RX-Mikrocontroller - elektronik industrie
RX-Mikrocontroller - elektronik industrie
RX-Mikrocontroller - elektronik industrie
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
D 19067 · Februar 2013 · Einzelpreis 19,00 € · www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
02/2013<br />
Das Entwickler-Magazin von all-electronics<br />
Embedded-Systeme<br />
Mit Standard-Switch-Modulen<br />
lassen sich individuelle Applikationen<br />
realisieren Seite 40<br />
Messtechnik<br />
Embedded System Access – Der<br />
fundamentale Paradigmenwechsel<br />
beim elektrischen Test Seite 48<br />
EMV<br />
Mit sicherer Stromzuführung lässt<br />
sich ein unnötiges Auslösen von<br />
FI-Schaltern verhindern Seite 62<br />
<strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong><br />
Hohe Echtzeitfähigkeit durch High<br />
Speed Interrupt Seite 20<br />
Anzeige<br />
Kostenloser<br />
Versand<br />
Für Bestellungen<br />
Über 65 €!<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 3<br />
DIGIKEY.COM
<strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> · Das Entwickler-Magazin von all-electronics · 2/2013
Editorial<br />
Ein störungsfreies<br />
Miteinander<br />
Ich kann es selbst kaum glauben – fast ein Jahr ist inzwischen vergangen. Im<br />
April 2012 fing ich meine Arbeit als Redakteurin bei der <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong><br />
an. Höchste Zeit also für mein erstes Editorial.<br />
Interessante Themen und Aufgabenstellungen bietet die Elektronikbranche<br />
ja zur Genüge. Ein Thema, das uns auch weiterhin noch ausgiebig beschäftigen<br />
wird, ist die Elektromagnetische Verträglichkeit – das ist sicher. EMV ist die<br />
Herausforderung in elektro- und informationstechnischen Anlagen. Durch<br />
die Elektromagnetische Unverträglichkeit werden elektronische Komponenten,<br />
Systeme und Anlagen in ihrer Funktion beeinträchtigt oder sogar zerstört.<br />
In den letzten Jahren stieg der Aufwand<br />
für Fehleranalysen und Lösungsversuche<br />
kontinuierlich an und damit auch zwangsläufig<br />
die Kosten.<br />
Zunehmende Vernetzung von Geräten<br />
und Anlagen untereinander haben immer<br />
komplexere Aufgabenstellungen zur Folge.<br />
Die Problemstellungen zu diesem Thema<br />
sind inzwischen derart vielfältig und komplex<br />
geworden, dass die notwendigen Lösungen<br />
von einzelnen Fachleuten nicht<br />
mehr alleine analysiert, entwickelt und<br />
Dipl.-Ing. (FH) Andrea Hackbarth<br />
Redakteurin <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong><br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
umgesetzt werden können.<br />
Eine umfassende Berichterstattung zu<br />
diesem Themenbereich finden Sie im hinteren<br />
Teil dieser Ausgabe. EMV-konformes Leiterplatten- und IC-Design in<br />
der Entwicklung sowie deren Analyse und Simulation waren die Themen des<br />
am 28. und 29. November 2012 veranstalteten Otti-Seminars. Das Resumée<br />
dieser Veranstaltung und die wichtigsten Ergebnisse haben wir für Sie aufbereitet<br />
in dem ausführliche Artikel „Aus der Praxis für die Praxis“ ab Seite 66.<br />
Im Fokus dieser Ausgabe steht weiterhin die Embedded World. Vom 26. bis<br />
zum 28. März dreht sich in Nürnberg wieder einmal alles um die dynamische<br />
und hochspezialisierte Branche der Embedded-Technologien. Dieses Jahr<br />
steht die Veranstaltung im Zeichen der Sicherheit. Ein Thema, mit dem sich<br />
der Artikel ab Seite 44 beschäftigt. Wind-River, Emerson und Wibu-Systems<br />
haben zusammengearbeitet. Das Ergebnis ist das neue Wind River Embedded<br />
Development Kit für VxWorks-Entwickler. Damit können Anwender ihr<br />
Know-how und ihre Produkte gegen Piraterie, Reverse-Engineering und Angriffe<br />
schützen.<br />
Ich freue mich auf Sie und die sicherlich vielen interessanten Gespräche mit<br />
Ihnen nächste Woche in Nürnberg.<br />
Andrea Hackbarth, andrea.hackbarth@huethig.de<br />
kühlen schützen verbinden<br />
Elektronikgehäuse<br />
• Funktionelle und stabile Aluminiumgehäuse<br />
• Integrierte Führungsnuten<br />
• Hutschienenbefestigungen gemäß<br />
EN 50022<br />
• EMV und IP Schutz, Gehäusezubehör<br />
• Zusätzliche Bearbeitungen, Oberflächen<br />
und Bedruckungen nach Ihren Vorgaben<br />
Mehr erfahren Sie hier:<br />
www.fischer<strong>elektronik</strong>.de<br />
Fischer Elektronik GmbH & Co. KG<br />
Nottebohmstraße 28<br />
D-58511 Lüdenscheid<br />
Telefon +49 (0) 23 51 43 5-0<br />
Telefax +49 (0) 23 51 4 57 54<br />
E-mail info@fischer<strong>elektronik</strong>.de<br />
www.facebook.com/fischer<strong>elektronik</strong><br />
Wir stellen aus: 9.-12.5.13<br />
High End in München<br />
Halle 3, Stand C 12
Inhalt<br />
Februar 2013<br />
Coverstory<br />
20<br />
<strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong><br />
Großer integrierter Flashspeicher, schnelle CISC-MCU<br />
mit integrierter FPU, ein sehr breites Angebot an verschiedenen<br />
integrierten Peripherien und eine Vielzahl<br />
an verschiedenen Gehäuseformen sind die Charakteristika<br />
der <strong>RX</strong>-MCU-Familie von Renesas.<br />
24<br />
RS-485-konformer Transceiver<br />
Die RS-485-Schnittstelle wird noch viele Jahre das Arbeitstier<br />
unter den <strong>industrie</strong>llen Schnittstellen bleiben. Dieser Artikel gibt<br />
Antworten auf die in diesem Zusammenhang am häufigsten<br />
gestellten Fragen.<br />
56<br />
Nur ein Toolset<br />
Ein einziges Toolset von<br />
der Entwicklung bis zur<br />
Produktionsprüfung ist<br />
ein lang gehegter Plan.<br />
Wie sieht es mit den dazu<br />
erforderlichen Technologien<br />
in der Praxis aus<br />
Märkte + Technologien<br />
06 Die Top 5<br />
08 News und Meldungen<br />
18 SATA Solid State Drives<br />
Ausgelegt für sicherheitskritische<br />
Anwendungen<br />
Coverstory<br />
20 Eine Familie mit vielen Möglichkeiten<br />
<strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong> von Renesas<br />
Embedded-Systeme<br />
24 RS-485-konformer Transceiver<br />
Betrieb mit geringer Gleichtaktspannung<br />
26 USB-Audio einfach gemacht<br />
Audio-Devices-Class-Mechanismus für<br />
den Audiodatentransport über USB<br />
Leserservice infoDIREKT:<br />
Zusätzliche Informationen zu einem Thema erhalten<br />
Sie über die infoDIREKT-Kennziffer. So funktioniert’s:<br />
• www.all-electronics.de aufrufen<br />
• Im Suchfeld Kennziffer eingeben, suchen<br />
31 Highlights<br />
Microchip, Maxim<br />
32 Verschlossen und verplombt<br />
Smart Meter durch dedizierte Funktionsblöcke<br />
im Controller sichern<br />
34 SESUB-Module für Smartphones<br />
Sehr klein und niedrig: Halbleiter-Chips<br />
direkt im Substrat eingebettet<br />
36 JESD204B oder serielle LVDS<br />
Überlegungen zu breitbandigen Wandler-Applikationen<br />
39 Highlights<br />
Comp-Mall, MEN Mikro Elektronik<br />
40 Zehn-Gigabit-Ethernet-Switching<br />
Mit Standard-Switch-Modulen individuelle<br />
Applikationen realisieren<br />
43 Highlight<br />
EKF<br />
44 Embedded Development Kit<br />
Schritt für Schritt zu geschützten<br />
VxWorks-Anwendungen<br />
46 Neue Produkte<br />
Messtechnik<br />
48 ESA Embedded System Access<br />
Der fundamentale Paradigmenwechsel<br />
beim elektrischen Test<br />
51 Highlights<br />
Hacker Datentechnik, Tektronix,<br />
Meilhaus, Agilent, Anritsu, JTAG Technologies<br />
56 Gemeinsam simulieren und<br />
messen<br />
Echte Elektronik-Designs in einer<br />
virtuellen Umgebung<br />
59 Highlight<br />
Rohde & Schwarz<br />
60 Neue Produkte<br />
EMV<br />
62 Achtung Ableitströme!<br />
Ableitströme in Fehlerstromgeschützter<br />
Umgebung<br />
65 Highlight<br />
Fujitsu Technology Solutions<br />
66 Aus der Praxis für die Praxis<br />
EMV-konformes Leiterplatten- und<br />
IC-Design in der Entwicklung<br />
69 Highlight<br />
Teseq<br />
4 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Inhalt<br />
Februar 2013<br />
66<br />
Aus der Praxis für die Praxis<br />
Das Otti-Seminar „EMV-konformes Leiterplatten- und<br />
IC-Design in der Entwicklung“ vermittelte einen Überblick<br />
über die EMV auf Chip- und Leiterplattenebene sowie<br />
deren Analyse und Simulation.<br />
70 Blitzeinschläge detailliert analysieren<br />
Mehr Verfügbarkeit bei Windenergieanlagen<br />
73 Highlight<br />
Cedrat<br />
74 Neue Produkte<br />
Rubriken<br />
03 Editorial<br />
Ein störungsfreies Miteinander<br />
80 Literatur<br />
81 Gewinnspiel<br />
82 Impressum, Inserenten-/Firmenverzeichnis<br />
70<br />
Fernzugriff<br />
Mit einem Blitzstrom-Messsystem<br />
lassen sich Kosten<br />
für Betrieb und<br />
Wartung von Windenergieanlagen<br />
senken.<br />
online<br />
Entdecken Sie …<br />
die interessantesten Produkte und<br />
Lösungen aus den Bereichen:<br />
Halbleiter<br />
Displays<br />
Embedded<br />
Halbleiter<br />
Display<br />
Solutions<br />
Embedded<br />
Computing<br />
PEMCO<br />
Lighting<br />
Memory & Storage<br />
Batterien<br />
PEMCO<br />
Lighting<br />
Memory &<br />
Storage<br />
Batterien<br />
Unsere Experten bei MSC/Gleichmann verfügen<br />
über ein breites technisches Know-how und über<br />
eine langjährige praktische Produkterfahrung.<br />
Mit unserem umfassenden Angebot an innovativen<br />
und qualitativ hochwertigen Komponenten, bieten<br />
wir Ihnen eine für Ihre individuellen Anforderungen<br />
perfekt zugeschnittene Lösung.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
all-electronics.de<br />
Perfekt kombiniert:<br />
Ergänzend zum gedruckten<br />
Heft finden<br />
Sie alle Informationen<br />
sowie viele weitere<br />
Fachartikel, News und<br />
Produkte auf unserem<br />
Online-Portal.<br />
V-1_2012-TK-6333<br />
Besuchen Sie uns!<br />
Halle 2 • Stand 219<br />
Nürnberg · 26.-28. 2. 2013<br />
Halle 2 · Stand 219<br />
MSC Vertriebs GmbH<br />
Gleichmann & Co. Electronics GmbH<br />
Tel. +49 7249 910-0<br />
info@msc-ge.com<br />
www.msc-ge.com
Top 5<br />
TOP<br />
5<br />
Artikel<br />
1<br />
Schrittmotoransteuerung<br />
mittels Arduino-Shield<br />
608ei1012 Trinamic Motion Control<br />
Hier präsentiert Ihnen die <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> jeden Monat die Top 5 Artikel,<br />
News und Produkte von unserer Internetseite www.all-electronics.de.<br />
Unsere Leser haben diese Inhalte in den letzten vier Wochen am häufigsten<br />
gelesen. Interessieren Sie sich für spezielle Informationen, gehen Sie auf www.<br />
all-electronics.de und geben die infoDirect-Kennziffer (Beispiel 599ei0412) in<br />
das Suchfeld ein. Übrigens finden Sie auf unserer Internetseite die Inhalte der<br />
<strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> seit 1999. Um immer auf dem Laufenden zu sein, abonnieren<br />
Sie unseren Newsletter unter www.all-electronics.de.<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
Android im <strong>industrie</strong>llen Einsatz<br />
503ejl0113 <br />
Atlantik Elektronik<br />
Das Design mit energieeffizienten <strong>Mikrocontroller</strong>n<br />
200ejl0113<br />
RS Components<br />
Das Vier-Quadranten-Netzgerät Toellner TOE 7621<br />
400ei0113<br />
Toellner Electronic<br />
Code-Metriken und MISRA-Konformität direkt in IDE<br />
509ejl0113Atollic<br />
NEWS<br />
1<br />
Neue <strong>Mikrocontroller</strong>-Familie<br />
XMC1000 von Infineon<br />
620ei0213Infineon<br />
2<br />
3<br />
Hochleistungs-SoC mit 256 Prozessorkernen<br />
631ei0213Kalray<br />
Fujitsu baut EMV-Prüfleistungen aus<br />
635ei0213<br />
Fujitsu Technology Solutions<br />
4<br />
Molex präsentiert deutsche Website<br />
222ejl0113Molex<br />
5<br />
Wasserstofferzeugung aus Ökostrom<br />
655ei0113ZSW<br />
PRODUKTE<br />
1<br />
720-Watt-LED-Modul: nur echt<br />
mit 72 Elementen<br />
294ei1212<br />
Atlantik Elektronik<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
OLED-Displays für -40 bis +80 °C<br />
595ei0113<br />
Electronic Assembly<br />
Leistungsmesser für Ströme bis 40 A<br />
598ei0113Yokogawa<br />
Wie Gehäusewünsche wahr werden<br />
217ejl0113Polyrack<br />
LED mit 200 Lumen pro Watt<br />
210ei0213Cree<br />
6 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
®<br />
Accelerating the pace of engineering and science<br />
Satelliten tanzen Tango —<br />
mit automatisch generiertem Code<br />
Das ist Model-Based Design.<br />
Um einen Durchbruch bei<br />
autonomen Formationsflügen<br />
und Rendezvous-Manövern von<br />
Satelliten zu erzielen, erzeugten<br />
Ingenieure von OHB Schweden<br />
die erforderlichen Verifikationstests<br />
sowie den fertigen Flight-Code<br />
automatisch aus Systemmodellen.<br />
Entdecken Sie Model-Based Design<br />
mit MATLAB und Simulink auf<br />
www.mathworks.de/mbd<br />
®<br />
©2013 The MathWorks, Inc.<br />
®<br />
Bild des Satelliten-Tango, übermittelt<br />
vom Schwestersatelliten Mango.<br />
© OHB Sweden
Märkte + Technologien<br />
Industrielle Kommunikation<br />
HMS übernimmt Ixxat<br />
Durch den Zusammenschluss<br />
werden Ixxat und HMS zu einer<br />
Unternehmensgruppe im<br />
Bereich der <strong>industrie</strong>llen Kommunikation<br />
mit 350 Mitarbeitern<br />
und einem Umsatz von<br />
über 50 Millionen Euro.<br />
Ixxat Automation ist Hersteller<br />
von Kommunikationstechnologie<br />
für die <strong>industrie</strong>lle<br />
Automatisierung, den Maschinenbau<br />
und die Automobil<strong>industrie</strong>.<br />
Das 1987 gegründete<br />
Unternehmen hat seinen Firmensitz<br />
in Weingarten.<br />
HMS ist in den Märkten<br />
Profibus / Profinet und DeviceNet<br />
/EtherNet/IP zuhause.<br />
Durch die Übernahme und<br />
das erweiterte Produktportfolio<br />
soll die Präsenz in Zentraleuropa<br />
nachhaltig gestärkt<br />
werden.<br />
infoDIREKT <br />
676ei0213<br />
Panasonic und Distrelec<br />
Europaweit wirksamer Franchisevertrag<br />
Panasonic Electronic Works Europe (PEW) und der Elektronikdistributor<br />
Distrelec haben einen Franchisevertrag geschlossen.<br />
Panasonic Electric Works Europe<br />
(PEW) und der Elektronikdistributor<br />
Distrelec haben<br />
einen europaweit wirksamen<br />
Franchisevertrag geschlossen.<br />
Mit diesem Schritt schaffen die<br />
beiden Partner die Basis um<br />
die Marktpräsenz in Europa,<br />
speziell auch im skandinavischen<br />
Raum, gezielt weiter auszubauen.<br />
Distrelec vertreibt ab<br />
sofort das gesamte Produktportfolio<br />
von PEW im Bereich<br />
Komponenten und Automatisierungstechnik.<br />
Erstere umfassen<br />
elektromechanische Re-<br />
Bild: Distrelec<br />
lais, PhotoMOS-Relais, Halbleiterrelais<br />
(SSR), Built-in-Sensoren<br />
sowie Schalter und<br />
Steckverbinder. Im Bereich der<br />
Automatisierungstechnik liegt<br />
der Schwerpunkt auf Fabrikautomatisierungs-Komponenten<br />
wie Zeitrelais, Zähler, Betriebsstundenzähler,<br />
Temperaturregler,<br />
Endschalter, Lüfter und<br />
Energiezähler. Auch Sensoren,<br />
Ionisatoren, Steuerungstechnik,<br />
Bediengeräte, Frequenzumrichter<br />
und Servoantriebe<br />
von Panasonic werden neu vertrieben.<br />
Panasonic setzt auf<br />
den Elektronikdistributor als<br />
starken Partner in Zentraleuropa.<br />
Das Unternehmen ist überzeugt<br />
davon, dass Distrelec eine<br />
wesentliche Rolle im gemeinsamen<br />
zukünftigen<br />
Wachstum spielen wird.<br />
infoDIREKT <br />
677ei0213<br />
GizmoSphere Embedded-Entwicklergemeinschaft<br />
AM-APU-basiertes Gizmo-Board gelauncht<br />
presents coolStep<br />
coolstep.org/go<br />
no stall<br />
no step loss coolStep<br />
sensorless closed loop current control<br />
load detection load detection<br />
sensorless current control<br />
save up to 75% energy<br />
low heat generation<br />
coolstep_41mmb_62mmh_050.indd 1 17.10.12 09:37<br />
Great Value in<br />
Test & Measurement<br />
blog.hameg.com<br />
AMD gab bekannt, dass das<br />
unter GizmoSphere erhältliche,<br />
kostengünstige Gizmo-Board<br />
für die Entwicklung x86er-basierter<br />
Embedded-Systeme auf<br />
einer AMD-Embedded- G-Se-<br />
ries-Accelerated-Processing-<br />
Unit (APU) basiert. Gizmo ist<br />
ein rund 10 x 10 cm 2 kleines<br />
x86er-Entwicklungsboard, auf<br />
dem eine Vielzahl unterschiedlicher<br />
Betriebssysteme betrieben<br />
werden können, darunter<br />
Android, Linux, diverse Echtzeitbetriebssysteme<br />
sowie<br />
Windows.<br />
AMD ist eines der Gründungsmitglieder<br />
der GizmoSphere.<br />
Gemeinsames Ziel der<br />
Non-Profit-Organisation ist es,<br />
interessante Technologieprojekte<br />
für unabhängige Entwickler<br />
zu ermöglichen und voranzutreiben.<br />
Dies mit dem Fokus,<br />
Innovationen rund um Multi-<br />
Core-basiertes heterogenes<br />
Computing mit APUs zu för-<br />
dern und zu stärken. Das Gizmo-Entwicklungsboard<br />
basiert<br />
auf dem AMD G-T40E Dual-<br />
Core Prozessor mit 1,0 GHz,<br />
der auf einem Chip auch eine<br />
AMD-Radeon-HD-6250-Grafik<br />
auf dem Leistungsniveau<br />
einer dedizierten Grafikkarte<br />
integriert. Eine Rechenkapazität<br />
von 52 GigaFLOPS<br />
(GFLOPS) bei nur 10 Watt erreicht<br />
das Board. Maßge-<br />
Bild: AMD<br />
schneiderte High-Speed und<br />
Low-Speed-Edge-Konnektoren<br />
eröffnen die volle Funktionsbandbreite.<br />
Die Integration<br />
von serieller und paralleler Rechenleistung<br />
ermöglicht energieeffiziente<br />
und leistungsfähige<br />
Multimedia-Anwendungen<br />
in verschiedensten Embedded-<br />
Designs.<br />
infoDIREKT <br />
GizmoSphere<br />
launcht das AMD<br />
APU-basierte<br />
Gizmo-Board für<br />
Embedded<br />
Systementwickler<br />
und Bastler.<br />
678ei0213<br />
8 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Märkte + Technologien<br />
Frost & Sullivan sieht sehr gute Absatzmöglichkeiten<br />
Rasantes Wachstum für moderne Stromzähler-Infrastruktur<br />
Gesetze und Normung kurbeln<br />
den Europa-Markt für moderne<br />
Stromzähler-Infrastruktur<br />
(Advanced Metering Infrastructure<br />
AMI) an. Die Marktteilnehmer<br />
arbeiten daran, ihre<br />
Geräte zu normen und die gesetzlichen<br />
Anforderungen zur<br />
Entwicklung von intelligenten<br />
Stromzählern und moderner<br />
Stromzähler-Infrastruktur zu<br />
erfüllen, damit die serienweise<br />
Markteinführung starten kann.<br />
Laut einer aktuellen Studie von<br />
Frost & Sullivan erwirtschaftete<br />
der europäische Markt für<br />
moderne Stromzähler-Infrastruktur<br />
im Jahr 2011 einen<br />
Umsatz von 1,13 Mrd. $ und<br />
wird voraussichtlich bis zum<br />
Jahr 2016 bei einer jährlichen<br />
Wachstumsrate von durchschnittlich<br />
26,9 Prozent auf<br />
3,72 Mrd. $ anwachsen. Die<br />
Studie berücksichtigt die folgenden<br />
Marktbereiche: Intelligente<br />
Stromzähler, Installation,<br />
Kommunikationssysteme und<br />
Netzwerke, Zählerdatenmanagement<br />
(MDM) sowie Kunden-<br />
und Programmdatenmanagement.<br />
„Neue intelligente Netztechnologien,<br />
die das verbesserte<br />
Energiemanagement unterstützen,<br />
kurbeln die Einführung<br />
von AMI in Europa an“, stellt<br />
Frost & Sullivan Research Analystin<br />
Neha Vikash fest. „Der<br />
Markt wird voraussichtlich<br />
nicht nur in den Segmenten intelligente<br />
Stromzähler und Installation<br />
höhere Wachstumsraten<br />
verzeichnen, sondern auch<br />
in den Marktbereichen Kommunikationssysteme<br />
und Netzwerke,<br />
MDM sowie Kundenund<br />
Programmdatenmanagement.“<br />
Die meisten Unternehmen<br />
in der AMI-Sparte bieten<br />
keineswegs nur Geräte (Stromzähler)<br />
an. Sie kombinieren<br />
diese mit wichtigen Dienstleistungen<br />
und zugehörigen Funktionen<br />
in der Kommunikationsinfrastruktur<br />
und im Datenmanagement.<br />
Diese Technologien<br />
übernehmen eine<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
FINDEN.<br />
ENTWICKELN.<br />
KAUFEN.<br />
Schlüsselfunktion bei der Bereitstellung<br />
innovativer Lösungen.<br />
Die Installation der Geräte<br />
generiert keinen kontinuierlichen<br />
Umsatzzufluss.<br />
Trotz der offenkundigen<br />
Vorteile zeigt die Implementierung<br />
von intelligenten Stromzählern<br />
regionale Ungleichheiten<br />
auf. So ist das Marktwachstum<br />
in West- und Nordeuropa<br />
schneller vonstatten gegangen.<br />
Unter anderem hat sich die fehlende<br />
Durchsetzungkraft von<br />
Behörden negativ auf die Installationsrate<br />
in Mittel- und<br />
Osteuropa ausgewirkt. Die Aktivitäten<br />
zur Einführung intelligenter<br />
Stromzähler in Mittelund<br />
Osteuropa dürften dem<br />
westeuropäischen Wissensund<br />
