramm (Balkendiagramm)Gantt-Diagramm (Balkendiagramm)►MS-ProjectMS-Project►KostenerfassungKostenerfassung

2010-03-09

AgendaAgenda


2010-03-09

Hardware-EntwicklungHardware-Entwicklung

►aktuelle Technologienaktuelle Technologien►Schaltungseingabe / SimulationSchaltungseingabe / Simulation►EMVEMV►SicherheitSicherheit►LayoutLayout►TestbarkeitTestbarkeit

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aktuelle Technologienaktuelle Technologien

►Fertigungstechnologie:Fertigungstechnologie: in Europa wenn möglich 100% SMTin Europa wenn möglich 100% SMT in Asien oft herkömmlich / bedrahtet in Asien oft herkömmlich / bedrahtet

billigerbilliger

►32 Bit Microcontroller 32 Bit Microcontroller ►ASICs werden durch FPGAs verdrängtASICs werden durch FPGAs verdrängt►Ethernet auch in Branchen-Fremden Ethernet auch in Branchen-Fremden

BereichenBereichen

2010-03-09

MikrocontrollerMikrocontroller

► Jährliches Wachstum (2008):Jährliches Wachstum (2008): 8 Bit8 Bit - 5%- 5% 16 Bit16 Bit 0 0 32 Bit32 Bit + 10 %+ 10 %

►Key Driving Factors:Key Driving Factors: Automotive IndustryAutomotive Industry Identification and Security MarketIdentification and Security Market DSP-fähige Controller für Consumer MarketDSP-fähige Controller für Consumer Market möglichst geringer Stromverbrauchmöglichst geringer Stromverbrauch

2010-03-09

Marktanteile MikrocontrollerMarktanteile Mikrocontroller

Anteile weltweit in [% ] (Stand 2008)

19

17

1512

10

9

6

3

36

Intel (8051)Renesas (z.B. H8)Freescale (68xx)PICARMNEC (z.B. V850)STAtmel (AVR)Infineon (C166)Others

2010-03-09


► ARMARM immer mehr in Verwendungimmer mehr in Verwendung riesige Anzahl von verschiedenen Produkten riesige Anzahl von verschiedenen Produkten

und Toolsund Tools verwendet in Mobiltelefonen, PDAs, Routern – verwendet in Mobiltelefonen, PDAs, Routern –

z.B. iPod, iPhone, iPadz.B. iPod, iPhone, iPad von unzähligen Herstellern lizenziert:von unzähligen Herstellern lizenziert:

171

253

72

69

ARM7ARM9ARM11Cortex

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►MIPSMIPS verwendet in Cisco Routern, Sony und verwendet in Cisco Routern, Sony und

Nintendo Spielkonsolen, Fritz!Box, Nintendo Spielkonsolen, Fritz!Box, SatelitenreceivernSatelitenreceivern

z.B. Infineon INCA-IP2 für VoIP Endgerätez.B. Infineon INCA-IP2 für VoIP Endgeräte

►ColdFireColdFire abgeleitet von 68000abgeleitet von 68000 verwendet in d-box, Siemens verwendet in d-box, Siemens

Nebenstellenanlagen (HiPath) und Nebenstellenanlagen (HiPath) und Novomatic SpielautomatenNovomatic Spielautomaten

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MicrocontrollerMicrocontroller

► BlackfinBlackfin 32 Bit RISC + 16 Bit DSP32 Bit RISC + 16 Bit DSP verwendet u.a. in digitalen Foto- und Filmkamerasverwendet u.a. in digitalen Foto- und Filmkameras

► PowerPCPowerPC PowerQUICC: für Kommunikationsanwendungen PowerQUICC: für Kommunikationsanwendungen

das Beste am Marktdas Beste am Markt► 80518051

noch immer sehr weit verbreitetnoch immer sehr weit verbreitet vor allem bei Weiterentwicklungen von vor allem bei Weiterentwicklungen von

bestehenden Produktenbestehenden Produkten für Neuentwicklungen immer seltenerfür Neuentwicklungen immer seltener

2010-03-09

Soft-Cores für FPGAsSoft-Cores für FPGAs

► XILINXXILINX 8051, 68HC05, 68HC08, 68HC11, PIC, 68000, 8051, 68HC05, 68HC08, 68HC11, PIC, 68000,

80186, PowerPC, TMS3202580186, PowerPC, TMS32025 Picoblaze / MicroblazePicoblaze / Microblaze

►8 Bit / 32 Bit Controller8 Bit / 32 Bit Controller►flexibel konfigurierbarflexibel konfigurierbar