Erfahrungsmuster folgen.<br />
„Es ist zudem davon auszugehen,<br />
dass die Implementierung<br />
in Mittel- und Osteuropa<br />
schneller vonstatten gehen<br />
www.rsonline.de/<strong>elektronik</strong> 06105/401-234<br />
wird als in Westeuropa, sobald<br />
die großflächige Einführung in<br />
der Region beginnt“, folgert<br />
Frau Vikash. „Marktzulassungen,<br />
verstärkter Wettbewerb,<br />
veraltete Infrastruktur und<br />
neue Technologien treiben die<br />
Investitionen in moderne<br />
Stromzähler- und intelligente<br />
Netztechnologien weiterhin<br />
an.“ (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
522ei0213
Märkte + Technologien<br />
Open-Source-Software RTEMS<br />
Langfristige Verfügbarkeit und Stabilität für Echtzeitbetrieb<br />
www.hameg.com<br />
1 GHz<br />
In fast allen <strong>industrie</strong>llen Bereichen und<br />
insbesondere auch in der Automobil-,<br />
Luft- und Raumfahrt-Industrie gibt es<br />
zahlreiche – auch sicherheitsrelevante –<br />
Anforderungen an die eingesetzten Systeme.<br />
Eine wesentliche Anforderung hierbei<br />
ist die vorhersagbare Reaktionszeit eines<br />
Systems unabhängig von der momentanen<br />
Auslastung. Um Anwendungen zu entwickeln,<br />
die diesen Anforderungen genügen,<br />
werden in der Regel Multitasking-Echtzeit-<br />
Betriebssysteme eingesetzt. Neben kommerziellen<br />
Lösungen kommen hierbei<br />
auch Open-Source-Implementierungen<br />
zum Einsatz.<br />
Ein deutscher Systementwickler mit<br />
langjährigem Know-how in den Sparten<br />
Automobiltechnik, Luft- und Raumfahrt,<br />
Telekommunikation und <strong>industrie</strong>ller Automation<br />
unterstützt nun die Open-Source-Software<br />
RTEMS. RTEMS steht für<br />
"Real-Time Executive System für Multiprozessor-Systeme"<br />
und wurde ursprünglich<br />
von den US-Streitkräften in den 1980er<br />
F<br />
Frequenzbereich h<br />
1,6 GHz<br />
60% mehr<br />
für<br />
ALLE!<br />
Ab sofort für alle Geräte<br />
der HMS-Serie 1000 als<br />
Firmware-Upgrade<br />
unter www.hameg.com<br />
kostenfrei verfügbar!<br />
DAS verstehen wir unter<br />
„Great Value in Test & Measurement“<br />
HMS1000E • HMS1000 • HMS1010<br />
www.hameg.com<br />
Bild: United Launch Alliance<br />
Peter Rasmussen (links) und Thomas<br />
Dörfler (rechts), Geschäftsführer von<br />
Embedded Brains.<br />
NASA-Sonde Curiosity Rover auf dem<br />
Weg zum Mars.<br />
Jahren entwickelt. Die Software wurde<br />
nach ein paar Jahren in ein Open-Source-<br />
Modell überführt. Unterstützung als auch<br />
Weiterentwicklung von RTEMS erfolgen<br />
durch die Firma OAR in den USA in Kooperation<br />
mit weiteren Entwicklungsunternehmen<br />
oder auch einzelnen Entwicklern.<br />
Peter Rasmussen und Thomas Dörfler,<br />
Geschäftsführer von Embedded Brains<br />
finden, dass RTEMS eine größere Rolle in<br />
vielen Branchen verdient.<br />
Seit Multiprozessor-Ansätze im Automobil-Segment<br />
an Zugkraft gewinnen und<br />
moderne Fahrerassistenzsysteme immer<br />
mehr Rechenleistung benötigen, bietet sich<br />
RTEMS als Plattform der Wahl für sicherheitskritische<br />
Anwendungen an, die auch<br />
auf breiter Ebene skalierbar sein müssen.<br />
Das Open-Source-Modell von RTEMS bietet<br />
den zusätzlichen Vorteil, dass es OEMs<br />
und Zulieferern in der automobilen Welt<br />
hilft, ihre Abhängigkeit von einzelnen Lieferanten<br />
zu reduzieren.<br />
Heute wird diese Software-Plattform zunehmend<br />
in der Raumfahrt eingesetzt, wie<br />
zum Beispiel in missionskritischen Anwendungen<br />
für Satelliten. Aber auch im sicherheitsrelevanten<br />
<strong>industrie</strong>llen Einsatz<br />
wie zum Beispiel bei fahrerlosen Transportsystemen<br />
wird sie vermehrt verwendet.<br />
Im wissenschaftlichen Bereich ist Software<br />
zum Beispiel beim DESY Elektronen-<br />
Synchrotron in Hamburg seit Jahren erfolgreich<br />
im Einsatz. Die Plattform ist mit<br />
zahlreichen Portierungen für die meisten<br />
gängigen Hardware-Architekturen verfügbar.<br />
Hierzu gehören unter anderem Intel<br />
x86, MIPS, Freescale Coldfire-Familie und<br />
Renesas V850 und Sparc-Prozessoren von<br />
Sun Microsystems/Oracle. Speziell strah-<br />
Bild: Embedded Brains<br />
lungsgehärtete Sparc-Prozessoren sind für<br />
den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt<br />
relevant.<br />
Neben anderen Open-Source Betriebssystemen<br />
mit Echtzeit-Fähigkeiten zeichnet<br />
sich die Software speziell im Hinblick<br />
auf seine „harte“ Echtzeit-Fähigkeit und<br />
durch die hohe Skalierbarkeit aus. Sehr geringe<br />
Boot-Zeiten, eine sehr hohe Zuverlässigkeit<br />
und Langzeit-Robustheit bei geringem<br />
Ressourcenverbrauch sind weitere<br />
Merkmale, erklärt Dörfler. Zusätzliche<br />
Softwarebibliotheken erweitern den Einsatz.<br />
Verfügbar sind derzeit unter anderem<br />
eine TCP/IP- und USB-Stack-Implementierung<br />
basierend auf Free BSD. Ein Upgrade<br />
des Netzwerk-Stacks auf iPv6 und<br />
Unterstützung von Multi-Core-Prozessoren<br />
mit SMP ist derzeit in Vorbereitung.<br />
Durch die Summe seiner Eigenschaften<br />
eignet sich Open-Sorce-Software RTEMS<br />
nicht nur sehr gut für den Einsatz im Luftund<br />
Raumfahrtbereich, bei Motorsteuerungen<br />
und Fahrerassistenzsystemen im<br />
Automobil-Bereich, sondern auch für den<br />
Einsatz in einer stetig wachsenden Zahl<br />
von <strong>industrie</strong>llen und wissenschaftlichen<br />
Anwendungen, findet Dörfler.<br />
Embedded Brains unterstützt RTEMS-<br />
Kunden in ganz Europa und bietet benutzerspezifische<br />
Konzeptentwicklung, Entwicklungsunterstützung,<br />
Portierung, und<br />
Treiber- und Softwareentwicklung an. Das<br />
Unternehmen bietet darüber hinaus technische<br />
Schulungen, Standard-Support für<br />
erfahrene Anwender und projektspezifische<br />
Unterstützung für R&D-Teams an.<br />
(ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
668ei0213<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Märkte + Technologien<br />
Überarbeitete Onlineplattform<br />
Rutronik mit neuem Vertriebskonzept Rutronik24<br />
ARK-1120<br />
Bild: Rutronik<br />
Mit der neuen, überarbeiteten<br />
Version der Rutronik-Onlineplattform<br />
besteht jetzt Zugang zum<br />
gesamten Produktportfolio.<br />
Rutronik Elektronische Bauelemente<br />
hat die neue Vertriebsorganisation<br />
Rutronik24<br />
gegründet. 20 neue Mitarbeiter<br />
im Vertriebsaußendienst und<br />
zehn im Innendienst adressieren<br />
Neukunden innerhalb<br />
Deutschlands, die bislang nicht<br />
zum Rutronik-Kundenkreis<br />
gehörten. Mit einer neuen,<br />
überarbeiteten Version der Rutronik-Onlineplattform<br />
webg@<br />
te besteht Zugang zum gesamten<br />
Produktportfolio und die<br />
Möglichkeit, der Beschaffung<br />
via Internet.<br />
Dank intelligenter Suchfunktionen<br />
nach technischen<br />
Parametern, Teilenummern<br />
oder Volltext lassen sich die gefragten<br />
Komponenten schnell<br />
finden. Mit der Produktauswahl<br />
erscheinen die kundenspezifischen,<br />
aktuellen Preise<br />
sowie die Verfügbarkeit in<br />
Echtzeit. Bei einer Bestellung<br />
erhält der Kunde sofort den<br />
verbindlichen Liefertermin<br />
und die Versandkosten entsprechend<br />
der gewählten Versandoption.<br />
Zusätzlich zum<br />
Produktkatalog stehen weitere<br />
Funktionen zur Verfügung.<br />
Dazu gehört zum Beispiel die<br />
komplette Auftragsverfolgung<br />
oder das Massquotation-Tool,<br />
mit dem sich eine komplette<br />
Stückliste einfach hochladen<br />
lässt und daraus wird ein individuelles<br />
Angebot erstellt. Vorschläge<br />
alternativer Ersatzartikel<br />
mit einer Auflistung der<br />
abweichenden Parameter helfen<br />
zum Beispiel bei abgekündigten<br />
Bauteilen oder auch bei<br />
langen Lieferzeiten. Zudem<br />
steht dem Kunden der volle<br />
Support und die persönliche<br />
Betreuung durch das Vertriebsteam<br />
zur Verfügung. Zunächst<br />
erstreckt sich der Aktionsradius<br />
auf ganz Deutschland. Sukzessive<br />
wird die Organisation<br />
ausgebaut und auf eine globale<br />
Basis gestellt. (ah)<br />
■<br />
infoDIREKT<br />
675ei0213<br />
Kompakter & langzeitverfügbarer<br />
Embedded Box PC<br />
mit Intel® Atom TM N455 Leistung<br />
Halle 2, Stand 222<br />
Nürnberg, 26. - 28.02.2013<br />
EMBEDDED PCs<br />
DISPLAYS<br />
POWER SUPPLIES<br />
Lechwiesenstr. 9<br />
86899 Landsberg/Lech<br />
Tel.: 08191 - 911 720<br />
www.fortecag.de info@fortecag.de<br />
N<br />
Entwicklungsplattform<br />
Speziell für <strong>industrie</strong>lle Anwendungen<br />
E-Industrie_H2.indd 1 04.02.1<br />
Bild: Silica<br />
Das Pengwyn-Board zur Entwicklung<br />
von Anwendungen, die auf<br />
Linux- oder Windows Embedded-<br />
Betriebssystemen laufen.<br />
Silica , ein Unternehmen von<br />
Avnet , erweitert sein Angebot<br />
an <strong>Mikrocontroller</strong>-Entwicklungstools<br />
mit dem neuen auf<br />
ARM-basierten Pengwyn-<br />
Board für <strong>industrie</strong>lle Anwendungen.<br />
Entwickelt im Rahmen<br />
des Core 'n More-Programms<br />
von Silica, ist Pengwyn<br />
ein kostengünstiger Single-<br />
Board-Computer mit dem<br />
ARM Cortex-A8-Prozessor<br />
AM3354 von Texas Instruments.<br />
Industriekunden bietet<br />
das Board eine leistungsstarke<br />
offene Umgebung zur schnellen<br />
und einfachen Entwicklung<br />
von Anwendungen, die auf Linux-<br />
oder Windows Embedded-Betriebssystemen<br />
laufen.<br />
Die Merkmale des Boards<br />
sind auf Industriedesigns zugeschnitten.<br />
Der <strong>Mikrocontroller</strong><br />
basiert auf der ARM Cortex<br />
A8-Technologie: 256 MByte<br />
mit schnellem DDR3-RAM, 1<br />
Gigabit NAND Flash und 32<br />
MByte SPI Flash-Memory für<br />
die Kommunikation mit Peripheriegeräten.<br />
On-Board-Ports<br />
für USB-Host- und USB-Device-Funktionen<br />
und generische<br />
Erweiterungsmodule sind<br />
vorhanden. Auch verfügt das<br />
Board über einen RJ-45 Ethernet-Port<br />
und bietet über einen<br />
Steckverbinder eine optionale<br />
Gigabit Ethernet-Schnittstelle.<br />
Der SDIO/MMC-Port kann für<br />
Wi-Fi- oder Bluetooth-Module<br />
verwendet werden.<br />
Pengwyn-Erweiterungsboards<br />
vereinfachen das Design<br />
durch Plug-and-Play-Features,<br />
zusammen mit Steckern<br />
für I2C-, SPI- und USB-<br />
Schnittstellen. Im On-Board-<br />
Flash-Speicher sind die passende<br />
Software und betriebsbereite<br />
Anwendungen integriert.<br />
Kernel-Module stehen beim<br />
Booten automatisch zur Verfügung.<br />
Demo-Anwendungen<br />
können aus dem Software-Archiv<br />
hochgeladen werden. Vereinfacht<br />
wird die Entwicklung<br />
auch durch eine angepasste<br />
Stromversorgung, die speziell<br />
für <strong>industrie</strong>lle Anwendungen<br />
ausgelegt ist. (ah)<br />
■<br />
infoDIREKT<br />
674ei0213<br />
Wo ist<br />
Conrad <br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Märkte + Technologien<br />
Plessey und Atlantik schließen Distributionsvertrag<br />
Vermarktung neuester Sensor-Technologien<br />
Bild: Atlantik Elektronik<br />
Ottmar Flach,<br />
Geschäftsführer<br />
von Atlantik<br />
Elektronik (li) und<br />
Michael LeGoff,<br />
CEO von Plessey<br />
Semiconductors.<br />
nen wir auch unser DAB-Portfolio um<br />
DVB-Lösungen erweitern“, konstatiert<br />
Ottmar Flach, Geschäftsführer von Atlantik<br />
Elektronik. Plessey´s EPIC- (Electronic<br />
Potential Integrated Circuit) Sensoren,<br />
zur Messung bio-elektrischer Signale<br />
(RKG, EMG, EOG, EEG) und zur Änderung<br />
elektrischer Felder, beruhen auf der<br />
berührungslosen, gesten-gesteuerten<br />
Technologie (imPart) von Plessey. Diese<br />
neue Technologie ermöglicht dem Sensor,<br />
geringste Änderungen des elektrischen<br />
Feldes mittels eines hochpräzisen, kontaktlosen<br />
Voltmeters im Milli-Volt-Bereich<br />
zu erfassen. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
633ei0213<br />
Von 8 auf 32 Bit umsteigen<br />
Neue <strong>Mikrocontroller</strong>-Familie XMC1000 von Infineon mit ARM Cortex-M0<br />
Die 32-Bit-<strong>Mikrocontroller</strong>-Familie<br />
XMC1000 von Infineon basiert auf dem<br />
Cortex-M0-Prozessor von ARM. Diese<br />
32-Bit-MCUs bieten leistungsfähige Peripherie<br />
zum Preis von Acht-Bit-<strong>Mikrocontroller</strong>n.<br />
Sie sollen 8-Bit-Industrieanwendungen<br />
in die 32-Bit-Welt überführen.<br />
„Gerade bei einfachen Industrieanwendungen<br />
erwarten Entwickler wegen des Kostendrucks<br />
eine möglichst hohe Skalierbarkeit<br />
der <strong>Mikrocontroller</strong>“, betont Peter Schäfer,<br />
Vice President und General Manager<br />
<strong>Mikrocontroller</strong> bei Infineon. Deshalb bietet<br />
Infineon von Beginn an die XMC1000-Familie<br />
in den drei Serien XMC1100 (Einstiegsserie),<br />
XMC1200 (Feature-Serie) und<br />
XMC1300 (Control-Serie) mit Flashvarianten<br />
zwischen 8 und 200 KByte; also einem<br />
weitaus breiteren Speicherbereich, als heute<br />
bei 8-Bit-Industrieanwendungen üblich. Im<br />
Wesentlichen unterscheiden sich die drei Serien<br />
bei Speicherkapazität und Peripherieausstattung.<br />
Zur XMC1000-Familie gehören<br />
derzeit 23 Produkte im TSSOP-Gehäuse mit<br />
16, 28 und 38 Pins.<br />
Adressiert werden Industrieanwendungen,<br />
die bisher 8-Bit-MCUs vorbehalten waren.<br />
Sie bieten bis zu 200 KByte Flashspeicher,<br />
leistungsfähige PWM-Timer, 12-Bit-<br />
Analog-Digital-Wandler und programmierbare<br />
serielle Kommunikationsschnittstellen.<br />
Außerdem noch ein Modul für Touch-Con-<br />
Bilder: Infineon<br />
Die 32-Bit-<strong>Mikrocontroller</strong>familie XMC1000<br />
für einfache Industrieanwendungen bietet<br />
32-Bit-Leistung zu 8-Bit-Preisen.<br />
Plessey Semiconductors und Atlantik Elektronik<br />
haben einen Distributionsvertrag<br />
für den europäischen und türkischen<br />
Markt abgeschlossen. Das Ziel dieser neutrol<br />
und LED-Displays, eine Peripherieeinheit<br />
für das Dimmen und die Farbsteuerung<br />
von LEDs – die sogenannte Brightness and<br />
Color Control Unit (BCCU) – und einen<br />
Math-Coprozessor (Vector-Engine) speziell<br />
für Motorregelungen.<br />
Darüber hinaus erfüllen sie die Sicherheitsanforderungen<br />
des Standards IEC60730<br />
Class B, der für in Europa verkaufte Haushaltsgeräte<br />
vorgeschrieben ist, und bieten unter<br />
anderem Hardware-Fehlerkorrektur<br />
(ECC) und entsprechende Speichertests.<br />
Hervorzuheben ist auch ein Flash-Loader<br />
mit einem 128-Bit-AES-Beschleuniger. Die<br />
gerade in kostensensitiven Anwendungen so<br />
en Kooperation besteht darin, die Vermarktung<br />
von neuesten Sensor-Technologien<br />
als Synergie zu den Bluetooth- und<br />
Bluetooth-Low-Energy-Lösungen von Atlantik<br />
Elektronik in den Bereichen eHealth,<br />
Automotive, Sport und Fitness weiter voranzutreiben.<br />
Darüber hinaus erweitert Atlantik<br />
Elektronik mit den Produkten von<br />
Plessey Semiconductors das Portfolio um<br />
HF-Lösungen für Anwendungen im Bereich<br />
DVB (Digital Video Broadcasting)<br />
sowie Set-Top-Box-Produkten.<br />
„Mit Plessey Semiconductors haben wir<br />
einen Partner gewonnen, dessen Lösungen<br />
optimal zu unserem Portfolio in den<br />
Bereichen Automotive, Healthcare sowie<br />
Sport und Fitness passen, zusätzlich könwichtige<br />
Software-IP lässt sich mit ihm besser<br />
schützen.<br />
Wie schon für die XMC4000-Familie ist<br />
auch für XMC1000 die kostenfreie und integrierte<br />
Entwicklungsplattform Dave verfügbar.<br />
Mit ihr ist eine anwendungsorientierte Software-Entwicklung<br />
komfortabel und schnell<br />
und der Übergang zwischen den Familien<br />
XMC1000 und XMC4000 einfach. Sogenannte<br />
Apps ermöglichen es, Software-Komponenten<br />
zu kombinieren und zu konfigurieren,<br />
diese automatisch auf die vorhandenen<br />
<strong>Mikrocontroller</strong>-Ressourcen abzubilden und<br />
ebenfalls automatisch den C-Code und die<br />
Software-Dokumentation zu erzeugen.<br />
Muster aller XMC1000-Serien und die<br />
Entwicklungsumgebung Dave für<br />
XMC1000 sind ab März 2013 verfügbar.<br />
Die Volumenfertigung ist für Q4/2013 geplant.<br />
Je nach XMC1000-Serie und Ausstattung<br />
können die Stückpreise bei Millionenstückzahlen<br />
zwischen 0,25 bis 1,25 Euro<br />
betragen. Für eine einfache und günstige<br />
Evaluierung gibt es für alle Serien Boot-<br />
Kits und außerdem Application-Kits für<br />
die XMC1000-Zielanwendungen.<br />
Ein typisches Einsatzszenario dieser <strong>Mikrocontroller</strong>-Familie<br />
finden Sie in unserem<br />
Magazin <strong>elektronik</strong> Journal, Ausgabe 01/13<br />
ab Seite 24. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
620ei0213<br />
12 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Märkte + Technologien<br />
Hochleistungs-SoC mit 256 Prozessorkernen<br />
16 Cluster mit jeweils 16 Kernen<br />
Bild: Kalray<br />
Der MPPA-256-Core-Prozessor besteht aus 16<br />
Clustern mit jeweils 16 Kernen und ist in<br />
28-Nanometer-Prozesstechnologie implementiert.<br />
Das fabless Halbleiter- und Software-Unternehmen<br />
Kalray gibt die Verfügbarkeit der<br />
MPPA-256- (Multi Purpose Processor Array)<br />
Core-Prozessoren für Low-Power-Embedded-Anwendungen<br />
sowie High-Performance-Computing<br />
bekannt.<br />
Der MPPA-256-Manycore-Prozessor ist<br />
ein Hochleistungs-System-on-Chip (SoC)<br />
mit 256 Kernen und geringer Leistungsaufnahme.<br />
Er besteht aus 16 Clustern mit jeweils<br />
16 Kernen und ist in 28-Nanometer-<br />
Prozesstechnologie implementiert. Die<br />
Kerne arbeiten parallel und kommunizieren<br />
über ein schnelles Network-on-Chip<br />
mit niedriger Latenz. Um das Prozessor-<br />
Array zu vergrößern und die Leistungsfähigkeit<br />
zu steigern, können mehrere MP-<br />
PA-Chips auf Leiterplattenebene durch Interlaken-Schnittstellen<br />
verbunden werden.<br />
Zu den Hauptmärkten gehören die professionelle<br />
Video-Vorverarbeitung und<br />
-Codierung in Echtzeit, Hochleistungskryptografie,<br />
Signalverarbeitung und Augmented-reality.<br />
Entwickelt und vermarktet<br />
werden diese Manycore-Prozessoren für<br />
Bildverarbeitungs-, Telekommunikations-<br />
Infrastruktur-, Datensicherheits- und<br />
Netzwerk-Embedded-Anwendungen und<br />
rechenintensive Applikationen. Alle Anwendungen<br />
nutzen die Vorteile der hohen<br />
Performance des Prozessors von 700 GOPS<br />
(Giga Operations Per Second) und 230<br />
GFLOPS (Giga Floating Point Operations<br />
Per Second) auf einem einzelnen Chip.<br />
Die MPPA Developer Station, integriert<br />
den MPPA-256-Manycore-Prozessor auf<br />
einer PCI-Baugruppe der dritten Generation<br />
und das MPPA-Accesscore-Software-<br />
Development-Kit. MPPA Accesscore bietet<br />
Standard-GNU-C/C++-Entwicklungswerkzeuge<br />
und -Bibliotheken sowie zwei<br />
Programmierungsmodelle (Dataflow und<br />
POSIX) zum Managen von Tasks und Datenparallelität,<br />
automatischen Mappen auf<br />
der MPPA-Manycore-Hardware und Dimensionieren<br />
der Speicherressourcen. Beide<br />
Modelle unterstützen Entwickler dabei,<br />
hohe Performance beim MPPA-Manycore-<br />
Prozessor zu erzielen und ihre Produktivität<br />
zu steigern. Die ersten Einheiten der<br />
MPPA Developer Stations stehen über Kalrays<br />
Privileged-Customer-Access-Program<br />
zur Verfügung. Dank der Allianz mit weltweit<br />
führenden Fertigungs- und Supply-<br />
Chain-Organisationen wie TSMC, GUC<br />
und Bull können im Jahr 2013 bis zu 1000<br />
MPPA Developer Stations ausgeliefert werden.<br />
Die ersten kommerziellen Lieferungen<br />
beginnen im Februar. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT 631ei0213<br />
Hier !<br />
Über 350.000 Artikel<br />
Hier !<br />
Technikthemen<br />
spannend aufbereitet<br />
Hier !<br />
Über 2.800 Seiten<br />
Produktvielfalt<br />
Hier !<br />
300 Seiten<br />
Neuheiten<br />
Jetzt gratis anfordern: Das beste Technik-Nachschlagewerk für Ihr Business<br />
Das erwartet Sie im neuen Band 1 – Ihre Vorteile im Überblick:<br />
• Eine große Auswahl aus über 350.000 Elektronik-Artikeln<br />
• Über 2.400 Seiten in den Bereichen Bauelemente, Messtechnik, Automation, Werkstatt und Kabel<br />
• Mehr als 300 Seiten in der Gebäudetechnik, in Computer/IT und in der Empfangstechnik<br />
Fordern Sie Ihren Katalog (Best.-Nr. 90 01 25-N5) jetzt gratis an unter:<br />