► AlteraAltera ARM Cortex M1, 8051, PIC, 68HC11, Z80, 68000, ARM Cortex M1, 8051, PIC, 68HC11, Z80, 68000,

80186, ColdFire80186, ColdFire Nios II Nios II

►32 Bit RISC32 Bit RISC►flexibel konfigurierbarflexibel konfigurierbar

2010-03-09

Field Programmable Gate ArrayField Programmable Gate ArrayFPGAFPGA

► 2010 starten ~110.000 neue Designs weltweit2010 starten ~110.000 neue Designs weltweit► Hersteller: Hersteller:

XILINXXILINX ALTERAALTERA

► VHDL VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language )Language ) wird bei vielen Firmen ausschließlich verwendetwird bei vielen Firmen ausschließlich verwendet Schaltungseingabe immer seltener Schaltungseingabe immer seltener

► Design RulesDesign Rules Synchrone Designs !!!Synchrone Designs !!!

► asynchrone Designs sind nicht reproduzierbar und abhängig asynchrone Designs sind nicht reproduzierbar und abhängig von FPGA Geschwindigkeitvon FPGA Geschwindigkeit

► Intellectual PropertiesIntellectual Properties sehr viele Funktionsblöcke / ICs als fertiges Design sehr viele Funktionsblöcke / ICs als fertiges Design

verfügbarverfügbar

2010-03-09

VHDLVHDL

Beispiel: D-Flipflop (behavioural) synthetisierbar

ENTITY DFlipflop IS PORT( D,Clk, nResetAsync: IN Bit; Q: OUT Bit ); END DFlipflop; ARCHITECTURE Behav OF DFlipflop IS BEGIN PROCESS(Clk,nResetAsync) BEGIN IF nResetAsync = '0' THEN Q <= '0'; ELSIF Clk'EVENT AND Clk = '1' THEN Q <= D; END IF; END PROCESS; END Behav;

2010-03-09

Complex Programmable Logic Complex Programmable Logic Device CPLDDevice CPLD

►Hersteller: Hersteller: XILINXXILINX ALTERAALTERA

► im Vergleich zu FPGAim Vergleich zu FPGA exakt bestimmbare Durchlaufzeitexakt bestimmbare Durchlaufzeit muss nicht bei jedem Start neu geladen werdenmuss nicht bei jedem Start neu geladen werden kein externer Speicherkein externer Speicher

► vor allem für die Lösung komplexer, vor allem für die Lösung komplexer, paralleler kombinatorischer AND/OR-Logikparalleler kombinatorischer AND/OR-Logik

► pro Ein- bzw. Ausgabepins meist nur ein pro Ein- bzw. Ausgabepins meist nur ein einziges Flipflop als Register zur Verfügungeinziges Flipflop als Register zur Verfügung

2010-03-09

SchaltungseingabeSchaltungseingabe

► Marktanteile Layout-Systeme:Marktanteile Layout-Systeme: Mentor Graphics: PADS / Expedition (35-40%)Mentor Graphics: PADS / Expedition (35-40%) Cadence: Allegro/OrCAD (35-40%)Cadence: Allegro/OrCAD (35-40%) Zuken: CADSTART (10%)Zuken: CADSTART (10%) Altium: Designer (5%)Altium: Designer (5%)

► Bevorzugtes Tool für Schaltungseingabe:Bevorzugtes Tool für Schaltungseingabe: Mentor Graphics – DxDesignerMentor Graphics – DxDesigner für alle Layoutsysteme geeignetfür alle Layoutsysteme geeignet

► Ergänzende Informationen für Layout:Ergänzende Informationen für Layout: geometrisches Aussehen (z.B. Breite der Leiterbahn, geometrisches Aussehen (z.B. Breite der Leiterbahn,

Abstand zu anderen Leiterbahnen) Abstand zu anderen Leiterbahnen) elektrische Verhalten (z.B. Verzögerung, elektrische Verhalten (z.B. Verzögerung, WellenwiderstandWellenwiderstand, ,

Übersprechgrenzen, differentielle Leitungen). Übersprechgrenzen, differentielle Leitungen).