www.conrad.biz/kataloge2013 | Tel. 0 96 04/40 89 88 | oder in einer unserer 25 Filialen
Märkte + Technologien<br />
Ausbau des Bereichs Displaymesstechnik<br />
Instrument Systems übernimmt Produktlinie von Autronic-Melchers<br />
Bild: Instrument Systems<br />
Im Herbst 2012 hat die Instrument Systems<br />
GmbH, München, die Entwicklungs- und<br />
Fertigungsrechte der Autronic-Melchers<br />
GmbH mit Sitz in Karlsruhe übernommen.<br />
Mit diesem Schritt stärkt und erweitert der<br />
Lichtmesstechnik-Hersteller den deutlich<br />
wachsenden Bereich der Messlösungen für<br />
den Test von Displays. Autronic-Melchers<br />
hat den Geschäftsbetrieb in Karlsruhe eingestellt.<br />
Die Hauptprodukte umfassen Display-Messsysteme<br />
der DMS-Reihe, die auf<br />
goniometrischen Messverfahren beruhen.<br />
Mit diesen Systemen können blickwinkelabhängige<br />
Eigenschaften von LCDs und<br />
OLED-Displays in Emission, Reflexion<br />
und Transmission, auch unter Einfluss von<br />
Umgebungslicht, bestimmt werden. Eine<br />
weitere Produktreihe betrifft die Cono-<br />
Scope, die sehr schnelle Messungen an Displays<br />
ermöglichen. Ergänzt wird das Produktspektrum<br />
durch Ansteuer<strong>elektronik</strong>en<br />
und Signalgeneratoren für Displays, Temperier-Einrichtungen,<br />
Lichtquellen sowie<br />
eine umfangreiche Software zur Messungsautomatisierung<br />
und Auswertung. Die<br />
neuen Produkte sind ab sofort von Instrument<br />
Systems erhältlich und werden dort<br />
künftig kontinuierlich weiterentwickelt. n<br />
infoDIREKT <br />
658ei0213<br />
LED mit 200 Lumen pro Watt<br />
Hohe Lichtausbeute und Treiberkompatibilitätsprogramm<br />
Bilder: Cree<br />
Zwei Jahre nachdem Cree in Labortests die<br />
Leistungsgrenze von 200 Lumen pro Watt<br />
(lm/W) erreicht hat, bringt das Unternehmen<br />
nun mit der XLamp MK-R die erste<br />
LED mit einer Lichtausbeute von 200<br />
lm/W (bei 1 W, 25 °C) auf den Markt. Die<br />
MK-R-LEDs, basierend auf einer Weiterentwicklung<br />
der SC³-Technology-<br />
Plattform, realisieren eine leistungsfähige<br />
Beleuchtungstechnik. Sie ermöglichen Anwendungen<br />
mit einem hohen Lichtstrom<br />
von mehr als 100 lm/W sowie für gerichtetes<br />
Licht im Innen- und Außenbereich, wie<br />
Halogen-Ersatzlampen.<br />
Die LEDs verfügen über die patentierte<br />
Easy-White-Technologie und haben eine<br />
gute LED-Farbkonsistenz für Applikationen<br />
mit nur einer LED. Bei Systemen mit<br />
mehreren LEDs ermöglicht die MK-R den<br />
Einsatz von weniger LEDs bei gleichbleibender<br />
Lichtleistung und Qualität, wodurch<br />
die Systemkosten sinken.<br />
Die XLamp MK-R hat eine Grundfläche<br />
von 7 x 7 mm mit einer optischen Quelle<br />
von 6 mm Größe und bringt bei 15 Watt<br />
und 85 °C bis zu 1600 Lumen. Bei 85 °C ist<br />
die MK-R in Farbtemperaturen von 2700<br />
bis 7000 K mit den Farbwiedergabewerten<br />
(Color Rendering Index / CRI) von 70, 80<br />
und 90 erhältlich. Stephan Greiner, Vice<br />
President EMEA bei Cree, erklärt: „Die<br />
XLamp MK-R ist ein weiterer Impulsgeber<br />
Die XLamp<br />
MK-R ist das<br />
neunte Produkt,<br />
das auf der<br />
SC³-<br />
Technology-<br />
Plattform<br />
basiert.<br />
für die Branche. Eine<br />
LED mit diesem<br />
Leistungsniveau<br />
kann die Entwicklung<br />
von sehr leistungsfähiger<br />
Beleuchtungstechnik<br />
beschleunigen und<br />
Anwendungen ermöglichen,<br />
an die<br />
wir noch gar nicht<br />
gedacht haben.“<br />
Im Januar 2013 stellte Cree zusätzlich<br />
sein Kompatibilitätsprogramm für LED-<br />
Treiber vor. Im Rahmen des Programms<br />
erhalten Hersteller von LED-Beleuchtungen<br />
eine Liste mit Treibern von Drittanbietern,<br />
die mit den Cree LED-Modulen kompatibel<br />
sind. Die aufgelisteten Treiber sind<br />
getestet und verifiziert. Das Programm ermöglicht<br />
es den Herstellern zudem, schnell<br />
und zielgerichtet den Anforderungen in<br />
unterschiedlichen Ländern zu genügen, ihre<br />
Produkte weiter zu differenzieren und<br />
weitere Anwendungen zu entwickeln. „Mit<br />
dem Programm machen wir es Herstellern<br />
leichter, sich im LED-Beleuchtungsmarkt<br />
zu etablieren und treiben den Einsatz von<br />
LEDs in der Beleuchtung weiter voran“, erläutert<br />
Stephan Greiner.<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
Seit Juli 2011 leitet<br />
Stephan Greiner das<br />
Team als Vice President<br />
EMEA; er ist verantwortlich<br />
für die Vertriebsstrategien<br />
in Europa,<br />
dem Mittleren Osten<br />
und Afrika.<br />
210ei0213<br />
14 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Arrow Electronics<br />
EMEA-Connector-Assembly-Center in den Niederlanden<br />
Bild: Arrow Electronics<br />
Arrow Electronics hat für seine Kunden im<br />
Bereich elektronische Komponenten in der<br />
Region EMEA ein neues Connector-Assembly-Center<br />
für die Montage von Steckverbindern<br />
in Betrieb genommen. Am<br />
neuen Standort in Venlo in den Niederlanden,<br />
werden kundenspezifische Steckverbinder<br />
und Baugruppen für Unternehmen<br />
aus den Bereichen Aerospace & Defence<br />
und Industrial angeboten. Das Sortiment<br />
an Steckverbindern sowie das Serviceangebot<br />
sind sehr umfangreich. Dank der flexiblen<br />
Produktion können auch Kleinserien<br />
realisiert werden. Der Standort verfügt<br />
über die Zertifikate ISO9001:2008, ISO<br />
14001:2004 und IECQ-CECC und kann<br />
sowohl Standardkomponenten als auch individuelle<br />
Lösungen bereitstellen. Darüber<br />
hinaus werden Zusatzdienste wie Special<br />
Handling, Verpackung, Kennzeichnung,<br />
Barcodierung, Kitting und die Erstellung<br />
von Prüfdokumentationen angeboten. n<br />
infoDIREKT<br />
660ei0213<br />
Vergleichen Sie jetzt<br />
Preis/Leistung<br />
anderer Anbieter!<br />
HF-Prüfungs-Workflow für das Leiterplatten-Design<br />
AWR Connected für Zuken<br />
((CR-Bild1)) Bild: Zuken<br />
AWR und Zuken haben auf der Designcon<br />
gemeinsam AWR Connected für Zuken<br />
vorgestellt. Dieser Verifikations-Flow für<br />
HF-Leiterplatten vereinfacht das PCB-Design<br />
und verkürzt den Entwicklungszyklus<br />
durch eine schnelle und einfache Simulation<br />
und Prüfung integrierter HF-Funktionen.<br />
AWR Connected für Zuken stellt eine<br />
Verbindung zwischen der Leiterplatten-<br />
Design-Software CR-8000 Design Force<br />
und der Hochfrequenz-Simulationslösung<br />
Microwave Office her. Die Schnittstelle<br />
sorgt für einen gemeinsamen Design-<br />
Workflow von HF-Leiterplatten. Bei der<br />
Durchführung elektromagnetischer Analysen<br />
können Anwender flexibel ein vollständiges<br />
Design einbringen oder bestimmte<br />
HF-Signale und andere Design-<br />
Strukturen auswählen. Anwender, die mit<br />
nicht intelligenten Datenformaten arbeiten,<br />
sparen somit Zeit und Aufwand, da<br />
eine erneute Modellierung vor der Simulation<br />
nicht mehr nötig ist. Die Lösung extrahiert<br />
benutzerspezifische Daten aus der<br />
Zuken-Plattform, erzeugt eine 3Di-Ausgabedatei,<br />
die anschließend in Microwave<br />
Office importiert wird, um weitere elektromagnetische<br />
Simulationen mit einer der<br />
AWR-Lösungen ACE Automated Circuit<br />
Extraction, AXIEM 3D Planar EM Analysis<br />
oder Analyst 3D FEM EM Analysis<br />
durchzuführen.<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
520ei0213<br />
Spektrum Analysatoren<br />
(9 kHz bis 1,5 GHz)<br />
DSA815-TG<br />
Neu: Oszilloskope<br />
(50 MHz bis 1 GHz, 2 und 4 Kanäle)<br />
Neu: DC Power<br />
Supplies<br />
(3 Kanäle 195 W, 1 Kanal 160 W)<br />
Arb. Waveform-Generatoren<br />
(20 - 350 MHz, 1 und/oder 2 Kanäle)<br />
Digital Multimeter<br />
(5 ½ bis 6 ½ Digits)<br />
Best Seller!<br />
Best-Preis!<br />
ab € 399,00<br />
plus MwSt.<br />
Arrow EMEA<br />
Jean Quecke ist Vice President PEMCO Marketing<br />
Testen Sie die Geräte live auf dem<br />
Stand von RIGOL in Nürnberg<br />
oder bei Ihren Vertriebspartnern!<br />
Jean Quecke ist jetzt Vice President PEM-<br />
CO Marketing bei Arrow Electronics<br />
EMEA und wird das Geschäft mit passiven<br />
und elektromechanische Bauelementen<br />
und Steckverbindern in der Region EMEA<br />
leiten sowie die Weiterentwicklung der<br />
PEMCO-Marketingaktivitäten verantworten.<br />
Quecke bringt umfassende Kenntnisse<br />
im Bereich PEMCO-Komponenten und<br />
der Elektronik-Distribution ein und wird<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
für die gemeinsamen Strategien und Initiativen<br />
mit allen Arrow PEMCO-Herstellern<br />
zuständig sein. Er hat langjährige Branchenerfahrung<br />
und Eric Schuck, President<br />
Arrow EMEA Components, meint: „Seine<br />
Branchen- und Vertriebskenntnisse werden<br />
uns dabei unterstützen, unser PEM-<br />
CO-Business in der gesamten EMEA-Region<br />
weiter auszubauen.“<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
523ei0213<br />
Halle 4 | Stand 516<br />
RIGOL Technologies EU GmbH<br />
Lindberghstr. 4<br />
DE - 82178 Puchheim<br />
Tel. +49 89 8941895-0<br />
www.rigoltech.eu<br />
sales-europe@rigoltech.com
Märkte + Technologien<br />
Photonik und Quantenkommunikation<br />
Einzelphotonendetektor direkt im Chip integriert<br />
Emmy-Noether-Nachwuchsgruppenleiter<br />
Dr. Wolfram Pernice erzielt am Karlsruher<br />
Institut für Technologie (KIT) einen<br />
Durchbruch bei der Herstellung eines direkt<br />
in den Chip integrierten Einzelphotonendetektors.<br />
Dieser schafft gleichzeitig<br />
höchste Wiedergabetreue und Auswertungsgeschwindigkeit,<br />
bei sehr geringer<br />
Fehlerquote.<br />
Ultraschnelle, effiziente und zuverlässige<br />
Einzelphotonendetektoren sind begehrte<br />
und dennoch bis heute noch nicht anwendungsreife<br />
Komponenten in der Photonik<br />
und der Quantenkommunikation. Der<br />
Quantenphotoniker Dr. Wolfram Pernice<br />
vom KIT erzielte nun in Zusammenarbeit<br />
mit Kollegen der Universitäten Yale, Boston<br />
und Moscow State Pedagogical den entscheidenden<br />
Durchbruch mit dem direkt in<br />
den Chip integrierten Einzelphotonendetektor.<br />
Die Ergebnisse sind in Nature Communications<br />
veröffentlicht (doi:10.1038/<br />
ncomms2307). Ohne eine zuverlässige Detektion,<br />
also eine sichere und schnelle Erfassung<br />
einzelner Photonen, lassen sich die<br />
neuesten Weiterentwicklungen im Bereich<br />
der optischen Datenübertragung oder der<br />
Quantencomputer nicht wirklich nutzen.<br />
Das ist, als ob man bei einem herkömmlichen<br />
Rechner keinen Analog-Digital-<br />
Wandler hätte, um zu erkennen, ob die anliegende<br />
Spannung für eine 0 oder 1 steht.<br />
Obwohl in den vergangenen Jahren bereits<br />
verschiedene Modelle von Einzelphotonendetektoren<br />
entwickelt wurden, konnte bislang<br />
keiner wirklich zufriedenstellend eingesetzt<br />
werden.<br />
Mehrere neue Ideen und Weiterentwicklungen<br />
flossen in den im Rahmen des Pro-<br />
SEPIA<br />
messen - steuern - regeln<br />
<strong>industrie</strong>ll automatisieren<br />
Secure Embedded Platform for<br />
Industrial Automation<br />
ErP-2 ready<br />
Spezifikationen unter http://www.kolter.de<br />
KOLTER ELECTRONIC ® Tel. 02235 - 76707<br />
Fünf Faktoren überzeugen beim neuen Einzelphotonendetektor:<br />
91 Prozent Entdeckungseffizienz, direkte Integration auf<br />
dem Chip, Zählraten im Gigahertztempo, hohe zeitliche<br />
Auflösung und vernachlässigbare Dunkelzählraten.<br />
jekts „Integrated Quantum-Photonics“<br />
am DFG-Centrum für<br />
funktionelle Nanostrukturen<br />
(CFN) entwickelten Prototypen<br />
ein. Der neue im Wellenlängenbereich<br />
der Telekommunikation<br />
erprobte Einzelphotonendetektor<br />
erreicht eine Entdeckungseffizienz<br />
von 91 Prozent. Dieses<br />
Niveau war bisher unerreicht.<br />
Supraleitende Nanodrahtdetektoren<br />
werden direkt auf einem<br />
nanophotonischen Wellenleiter<br />
aufgebracht. Bildlich darf<br />
man sich das wie eine lichtleitende<br />
Röhre vorstellen, um die ein<br />
Draht gewickelt ist, der sich im<br />
supraleitenden Zustand befindet<br />
und deswegen keinerlei elektrischen<br />
Widerstand aufweist. Der<br />
nanometerdünne Draht aus Niobnitrid<br />
absorbiert Photonen,<br />
die sich entlang des Wellenleiters<br />
ausbreiten. Wird ein Photon absorbiert,<br />
kommt es zum Verlust der Supraleitung,<br />
was sich als elektrisches Signal bemerkbar<br />
macht. Je länger diese Röhre ist, desto größer<br />
ist die Detektionswahrscheinlichkeit –<br />
dabei handelt es sich um Längen im Mikrometerbereich.<br />
Eine weitere Besonderheit<br />
des Detektors ist, dass er direkt auf dem<br />
Chip installiert ist und somit beliebig vervielfältigt<br />
werden kann.<br />
Die bisher realisierten Einzelphotonendetektoren<br />
waren eigenständige „vor den<br />
Chip geschaltete“ Einheiten. Eine solche<br />
Anordnung hat den großen Nachteil, dass<br />
Photonen in der zusätzlich benötigten Faserverbindung<br />
verloren gehen oder anderweitig<br />
absorbiert werden. Bei dem nun<br />
vollständig in den Silizium-Schaltkreis für<br />
Photonen eingebetteten Detektor entfällt<br />
diese Verlustquelle. Das führt neben der<br />
hohen Entdeckungseffizienz zu einer bemerkenswert<br />
niedrigen Dunkelzählrate.<br />
Bei einer Dunkelzählung handelt es sich<br />
um ein fälschlich detektiertes Photon, beispielsweise<br />
infolge einer spontanen Emission,<br />
eines Alphateilchens oder eines Störfeldes.<br />
Die Konstruktion ermöglicht auch eine<br />
ultrakurze Genauigkeitsschwankung<br />
von 18 Picosekunden, also 18 mal 10 bis 12<br />
Sekunden, bei der Übertragung der Datensignale.<br />
Die neuartige Lösung ermöglicht<br />
es darüber hinaus, mehrere Hunderte dieser<br />
Detektoren auf einem einzelnen Chip<br />
zu integrieren. Dies ist eine Grundvoraussetzung<br />
für die künftige Nutzung in optischen<br />
Quantenrechnern.<br />
Der in dieser Studie demonstrierte Detektor<br />
wurde mithilfe von Wellenlängen in<br />
Telekom-Bandbreite analysiert. Dieselbe<br />
Detektorarchitektur kann jedoch auch für<br />
Wellenlängen im Bereich des sichtbaren<br />
Lichts eingesetzt werden. Damit könnte<br />
das Prinzip für die Analyse all solcher<br />
Strukturen eingesetzt werden, die wenig<br />
Licht – also Photonen – emittieren, wie<br />
beispielsweise einzelne Moleküle oder auch<br />
Bakterien. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
634ei0213<br />
Bild: KIT/CFN<br />
16 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
Kolter.indd 1 08.01.2013 13:32:00
Märkte + Technologien<br />
Bildsensoren aus der Sprühdose<br />
Organische Sensoren machen Kameras lichtempfindlicher<br />
Bild: A. Heddergott / TUM<br />
Wissenschaftler der Technischen Universität<br />
München haben eine neue Generation<br />
von Bildsensoren entwickelt: Sie sind lichtempfindlicher<br />
als herkömmliche Silizium-<br />
Sensoren. Sie bestehen aus elektrisch leitenden<br />
Kunststoffen, die als hauchdünner<br />
Film aufgesprüht werden.<br />
Die chemische Zusammensetzung der<br />
Kunststoff-Schicht lässt sich gezielt verändern,<br />
so dass auch unsichtbare Bereiche des<br />
Lichtspektrums abgedeckt werden können.<br />
Der nächste Schritt: Günstige Infrarotlicht-<br />
Sensoren für Kompaktkameras oder Smartphones<br />
(Nature Communications).<br />
Leistungsstark: Im<br />
Test haben sich<br />
die organischen<br />
Sensoren bewährt:<br />
Bis zu dreimal<br />
höher ist ihre<br />
Lichtempfindlichkeit<br />
gegenüber<br />
herkömmlichen<br />
CMOS-Sensoren.<br />
Bevor ein Schnappschuss auf dem Display<br />
einer Digitalkamera erscheint, wandeln<br />
Bildsensoren das Licht aus dem Objektiv<br />
in elektrische Signale um. Daraus berechnet<br />
der Bildprozessor das fertige Foto.<br />
Viele Kompakt- und Handykameras arbeiten<br />
mit siliziumbasierten Bildsensoren, die<br />
mit CMOS-Technologie hergestellt sind.<br />
Prof. Paolo Lugli und Dr. Daniela Baierl<br />
von der Technischen Universität München<br />
(TUM) haben ein Verfahren entwickelt, um<br />
diese CMOS-Sensoren auf günstige Weise<br />
leistungsfähiger zu machen. Dazu setzen sie<br />
auf einen hauchdünnen Film aus organischen<br />
Verbindungen, also aus Kunststoffen.<br />
Aufgebracht wird die Kunststoff-Lösung<br />
auf die Oberfläche der Bildsensoren. Die<br />
Wissenschaftler haben Rotations- und<br />
Sprühverfahren getestet, um den Kunststoff<br />
in seiner flüssigen, gelösten Form präzise<br />
und kostengünstig aufzubringen. Nur wenige<br />
hundert Nanometer dünn und ohne Makel<br />
muss der Kunststoff-Film sein. Als beste<br />
Lösung hat sich die Sprühbeschichtung erwiesen,<br />
ob mithilfe eines einfachen Farbsprühgerätes<br />
oder eines Sprühroboters.<br />
Die organischen Sensoren sind bis zu<br />
dreimal lichtempfindlicher als CMOS-Sensoren,<br />
bei denen elektronische Bauteile einen<br />
Teil der Pixel verdecken.<br />
Bei der Herstellung der organischen<br />
Sensoren entfällt die teure Nachbearbeitung<br />
des CMOS-Sensors, zum Beispiel das<br />
Aufbringen von Mikrolinsen zur Verstärkung<br />
des Lichteinfalls. Jeder Pixel wird<br />
vollständig, inklusive seiner Elektronik,<br />
mit der flüssigen Kunststoff-Lösung besprüht<br />
und erhält so eine zu 100 Prozent<br />
lichtempfindliche Oberfläche.<br />
Je nach chemischen Verbindungen verändert<br />
sich das erfassbare Lichtspektrum.<br />
Eine Mischung der Polymere PCBM und<br />
P3HT eignet sich, um sichtbares Licht aufzufangen.<br />
Andere organische Verbindungen<br />
wie Squarainfarbstoffe, sind empfindlich<br />
für nahes Infrarotlicht. (ah) n<br />
infoDIREKT <br />
640ei0213<br />
Sensor & Safety<br />
E931.08 | Single channel thermopile signal processor<br />
-> Direct connection to thermopile elements<br />
-> Temperature measurement<br />
-> Differential analog input<br />
-> Digital Signal Processing (DSP)<br />
-> Single wire serial interface (DOCI)<br />
-> Operating voltage down to 2.7V<br />
-> Low current consumption<br />
-> High dynamic range<br />
-> Suitable for: Compact ear thermometer, Infrared pyrometers<br />
and High precision remote temperature sensing<br />
Elmos Semiconductor AG | Heinrich-Hertz-Str. 1 | 44227 Dortmund, Germany | Phone + 49 (0) 231 - 75 49 - 100 | www.elmos.com | sales@elmos.com
Märkte + Technologien<br />
Die X-500-Serie eignet sich ganz<br />
besonders für alle sicherheitskritischen<br />
Anwendungen wie Applikationen in der<br />
Kommunikation.<br />
SATA Solid State Drives<br />
Ausgelegt für sicherheitskritische Anwendungen<br />
Swissbit hat ihre Industrial 2,5-Zoll-SSD-Produktlinie um die X-500-Serie erweitert. Sie bietet eine höhere<br />
Datenübertragungsrate als die X-200 Serie, ihr Fokus liegt neben einigen neuen Features jedoch auf absoluter<br />
Zuverlässigkeit.<br />
Autor: Roger Griesemer<br />
Bilder: Swissbit<br />
Mit einer Datenrate von bis zu 240 MB/s und 15.000 IOPS<br />
bei 4k Random-Zugriffen erfüllt die neue Produktgruppe<br />
auch die Anforderungen von Anwendungen, die höhere<br />
Schreib- und Lese-Geschwindigkeiten erfordern.<br />
Der Fokus der X-500-Serie liegt jedoch auf ihrer äußerst hohen Zuverlässigkeit.<br />
Hierfür verfügt sie über ausgeklügelte NAND-Flash-<br />
Verwaltungsmechanismen wie die Früherkennung interner Bitfehler-Vermehrung.<br />
Daraus abgeleitete Maßnahmen sorgen dafür, dass<br />
Datenfehler vermieden werden. Je nach Kundenanforderung stehen<br />
optional verschiedene weiterentwickelte sichere Löschmethoden<br />
(„Enhanced Secure Erase“) zur Verfügung. Sie ermöglichen das<br />
schnelle, absolut sichere Entfernen und Bereinigen von Daten. Sowohl<br />
Software- als auch Hardware-seitig können kritische Daten<br />
zum Beispiel per Knopfdruck sicher und unwiederbringlich gelöscht<br />
werden. Diese Methoden sind für die Normen gemäß DoD, NSA,<br />
USA Air Force, Navy, Army oder IREC verfügbar.<br />
Datenfehler werden vermieden<br />
Ein integrierter Temperatursensor überwacht während des laufenden<br />
Betriebs stets die Gerätetemperatur des Massenspeichers. Sie<br />
wird inklusive Min/Max-Werte aufgezeichnet und lässt sich über<br />
die S.M.A.R.T.-Struktur (Self-Monitoring, Analysis and Reporting<br />
Technology) auslesen. Diese Daten bilden das Kernstück für die<br />
Ermittlung der Datenintegrität unter extremen Temperaturbedingungen<br />
über die Lebensdauer der Gesamtapplikation. Hinzu kommen<br />
Features wie NCQ (Native Command Queuing), TRIM und<br />
das ATA Security Feature Set.<br />
Dank innovativem In-Field Firmware-Update lässt sich eine<br />
neue Software ohne komplizierte Ausbau-Aktionen bei vollem Datenerhalt<br />
aufspielen. Der Power-Fail-Schutz stellt sicher, dass auch<br />
bei einer unerwarteten Unterbrechung der Stromzufuhr die Daten<br />
erhalten bleiben. Auf die oft in der Kritik stehenden Gold-Caps<br />
und kapazitive Energiespeicher-Netzwerke kann dank intelligenter<br />
Verwaltungsmethoden verzichtet werden. So wird das Risiko der<br />
Auch im <strong>industrie</strong>llen<br />
Einsatz sind die SSD-<br />
Speicher eine attraktive<br />
Alternative zu anderen<br />
Speichermedien.<br />
18 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Märkte + Technologien<br />
eingeschränkten Langlebigkeit solcher Lösungen<br />
vermieden. Eine effiziente BCH-<br />
ECC (Error Correction Code)-Einheit<br />
identifiziert verfälschte Bits und stellt die<br />
ursprüngliche, korrekte Information wieder<br />
her. Aufgetretene Fehler werden zur<br />
Überwachung in die S.M.A.R.T.-Register<br />
abgelegt. Damit bietet sich die Möglichkeit,<br />
Frühwarnsysteme oder Serviceinformationen<br />
bereitzustellen um geringste Stillstandszeiten<br />
zu realisieren.<br />
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit<br />
der X-500-Serie weiter zu erhöhen, werden<br />
diese Mechanismen mit dem S.M.A.R.T.-<br />
Protokoll und dem hostseitigen „Life Time<br />
Monitoring“-Tool sowie einem Software<br />
Development Kit als API/SDK für diverse<br />
Betriebssysteme ergänzt.<br />
Für mechanische Sicherheit sorgt der<br />
verriegelnde SATA-Steckverbinder. Mehrere<br />
Kerben sichern die Verbindung selbst<br />
bei starken Vibrationen und Stößen. Auch<br />
das gesamte Speichersystem selbst ist sehr<br />
schock- und vibrationsfest, dies prüft der<br />
Hersteller unter extremen Bedingungen<br />
nach MIL-STD810.<br />
Die X-500-Serie ist als SLC (Single Level<br />
Cell)-Variante in Speicherdichten von 16 bis<br />
zu 512 GB ab April 2013 erhältlich. Ab Sommer<br />
2013 werden erstmals auch optimierte<br />
EM-MLC (Endurance Managed Multi Level<br />
Cell)-Varianten für kostensensitive Anwendungen<br />
angeboten. Sie erzielen ein höheres<br />
Datenschreibvolumen (TBW) als herkömmliche<br />
MLC SSDs. Für anspruchsvolle<br />
oder kritische Anwendungen ist die SLC-<br />
Lösung mit der maximal möglichen<br />
Schreibzuverlässigkeit und einem sicheren<br />
Datenerhalt von garantiert zehn Jahren<br />
nach JEDEC-Standard eine gute Wahl.<br />
Zehn Jahre sicherer Datenerhalt<br />
Als Variante für den erweiterten Temperaturbereich<br />
ist die X-500-Serie von -40 bis<br />
+85 °C einsetzbar, daneben sind die SSDs<br />
auch für den kommerziellen Temperaturbereich<br />
von 0 bis +70 °C erhältlich. Mit diesen<br />
Features eignet sich die X-500 Serie<br />
ganz besonders für alle sicherheitskritischen<br />
Anwendungen wie Applikationen in<br />
der Kommunikation, in Luft- und Raumfahrt,<br />
im Transportwesen, im Automotiveund<br />
Medizin-Bereich, der Automatisierungstechnik<br />
sowie für staatliche und behördliche<br />
Anwendungen. Hier sind die<br />
SSD-Speicher eine attraktive Alternative<br />
auch zu anderen Speichermedien, allen voran<br />
den konventionellen Festplatten<br />
(HDDs). Denn verglichen mit diesen bieten<br />
SSDs aufgrund ihres Aufbaus Vorteile wie<br />
eine höhere Ausfallsicherheit, Robustheit,<br />
Ein integrierter Temperatursensor überwacht<br />
während des laufenden Betriebs stets die<br />
Gerätetemperatur des Massenspeichers.<br />
Schock- und Vibrationsfestigkeit, kürzere<br />
Zugriffszeiten, geringere Fehlerrate, ein erweiterter<br />
Temperaturbereich, geringeren<br />
Stromverbrauch und längere Lebensdauer.<br />
Auch für die X-500-Serie gilt eine Langzeitverfügbarkeit<br />
von mehreren Jahren bei<br />
SLC-Typen, die MLC-Varianten werden<br />
über den PCN-Prozess weitergeführt. Garantiert<br />
wird auch eine kontrollierte Stückliste.<br />
Denn werden die Komponenten der<br />
Module geändert, ohne dies zu kennzeichnen<br />
oder die Kunden zu benachrichtigen,<br />
kann dies zu Problemen führen. Spielen<br />
diese eine neue Firmware auf oder setzen<br />
eine neue Flash-Revision ein, kann die Karte<br />
durch Inkompatibilität ausfallen oder<br />
nur noch fehlerhaft funktionieren. Deshalb<br />
sind bei Swissbit alle Speichermodule über<br />
alle Lieferungen zu 100 Prozent identisch<br />
zum Muster und somit auch untereinander.<br />
Die Artikelbezeichnung gibt detaillierte<br />
Auskunft, welche Konfiguration, Firmware,<br />
Prozessor, Flash Chip und so weiter in der<br />
Karte enthalten sind. Sind Änderungen nötig,<br />
ändert sich die Artikelbezeichnung entsprechend<br />
und eine „Product Change Notification“<br />
informiert die Kunden frühzeitig.<br />
Sie können die Kompatibilität prüfen bevor<br />
die geänderten Speicher verbaut werden.<br />
Neben dem Design-In-Support und<br />
Analysen wird auch eine lokale FAE-Betreuung<br />
angeboten. Auf Wunsch werden<br />
Lebensdauersimulationen und Anwendungsoptimierungen<br />
im Zielsystem<br />
durchgeführt. Ergänzend bietet das hauseigene<br />
Qualifikationslabor mit hoch entwickelten<br />
Stresstests Joint Qualifikation Services<br />
in der Kundenapplikation an. (ah) n<br />
infoDIREKT<br />
601ei0213<br />
Der Autor: Roger Griesemer ist Head<br />
of Business Unit Flash Products,<br />
Swissbit AG, Schweiz.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Coverstory<br />
Eine Familie mit vielen Möglichkeiten<br />
<strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong> von Renesas<br />
Mit der <strong>RX</strong>-MCU-Familie entwickelte Renesas ein breites Produktportfolio mit hoher Rechenleistung für den<br />
Einsatz in verschiedensten Applikationsbereichen, wie zum Beispiel Industrie, Stromzähler, Motorsteuerung,<br />
Kommunikationsapplikationen, Bedienungsterminals und Weiße Ware. Die <strong>RX</strong>-Familie bietet eine stetig wachsende,<br />
unter sich kompatible Produktpalette. <br />
Autor: Bernd Westhoff<br />
Eine breite Palette an Lösungsansätzen für die verschiedensten<br />
Anwendungen stellen die Produkte dieser Familie bereit.<br />
Der <strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong> basiert auf einer erweiterten<br />
Harvard-Architektur, die mit integriertem, auf der MO-<br />
NOS-Technologie basierenden Zero-Wait-State-Flash bei Taktraten<br />
bis zu 100 MHz eine Leistung von 165 DMIPS/MHz erreicht,<br />
bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch bis zu 130 µA/DMIPS.<br />
Da der <strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong> auf einer CISC-Architektur basiert,<br />
sind hier im Vergleich zu einer RISC-Implementierung noch zusätzliche<br />
Einsparungen in der Code-Größe zu erwarten. Hohe<br />
Echtzeitfähigkeit ist in der Regel eine wichtige Forderung an Embedded-Systeme.<br />
Aus diesem Grund bieten die Produkte dieser<br />
Familie einen sogenannten High Speed Interrupt an, der es ermöglicht,<br />
auf Signale innerhalb von fünf Taktzyklen mit einem Interrupt-Einsprung<br />
zu reagieren.<br />
Zu den vielfältigen integrierten Sicherheitsmerkmalen zählen<br />
unter anderem eine Sicherung des Flashspeichers durch ID-Code,<br />
eine integrierte MPU (Memory Protection Unit), ein Schutz der<br />
Register gegen versehentliches Überschreiben sowie eine unabhängige<br />
Taktspeisung der Watchdog-Funktion. Des Weiteren wurden<br />
Hardware-Test-Funktionen implementiert, die es ermöglichen,<br />
den I/O-Status von Ports zu überprüfen. Ein ADC-Selbsttest<br />
erlaubt die Detektion von externen Signalen. Abgerundet wird das<br />
Angebot durch eine CRC-Hardware-Einheit zur Überprüfung von<br />
Speicherinhalten und eine Testfunktion zur Überprüfung der<br />
Taktquelle. Werden diese Elemente mit einer zertifizierten Quellcode-Bibliothek<br />
nach dem IEC60730-Standard kombiniert, gestalten<br />
sich Implementierung und Qualifizierung nach diesem Standard<br />
äußerst einfach.<br />
20<br />
<strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
Der Kommunikationsknecht<br />
Kommunikation ist der entscheidende Faktor in vielen <strong>industrie</strong>llen<br />
Anwendungen. Egal, ob es sich um eine einfache serielle<br />
Schnittstelle zur Kommunikation mit einem anderen Modul, einer<br />
anderen Periphere-Einheit oder um ein erweitertes Kommunikationsprotokoll<br />
wie Ethernet, CAN oder USB handelt, alle ermögliwww.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Coverstory<br />
Bild 1: Typisches Systemlevel-<br />
Konzept-Diagramm für den <strong>RX</strong>62N.<br />
Bild 2: Typische Dual-<br />
Motoransteuerung mittels <strong>RX</strong>62T.<br />
Bilder: Renesas<br />
chen dem Benutzer den Zugriff und die Kontrolle mittels dieser<br />
Kommunikations-Netzwerke in einer Industrieanlage. Die <strong>RX</strong>-<br />
Familie ist in der Lage, alle wichtigen Kommunikations-Methoden<br />
zu unterstützen, wie in Bild 1 dargestellt.<br />
Für die Kommunikationsschnittstellen USB 2.0 Full Speed, IEEE<br />
802.3x 10/100 Mbit/s und CAN 2.0B Active existieren entsprechende<br />
Treiber und Protokoll-Stacks, als kostenloses Softwarepaket<br />
von Renesas zur Verfügung gestellt. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl<br />
verschiedener kommerzieller Lösungen, die in Kooperation<br />
mit Softwarepartnern entwickelt wurden.<br />
Neben den oben erwähnten Kommunikationsschnittstellen wie<br />
USB, Ethernet und CAN bieten die <strong>Mikrocontroller</strong> dieser Familie<br />
eine Vielzahl an weiteren Schnittstellen. Zu erwähnen sind hier<br />
unter anderem SPI und I 2 C als Schnittstelle zu externen Peripherie-Bausteinen,<br />
Speicher und drahtlose Kommunikationsmodule<br />
wie zum Beispiel Zigbee und Wifi. I 2 C unterstützt bis zu 1 MByte/s<br />
Bandbreite, während das SPI-Interface in der Lage ist, bis zu einer<br />
maximalen Datenrate von 25 MByte/s zu kommunizieren. Das<br />
SPI-Modul unterstützt Master- und Slave-Modi. Asynchrone, synchrone,<br />
Smartcard- und LIN-Bus-Schnittstellen unterstützt das<br />
Serial-Communication-Interface (SCI). Dabei ist die Bandbreite<br />
auf 8 MByte/s im synchronen Betrieb und 3 MByte/s im asynchronen<br />
Betrieb limitiert.<br />
Die <strong>RX</strong>-Motorsteuerungsplattform<br />
In vielen Haushaltsgeräten, wie Wasch- und Spülmaschinen ist die<br />
Motorsteuerung eine wichtige Funktion. Die <strong>RX</strong>-Familie bietet<br />
sehr moderne Lösungen für diese Anwendungsbereiche. Sowohl<br />
der <strong>RX</strong>200 als auch der <strong>RX</strong>600 unterstützen sensorlose Vektorregelung<br />
für Einzel- und Drei-Shunt-Methoden und ermöglichen<br />
eine effiziente und schnelle Verarbeitung des Motorsteuerungs-<br />
Algorithmus bei bis zu 100 MHz. Dies wird unter Beibehaltung der<br />
Selbsttestfunktion für einen sicheren Betrieb der Kommunikation<br />
mit einem externen Steuergerät realisiert. In einfachen Anwendungsbereichen<br />
ist zusätzlich die parallele Integration der Benutzeroberfläche<br />
möglich.<br />
Für kleine bis Mid-Range-Anwendungen eignet sich der <strong>RX</strong>200<br />
sehr gut. Hierzu bietet die CPU eine äußerst effiziente DSP-Verarbeitung,<br />
eine Multiplikations- und Additionseinheit mit einem<br />
einzigen Zyklus (MAC) und einen 32 Bit breiten Barrel-Shifter.<br />
Wie alle Bausteine dieser Familie gewährleistet er eine gute Code-<br />
Effizienz, so dass eine typische Anwendung mit Motoransteuerungsalgorithmus,<br />
Selbsttest und Kommunikationsmanagement<br />
etwa 30 Prozent weniger Flashspeicher und 25 Prozent weniger<br />
On-Chip-RAM benötigt, im Vergleich zu Implementierungen auf<br />
anderen herkömmlichen CPUs.<br />
Das System unterstützt Schaltfrequenzen von über 24 und Regelfrequenzen<br />
von bis zu 16 kHz. Der Einsatz des On-Chip-Data-<br />
Flash eignet sich sehr gut für die Speicherung der für die Motorsteuerung<br />
notwendigen Systemparameter.<br />
Im Vergleich dazu weist der <strong>RX</strong>600 eine höhere Leistung und<br />
eine stärkere Integration von Motorsteuerungs-typischen Elementen<br />
auf. Für High-End-Anwendungen, wie zum Beispiel Premium-<br />
Waschmaschinen, Backöfen und <strong>industrie</strong>lle Anwendungen wie<br />
Klimaanlagen, Motorensteuerungen und Wechselrichter ist er der<br />
passende Baustein. Neben der erhöhten CPU-Geschwindigkeit<br />
von bis zu 100 MHz ist der Hauptgrund die Integration einer<br />
Hardware-IEEE-754-Floating-Point-Unit (FPU) als Teil des CPU-<br />
Kerns. Die speziell auf das Inverter-/Motorsteuerungssegment ausgelegten<br />
Produkte sind der <strong>RX</strong>62T und der <strong>RX</strong>63T. Der <strong>RX</strong>63T<br />
mit der kleinen Gehäuse-Option passt bestens für Appliance-Anwendungen.<br />
Das Produkt ermöglicht eine komplette Motorsteuerung<br />
mittels des 12-Bit-ADC mit 1 µs Wandlungszeit und der entsprechenden<br />
Timer-Einheit inklusive der Bedienung von Kommunikationsschnittstellen.<br />
Die Bausteine der <strong>RX</strong>62T-Gruppe sind in der Lage, zwei unabhängige<br />
Motorsteuerungen zu kontrollieren, da sie auch zwei unabhängige<br />
Motorsteuerungs-Timer-Blöcke beinhalten, einen er-<br />
Auf einen Blick<br />
Eine Familie für viele Anwendungen<br />
Großer integrierter Flashspeicher, schnelle CISC-MCU mit integrierter<br />
FPU (Floating Point Unit), ein sehr breites Angebot an verschiedenen<br />
integrierten Peripherien und eine Vielzahl an verschiedenen Gehäuseformen<br />
sind die Charakteristika der <strong>RX</strong>-MCU-Familie von Renesas.<br />
Momentan sind die zwei Produkt-Serien <strong>RX</strong>200 und <strong>RX</strong>600 im Markt<br />
verfügbar. Weitere Produktserien sind bereits in Planung, um die Applikationsabdeckung<br />
noch weiter zu vergrößern.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
609ei0213<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
<strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013<br />
21
Embedded-Systeme<br />
Coverstory<br />
Bild 3: Typisches System-<br />
Konzept zur Ansteuerung<br />
eines TFTs mittels <strong>RX</strong>600.<br />
Bild 4: Dreiphasiges Single-Chip-<br />
Stromzähler-Konzept basierend<br />
auf <strong>RX</strong>21A.<br />
weiterten ADC mit zwei unabhängigen Einheiten sowie drei integrierte<br />
programmierbare Operationsverstärker zur Signalaufbereitung<br />
und Skalierung. Drei analoge Fenster-Komparatoren für<br />
jeden ADC runden die Einheiten ab. Eine dritte 10-Bit-ADC-Einheit<br />
bietet Unterstützung für andere systemrelevante ADC-Wandlungen.<br />
Eine äquivalente Motorsteuerungsanwendung, bestehend<br />
aus Motorregelalgorithmus, Benutzerschnittstelle mit GUI und<br />
Parameter-Speicher nutzt rund 50 Prozent des Flash-Speichers und<br />
26 Prozent des RAMs, basierend auf dem kleinsten <strong>RX</strong>63T mit 32<br />
KByte Flash und 8 KByte RAM.<br />
TFT-Bedieneinheiten basierend auf <strong>RX</strong><br />
Der Trend zur Integration von intelligenten Benutzer-Interfaces<br />
mittels Display-Anzeigen ist ungebrochen. Realisiert werden kann<br />
dies oftmals durch ein einfaches Segment- oder Matrix-Display. In<br />
letzter Zeit kommen jedoch immer häufiger Grafik-Displays, also<br />
TFT-Displays zum Einsatz. In diesen Fällen ist die Verwendung eines<br />
Grafik-Controllers in der Regel sehr aufwändig und für die Anwendung<br />
häufig zu teuer. Basierend auf den <strong>RX</strong>-<strong>Mikrocontroller</strong>n<br />
werden verschiedenste Ansätze verfolgt, um eine kostenoptimierte<br />
Lösung zu offerieren. Mittels des <strong>RX</strong>200 ist es beispielsweise möglich,<br />
ein Standard-QVGA-TFT-Panel mit RGB-Interface mit bis zu<br />
acht Farben (3 Bit/Pixel) unter Zuhilfenahme von drei synchronen<br />
SCI-Kanälen mit DMA und I/O-Port-Steuerung für die HSyncund/oder<br />
VSync-Signalgenerierung anzusteuern. Etwa 30 KByte<br />
internen RAM benötigt die Lösung für den Videopuffer. Die Vorteile<br />
liegen unter anderem im schnellen Einschaltverhalten, so dass<br />
Daten im Moment des Systemstarts auf dem Bildschirm sichtbar<br />
sind. Hierzu wird weniger als 40 Prozent der CPU-Leistung benötigt.<br />
Die Systemkosten sind niedrig, da keine externen Komponenten<br />
erforderlich sind. Renesas stellt entsprechende Anwendungssoftware<br />
zusammen mit Demos und Anwendungshinweisen bereit.<br />
Auch der <strong>RX</strong>600 ist in der Lage, ein TFT-Panel direkt anzusteuern.<br />
Aufgrund der höheren Leistung und zusätzlicher Peripherie<br />
bietet er einen größeren Funktionsumfang. Hierzu zählen ein zusätzlicher<br />
externer DMA-Controller (exDMAC), um die RGB-Daten<br />
zu übertragen. Die Videodaten werden hier im externen SRAM<br />
oder SDRAM abgelegt. Lösungen für QVGA- (320 x 240) und<br />
WQVGA-Auflösung (480 x 272) mit bis zu 16 Bit Farben pro Pixel<br />
und einer Bildwiederholungsfrequenz von 60 Hz verspricht dieser<br />
Ansatz. Um ein statisches Bild anzuzeigen, liegt die CPU-Auslastung<br />
für den <strong>RX</strong>600 bei nur etwa fünf Prozent, dadurch stehen genügend<br />
Ressourcen für andere Anwendungsfunktionen, wie Konnektivität<br />
und Touch-Screen-Decodierung, zur Verfügung. Aufgrund<br />
des geringen CPU-Overhead können auch kleinere bis mittlere<br />
Animationen, wie Knöpfe, Schieberegler, Anzeigen und so<br />
weiter auf dem TFT umgesetzt werden.<br />
Alle diese TFT-Ansteuerungskonzepte sind dokumentiert und<br />
mit entsprechender kostenloser Beispielsoftware verfügbar. Zudem<br />
werden entsprechende kommerzielle Lösungen von Softwarepartnern<br />
bereitgestellt.<br />
Smart-Meter-Applikationen mit dem <strong>RX</strong><br />
Intelligente Stromzähler-Lösungen von heute erfordern genauere<br />
Messungen, einen geringeren Stromverbrauch und mehr Features,<br />
einschließlich der Möglichkeit zur Datenerfassung und drahtgebundenen<br />
oder drahtlosen Kommunikation über verschiedene<br />
Medien. An den zentralen <strong>Mikrocontroller</strong> stellt dieser erweiterte<br />
Anforderungskatalog hohe Ansprüche. Die hier vorgestellten Bausteine<br />
können fortschrittliche Lösungsansätze für diesen Applikationsbereich<br />
aufzeigen. Insbesondere der neue <strong>RX</strong>21A zeichnet<br />
sich durch die Einführung einer neuen Technologie als echte Single-Chip-Lösung<br />
speziell für den Stromzählermarkt aus. Der Vorteil<br />
dieser Produktgruppe liegt in der Integration von bis zu sieben<br />
unabhängigen 24-Bit-Delta-Sigma-ADC-Einheiten mit den jeweiligen<br />
programmierbaren Verstärkern. Diese Einheiten bieten Differenzial-<br />
und Single-Ended-Eingänge. Zusätzlich sind noch ein<br />
sieben-kanaliger 10-Bit-ADC und zwei 10-Bit-DACs integriert.<br />
Der <strong>RX</strong>21A verfügt zusätzlich über viele weitere Peripherie-Funktionen,<br />
wie zum Beispiel serielle Schnittstellen (SCI), leistungsstarke<br />
16-Bit-Timer und ein RTC-Kalender-System mit integrierter<br />
Manipulationsüberwachung. Das Beispiel einer typischen Poly-<br />
Phasenmessgerät-Lösung, basierend auf dem <strong>RX</strong>21A, zeigt Bild 4.<br />
Ein <strong>RX</strong>21A-basiertes Messsystem kann durch eine Kombination<br />
von peripheren Funktionen, wie die 16-Bit-MTU-Timer-Einheit,<br />
dem Event-Link-Controller (ELC) und der Nutzung des Data<br />
Transfer Controllers (DTC) automatisiert werden. Hierdurch ist<br />
die Steuerung, das Auslesen und die Speicherung der durch den<br />
24-Bit-Delta-Sigma-ADC gewandelten Daten als auch die Auswertung<br />
weitestgehend ohne Zuhilfenahme des <strong>RX</strong>-Kerns möglich.<br />
Der <strong>RX</strong>21A bietet ebenfalls eine Reihe von Produkten an, die für<br />
den einphasigen Stromzählermarkt ausgelegt sind. (ah) n<br />
Der Autor: Bernd Westhoff ist verantwortlich für das <strong>RX</strong>-Produkt-Marketing,<br />
Geschäftsbereich ICBG (Industrial & Communication<br />
Business Group) bei Renesas Electronics Europe.<br />
22 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
ANALOG-<br />
INTEGRATION –<br />
NICHT JEDER<br />
WILL SIE ...<br />
Maxim Integrated Tech Lounge<br />
Halle 4A, Stand 122<br />
© 2013 Maxim Integrated Products, Inc. All rights reserved. Maxim Integrated and the Maxim<br />
Integrated logo are trademarks of Maxim Integrated Products, Inc., in the United States and other<br />
jurisdictions throughout the world.