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SimulationSimulation

►analoge Simulationanaloge Simulation SPICE SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit (Simulation Program with Integrated Circuit

Emphasis)Emphasis)

PSpice (Cadence) PSpice (Cadence) ►Simulation von SchaltungsteilenSimulation von Schaltungsteilen

HyperLynx (Mentor Graphics)HyperLynx (Mentor Graphics)►Simulation des gesamten LayoutsSimulation des gesamten Layouts

►digitale Simulationdigitale Simulation für VHDL basierende Designsfür VHDL basierende Designs ModelSimModelSim

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Elektromagnetische Elektromagnetische VerträglichkeitVerträglichkeit

► StöraussendungStöraussendung► StörfestigkeitStörfestigkeit►wesentlicher Kostenfaktor, wenn nicht wesentlicher Kostenfaktor, wenn nicht

bereits beim Design berücksichtigtbereits beim Design berücksichtigt Bandbreitenbegrenzung Bandbreitenbegrenzung lokale Entstörung (meist mit RC Gliedern lokale Entstörung (meist mit RC Gliedern

möglich)möglich) EMV-gerechtes Platinenlayout EMV-gerechtes Platinenlayout

(Wellenwiderstand, Masseflächen)(Wellenwiderstand, Masseflächen) fehlertolerante Softwarefehlertolerante Software

► für CE notwendigfür CE notwendig

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Störfestigkeit EN61000-6-1/2Störfestigkeit EN61000-6-1/2

►GehäuseGehäuse Magnetfeld mit energietechnischer Magnetfeld mit energietechnischer

FrequenzFrequenz►50/60Hz, 30A/m50/60Hz, 30A/m

Elektromagnetisches HF-Feld Elektromagnetisches HF-Feld ►80-1000MHz, 10V/m, 80% AM 1kHz80-1000MHz, 10V/m, 80% AM 1kHz

Entladung statischer ElektrizitätEntladung statischer Elektrizität►Kontaktentladung (Kontaktentladung (±±4kV)4kV)►Luftentladung (Luftentladung (±±8kV)8kV)

2010-03-09

Störfestigkeit EN61000-6-1/2Störfestigkeit EN61000-6-1/2► Signal- und SteuerleitungenSignal- und Steuerleitungen

Hochfrequenz, asymmetrischHochfrequenz, asymmetrisch► 0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz

Schnelle Transienten Schnelle Transienten ► ±1kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz±1kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz

Stoßspannungen unsymmetrischStoßspannungen unsymmetrisch► 1,2/50µs, ±1kV1,2/50µs, ±1kV

► Gleichstrom-Netzein- und ausgängeGleichstrom-Netzein- und ausgänge Hochfrequenz, asymmetrischHochfrequenz, asymmetrisch

► 0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz Schnelle Transienten Schnelle Transienten

► ±2kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz±2kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz Stoßspannungen unsymmetrisch/symmetrisch Stoßspannungen unsymmetrisch/symmetrisch

► 1,2/50µs, ±0,5kV1,2/50µs, ±0,5kV

2010-03-09

Störfestigkeit EN61000-6-1/2Störfestigkeit EN61000-6-1/2► Wechselstromstrom-Netzein- und ausgängeWechselstromstrom-Netzein- und ausgänge

Hochfrequenz, asymmetrisch Hochfrequenz, asymmetrisch ► 0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz

Schnelle TransientenSchnelle Transienten► ±2kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz±2kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz

Stoßspannungen Stoßspannungen ► 1,2/50µs, ±2kV unsymmetrisch, ±1kV symmetrisch1,2/50µs, ±2kV unsymmetrisch, ±1kV symmetrisch

Spannungseinbrüche Spannungseinbrüche ► 30%, 0,5 Perioden / 60% 5 Perioden30%, 0,5 Perioden / 60% 5 Perioden

SpannungsunterbrechungenSpannungsunterbrechungen► >95%, 250 Perioden>95%, 250 Perioden

► FunktionserdeanschlüsseFunktionserdeanschlüsse Hochfrequenz, asymmetrischHochfrequenz, asymmetrisch

► 0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz0,15-80MHz, 10V, 80% AM 1kHz Schnelle TransientenSchnelle Transienten

► ±1kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz±1kV, 5/50ns, 5kHz Wiederholfrequenz

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Störaussendung EN61000-6-Störaussendung EN61000-6-3/43/4

►GehäuseGehäuse Freifeldmessung oder AbsorberkammerFreifeldmessung oder Absorberkammer

►30 – 1000MHz30 – 1000MHz

►Leitungsgebunde StöraussendungLeitungsgebunde Störaussendung Niederspannungs-Wechselspannungs-Niederspannungs-Wechselspannungs-

StromversorgungsanschlussStromversorgungsanschluss TelekommunikationsanschlussTelekommunikationsanschluss NetzanschlussNetzanschluss

►0,15 – 30MHz0,15 – 30MHz

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SicherheitSicherheit

► EN 60950 „Low Voltage Directive“EN 60950 „Low Voltage Directive“ Sicherheit von Einrichtungen der InformationstechnikSicherheit von Einrichtungen der Informationstechnik Verringerung von Gefahren durch:Verringerung von Gefahren durch:

► elektrischem Schlag (Spannungen > 60V DC)elektrischem Schlag (Spannungen > 60V DC)► Energie (Verbrennungen, Lichtbögen, Versprühen von Energie (Verbrennungen, Lichtbögen, Versprühen von

Metallpartikel)Metallpartikel)► BrandBrand► Hitze (Verbrennungen, Schwächung der Isolierung)Hitze (Verbrennungen, Schwächung der Isolierung)► mechanischer Art (scharfe Kanten, bewegliche Teile)mechanischer Art (scharfe Kanten, bewegliche Teile)► StrahlungStrahlung► chemischer Art (Kontakt oder Einatmung)chemischer Art (Kontakt oder Einatmung)

► EN 60601EN 60601 Medizinische elektrische GeräteMedizinische elektrische Geräte

► für CE notwendigfür CE notwendig

2010-03-09

LayoutLayout

►meist nicht vom Entwickler gemachtmeist nicht vom Entwickler gemacht►aber: Entwickler muss Richtlinien aber: Entwickler muss Richtlinien

erstellen und kontrollieren erstellen und kontrollieren PlatzierungPlatzierung EMVEMV SicherheitSicherheit Mechanik Mechanik VerbindungenVerbindungen

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TestbarkeitTestbarkeit► Hardware muss so gebaut sein, dass sie in Produktion Hardware muss so gebaut sein, dass sie in Produktion

kostengünstig getestet werden kann kostengünstig getestet werden kann 0,80€ / Minute 0,80€ / Minute Nicht-TechnikerNicht-Techniker 1,00€ / Minute1,00€ / Minute Techniker Techniker

► In-Circuit-TestIn-Circuit-Test benötigt Nadeladapter benötigt Nadeladapter sehr teuer in der Herstellung (-> bei großen Stückzahlen)sehr teuer in der Herstellung (-> bei großen Stückzahlen) Testpunkte im Layout (oft Platzmangel)Testpunkte im Layout (oft Platzmangel)

► Boundary Scan TestsBoundary Scan Tests BSDL (Boundary Scan Description Language)BSDL (Boundary Scan Description Language) JTAG-Standard IEEE 1149.1 definiert Test Access Port (TAP) definiert Test Access Port (TAP)

► JTAG als Test-InterfaceJTAG als Test-Interface zum Debuggen von Microcontrollernzum Debuggen von Microcontrollern

► JTAG als Programmier-InterfaceJTAG als Programmier-Interface zum Programmieren von Flash, CPLD, FPGAzum Programmieren von Flash, CPLD, FPGA

2010-03-09

AgendaAgenda


2010-03-09

ProgrammiersprachenProgrammiersprachen

► AssemblerAssembler vor allem bei kleinen Mikrocontrollern (z.B. 8051) vor allem bei kleinen Mikrocontrollern (z.B. 8051)

für zeitkritische Dinge notwendigfür zeitkritische Dinge notwendig► CC

99% der Anwendungen99% der Anwendungen► C++C++

meist nur für Geräte mit graphischem Displaymeist nur für Geräte mit graphischem Display erheblich größerer Speicherbedarf!erheblich größerer Speicherbedarf! Know-How in objekt-orientierter Programmierung Know-How in objekt-orientierter Programmierung

wenig verbreitetwenig verbreitet► JAVAJAVA

in Zukunft auch für embedded Anwendungenin Zukunft auch für embedded Anwendungen

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weitere Anforderungenweitere Anforderungen

►XML (Extensible Markup Language)XML (Extensible Markup Language) Standard zur Darstellung / zum Austausch Standard zur Darstellung / zum Austausch

von Datenvon Daten

►HTMLHTML viele Geräte besitzen ein Web-Server für viele Geräte besitzen ein Web-Server für

die Konfiguration und zur Status-Anzeigedie Konfiguration und zur Status-Anzeige

► JAVA-ScriptsJAVA-Scripts►Common Gateway Interface (CGI) Common Gateway Interface (CGI)

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weitere Anforderungenweitere Anforderungen

► Strukturierte ProgrammierungStrukturierte Programmierung minimale strukturelle Komplexitätminimale strukturelle Komplexität angemessene kleine Moduleangemessene kleine Module Zusammenwirken zwischen den Modulen Zusammenwirken zwischen den Modulen

eindeutigeindeutig►Defensive ProgrammierungDefensive Programmierung

Anormale Abläufe bzw. Datenwerte aufdecken Anormale Abläufe bzw. Datenwerte aufdecken und darauf reagierenund darauf reagieren