Embedded-Systeme<br />
Bild: pholidito - Fotolia.com<br />
RS-485-konformer Transceiver<br />
Betrieb mit geringer Gleichtaktspannung<br />
Die Tatsache, dass die RS-485-Schnittstelle noch viele Jahre das Arbeitstier unter den <strong>industrie</strong>llen Schnittstellen<br />
bleiben wird, wird unter anderem durch die steigende Anzahl von Fragen belegt, welche das Grundwissen des<br />
EIA/TIA-485-Standards, allgemein als RS-485 bekannt, betreffen.<br />
Autor: Thomas Kugelstadt<br />
Welchen Treiberstrom muss ein RS-485-Transceiver liefern<br />
können Ist es möglich, mehr als 32 Unit Loads<br />
anzusteuern Dies sind zwei der am häufigsten gestellten<br />
Fragen in diesem Zusammenhang. Der folgende<br />
Artikel geht detaillierter auf diese Themen ein.<br />
Um die erste Frage zu beantworten, betrachtet man am besten die<br />
in Bild 1 dargestellte typische RS-485-Datenverbindung. Wie man<br />
erkennt, muss ein Treiber nicht nur einen differenziellen Strom<br />
durch die Abschlusswiderstände schicken, sondern auch eine Reihe<br />
von Empfänger-Eingangsimpedanzen und Failsafe-Netzwerke,<br />
die an den Bus angeschlossen sind, mit Strom versorgen. Da diese<br />
Impedanzen Strompfade zwischen den Signalleitungen und der<br />
Masse bilden, wirken sie sich gleichermaßen auf den Stromfluss in<br />
den Signalleitungen A und B aus. Aus diesem Grund werden sie als<br />
Gleichtakt-Impedanzen (RCM) bezeichnet.<br />
Zur Definition der maximalen Gleichtakt-Belastung wurde für<br />
den RS-485-Standard das theoretische Konzept der Einheitslast<br />
(englisch: Unit Load) eingeführt. Diese Lastgröße definiert einen<br />
Gleichtakt-Lastwiderstand von 12 kΩ. Ein Transceiver mit einer<br />
Unit Load (1 UL) entspricht somit einem äquivalenten Eingangswiderstand<br />
RINEQ von 12 kΩ an jedem Busanschluss (bezogen<br />
auf Masse).<br />
Gemäß dem RS-485-Standard muss ein Transceiver in der Lage<br />
sein, eine Gleichtakt-Last von insgesamt bis zu 32 Unit Loads zu<br />
treiben und dabei eine differenzielle Ausgangsspannung V OD<br />
von<br />
1,5 V an einem differenziellen Widerstand R D<br />
von 60 Ω zu erzeu-<br />
Auf einen Blick<br />
Treiberfähigkeit RS-485-konformer Transceiver<br />
Wie der hier vorliegende Fachartikel ausführt, muss ein RS-485-konformer<br />
Transceiver eine Treiberfähigkeit von mindestens ± 60 mA<br />
aufweisen. Zusätzlich wird in diesem Bericht noch aufgezeigt, dass<br />
die spezifi zierte Gleichtaktbelastung von 32 ULs dann höher angesetzt<br />
werden kann, wenn der Betrieb mit geringeren Gleichtaktspannungen<br />
erfolgt.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
605ei0213<br />
24 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
gen. Darüber hinaus verlangt der Standard, dass diese Treiberfähigkeit<br />
über einen Gleichtaktspannungsbereich V CM<br />
von ‐7 bis<br />
+12 V hinweg gewährleistet sein muss. Dies ist notwendig, um<br />
große Unterschiede zwischen den Massepotenzialen von Treiber<br />
und Empfänger zu berücksichtigen, zu denen es häufig bei großen<br />
Übertragungsdistanzen kommt.<br />
Während der besagte differenzielle Widerstand von 60 Ω der Parallelschaltung<br />
zweier 120-Ω-Abschlusswiderstände entspricht,<br />
ergeben die 32 Unit Loads einen Gleichtakt-Lastwiderstand von<br />
insgesamt R CM<br />
= 12 kΩ / 32 = 375 Ω. Ebenfalls in der RS-485-<br />
Norm spezifiziert ist die in Bild 2 gezeigte Schaltung zum Testen<br />
der Treibereigenschaften eines Transceivers unter dem Einfluss einer<br />
Gleichtaktbelastung.<br />
Unter der Annahme, dass der nicht invertierende Treiberausgang<br />
A die positivere Busspannung erzeugt, lässt sich sein Strom<br />
nach folgender Gleichung berechnen.<br />
Bild 3: Die<br />
Busstrom-Anforderungen<br />
für einen<br />
5-V-Transceiver.<br />
Bild 4: Zahl der Unit Loads als<br />
Funktion der Massepotenzial-<br />
Differenz.<br />
Bilder: Texas Instruments<br />
Der Strom am invertierenden Ausgang B errechnet sich stattdessen<br />
nach dieser Gleichung:<br />
Da die Ausgänge A und B während der Übertragung von Daten<br />
fortlaufend ihre Polarität wechseln, ist es besser, die Ausgangsströme<br />
in allgemeiner Form zu beschreiben. Somit muss der positivere<br />
(High‐) Ausgang einen Strom liefern, der sich aus dieser Gleichung<br />
berechnet:<br />
während der weniger positive (Low‐) Ausgang den Strom aufnehmen<br />
muss, der sich aus der nachfolgenden Gleichung ergibt:<br />
Bild 1: Prinzipdarstellung einer typischen RS-485-Datenverbindung.<br />
Bild 2: Eine Testschaltung zum Prüfen des Treiber-Verhaltens bei<br />
Gleichtaktbelastung.<br />
Bild 3 zeigt den minimalen Strom, den ein 5-V-Transceiver bei<br />
der maximalen Gleichtaktbelastung von R CM<br />
= 375 Ω (dies entspricht<br />
32 ULs) über den spezifizierten Gleichtaktspannungs-Bereich<br />
hinweg liefern muss. Beim Erstellen dieses Diagramms wurden<br />
folgende Parameter zugrundegelegt: V OS<br />
= 2,5 V, V OD<br />
= 1,5 V,<br />
R D<br />
= 60 Ω und R CM<br />
= 375 Ω.<br />
Wie der Grafik zu entnehmen ist, muss ein standardkonformer<br />
5-V-Transceiver als Stromquelle und Stromsenke für Ströme bis zu<br />
53 mA geeignet sein. In der Praxis liefern die meisten, auf dem<br />
Markt erhältlichen RS-485 Transceiver Ausgangsströme von ± 60<br />
mA und mehr.<br />
An dieser Stelle sollten einige Klarstellungen gemacht werden,<br />
was die maximale Gleichtaktbelastung von 32 Unit Loads betrifft.<br />
Damit dürften einige verbreitete Missverständnisse ausgeräumt<br />
werden.<br />
■■<br />
Die im RS-485-Standard spezifizierte maximale Gleichtaktbelastung<br />
von 32 Unit Loads berücksichtigt nicht allein die Empfängereingänge,<br />
sondern auch andere Gleichtaktbelastungen,<br />
die zwischen dem differenziellen Signalpaar und der Signalmasse<br />
existieren können. Zum Beispiel entspricht ein externes<br />
Failsafe-Widerstandsnetzwerk allein bereits insgesamt 22 ULs,<br />
so dass für die Empfängereingänge nur noch 10 ULs übrig bleiben.<br />
Diese 10 ULs können für zehn Transceiver à 1 UL oder<br />
bestenfalls für 80 Transceiver mit je 1/8 UL genutzt werden.<br />
■■<br />
Die Maximalbelastung von 32 ULs ist für den kompletten V CM<br />
-<br />
Bereich von ‐7 bis +12 V spezifiziert. Wie aus Bild 3 hervorgeht,<br />
reduzieren sich durch Verkleinern des Gleichtaktspannungs-<br />
Bereichs die Ausgangsströme, so dass die Stromreserven der<br />
Treiber größer werden. Diese Reserven wiederum lassen sich<br />
zum Ansteuern von mehr Unit Loads nutzen. Anwenden lässt<br />
sich dieses Prinzip bei Datenverbindungen, bei denen die<br />
Massepotenziale von Treiber und Empfänger nur geringe Unterschiede<br />
aufweisen. Damit ist auch gleich die eingangs gestellte<br />
zweite Frage beantwortet.<br />
Bild 4 gibt die Zahl der Unit Loads als Funktion der Massepotenzial-Differenz<br />
wieder. Hervorzuheben ist hierbei, dass es sich<br />
bei der Massepotenzial-Differenz keineswegs um eine Gleichspannung<br />
handelt, sondern um eine Wechselspannung, deren Frequenz<br />
hauptsächlich der dritten Harmonischen der Netzfrequenz des<br />
Systems entspricht. (ah)<br />
n<br />
Der Autor: Thomas Kugelstadt ist Senior Applications Engineer<br />
bei Texas Instruments.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 25
Embedded-Systeme<br />
USB-Audio einfach gemacht<br />
Audio-Devices-Class-Mechanismus für den Audiodatentransport über USB<br />
Die weite Verbreitung des USB-Standards in der Consumer<strong>elektronik</strong> macht nun auch eine USB-Anbindung zum<br />
Einsatz und zur Steuerung digitaler Audioanwendungen möglich. USB bietet ausreichend Bandbreite für hochwertiges<br />
Audio; die einfache Anwendung wird von den Verbrauchern akzeptiert und hat USB zu einer populären<br />
Audioschnittstelle gemacht.<br />
Autor: Pedro Pachuca<br />
USB ist eine vielseitige Schnittstelle, die viele Möglichkeiten<br />
für den Einsatz und die Steuerung von Digital-Audio bietet.<br />
Beim Transport von Audiodaten über USB muss die<br />
Industrie jedoch standardisierten Mechanismen folgen,<br />
um Interoperabilität zu gewährleisten – dem wichtigsten USB-<br />
Merkmal. Um dieser Anforderung zu genügen hat die USB-Organisation<br />
die Audio Devices Class entwickelt, die einen robusten<br />
standardisierten Mechanismus für den Audiodatentransport über<br />
USB definiert. Die USB-Audio-Class-Spezifikation steht über das<br />
USB Implementers Forum (www.usb.org) zur Verfügung.<br />
Ein wesentlicher Aspekt beim Audio-Streaming über USB ist die<br />
Synchronisierung der Datenströme vom Host (Quelle) zum Gerät<br />
(Senke). Dies wird über ein robustes Synchronisierungsschema<br />
mit isochronen Transfers erledigt, das in die USB-Spezifikation integriert<br />
ist. Die Audio-Device-Class-Definition hält sich an dieses<br />
Synchronisierungsschema und überträgt Audiodaten zuverlässig<br />
Auf einen Blick<br />
USB-Bridge-ICs helfen weiter<br />
Die Übertragung von Audiodaten über einen USB-Port ist keine einfache<br />
Aufgabe. USB selbst ist ein komplexes Protokoll, das einiges an<br />
Know-how verlangt. Hinzu kommen andere audiobezogene Herausforderungen<br />
wie die Synchronisierung der Datenströme sowie die<br />
Konfi guration und Programmierung der Codecs und D/A-Wandler.<br />
Selbst für erfahrene Embedded- und Audio-Entwickler kann dies eine<br />
Herausforderung darstellen. USB-Bridge-ICs helfen dabei, die USB-<br />
Softwareentwicklung weniger komplex zu gestalten und bieten eine<br />
neue Standard-Audiokonfi gurationsschnittstelle sowie Methoden zum<br />
Synchronisieren der Audio-Datenströme in einer preisgünstigen<br />
hochintegrierten Einchip-Lösung.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
504ei0213<br />
26 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
über den Bus. Die Umsetzung dieses Synchronisierungsmechanismus<br />
ist jedoch<br />
nicht einfach. Herkömmliche Implementierungen<br />
erfordern High-end-Embedded-<br />
Systeme mit komplexen Datenwandlern<br />
oder teuren PLLs, um die vom System geforderte<br />
Taktgenauigkeit einzuhalten.<br />
In einem System mit einer Abtastrate<br />
von 48 kHz sendet der Host jede Millisekunde<br />
einen Datenblock mit 48 analogen<br />
Ausgangswerten. Die Senke muss die Audiodaten<br />
puffern, um jeweils eine Abtastung<br />
an den DAC senden zu können. Jede<br />
Taktabweichung zwischen Host und Device<br />
(selbst kleinste Abweichungen) führen<br />
zu einem Überlauf- oder Unterschreitungszustand.<br />
Die USB-Spezifikation definiert<br />
verschiedene Methoden, wie Host/<br />
Device-Taktabweichungen zu begegnen<br />
ist. USB definiert Modi, die den Betrieb<br />
von Quellen und Senken regeln. Bei Audio-out<br />
ist der Host die Quelle und das Device<br />
die Senke. Bei Audio-in ist das Device<br />
die Quelle und der Host die Senke.<br />
Asynchroner Modus<br />
Bei asynchronem Betrieb liefert die Senke<br />
genaues Feedback an die Quelle. Auf der<br />
Grundlage dieser Rückmeldungen passt<br />
die Quelle die Anzahl der Abtastungen an,<br />
die sie an die Senke sendet. Bild 1 beschreibt<br />
den asynchronen Modus mit ei-<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Bild 1: Asynchroner Modus.<br />
Bild 3: Synchroner Modus.<br />
Bilder: Silicon Laboratories<br />
Bild 2: Gepuffertes System zur Unterstützung des asynchronen Modus.<br />
Bild 4: Geschlossener Regelkreis für den Synchronmodus mit<br />
integriertem Oszillator.<br />
nem analogen Ausgang. Die Rückkopplung passt eine Quellen/<br />
Senken-Taktabweichung an, ohne dass die Senke mit PLL-Hardware<br />
für die Synchronisation zum Host-Takt ausgestattet werden<br />
muss. Bild 2 zeigt ein gepuffertes System für eine Abtastrate von 48<br />
kHz. Der Host beginnt mit dem Streaming von 48 Abtastungen bei<br />
jeder USB-Start-of-Frame-(SOF-) Operation, die jede Millisekunde<br />
stattfindet. Nähert sich der Device-Puffer aufgrund einer<br />
Taktabweichung jedoch dem vollen oder leeren Zustand, kann das<br />
Device den Host auffordern, mehr (49) oder weniger (47) Abtastungen<br />
zuzusenden, damit ein Puffer-Überlauf oder eine -Unterschreitung<br />
nicht auftreten. Diese Methode findet sich in Silicon<br />
Labs' USB-to-I2S Digital Audio Bridge CP2114. Die Audio Device<br />
Class wird durch den CP2114 unterstützt, ohne dafür zusätzlich<br />
Software entwickeln zu müssen.<br />
Synchroner Modus<br />
Beim synchronen Betrieb verwenden die Quelle und die Senke<br />
eine implizite Rückkopplung, und die Takte sind fest an die USB<br />
SOF gebunden. Die Senke muss sich mit dem USB SOF synchronisieren<br />
(Bild 3).<br />
Eine einfache und doch robuste Umsetzung des Synchronmodus<br />
lässt sich mit einem geschlossenen Regelkreis bewältigen, der jegliche<br />
Abweichung vom USB-SOF und dem internen Oszillator der<br />
Senke korrigiert (Bild 4). Der USB-SOF-Befehl, der jede Millisekunde<br />
vom Host gesendet wird, dient zur Kalibrierung des internen<br />
Oszillators. Damit dies richtig funktioniert, muss der Oszillator<br />
der Senke über ein Kalibrierungsregister justierbar sein, das die<br />
Oszillatorfrequenz in kleinen Schritten nach oben oder unten ändert.<br />
Der CP2114 ermöglicht dies durch die dynamische Trimmfunktion<br />
seines integrierten Oszillators. Er ermöglicht auch die<br />
Wahl zwischen synchronem und asynchronem Betrieb – je nach<br />
verfügbarer Hostfunktion. Alle gängigen Plattformen (Windows,<br />
Linux, MacOS und iOS für das Apple iPad) unterstützen heute den<br />
asynchronen Modus.<br />
Standard-Codec/DAC-Konfigurationsschnittstelle<br />
Codec- und DAC-Anbieter bieten die Möglichkeit, die Funktionen<br />
ihrer Bausteine zu konfigurieren. Diese Vielseitigkeit macht<br />
jedoch die Softwareentwicklung komplexer, wenn mehrere<br />
Codec/DAC-Plattformen verschiedener Produktlinien unterstützt<br />
werden sollen.<br />
Diese Herausforderung wird durch eine Standard-Codec/DAC-<br />
Konfigurationsschnittstelle gelöst, welche die gängigsten Funktionen<br />
zur Konfiguration eines Codecs oder DACs zusammenfasst.<br />
Die Schnittstelle ermöglicht einen reibungslosen Übergang zwischen<br />
Codecs und DACs und garantiert eine schnelle Evaluierung<br />
verschiedener Codec/DAC-Optionen. Eine solche Schnittstelle<br />
befindet sich auch im Audio-Bridge-IC CP2114, der zahlreiche<br />
Codecs/DACs über eine Standard-Konfigurationsschnittstelle unterstützt.<br />
Sie unterstützt die häufigsten Funktionen in Codecs und<br />
DACs, wie DAC-Registergrößen, Audioformate, Lautstärkeregelung<br />
und Audio-Taktverhältnis. Hinzu kommen offene Felder für<br />
kundenspezifische Programmierung, und eine Abstraktionsebene<br />
umfasst die gängigsten Konfigurationen in einem einfach verständlichen<br />
Format. Ist ein Entwickler erst einmal mit der Schnittstelle<br />
vertraut, wird der Wechsel zwischen Codec- und DAC-Bausteinen<br />
zu einer einfachen Aufgabe.<br />
Der CP2114 bietet über USB Zugriff auf die Schnittstelle, um<br />
alle erforderlichen Werte zur Konfiguration von Codecs oder<br />
DACs festzulegen. Die Konfiguration wird einmal durchgeführt<br />
und verbleibt im EPROM. Dynamische Änderungen sind über den<br />
Host erlaubt und ermöglichen das Anpassen der Codec/DAC-<br />
Konfiguration.<br />
Zusammenfassung<br />
Die Beliebtheit von USB erstreckt sich nun auch auf die Anwendung<br />
und Regelung von Audio-Anwendungen. Streaming Audio<br />
über USB ist jedoch eine komplexe und zeitaufwändige Aufgabe.<br />
Design-Anforderungen wie die Synchronisierung der Audiodaten<br />
und die Konfiguration von Codecs/DACs können selbst Embedded-Experten<br />
und Audio-Entwickler herausfordern. Digitale Audio-Bridge-ICs<br />
wie der CP2114 verringern diese Komplexität, indem<br />
sie eine Plug-and-Play-Lösung bieten, die keinerlei Softwareentwicklung<br />
erfordert. Die nächste Generation digitaler Audio-Bridge-Lösungen<br />
unterstützt eine Vielzahl von Codecs und<br />
DACs über eine Standard-Konfigurationsschnittstelle, genauso wie<br />
asynchronen und synchronen Betrieb mit einer minimalen Anzahl<br />
externer Komponenten, und erübrigt externe Bauteile wie Quarzoszillatoren<br />
und EEPROMs. (jj)<br />
n<br />
Der Autor: Pedro Pachuca ist Marketing Manager, MCU Interface Products bei<br />
Silicon Laboratories in Austin/Texas.<br />
28 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
COMPETENCE IN COMMUNICATION<br />
Einer für alle*<br />
Ein Partner ›› Ein Chip ›› Alle Systeme<br />
Ein Partner – ein Chip – alle Systeme. Vom Standardprodukt über OEM-Module bis<br />
hin zum Chip – wir bieten für jede Anforderung die passende Lösung. Setzen Sie bei<br />
Ihrer Lösung für die <strong>industrie</strong>lle Kommunikation auf den technologischen Marktführer.<br />
netX, eine Lösung für alle Feldbusse und Realtime-Ethernet: Made in Germany.<br />
www.net-x.net
COMPETENCE IN COMMUNICATION<br />
Eine Lösung für alle<br />
Anforderungen*<br />
Die Netzwerk-Controller der netX-Familie ist die<br />
intelligente Lösung, die bewährten Feldbusse<br />
und Real-Time-Ethernet-Systeme mit einem<br />
einzigen Chip zu realisieren.<br />
netX-Familie – networX on chip:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Flexibler Highend Netzwerk-Controller als<br />
Single-Chip Lösung<br />
Kommunikationskanäle als Real-Time-Ethernet<br />
oder Feldbus-Interface einzeln konfigurierbar<br />
10 Jahre Liefergarantie<br />
Neue Systemarchitektur optimiert auf schnelle<br />
Kommunikation und hohen Datendurchsatz<br />
Für jede Anforderung der passende Chip<br />
Ein Partner ›› Alle Systeme<br />
Workshop on tour<br />
Gateway-Workshop-Termine unter:<br />
www.hilscher-on-tour.com<br />
netX-Infoline: +49 6190 9907-555<br />
net-x@hilscher.com<br />
www.hilscher.com<br />
Besuchen Sie uns auf dem Automatisierungstreff 2013 in der Kongresshalle Böblingen<br />
sowie auf der embedded world: Halle 1, Stand 1-338
Embedded-Systeme<br />
Hybride Power-Control<br />
Analoger Spannungswandler mit <strong>Mikrocontroller</strong><br />
Bilder: Microchip<br />
Beim MCP19111 hat Microchip den analogen Spannungswandler<br />
mit einer kleinen MCU aufgewertet.<br />
Spannungswandler arbeiten gewöhnlich auf analoger<br />
Basis oder digital, mit einem äußerst leistungsfähigen<br />
Rechenkern. Microchip geht nun<br />
den Mittelweg: Sie kombinieren einen analogen<br />
Wandler mit einer kleinen Flash-MCU (mit PIC-<br />
Kern) auf einem Chip. Die MCU ist aber nicht Teil<br />
der Feedback-Schleife. Die MCP19111-Familie<br />
arbeitet in einem Spannungsbereich von 4,5 bis 32<br />
V und ist laut Microchip erheblich vielseitiger als<br />
konventionelle analoge Ausführungen. Der analoge<br />
PWM-Controller sorgt für hohe Geschwindigkeit,<br />
Leistung und Auflösung, der <strong>Mikrocontroller</strong><br />
ergänzt hohe Flexibilität. Beide Bestandteile sind<br />
auf einem gemeinsamen Chip in identischer Technologie<br />
aufgebaut. Für den 8-Bit-PIC-<strong>Mikrocontroller</strong><br />
stehen 8 KByte Flash und 256 Byte RAM zur<br />
Verfügung. Der Anwender kann hierfür sogar eigenen<br />
Code schreiben: Er muss nur die Konfiguration<br />
des Analog-Teils in die Register schreiben<br />
und kann dann beliebige eigene Algorithmen aufsetzen.<br />
Dabei steht ihm sogar ein integrierter AD-<br />
Wandler zur Verfügung sowie bis zu 15 GPIO-<br />
Ports, PMBus- und I 2 C-Interfaces.<br />
Der MCP19111 besitzt einen internen LDO<br />
sowie MOSFET-Treiber für Anwendungen mit<br />
synchronen Abwärtswandlern. Passend dazu<br />
stellt Microchip eigene Hochgeschwindigkeits-<br />
MOSFETs vor, die auch auf dem MCP19111-Evaluationsboard<br />
(knapp 50 US-Dollar) verbaut<br />
sind. Das Eva-Board kommt mit einer Standard-<br />
Firmware, die der Anwender mit der Entwicklungsumgebung<br />
MPLAB-X konfiguriert. Die<br />
neuen 25-V-Hochgeschwindigkeits-MOSFETs<br />
MCP87018, MCP87030, MCP87090 und<br />