►WiederverwendbarkeitWiederverwendbarkeit DokumentationDokumentation Libraries erstellen und verwendenLibraries erstellen und verwenden

2010-03-09

EntwicklungsumgebungenEntwicklungsumgebungen

►KEILKEIL sehr häufig in Verwendungsehr häufig in Verwendung der Standard für 8051der Standard für 8051 für ARM, C166für ARM, C166

►CodeWarriorCodeWarrior alle möglichen Freescale Produktealle möglichen Freescale Produkte

►Hitex (HiTop)Hitex (HiTop) 8051, C166, ARM8051, C166, ARM

►Wind RiverWind River

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EntwicklungsumgebungenEntwicklungsumgebungen

►EclipseEclipse in vielen Firmen verwendetin vielen Firmen verwendet gratisgratis für Windows und Linuxfür Windows und Linux vor allem für JAVA, aber auch C/C++vor allem für JAVA, aber auch C/C++ unzählige Plug-Ins (Grafik, Subversion, …)unzählige Plug-Ins (Grafik, Subversion, …)

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VersionskontrollsystemeVersionskontrollsysteme

►unerlässlich bei Projekten mit unerlässlich bei Projekten mit mehreren Entwicklernmehreren Entwicklern

►hauptsächlich open source Systemehauptsächlich open source Systeme CVS CVS (Concurrent Versions System) Subversion (SVN) – derzeit Standard

►Proprietäre Systeme Visual Source Safe (VSS) - Microsoft Clear Case - Rational

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Build-SystemeBuild-Systeme

►makemake absolut notwendiges Know-How !absolut notwendiges Know-How !

►Script SprachenScript Sprachen ANT (Eclipse)ANT (Eclipse) PerlPerl PythonPython

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embedded Betriebssystemeembedded Betriebssysteme

► Marktanteile (Stand 2007)Marktanteile (Stand 2007)

2009: Wind River (VxWorks), der größte Hersteller von 2009: Wind River (VxWorks), der größte Hersteller von kommerziellen Betriebssystemen ist Marktführer im kommerziellen Betriebssystemen ist Marktführer im

BereichBereichembedded LINUX !embedded LINUX !

30%

11%41%

7%

11% LINUX frei

LINUXkostenpflichtigkommerzielleBetriebssystemeeigenesBetriebssystemkeines

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kommerzielle kommerzielle BetriebssystemeBetriebssysteme

►bei Real-Time Anwendungenbei Real-Time Anwendungen►Safety-Standard zertifiziertSafety-Standard zertifiziert►Kommunikations- und Graphik-PaketeKommunikations- und Graphik-Pakete►Produkte:Produkte:

VxWorks / Wind RiverVxWorks / Wind River Green HillsGreen Hills QNXQNX

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embedded LINUX embedded LINUX AnforderungenAnforderungen

►Ausgangsbasis „Board Support Package“ Ausgangsbasis „Board Support Package“ des Microcontroller-Herstellersdes Microcontroller-Herstellers

►Device-Driver (Tasten, LEDs, LCD-Device-Driver (Tasten, LEDs, LCD-Displays, Ein-Ausgänge, ….)Displays, Ein-Ausgänge, ….)

►für Applikations-Entwicklung:für Applikations-Entwicklung: ThreadsThreads Inter Process Communication (IPC)Inter Process Communication (IPC)

►Messaging, Shared Memory, Semaphores, PipesMessaging, Shared Memory, Semaphores, Pipes

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Threads Threads

► Beispiel: Beispiel: Modul wartet auf Modul wartet auf

mehrere Ereignisse mehrere Ereignisse gleichzeitiggleichzeitig► einer Eingabe über die einer Eingabe über die

TastaturTastatur► dem Empfang einer dem Empfang einer

Message von einem Message von einem anderen Modulanderen Modul

► dem Empfang eines dem Empfang eines Paketes über das Paketes über das NetzwerkNetzwerk

► auf ein periodisches auf ein periodisches TimeoutTimeout

Keyboard-Thread

Message-Thread

TCP-Thread

Main

...listen()...

...select()...

...msgrsv()

...

...sleep(1)...

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Applikations-Know-HowApplikations-Know-How

►KommunikationsprotokolleKommunikationsprotokolle IP, UDP, TCP, Telnet, FTP, TFTP, ……IP, UDP, TCP, Telnet, FTP, TFTP, ……

►SchnittstellenSchnittstellen Ethernet, USB, SeriellEthernet, USB, Seriell

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Der Elektronik-Absolvent in KMU-Entwicklungsabteilungen