MCP87130 mit 1,8 mΩ, 3 mΩ, 9 mΩ und 13 mΩ<br />
eignen sich für getaktete MOSFET-Netzteile und<br />
DC/DC-Leistungswandler mit hohem Wirkungsgrad.<br />
(lei)<br />
n<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de512ejl0113<br />
Einphasen-Energiemess-Prozessoren<br />
Energiemess- und Diagnosefunktionen ergänzen<br />
Maxim bemustert jetzt die Prozessoren<br />
78M6610+PSU und 78M6610+LMU für Einphasen-Energiemesser.<br />
Beide Produkte fassen jeweils<br />
in einem einzigen Chip ein komplettes Energiemess-Subsystem<br />
zusammen. Mit ihnen lassen<br />
sich bestehende Designs durch EVU-geeignete<br />
Erfassungs- und Diagnosefunktionen ergänzen,<br />
ohne dass hierfür die sonst anfallenden Kosten<br />
für einen Stromzähler-System-on-Chip in Kauf<br />
genommen werden müssen. Beide Bausteine sind<br />
mit spezieller, auf die Anforderungen der End-<br />
Anwendung zugeschnittener Firmware ausgestattet.<br />
Der 78M6610+PSU (Power Supply Units)<br />
ist eigens für die Echtzeit-Überwachung von Datencentern<br />
und Servern sowie Telekommunikations-<br />
und Daten-Equipment ausgelegt. Das Einsatzgebiet<br />
des universeller konzipierten<br />
78M6610+LMU (Load Monitoring Units) umfasst<br />
dagegen beispielsweise Hausgeräte, intelligente<br />
Stecker, Elektrofahrzeug-Ladegeräte und<br />
PV-Wechselrichter. Ein wichtiges Leistungsmerkmal:<br />
EVU-geeignete Erfassung über den ge-<br />
Bild: Maxim<br />
Mit dem 78M6610 können bereits bestehende Designs<br />
auf komfortable Weise durch einen Energiemesser<br />
ergänzt werden.<br />
samten Bereich von Lastströmen und Power-<br />
Down-Betriebsarten. Der integrierte RC-Oszillator<br />
und die mit niedriger Baudrate arbeitende<br />
serielle Schnittstelle ermöglichen den Verzicht<br />
auf Quarze. (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de531ei0213<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Blockdiagramm der Applied Micro Packet<br />
Pro Controller APM 86691/2 .<br />
Bild: Acal bfi/Applied Micro<br />
Bild: Marco2811 - Fotolia.com<br />
Verschlossen und verplombt<br />
Smart Meter durch dedizierte Funktionsblöcke im Controller sichern<br />
Im Zeitalter von Begrifflichkeiten wie Smart Grid und Smart Metering muten die Plomben und Drähtchen, die bei<br />
den in die Tage gekommenen Wirbelstromzählern Manipulationen am Zähler unmöglich machen sollten, wie<br />
Relikte aus früheren Zeiten an. Was für den elektromechanischen Oldtimer gegolten hat, hat natürlich für den<br />
elektronischen Nachfolger nichts an Bedeutung verloren.<br />
Autor: Klaus Vogel<br />
Mit der gesetzlichen Verpflichtung seit 2010 bei Neubauten<br />
oder bei größeren Sanierungsmaßnahmen digitale<br />
Stromzähler einzubauen, war hier am Anfang auch<br />
Handlungsbedarf angezeigt. Wissenschaftler der FH<br />
Münster hatten an einem einfachen Beispiel, einem Zähler der<br />
wohl ersten Generation, demonstriert, welch leichtes Spiel Hacker<br />
hier haben, indem sie einfach das Smart Meter vom Internet trennten,<br />
durch einen PC ersetzten und anstatt der realen Verbrauchsdaten<br />
geänderte Daten an den Energieversorger schickten. Da die<br />
Daten nicht verschlüsselt und signiert waren, war dies ein leichtes<br />
Unterfangen. Der Hersteller des Testprobanden hat daraufhin eine<br />
Verschlüsselung in der nächsten Gerätegeneration nachgerüstet.<br />
Wenn man nun aber bedenkt, dass die ganze Smart Meteringund<br />
somit Smart Grid-Thematik darauf abzielt, einmal intelligent<br />
Energie bedarfsorientiert dorthin zu verteilen, wo sie benötigt wird,<br />
können geradezu apokalyptische Szenarien dargestellt werden, wo<br />
Hacker, sei es privater oder institutioneller Natur – Stuxnet lässt grüßen<br />
– ganze Versorgungsstrukturen manipulieren und zum Zusammenbrechen<br />
bringen könnten. Sicherlich sind hier entsprechende<br />
Implementierungen auf der Energieversorger- beziehungsweise<br />
Verteilerseite notwendig um dort ein "Eindringen" zu verhindern.<br />
Die Angreifbarkeit liegt aber auch auf der Verbraucherseite. Wenn<br />
es einem Eindringling gelingt Prozesse zu manipulieren oder die<br />
Kontrolle zu übernehmen, sind die unterschiedlichsten Szenarien<br />
denkbar. Dass dies im Bereich des Möglichen liegt, haben Sicherheitsexperten<br />
der US-Firma IO Active aufgezeigt. Ihnen ist es gelungen<br />
einen Tojaner mit Root-Rechten auf einem Smart Meter zu installieren.<br />
Des Weiteren entwickelte diese Firma auch einen Wurm,<br />
der sich selbstständig auf andere intelligente Zähler verbreitet. Wenn<br />
sich dann ein bösartiger Wurm auf die Zähler einer bestimmten Region<br />
ausbreitet und zum Ziel hat, aktuelle Verbrauchsdaten zu manipulieren,<br />
dann könnte das ganze smarte Verbrauchskonzept zum<br />
Erliegen kommen, da dann die Energieweiterleitung nicht bedarfsorientiert<br />
erfolgen würde und Netze lokal zusammenbrechen könnten.<br />
Schwachstelle ist hier die derzeit fehlende interne Verschlüsselung.<br />
So soll zwar die Übertragung übers Internet codiert werden,<br />
allerdings ist der Schutz interner Prozesse derzeit laut einem Entwurf<br />
des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik<br />
(BSI) nicht vorgesehen. Dieser Mangel wird von Experten kritisiert,<br />
welche hoffen, dass das BSI hier nachbessert.<br />
Smart Meter angriffssicher machen<br />
Auf der Smart-Meter-Seite, die auch schon unter den Begriff Internet<br />
der Dinge fällt, gilt es darum, das System mit den bekannten<br />
32 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Verschlüsselungsmöglichkeiten gegen Manipulationen<br />
abzusichern. Wie in der Folge<br />
gezeigt wird, bieten heute Embedded-Controller<br />
die nötigen Tools in Form von implementierten<br />
Hardwarefunktionsblöcken.<br />
Der angedachte intelligente und geschützte<br />
Zähler kann vom Netzwerkstandpunkt<br />
aus als Smart Gateway betrachtet werden,<br />
das über die Fähigkeit eine gesicherte Verbindung<br />
aufzubauen, verfügen muss. Das<br />
Blockdiagramm stellt ein kostengünstiges<br />
System dar, das auf einem Embedded-PowerPC-Controller<br />
APM8018x von Apllied<br />
Micro basiert. Auf Basis des bekannten<br />
32-Bit-RISC-Core PPC405 mit einem Standardperipheriemix<br />
aus USB + PHY, Gbit-<br />
Ethernet, PCIe (80182 2x), Flash-Controller<br />
bietet der Controller des Weiteren QoS nach<br />
802.1p und g, time-stamp-Funktion nach<br />
IEEE-1588, IPv4 und IPv6 sowie einen<br />
look-aside Verschlüsselungsblock, der direkt<br />
am lokalen Prozessorbus angeschlossen<br />
ist. Dessen Hauptfunktionen gliedern sich<br />
in einen Coprozessor für IPSec, SSL/TLS,<br />
sRTP, Verschlüsselung nach DES, 3DES,<br />
AES, ARC4 sowie HASH Summenbildung<br />
entsprechend SHA1, SHA2 oder MD5. Abgerundet<br />
wird das Ganze durch einen Displaycontroller<br />
mit einer Auflösung von 640<br />
x 480 Pixel mit LVDS-Schnittstelle.<br />
Auf Basis einer solchen Grundplattform,<br />
die über die Schnittstellen zusätzlich über<br />
entsprechende Connectivity-Module wie<br />
WLAN oder ZigBee in ein lokales Netz eingebunden<br />
werden kann, ist ein in erster Näherung<br />
geschützter Zähler realisierbar. Geht<br />
man aber einen Schritt weiter und stellt sich<br />
vor, jemand mit entsprechendem Wissen<br />
hat es geschafft, sich Zugang zum Inneren<br />
des Smart Meters und somit zum Embedded<br />
Linux zu verschaffen, sind Manipulationen<br />
denkbar, die so weit führen können,<br />
dass der Angreifer sich in den Datenverkehr<br />
einklinkt. Um das zu verhindern, müsste<br />
das Programm ebenfalls verschlüsselt sein<br />
und komplett gekapselt ablaufen. Solch ein<br />
Sicherheitserfordernis benötigt allerdings<br />
einen etwas größer geschnittenen Baustein,<br />
mit Strukturen, wie sie Bausteine der Packet-Pro-Familie<br />
bieten.<br />
APM 86692 Black Mamba<br />
Anstatt einfach zahlreiche CPUs vom Typ<br />
stand-alone auf einen Chip zu integrieren,<br />
hat Applied Micro einen modifizierten Weg<br />
eingeschlagen und es derzeit beim Dual<br />
Core belassen und dafür dedizierte Funktionsblöcke<br />
dem APM86682 Black Mamba<br />
ins Silizium gegossen, von denen jeder seinen<br />
Teil dazu beiträgt, die Aufgaben, die ein<br />
System am meisten fordert, zu übernehmen.<br />
Um einen Vergleich zur täglichen Arbeitswelt<br />
zu ziehen: Das Konzept Packet Pro entlastet<br />
die CPUs vom Tagesgeschäft, damit<br />
sich diese sinnvolleren Aufgaben, wie der<br />
eigentlichen Applikation, widmen können.<br />
Der Umstand, dass die Packet-Pro-Familie,<br />
die auf einem überarbeiteten 440er<br />
PowerPC-Core basiert, codekompatibel zu<br />
bestehenden PowerPC-Produkten ist, ermöglicht<br />
die Mitnahme all dessen an Software<br />
und Tools, was man bis dato geschaffen<br />
oder angeschafft hat.<br />
Mit den Dual- und Single-Core-Versionen<br />
handelt es sich hier um eine Familie<br />
von Bausteinen, die vom Konzept her für<br />
Ethernet-Paketverarbeitung ausgelegt ist.<br />
Für den Anwendungsfall Smart Meter trifft<br />
es zwar sicherlich zutrifft, aber vom Workload<br />
her dürfte der Baustein nicht ausgelastet<br />
sein. Für das Problem Systemsicherheit<br />
verfügt der Baustein aber über eine<br />
Funktion, die im Blockdiagramm durch<br />
ein Vorhängeschloss symbolisiert wird.<br />
Nachdem der Arbeitsanfall überschaubar<br />
sein dürfte, sollte die Single-Core-Version<br />
APM86681 reichen.<br />
In einem Trusted Management Module<br />
(TMM) werden Funktionen dargestellt, die<br />
genau die Sicherheitsbedürfnisse für das<br />
Smart Meter adressieren. Ein Secure Boot<br />
ermöglicht eine Entschlüsselung beim<br />
Booten beziehungsweise eine Authentifizierung<br />
der Echtheit der Software. Hierbei<br />
wurde vor allem dem Wunsch nach Kopierschutz<br />
von Systemsoftware und damit<br />
dem Schutz gegen Plagiate Rechnung getragen.<br />
Genauso ließe sich hiermit aber<br />
auch ein System, dass vermeintlich gekapert<br />
wurde, sicher neu starten.<br />
Wichtig für notwendige Updates, die der<br />
Energieversorger durchführen möchte, ist<br />
die Möglichkeit, damit neue Images zu authentifizieren.<br />
Runtime-Software-Integritätschecks<br />
überwachen das System auf Integritätsverletzungen,<br />
um dann entsprechende<br />
Maßnahmen zu ergreifen. Eine<br />
Hardware-Authentifizierung überwacht<br />
die Signaturen anderer Komponenten im<br />
System und vergleicht diese mit den erwarteten<br />
Werten, um Schlüsse über die Hardware-Integrität<br />
zu ziehen. Selbstredend<br />
stehen für die dargestellten Lösungsansätze<br />
die kompletten Ecosysteme zur Designunterstützung<br />
zur Verfügung. (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
500ei0213<br />
Der Autor: Klaus Vogel ist Systems<br />
Application & Product Manager<br />
Semiconductor Division bei der ACAL<br />
BFi Germany GmbH in Gröbenzell bei<br />
München.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Bild 1: Mittels SESUB<br />
realisiertes Energiemanagement-Modul.<br />
SESUB-Module für Smartphones<br />
Sehr klein und niedrig: Halbleiter-Chips direkt im Substrat eingebettet<br />
SESUB (Semiconductor Embedded in Substrate) ist eine innovative Substrattechnologie, die auf einem patentierten<br />
Verfahren von TDK basiert. Mit dieser Technologie lassen sich Halbleiter-Chips direkt in das Substrat einbetten,<br />
nachdem ihre Höhe bis auf 50 Mikrometer verringert wurde. So entstehen multifunktionale, sehr kompakte<br />
Module. <br />
Autor: Klaus Ruffing<br />
Smartphones sind heute einer der wesentlichen Technologietreiber<br />
für die Miniaturisierung. Da der Energieverbrauch<br />
dieser Geräte geradezu sprunghaft ansteigt, wird<br />
die Batterie immer größer. Nicht nur die Mikroprozessoren<br />
benötigen mehr Strom, auch die von den Anwendern geforderten,<br />
bildschirm-gestützten Funktionen fordern ihren Tribut. Die<br />
Konsequenz: Um Platz für den Akku zu schaffen, müssen alle übrigen<br />
Bauelemente kleiner werden.<br />
Künftig müssen Smartphones – zusätzlich zu den heute üblichen<br />
2G- und 3G-Netzen – auch die Frequenzbänder des neuen Mobilfunkstandards<br />
LTE (Long-Term Evolution) unterstützen. Dadurch<br />
entsteht ein zusätzlicher Bedarf an miniaturisierten Bauelementen<br />
wie etwa SAW-Filtern, Duplexern, Induktivitäten, Kondensatoren<br />
oder Leistungsverstärkern. Von den Herstellern der Smartphones<br />
wird zudem erwartet, dass sie neue Funktionen integrieren. Ziel ist<br />
dabei, die kompakten Abmessungen der Geräte – allen voran deren<br />
Höhe – zumindest beizubehalten. Vor diesem Hintergrund ist<br />
mittlerweile die Bauhöhe von miniaturisierten Komponenten zu<br />
einem entscheidenden Kriterium für den Markterfolg geworden.<br />
Mit seiner SESUB-Technologie leistet TDK gerade in diesem<br />
Punkt einen wertvollen Beitrag.<br />
SESUB – Modulbauweise für die Miniaturisierung<br />
SESUB ist eine innovative Substrattechnologie, basierend auf patentierten<br />
Verfahren von TDK. Damit lassen sich Halbleiter-Chips<br />
direkt in das Substrat einbetten, nachdem ihre Höhe bis auf 50 µm<br />
verringert wurde. TDK hat zahlreiche Verfahren entwickelt, um<br />
selbst komplexe Bauelemente prozesssicher integrieren zu können.<br />
Die Gesamthöhe des Substrats beträgt einschließlich der integrierten<br />
Halbleiter-Chips nur 300 µm (Bild 2).<br />
In den SESUB-Modulen können auch mehrere Halbleiterbauelemente<br />
Seite an Seite eingebettet werden. So entstehen multifunktionale<br />
und äußerst kompakte Module, wie sie Designer und<br />
Entwickler von fortschrittlichen und von Konsumenten begehrten<br />
Geräten gesucht werden. Zusätzlich erforderliche, diskrete passive<br />
als auch aktive Bauelemente können oben auf das Substrat bestückt<br />
werden. Um die Integrationsdichte noch weiter zu erhöhen, sollen<br />
in einem nächsten Schritt auch dünne passive Bauelemente in das<br />
Substrat integriert werden.<br />
Sehr gutes thermisches und elektrisches Verhalten<br />
Ein weiterer Vorteil der SESUB-Module ist ihr gutes thermisches<br />
Verhalten. Da der IC vollständig eingebettet und auf allen Seiten<br />
vom Substrat umgeben ist, wird die Abwärme des Halbleiters über<br />
die gesamte Oberfläche abgeführt. Die Substratlagen wiederum<br />
beinhalten mikro-strukturierte Leitungswege aus Kupfer, die die<br />
Abwärme homogen und effizient verteilen. Mit diesem äußerst guten<br />
thermischen Verhalten bieten sich SESUB-Module insbesondere<br />
für das Energiemanagement, als Sende- und Empfangseinheit,<br />
für Prozessoren oder als Leistungsverstärker an, also für alle<br />
wesentlichen Komponenten eines Smartphones. Im Vergleich zwischen<br />
einer diskret aufgebauten Lösung und einem SESUB-Modul,<br />
in welches die gleichen ICs eingebettet wurden, ergibt sich eine um<br />
rund 7 K geringere Oberflächentemperatur des Halbleiters.<br />
34 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Dank der abgesenkten Oberflächentemperatur kann man beim<br />
Design und in der Fertigung des Halbleiters bisweilen auf preiswerte<br />
Verfahren zurückgreifen. Auch auf das EMV-Verhalten<br />
wirkt sich das Einbetten der Chips positiv aus, da die metallischen<br />
Verbindungswege innerhalb des Substrats wie eine Abschirmung<br />
wirken. Der kompakte Aufbau des SESUB-Moduls sowie die kürzeren<br />
elektrischen Verbindungswege innerhalb des Substrats führen<br />
auch zu einer verbesserten Unterdrückung von Störeffekten<br />
und erhöhen damit die Betriebssicherheit des Gesamtsystems. Ein<br />
weiterer Vorteil ist, dass Entwickler und Designer ein stabiles, robustes<br />
und ausgereiftes Subsystem erhalten und damit deutlich weniger<br />
Aufwand in ihre eigene Entwicklungsarbeit stecken müssen.<br />
Bild 2: Schnitt durch ein SESUB-Substrat.<br />
Bild 3: TDK‘s SESUB-Module integrieren die Umverdrahtungslagen.<br />
Auf einen Blick<br />
Noch flachere diskrete Bauelemente<br />
Entwickler und Hersteller von Smartphones profi tieren nicht nur ausschließlich<br />
von der wegweisenden, patentierten SESUB-Modul-Technologie,<br />
die auf der Technologiekompetenz von TDK und von Epcos<br />
basiert. Zusätzlich dazu ermöglicht die fortschrittliche Dünnfi lm-Technologie<br />
von TDK die Herstellung von noch fl acheren diskreten Bauelementen<br />
für Smartphones.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
604ei0213<br />
Zusätzliche Umverdrahtungslagen werden überflüssig<br />
SESUB bietet eine elegante Lösung für eine der größten Herausforderungen<br />
zukünftiger, hochkomplexer Halbleiterschaltungen: Wie<br />
soll deren hohe Anzahl an Fine-Pitch-I/Os mit der Leiterplatte verbunden<br />
werden Beständig entwickelt die Halbleiter<strong>industrie</strong> neue<br />
Technologien, um die Prozessgeometrien weiter zu verfeinern. Lag<br />
die Strukturbreite von Hochfrequenzschaltungen gerade noch bei<br />
65 nm, so werden künftig eher 40 nm üblich sein. Prozessoren verwenden<br />
bereits Strukturen mit 28 nm. Als Folge dieses Trends zu<br />
kleineren Strukturbreiten werden auch die Lötpunkte der Chips<br />
immer kleiner (Pad-Rastermaße von 80 oder 50 µm).<br />
Um diese filigranen Lötpunkt-Raster für das wesentlich gröbere<br />
Rastermaß der Leiterplatten in den Smartphones (350 bis 500 µm)<br />
umzuverdrahten, werden in den Chips standardmäßig mehrere<br />
kostspielige Umverdrahtungslagen (Redistribution Layers, RDLs)<br />
verwendet. SESUB kann mit seinen hauchdünnen Substratlagen,<br />
den mikro-strukturierten Leiterbahnen und seinen Vias, die Aufgabe<br />
des Umverdrahtens übernehmen (Bild 3). ICs können dann<br />
ohne eigene RDLs entwickelt werden, wodurch sich die Größe der<br />
ICs auch weiter verringern lässt. SESUB ermöglicht damit Module<br />
und SiPs mit deutlich reduzierten Abmessungen: Allen voran die<br />
Bauhöhe lässt sich um rund 35 Prozent verringern, beispielsweise<br />
von 1,55 auf nicht mehr als 1,0 mm. Damit ist SESUB die geeignete<br />
3D-Integrationsplattform für miniaturisierte Module mit hohem<br />
IC-Anteil.<br />
Vielseitig einsetzbare Integrationsplattform<br />
Das erste in SESUB-Technologie realisierte Modul übernimmt das<br />
komplette Energiemanagement für Mobiltelefone und andere<br />
kompakte elektronische Geräte (Bild 1). Das Herz dieses miniaturisierten<br />
PMU-Moduls (Power Management Unit) bilden zwei eingebettete<br />
ICs, die alle Energiefunktionen eines Smartphones steuern.<br />
Mit einer Fläche von 11 x 11 mm² benötigt das kompakte<br />
Modul 60 Prozent weniger Platinenfläche als eine vergleichbare,<br />
diskret aufgebaute Lösung. Trotz der geringen Einbauhöhe von<br />
1,63 mm ist die Schirmung enthalten. Das für den Einsatz in<br />
Smartphones optimierte Modul verfügt über folgende Einheiten:<br />
■ Fünf Schaltregler mit einer Schaltfrequenz von 4,4 MHz<br />
■ Schalt-Laderegler mit Strom-Bypass-Modus bis 4 A<br />
■ Rückwärts-geregelter Aufwärtswandler für die Blitz-LED der<br />
Kamera (bis zu 2 A) und zur Unterstützung der USB-on-thego-Funktionalität<br />
■ 23 rauscharme Spannungsregler, jeweils mit geringen Aussetzfehlern<br />
bei gleichzeitig geringem Versorgungsspannungsdurchgriff<br />
und damit hohem PSRR (Power Supply Rejection Ratio)<br />
■ Echtzeituhr (RTC/Real-Time Clock) mit 32 kHz Quarz<br />
■ 19,2 MHz/26,0 MHz Taktgenerator mit fünf Ausgängen<br />
Ein weiteres Beispiel für Bauelemente in SESUB-Technologie ist<br />
ein äußerst kompaktes Quad-Band-Connectivity-Modul, das<br />
WLAN, Bluetooth, UKW-Radio und GPS in einer einzigen Komponente<br />
vereint und zudem sehr gutes EMV-Verhalten aufweist.<br />
Bild 4 zeigt ein laminiertes Modul mit dem Connectivity-IC auf<br />
der Oberfläche montiert. Beim SESUB-Modul hingegen ist der<br />
Connectivity-IC in das Substrat eingebettet, wo er rund 40 Prozent<br />
der Modulfläche belegt. Das PA-Frontend-Modul, die HF-Filter<br />
und Bauelemente in SMD-Technologie werden auf der Oberfläche<br />
des Moduls montiert. Mit seinen Abmessungen von gerade einmal<br />
8,5 × 7,0 × 1,4 mm³ weist das SESUB-Modul nicht nur eine sehr<br />
niedrige Bauhöhe auf, sondern es beansprucht dazu rund 45 Prozent<br />
weniger Platinenfläche als vergleichbare, in konventioneller<br />
Laminat-Technik aufgebaute Module. (ah)<br />
■<br />
Bilder: Epcos<br />
Bild 4: Quad-Band-Connectivity-Modul.<br />
Der Autor: Klaus Ruffing ist Executive Vice President,<br />
SAW IT / PMU bei Epcos .<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 35
Embedded-Systeme<br />
JESD204B oder serielle LVDS<br />
Überlegungen zu breitbandigen Wandler-Applikationen<br />
Der Industriestandard JESD204A für serielle Schnittstellen wurde entwickelt, um die neuesten Breitband-<br />
Wandler auf effiziente und kostensparende Weise an andere System-ICs anschließen zu können. Ziel der<br />
Entwicklung war die Standardisierung einer Schnittstelle, welche die Zahl der digitalen Ein-/Ausgänge zwischen<br />
Wandlern und anderen Bauteilen wie FPGAs und SoCs mit einer skalierbaren, sehr schnellen seriellen<br />
Schnittstelle reduziert. <br />
Autor: George Diniz<br />
Neue Anwendungen sowie Weiterentwicklungen bestehender<br />
Lösungen bewirken einen steigenden Bedarf an Breitband-Wandlern<br />
mit immer höheren Abtastfrequenzen<br />
und Auflösungen. Die Übertragung von Daten aus und in<br />
diese Breitband-Wandler hinein stellt ein signifikantes Entwicklungsproblem<br />
dar, weil die begrenzten Bandbreiten bestehender<br />
I/O-Technologien mehr Pins an den Wandlern verlangen. Als Folge<br />
davon hat sich die Komplexität von System-PCB-Designs im<br />
Hinblick auf die Interconnect-Dichte zunehmend erhöht. Die Herausforderung<br />
besteht im Routing einer großen Zahl schneller Digitalsignale,<br />
wobei gleichzeitig das elektrische Rauschen beherrscht<br />
werden muss. Durch die Verfügbarkeit von Breitband-Wandlern,<br />
die Abtastraten im GSample/s-Bereich bieten und weniger Interconnects<br />
aufweisen, lassen sich einerseits das Leiterplattenlayout<br />
vereinfachen und andererseits bei gleicher System-Performance<br />
Produkte mit kleinerem Formfaktor entwickeln.<br />
Die Märkte verlangen unaufhörlich Systemprodukte mit immer<br />
mehr Leistungsmerkmalen und höherem Funktionsumfang sowie<br />
ständig höherer Leistungsfähigkeit. Dies treibt den Bedarf an höheren<br />
Daten-Handling-Kapazitäten voran. Das schnelle A/D-<br />
Wandler- und D/A-Wandler-zu-FPGA-Interface ist im Hinblick<br />
darauf, dass System-OEMs die datenintensiven Anforderungen<br />
ihrer kommenden Produktgenerationen erfüllen möchten, zu einem<br />
begrenzenden Faktor geworden. Die serielle Schnittstellenspezifikation<br />
JESD204B wurde speziell entwickelt, um dieses Problem<br />
zu lösen. Sie adressiert daher insbesondere diese kritische<br />
Datenverbindung. Bild 1 zeigt typische schnelle Wandler-zu-FP-<br />
GA-Interconnect-Konfigurationen gemäß JESD204A/B.<br />
Bedeutende Endsystem-Applikationen, welche die Entwicklung<br />
dieser Spezifikation treiben, sowie der Unterschied zwischen serieller<br />
LVDS- und JESD204B-Schnittstelle sind Gegenstand des weiteren<br />
Beitrags.<br />
Bild: Andrea Danti - Fotolia.com<br />
36 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Bilder: Xilinx<br />
Bild 1: Typische High-Speed Wandler-zu-FPGA-<br />
Interconnect-Konfigurationen mit<br />
JESD204A/B-Interface. Oben eine ADC-Anwendung,<br />
darunter eine DAC-Applikation.<br />
Anwendungen für JESD204B<br />
Wireless-Infrastruktur-Transceiver: OF-<br />
DM-basierte Technologien wie LTE, die in<br />
heutigen Transceivern für die Mobilfunk-<br />
Infrastruktur eingesetzt werden, nutzen in<br />
FPGAs oder System-on-Chip-Bauteilen<br />
implementierte DSP-Blöcke, um Elemente<br />
von Antennen-Arrays zu treiben und Signale<br />
für die Mobiltelefone aller Mobilfunkkunden<br />
zu erzeugen. Jedes Array-Element<br />
kann verlangen, dass pro Sekunde Hunderte<br />
von Megabyte Daten zwischen FPGAs<br />
und Wandlern im Übertragungs- oder<br />
Empfangsmode "bewegt" werden.<br />
Software-defined Radios: Heutige Software-defined<br />
Radios arbeiten mit modernen<br />
Modulationsverfahren, die On-the-Fly<br />
rekonfiguriert werden können und schnell<br />
zunehmenden Kanalbandbreiten, um beispiellos<br />
hohe drahtlos übertragene Datenraten<br />
zu liefern. Effiziente FPGA-zu-<br />
Wandler-Schnittstellen mit geringer<br />
Stromaufnahme und nur wenigen Pins im<br />
Antennenpfad spielen eine wichtige Rolle<br />
und müssen bestimmte Kriterien hinsichtlich<br />
ihrer Leistungsfähigkeit erfüllen. Software-defined<br />
Radio-Architekturen sind<br />
ein wesentlicher Teil der Transceiver-Infrastruktur<br />
für Multicarrier, Multimode Wireless-Netzwerke,<br />
die GSM, EDGE, W-<br />
CDMA, LTE, CDMA2000, WiMAX und<br />
TD-SCDMA unterstützen.<br />
Medizinische Imaging-Systeme: Bildgebende<br />
Systeme für die Medizin, darunter<br />
Ultraschall- und CT-Geräte sowie Kernspin-Tomografen<br />
(MRIs) und anderes<br />
Equipment erzeugen Daten auf vielen Kanäle,<br />
die durch einen Datenwandler zu FP-<br />
GAs oder DSPs gelangen. Ständig steigende<br />
I/O-Zahlen treiben die Anzahl an Bauteilen<br />
sowie die Komplexität in die Höhe,<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
Auf einen Blick<br />
Weniger Interconnects<br />
Der serielle Schnittstellenstandard JES-<br />
D204B reduziert die Zahl digitaler Ein- und<br />
Ausgänge zwischen High-Speed-Wandlern<br />
und FPGAs sowie anderen Bauteilen. Durch<br />
weniger Interconnects vereinfacht sich das<br />
Layout und es wird möglich, Produkte mit<br />
kleinerem Formfaktor zu realisieren (Bild 3).<br />
Diese Vorteile sind für eine Reihe von<br />
schnellen Wandler-Applikationen wichtig.<br />
Dazu gehören Transceiver für die Mobilfunk-Infrastruktur,<br />
Software-defi ned Radios,<br />
bildgebende Systeme für die Medizin sowie<br />
Radar und sichere Kommunikation.<br />
Analog Devices ist von Anfang an aktives<br />
Mitglied im JESD204 Standards Committee<br />
und hat konforme Wandlertechnologie,<br />
Tools und ein umfangreiches Produktangebot<br />
mit zugehöriger Roadmap entwickelt.<br />
infoDIREKT<br />
502ei0213<br />
indem sie den Einsatz von Interposern<br />
verlangen, um FPGA- und Wandler-Pinout<br />
aufeinander abzustimmen. Dies erhöht die<br />
Kosten und die Komplexität des Kundensystems.<br />
Eine effizientere Lösung ermöglicht<br />
das JESD204B-Interface.<br />
Radar und sichere Kommunikation: Zunehmend<br />
höher entwickelte Pulsstrukturen<br />
bei den heutigen fortschrittlichen Radarempfängern<br />
treiben die Signalbandbreiten<br />
in Richtung 1GHz und höher. Die<br />
neuesten Generationen von AESA-Radarsystemen<br />
(Active Electronically Scaled Array)<br />
können Tausende von Elementen haben.<br />
SERDES-basierte serielle Schnittstellen<br />
mit hoher Bandbreite sind erforderlich,<br />
um die Datenwandler der Array-Elemente<br />
an die FPGAs oder DSPs, die eintreffende<br />
Datenströme verarbeiten und ausgehende<br />
erzeugen, anzuschließen.<br />
Seriell-LVDS oder JESD204B<br />
Um die beste Auswahl zwischen Wandlerprodukten,<br />
die entweder LVDS oder die<br />
unterschiedlichen Versionen der seriellen<br />
Interface-Spezifikation JESD204 nutzen, ist<br />
ein Vergleich der Leistungsmerkmale und<br />
Fähigkeiten beider Schnittstellen nützlich<br />
(Tabelle 1). Auf SERDES-Level ist ein auffallender<br />
Unterschied zwischen LVDS und<br />
JESD204 bezüglich der Lane-Datenrate<br />
festzustellen. JESD204 unterstützt gegenüber<br />
LVDS mehr als die dreifache serielle<br />
Link-Geschwindigkeit pro Lane. Beim Vergleich<br />
der High-Level Leistungsmerkmale<br />
wie Multi-Device Synchronisierung, deter-<br />
LTM288X-Series<br />
Isolated µModule Transceivers<br />
LTM2881 Isolated RS485 + 1W Power<br />
3.3V or 5V<br />
RO<br />
DI<br />
ON<br />
3.3V or 5V<br />
Isolated<br />
Power<br />
LTM2881<br />
Galvanic Isolation<br />
REG<br />
Applications<br />
Isolated Power REG<br />
• Isolated RO RS485/RS422 Interface<br />
3.3V or 5V<br />
• Industrial Networks<br />
Isolated Power REG<br />
DI<br />
• Breaking RS485 Ground Loops<br />
LTM2882<br />
• Isolated T1IN ON<br />
PROFIBUS-DP Networks<br />
R1OUT<br />
T2IN<br />
LTM2882 R2OUT Dual Isolated RS232 µModule<br />
R2IN<br />
3.3V or 5V<br />
3.3V or 5V<br />
RO<br />
DI<br />
T1IN<br />
3.3V or 5V<br />
R1OUT<br />
ON<br />
T2IN<br />
R2OUT<br />
SPI or<br />
LTM2881<br />
Galvanic Isolation<br />
LTM2882<br />
LTM2881Isolated Power REG<br />
Galvanic Isolation REG<br />
LTM2883<br />
REG<br />
Galvanic Isolation<br />
Applications<br />
I3.3V 2 C Bus or 5V<br />
Isolated Power REG<br />
• Isolated RS232 Interface<br />
Galvanic Isolation<br />
• Industrial 3.3V or 5V LTM2882<br />
T1IN Communication<br />
• Test and Measurement<br />
Isolated Power REG<br />
R1OUT<br />
Equipment<br />
T2IN<br />
REG<br />
• Breaking RS232 Ground Loops<br />
R2OUT<br />
LTM2883<br />
Isolated Power REG<br />
Galvanic Isolation<br />
Isolated<br />
Power<br />
REG<br />
REG<br />
SPI or<br />
LTM2883 SPI/Digital or I 2 I 2 SPI or<br />
C Bus<br />
C µModule<br />
Isolator + Power<br />
3.3V or 5V<br />
SPI or<br />
I 2 C Bus<br />
Galvanic Isolation<br />
Galvanic Isolation<br />
Isolated Power REG<br />
REG<br />
LTM2883<br />
REG<br />
Galvanic Isolation<br />
Applications<br />
• Isolated SPI or I 2 C Interfaces<br />
• Industrial Systems<br />
• Test and Measurement Equipment<br />
• Breaking Ground Loops<br />
Besuchen Sie uns | Halle 4 | Stand 538<br />
setron GmbH<br />
Friedrich-Seele-Straße 3a<br />
38122 Braunschweig<br />
Tel: +49 531 8098-0<br />
linear@setron.de<br />
www.setron.de<br />
5V<br />
5V<br />
5V<br />
T1OUT<br />
R1IN<br />
T2OUT<br />
5V<br />
SPI or<br />
I 2 C Bus<br />
5V<br />
RS485/<br />
RS422<br />
Bus<br />
RS485/<br />
RS422<br />
Bus<br />
RS232<br />
BUS<br />
RS485/<br />
5V RS422<br />
Bus<br />
T1OUT<br />
R1IN<br />
5V RS232<br />
T2OUT BUS<br />
R2IN12.5V<br />
-12.5V<br />
T1OUT<br />
R1IN5V<br />
T2OUT 12.5V<br />
R2IN<br />
-12.5V<br />
I 2 C Bus<br />
5V<br />
12.5V<br />
-12.5V<br />
SPI or<br />
I 2 C Bus<br />
RS232<br />
BUS
Embedded-Systeme<br />
Bilder: Analog Devices<br />
Bild 2: Herausforderungen<br />
beim<br />
Systemdesign und<br />
den Interconnects<br />
mit parallel CMOS<br />
oder LVDS.<br />
Bild 3: Der<br />
JESD204-Standard<br />
mit seiner seriellen<br />
High-Speed<br />
I/O-Fähigkeit<br />
vereinfacht das<br />
Layout der System-<br />
Leiterplatte.<br />
ministische Latenz und Harmonische Taktung ist JESD204B das<br />
einzige Interface, das diese Funktion bietet. Systeme, die mehrkanalige<br />
Breitband-Wandler verlangen, die wiederum empfindlich<br />
gegenüber deterministischer Latenz über alle Lanes und Kanäle<br />
sind, können LVDS oder Parallel-CMOS nicht effizient nutzen.<br />
Tabelle 1: Vergleich zwischen seriellen LVDS- und JESD204-Spezifikationen.<br />
LVDS-Überblick<br />
Low-Voltage Differential Signaling (LVDS) ist die herkömmliche<br />
Methode zur Verbindung von Datenwandlern mit FPGAs oder<br />
DSPs. LVDS wurde 1994 mit dem Ziel eingeführt, größere Bandbreiten<br />
und einen geringeren Energieverbrauch als die bestehenden<br />
RS-422- und RS-485-Differenzial-Übertragungsstandards zu<br />
erzielen. LVDS wurde mit der Veröffentlichung von TIA/EIA-644<br />
im Jahr 1995 standardisiert. Der Einsatz von LVDS ist in den späten<br />
1990er Jahren gestiegen. Der Standard wurde mit der Veröffentlichung<br />
von TIA/EIA-644-A im Jahr 2001 überarbeitet.<br />
LVDS arbeitet mit differenziellen Signalen mit kleinen Spannungshüben<br />
für die schnelle Datenübertragung. Der Transmitter<br />
treibt typisch ±3,5 mA mit einer zum Logikpegel passenden Polarität.<br />
Dieser Strom fließt durch einen 100-Ω-Widerstand und erzeugt<br />
±350 mV am Empfänger. Der Dauerstrom (Always-on) wird<br />
in verschiedene Richtungen geroutet, um logische Null- und Eins-<br />
Pegel zu erzeugen. Die Always-on-Eigenschaft von LVDS hilft,<br />
durch simultanes Schalten erzeugte Rauschspitzen und potenzielle<br />
elektromagnetische Interferenzen zu eliminieren, die manchmal<br />
auftreten, wenn bei massebezogenen Technologien Transistoren<br />
ein- und ausgeschaltet werden. Die differenzielle Eigenschaft von<br />
LVDS bietet auch eine beachtliche Immunität gegenüber Gleichtaktrauschquellen.<br />
Der Standard TIA/EIA-644-A empfiehlt eine<br />
maximale Datenrate von 655 MBit/s, obwohl er eine mögliche Geschwindigkeit<br />
von über 1,9 GBit/s für ein ideales Übertragungsmedium<br />
voraussagt.<br />
Der enorme Anstieg der Zahl und Geschwindigkeit von Datenkanälen<br />
zwischen FPGAs oder DSPs und Datenwandlern, insbesondere<br />
in den oben beschriebenen Applikationen, hat mehrere<br />
Probleme mit dem LVDS-Interface hervorgerufen (Bild 2). Die<br />
Bandbreite einer differenziellen LVDS-Leitung ist in der realen<br />
Welt auf etwa 1 GBit/s begrenzt. In vielen aktuellen Anwendungen<br />
schafft dies die Notwendigkeit für eine erhebliche Zahl an PCB-<br />
Interconnects mit hoher Bandbreite, von denen jede eine potenzielle<br />
Fehlerquelle darstellt. Die große Zahl an elektrischen Verbindungen<br />
auf dem Board (Traces) erhöht auch die Komplexität der<br />
Leiterplatte oder den Formfaktor des Produkts. Dies wiederum<br />
führt zu höheren Entwicklungs- und Herstellungskosten. In manchen<br />
Anwendungen wird die Wandler-Schnittstelle zum begrenzenden<br />
Faktor beim Erreichen der erforderlichen System-Performance<br />
in nach Bandbreite hungrigen Anwendungen.<br />
JESD204B-Überblick<br />
Der serielle Schnittstellenstandard JESD204 für Wandler wurde<br />
vom JEDEC Solid State Technology Association Committee JC-16<br />
für Interface-Technologie geschaffen. Dabei verfolgte man das<br />
Ziel, für Datenwandler eine serielle Schnittstelle mit höheren Geschwindigkeiten<br />
zu realisieren, um die Bandbreite erhöhen und die<br />
Zahl der digitalen Ein- und Ausgänge zwischen schnellen Wandlern<br />
und anderen Bauteilen reduzieren zu können. Der Standard<br />
baut auf der von IBM entwickelten 8b/10b Encoding-Technologie<br />
auf. Diese macht Frame Clock und Daten Clock überflüssig und<br />
ermöglicht die Kommunikation über einzelne Leitungspaare mit<br />
wesentlich höherer Geschwindigkeit.<br />
2006 hat die JEDEC die Spezifikation JESD204 für eine einzelne<br />
3,125 GBit/s Datenleitung veröffentlicht. Das JESD204-Interface<br />
ist selbst-synchron. Dies bedeutet, dass man die Länge der Verbindungsleitungen<br />
auf der Leiterplatte nicht kalibrieren muss, um<br />
Laufzeitverzögerungen des Taktsignals (Clock Skew) zu vermeiden.<br />
JESD204 nutzt die SerDes-Ports, die bei vielen FPGAs vorhanden<br />
sind, um General-Purpose I/O frei zu bekommen.<br />
JESD204A, veröffentlicht 2008, bietet zusätzlich Unterstützung<br />
für mehrere zeitlich ausgerichtete (Time-aligned) Datenverbindungen<br />
und Lane-Synchronisierung. Diese Verbesserung ermöglicht<br />
den Einsatz von Wandlern mit höherer Bandbreite und mehreren<br />
synchronisierten Wandlerkanälen. Dies ist besonders wichtig<br />
bei Transceivern für die Mobilfunk-Infrastruktur, wie sie in<br />
Mobilfunk-Basisstationen eingesetzt werden. JESD204A bietet<br />
auch Unterstützung bezüglich der Synchronisierung mehrerer<br />
Bauteile. Nützlich ist dies bei Geräten wie bildgebende Systeme für<br />
die Medizin, die viele ADCs enthalten.<br />
JESD204B, die dritte Revision der Spezifikation, erhöht die maximale<br />
Lane-Rate auf 12,5 GBit/s und hat deterministische Latenz<br />
hinzubekommen. Dadurch wird der Synchronisierungsstatus zwischen<br />
Empfänger und Transmitter übermittelt. Harmonisches<br />
Clocking, ebenfalls mit JESD204B eingeführt, ermöglicht es, mit<br />
deterministischer Phasenlage ein schnelles Wandlertaktsignal aus<br />
einem langsameren Eingangstaktsignal zu gewinnen. (jj) n<br />
Der Autor: George Diniz ist Product Line Director, High-Speed<br />
Data Converters, bei der Analog Devices Inc./USA.<br />
38 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Höhere Rechenleistung und Grafikperformance<br />
Single-Board-Computer für stromsparende 35-W-Prozessoren<br />
Bild: Comp-Mall<br />
Der Betriebstemperaturbereich des neuen<br />
Industrie-Mini-ITX-Motherboard, Modell<br />
Kino-AH611, reicht von -10 bis +60 °C.<br />
Mit dem neuen Industrie-Mini-ITX-Motherboard,<br />
Modell Kino-AH611, stellt<br />
Comp-Mall einen kostenoptimierten Single-Board-Computer<br />
/ Industrie-Motherboard<br />
für stromsparende 35-W-Prozessoren<br />
der dritten Generation mit Intel-H61-<br />
Chipsatz vor. Gegenüber den Prozessoren<br />
der zweiten Generation konnten Rechenleistung<br />
und Grafikperformance verbessert<br />
werden. Auch Multi-Screen-Installationen<br />
mit gleichzeitiger Medienwiedergabe auf<br />
zwei unabhängigen Displays sind möglich.<br />
Mit USB 2.0, PCIe x 16, SATA 3Gbit/s,<br />
zahlreichen Schnittstellen und der Langzeitverfügbarkeit<br />
unterscheidet sich das<br />
Modell Kino-AH611 in vielen Bereichen<br />
von typischen kommerziellen Motherboards.<br />
Haupteinsatzbereiche sind Überwachungssysteme,<br />
medizinische Bilddarstellung,<br />
Gaming, Infotainment, Kiosk/<br />
POS und die <strong>industrie</strong>lle Automation. Das<br />
Motherboard verfügt über einen LGA1155-<br />
Sockel und zwei 240 pin Speicherbänke für<br />
Dual Channel 1333/1066 MHz DDR3<br />
SDRAM, bis maximal 16 GByte. Für Speichermedien<br />
sind als Schnittstelle 3 x SATA<br />
3Gbit/s vorhanden. Die zwei unabhängigen<br />
Displays werden über zwei HDMIund<br />
über zwei VGA-Schnittstellen angeschlossen.<br />
Ein Steckplatz für die optionale<br />
TPM-V1.2- (Trusted Platform Module)<br />
Funktion ist ebenfalls integriert. Erweiterungskarten<br />
lassen sich über einen PCIe<br />
x16-Steckplatz und auch über einen PCIe-<br />
Mini-Card-Slot einbinden. (ah) n<br />
infoDIREKT <br />
632ei0213<br />
Datenintensive CompactPCI-Serial-Anwendungen<br />
Industrial-Ethernet-Switch<br />
Die neuen robusten Ethernet-Switche<br />
G302 und G303 in 3HE-CompactPCI-Serial-Architektur<br />
von MEN Mikro Elektronik<br />
können als verwaltete (managed) oder<br />
unverwaltete (unmanaged) Version, in<br />
Multiprocessing-Systemen mit hohem Datenvolumen<br />
oder für die vielseitige Ein-/<br />
Ausgabe eingesetzt werden. Frontseitig<br />
bieten sie drei Gigabit-Ethernet-Ports über<br />
RJ45- oder robuste M12-Stecker. Der G302<br />
verfügt über eine Service-Schnittestelle an<br />
der Front, zugänglich über einen M12-Stecker.<br />
Von den insgesamt 16 möglichen<br />
Ethernet-Ports können bis zu drei Ports<br />
frontseitig herausgeführt werden. Versionen<br />
mit nur vier, acht oder 12 Ports sind<br />
ebenfalls realisierbar. Werden alle Ports auf<br />
der Backplane angesteuert, kann die Karte<br />
auch in einem Conduction-Cooling-Rahmen<br />
untergebracht werden. Dank CompactPCI<br />
Serial kann der G302 oder der<br />
G303 in einem Peripherie-Slot stecken und<br />
typische Aufgaben für die Vernetzung externer<br />
Geräte übernehmen, ohne zusätzlichen<br />
Softwareaufwand. Durch die Full-<br />
Mesh-Architektur von CompactPCI Serial<br />
kann der Switch auch im System-Slot untergebracht<br />
werden, wodurch mühelos leistungsstarke<br />
Multicomputer aufgebaut werden<br />
können, deren CPU-Karten in den<br />
Die neuen Switches verfügen rückseitig über bis<br />
zu 16 Gigabit-Ethernet-Ports.<br />
Peripherie-Slots stecken – eine sehr gute<br />
Lösung, insbesondere für anspruchsvolle<br />
Industrieanwendungen. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT<br />
630ei0213<br />
Bild: MEN Mikro Elektronik<br />
Embedded Solutions<br />
Nürnberg Germany<br />
26. - 28.02.2013<br />
Besuchen Sie uns in<br />
Halle 1, Stand 542.
Embedded-Systeme<br />
Bilder: © Klaus The. - Fotolia.com<br />
Zehn-Gigabit-Ethernet-Switching<br />
Mit Standard-Switch-Modulen individuelle Applikationen realisieren<br />
Räumlich verteilte Geräte haben unter rauen Umgebungsbedingungen unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen<br />
und immer größere Bandbreiten zu verarbeiten. All diese individuellen Geräte, die nicht mit einem Standard-<br />
Formfaktor-Gehäuse bedient werden können, müssen jedoch nicht jedes Mal komplett neu entwickelt werden.<br />
Standardisierte Building Blocks können helfen, Entwicklungskosten und Markteinführungszeit zu minimieren.<br />
<br />
Autor: Reiner Grübmeyer<br />
Die fortschreitende Entwicklung in der IT-Netzwerktechnologie<br />
ermöglicht immer höhere Bandbreiten: Zehn Gigabit<br />
wird mehr und mehr zum Standard und 40 Gigabit steht<br />
bereits in den Startlöchern. In weniger als fünf Jahren werden<br />
sogar 100 Gigabit verfügbar sein. Diese neuen Bandbreiten bieten<br />
Entwicklern die Möglichkeit, neue Applikationen zu entwickeln<br />
beziehungsweise bestehende Anwendungen zu verbessern, um Da-<br />
ten immer schneller zu erfassen, zu verarbeiten und weiterzuleiten.<br />
Allerdings sind die meisten Plattformen, die diese massiven<br />
Bandbreiten verarbeiten können, in der Regel für Racksysteme in<br />
Serverräumen entwickelt worden. Diese IT-Technologie erfüllt jedoch<br />
nicht die Anforderungen von rauen Umgebungsbedingungen.<br />
Zwar gibt es im Embedded-Segment auch bezugsfertige Standardprodukte,<br />
sogenannte COTS- (Commercial-of-the-Shelf)<br />
40 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Auf einen Blick<br />
Hochverfügbare Switches<br />
Die robusten 10G/1G-Ethernet-Switch-Module Kontron ESC1600/<br />
ESC2404 beschleunigen die Entwicklung applikationsspezifi scher,<br />
hochverfügbarer Switches. Mit diesen applikationsfertigen Building<br />
Blocks für das Ethernet Switching lassen sich die Entwicklungskosten<br />
für System-Designs mit individueller mechanischer Ausprägung stark<br />
senken. Der physikalische Footprint ist standardisiert, Anzahl und<br />
Auslegung der Interfaces sind skalierbar und bis hin zum Managementsystem<br />
für die Auslegung des Switches ist alles bereits applikationsfertig<br />
vorintegriert.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
602ei0213<br />
Mit Switching-Core-<br />
Modulen lassen sich<br />
individuelle, hochqualitative<br />
1/10 Gigabit-<br />
Managed-Ethernet-<br />
Switching-Systeme mit<br />
einer skalierbaren<br />
Anzahl an Schnittstellen<br />
schnell und<br />
effizient umsetzen.<br />
Kontron hat die Kernfunktionalitäten seines<br />
umfangreichen slot-basierten Switch-Portfolios<br />
extrahiert und nun in die neuen Switch-Module<br />
implementiert.<br />
Bilder: Kontron<br />
Produkte, wie beispielsweise modulare ATCA-, MicroTCA- oder<br />
6U-CompactPCI-Systeme. Doch sind sie für modulare Rack- und<br />
Slot-basierte Systeme entwickelt und nicht für kompakte System-<br />
Designs von dezentral verteilten Geräten, die entweder reine Switching-Funktionalität<br />
in einer kompakten Box anbieten oder eine<br />
Kombination aus Switching und Datenverarbeitung.<br />
Solche dezentral verteilten Switch-Designs finden beispielsweise<br />
Anwendung in leistungsfähigen Radar/Sonar-, Train-Management-<br />
oder Video-Überwachungssystemen. Weitere Anwendungsbereiche<br />
sind Entertainment-Systeme, die Passagieren<br />
Breitband-Internetzugänge und HD-Videostreams bedarfsgerecht<br />
bereitstellen. Auch im Bereich der <strong>industrie</strong>llen Automatisierung<br />
werden zunehmend mehr dezentrale, kompakte und robuste<br />
Switches mit 10-Gbit-Technologie verlangt, um den Verkabelungsaufwand<br />
zwischen den einzelnen Ethernet-Devices und<br />
dem Host zu minimieren.<br />
Dabei weisen diese dedizierten Applikationen sehr unterschiedliche<br />
Anwendungsanforderungen auf. Folglich fallen auch die Anforderungen<br />
an die Konfiguration sehr individuell aus: So benötigen<br />
sie unter anderem eine dedizierte Anzahl an Ethernet-Interfaces.<br />
Auch die physische Ausprägung dieser Schnittstellen variiert<br />
zwischen Kupfer oder Glasfaser sowie vom Standard-RJ45-Stecker<br />
bis hin zum robusten M12- oder Mil-Konnektor. Und nicht zuletzt<br />
sollte die dedizierte Switching-Funktionalität entsprechend den<br />
Anforderungen der jeweiligen Applikation konfigurierbar sein.<br />
Des Weiteren stellen auch die rauen Einsatzbedingungen besondere<br />
Anforderungen an die eingesetzten Switches – etwa Staub und<br />
Feuchtigkeit, extrem hohe oder niedrige Temperaturen sowie Stöße<br />
und Vibrationen. Die Frage ist also: Wie lässt sich diese Fülle an<br />
Applikationen möglichst effizient bedienen<br />
Sehr effizient ist die Nutzung eines Embedded-„Switches-on-<br />
Modules“: Solche Module passen in die kleinsten Systeme, bieten<br />
also genau die benötigte Flexibilität, um die Schnittstellen über ein<br />
Carrierboard individuell zu diversifizieren. Außerdem integrieren<br />
sie grundlegende Switching-Funktionalitäten auf einem standardisierten<br />
Footprint. Bezogen werden können sie inklusive der benötigten<br />
Firmware und allem anderen was benötigt wird. Damit kann<br />
ein einzelnes Standard-Modul beispielsweise die Plattform für eine<br />
ganze Reihe unterschiedlicher Konfigurationen bilden. Und da die<br />
grundlegenden Funktionalitäten des Switches und damit der entscheidende<br />
Teil der gesamten System-Entwicklung bereits applikationsfertig<br />
verfügbar sind, können Entwickler durch den Einsatz<br />
solcher Switches-on-Modules Designaufwendungen in Höhe von<br />
mehreren Hunderttausend Euro einsparen.<br />
Computer-on-Module als Herzstück<br />
Zur Entwicklung einer idealen Modul-Plattform für Zehn-Gigabit-Ethernet-Switches<br />
ist es am effizientesten, eine bereits bestehende<br />
Technologie zu verwenden. So können Entwickler bewährte<br />
Design-Richtlinien für dedizierte Designs nutzen und sich dabei<br />
exakt an das halten, was in diesen Standards dokumentiert ist. Dieses<br />
Vorgehen gewährleistet zum einen ein sehr hohes Maß an Design-Qualität<br />
und außerdem auch an Investitionssicherheit. Nach<br />
sorgfältiger Prüfung der verschiedenen Spezifikationen für Module<br />
und Mezzanine-Karten ergab sich, dass die mechanische Auslegung<br />
der COM-Express-Spezifikation der ideale Ausgangspunkt<br />
für eine robuste und auch für eine langzeitverfügbare Switch-Modul-Spezifikation<br />
ist. Die unterschiedlichen COM-Express-Formfaktoren<br />
ermöglichen es, jede auf dem Markt erhältliche Switch-<br />
Größe umzusetzen. Der Konnektor ist robust und erprobt, genau-<br />
TQ-Minimodule<br />
der schnelle und sichere Weg zum Markterfolg<br />
>> TQMa6x – ideal für HMI- und animierte Bildschirm-/<br />
Multitouch-Anwendungen www.tq-group.com/TQMa6x<br />
Halle 1, Stand 560<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de tq_anz_eind_tqma6x_178x29_100.indd 1 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 16.01.13 02 / 201313:36<br />
41
Embedded-Systeme<br />
Das Carrierboard beschleunigt die applikationsspezifische<br />
Entwicklung individueller robuster non-blocking,<br />
fully managed L2/L3 Ethernet Switches.<br />
Robuste Gehäuse<br />
und Konnektoren.<br />
Die robusten Gehäuse sind<br />
besonders widerstandsfähig.<br />
Die robusten Gehäuse<br />
eignen sich für raue<br />
Umgebungsbedingungen.<br />
so wie die Befestigungs-Technologie. Alle anderen Aspekte sind<br />
ebenfalls ideal geeignet für eine neu zu definierende Switch-Modul-Spezifikation.<br />
COM Express-Design-Richtlinien wiederverwenden<br />
Die grundlegenden physikalischen Spezifikationen von COM Express<br />
wurden also übernommen, um eine Spezifikation für eine<br />
neuartige Switch-on-Module-Designlinie zu definieren. Auch die<br />
Design-Richtlinien für Carrierboards können Entwickler, die mit<br />
dieser Spezifikation vertraut sind, für ihre individuelle Switching-<br />
Technologie einfach übernehmen. Zudem ermöglicht die Spezifikation<br />
eine hohe Skalierbarkeit für neue Switch-Familien innerhalb<br />
der verschiedenen Switch-Prozessorreihen. Dadurch ist gewährleistet,<br />
dass bestehende Technologien und bereits geleistete<br />
Entwicklungsaufwendungen in hohem Maße weiterverwendet<br />
werden können. All dies öffnet den bislang proprietären Markt für<br />
Switches auf Boardlevel nun in Richtung standardbasierte COTS-<br />
Produkte, die man in jedem neuen Produkt auf Board- oder Systemlevel<br />
wiederverwerten kann.<br />
Ein Kern für alle Applikationsfälle<br />
Durch den Einsatz von identischen Building Blocks können<br />
nämlich auch die Hersteller der Basis-Technologien profitieren,<br />
indem sie ihn für jeden Embedded-Formfaktor wiederverwenden,<br />
wie etwa für ATCA, MicroTCA, CompactPCI oder VME<br />
und VPX. Kontron hat dies umgesetzt und die Kernfunktionali-<br />
täten seines umfangreichen slot-basierten Switch-Portfolios extrahiert<br />
und in die neuen Switch-Module implementiert. Diese<br />
Switch-on-Module-Technologie kann nun überall dort eingesetzt<br />
werden, wo ein dedizierter 10-Gigabit-Ethernet-Switch benötigt<br />
wird.<br />
Software als größte Herausforderung<br />
Die größten Vorteile der Zehn-Gigabit-Ethernet-Module liegen im<br />
riesigen Software-Ökosystem. Dieses hilft zum Beispiel dabei,<br />
selbst deterministische Versionen mit Echtzeitfähigkeit gemäß IE-<br />
EE802-Standard zu entwickeln. Die breite Software-Unterstützung<br />
ist ein sehr wichtiger Punkt. Denn selbst wenn Entwickler durch<br />
den Switch-Modul-Standard hardwareseitig bereits von viel Entwicklungsaufwand<br />
entlastet werden, gibt es bei der Implementierung<br />
eines Switches immer noch einige Herausforderungen zu<br />
meistern. Dies ist nämlich nicht nur eine Frage der geforderten<br />
Bandbreite oder der Zahl der Schnittstellen: Die größte Herausforderung<br />
ist vielmehr die softwarebasiert-managed und echtzeitfähige<br />
Switching-Software selbst.<br />
Und genau hier liegt auch der wesentlicher Punkt, der gegen<br />
ein Full-Custom-Design und für einen Modul-basierten Ansatz<br />
spricht: Der größte Teil der Entwicklungskosten liegt bei der<br />
Software und diese Firmware wird komplett vorintegriert mitgeliefert<br />
und sie kann vom Modulhersteller bedarfsgerecht angepasst<br />
werden.<br />
Speziell gedacht sind diese Ethernet-Switch-Core-Module für<br />
den Einsatz in anspruchsvollen Applikationen,<br />
in denen individuelle Switch-Designs gefragt<br />
sind. Daher unterstützen sie Layer-2- und Layer-<br />
3-Management, einen erweiterten Temperaturbereich<br />
sowie zuverlässige Zehn-Gigabit- und<br />
Ein-Gigabit-Ethernet-Konnektivität – ganz<br />
gleich ob optisch oder über Kupferkabel. Auf<br />
dieser Basis können individuelle 1/10-Gigabit-<br />
Managed-Ethernet-Switching-Systeme mit hoher<br />
Qualität und Langzeitverfügbarkeit schnell<br />
und effizient umgesetzt werden. Entwickler und<br />
Systemintegratoren erhalten zusätzlich Unterstützung<br />
bei der applikationsspezifischen Auslegung<br />
und Firmware-Anpassung. Dadurch lässt<br />
sich auf Basis nur einer Switch-Modul-Plattform<br />
die ganze Bandbreite individuell ausgeprägter<br />
Applikationen realisieren. Und das wichtigste:<br />
quasi alles dafür Notwendige steht bereits zur<br />
Verfügung oder kann von Kontron oder seinen<br />
Partnern entwickelt werden. (ah)<br />
n<br />
Die ersten Ethernet-Switch-Core-Module ESC1600/ESC2404 basieren auf<br />
einem Broadcom-10G/1G-Switch-Prozessor, welcher bis zu 170 Gb/s liefert.<br />
Der Autor: Reiner Grübmeyer ist Global Product Line<br />
Manager bei Kontron, Eching.<br />
42 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Bild: EKF<br />
Vielfältige Erweiterungsmodule<br />
CompactPCI-Serial-CPU-Baugruppe<br />
Auf der Embedded World stellt EKF die<br />
Zentraleinheit für native CompactPCI-Serial-Systeme<br />
vor. Der SC1-Allegro ist eine<br />
leistungsstarke 3HE/4TE-CPU-Karte mit<br />
einer äußerst umfangreichen Ausstattung,<br />
bestückt mit einem Intel-Core-Mobile-<br />
Prozessor der dritten Generation (i7 Ivy<br />
Bridge + ECC).<br />
In der Frontplatte befinden sich jeweils<br />
zwei Gigabit-Ethernet-Buchsen, sowie<br />
USB 3.0- und DisplayPort- (mDP) Anschlüsse.<br />
Verfügbar sind bis zu 16 Gigabyte<br />
RAM mit ECC-Fehlerkorrektur. Acht-Gigabyte-Speicher<br />
sind direkt aufgelötet für<br />
erhöhte Anforderungen, weitere acht Gigabyte<br />
können über einen Speichersockel<br />
nachgerüstet werden.<br />
Optional ist ein Aufsteckmodul mit zwei<br />
mSATA SSDs lieferbar, welches als schneller<br />
RAID-Massenspeicher dient. Die Rückwand-Steckverbinder<br />
entsprechen der<br />
PICMG-CompactPCI-Serial-System-Slot-<br />
Spezifikation. Unter Beibehaltung der mechanischen<br />
Kompatibilität zu CompactPCI<br />
Classic, definiert CompactPCI Serial<br />
(PICMG CPCIS.0) eine moderne Steckerbelegung,<br />
basierend auf den schnellen seriellen<br />
Schnittstellen PCI Express, SATA,<br />
Gigabit-Ethernet und USB3.<br />
Ein System-Slot-Controller wie der SC1-<br />
Allegro verfügt über sechs High-Speed-<br />
Der SC1-ALLEGRO mit 8-TE Frontplatte und Erweiterungsmodul.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
Rückwand-Steckverbinder P1 bis P6 und<br />
bildet das Herz des Systems. Die passive<br />
Backplane verteilt jeweils eine definierte<br />
Untermenge von I/O-Kanälen auf die bis<br />
zu acht Peripheral Slots eines Compact-<br />
PCI-Serial-Systems.<br />
Für eine typische CompactPCI-Serial-<br />
Peripheral-Slot-Karte wird nur der Backplane-Steckverbinder<br />
P1 verwendet. Dieser<br />
Steckverbinder beinhaltet PCIe-, SA-<br />
TA- und USB-Signale. Daraus ergibt sich<br />
ein übersichtliches und und auch ein kostengünstiges<br />
Design. Für I/O-Boards mit<br />
hohem Durchsatz stehen bis zu acht PCIe<br />
Lanes auf den sogenannten Fat-Pipe-<br />
Steckplätzen zur Verfügung. Der SC1-Allegro<br />
ist ausgelegt als Controller für reinrassige<br />
CompactPCI-Serial-Systeme und<br />
versorgt die Backplane mit 20 x PCI Express<br />
Lanes, 6 x USB, 6 x SATA, und 2 x<br />
Gigabit-Ethernet.<br />
Für lokale Erweiterungen stehen High-<br />
Speed-Steckverbinder zur optionalen<br />
Aufnahme eines Mezzanine-Moduls oder<br />
eines Side-Boards zur Verfügung. Zahlreiche<br />
Aufsteckmodule für eine Vielzahl von<br />
Zusatzfunktionen sind erhältlich, angefangen<br />
bei klassischen RS-232-Ports bis<br />
hin zu PCI-Express-basierenden I/O-<br />
Controllern für zusätzliche SATA-, USB<br />
3.0- und Gigabit-Ethernet-Anschlüsse<br />
und einem dritten Video-Ausgang.<br />
Die meisten Side<br />
Cards erlauben zudem<br />
die Montage eines<br />
2,5-Zoll-SATA-Laufwerks.<br />
In Verbindung<br />
mit einem Side-Board ist<br />
der SC1-Allegro als<br />
Montageeinheit mit<br />
8-TE-Frontplatte erhältlich.<br />
Alternativ sind jedoch<br />
auch zusätzlich flache<br />
Massenspeichermodule<br />
mit mSATA oder<br />
mit MicroSATA SSD zu<br />
bekommen, die sich mit<br />
dem 4-TE-Profil begnügen<br />
und dabei dennoch<br />
ausreichend Platz für die<br />
Installation jedes üblichen<br />
Betriebssystems<br />
bieten. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT 621ei0213<br />
Alle Preise verstehen sich zzgl. MwSt., Porto und Verpackung. Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.<br />
You CAN get it...<br />
Hardware und Software<br />
für CAN-Bus-Anwendungen…<br />
Besuchen Sie uns in<br />
Halle 1, Stand 616<br />
PCAN-LWL<br />
Optische Übertragung von<br />
CAN-Nachrichten für EMV-<br />
Anwendungen. Umschaltbar auf<br />
High- oder Low-Speed-CAN.<br />
PCAN-PC/104-Plus Quad<br />
Vierkanal CAN-Interface mit<br />
galvanischer Trennung für<br />
PC/104-Plus-Systeme.<br />
PCAN-Explorer 5<br />
695 €<br />
395 €<br />
Universeller CAN-Monitor,<br />
Tracer, symbolische Nachrichtendarstellung,<br />
VBScript-Schnittstelle,<br />
erweiterbar durch Add-ins<br />
(z. B. Instruments Panel Add-in).<br />
ab 450 €<br />
www.peak-system.com<br />
Otto-Röhm-Str. 69<br />
64293 Darmstadt / Germany<br />
Tel.: +49 6151 8173-20<br />
Fax: +49 6151 8173-29<br />
info@peak-system.com
Embedded-Systeme<br />
Das Wind River Embedded Development Kit enthält drei<br />
CodeMeter-Komponenten von Wibu-Systems.<br />
Bild: Spectral-Design - Fotolia.com<br />
Embedded Development Kit<br />
Schritt für Schritt zu geschützten VxWorks-Anwendungen<br />
Das neue Wind River Embedded Development Kit für VxWorks-Entwickler ist das Ergebnis der Zusammenarbeit<br />
von Wind River , Emerson und Wibu-Systems . Wind River-Kunden können ihr Know-how und ihre Produkte gegen<br />
Piraterie, Reverse-Engineering und Angriffe schützen.<br />
Autor: Oliver Winzenried<br />
Dabei verhindern sie Manipulationen ihres Codes, booten<br />
sicher das VxWorks-Betriebssystem und führen ihre Anwendungen<br />
sicher aus. Flexible Abrechnungsmodelle wie<br />
Pay-per-Use oder Feature-on-Demand sind weitere Optionen,<br />
die Herstellern neue Geschäftsmodelle für ihre Geräte und<br />
Maschinen ermöglichen.<br />
Die Softwareschutzlösung CodeMeter von Wibu-Systems wurde<br />
speziell für VxWorks erweitert. Wind River-Kunden nutzen das<br />
Verschlüsselungstool AxProtector für VxWorks. Dabei wurde<br />
CodeMeter so in die Eclipse-basierte Wind River-Workbench integriert,<br />
dass der Anwender ohne zusätzliche externe Tools sofort<br />
seinen Code schützen kann.<br />
■ Die Schritt-für-Schritt-Anleitung und vorbereitete Beispiele<br />
mit passenden CmDongles zeigen dem Entwickler die unterschiedlichen<br />
Einsatzmöglichkeiten der folgenden Funktionen:<br />
■ Softwareschutz gegen Kopieren der Software auf andere Systeme<br />
durch Verschlüsselung des Programmcodes und sichere<br />
Speicherung der Schlüssel.<br />
■ Know-how-Schutz gegen Reverse-Engineering und Verstehen<br />
der implementierten vorteilhaften Algorithmen durch Codeverschlüsselung.<br />
Integritätsschutz gegen unberechtigtes Verändern des Programmcodes,<br />
zum Beispiel durch Cyberangriffe mit Codesignaturen und<br />
ausgefeilter Prüfung. Feature-on-Demand als Business Enabler für<br />
neue Geschäftsmodelle. Zum Lieferumfang des Embedded Development<br />
Kits gehören ein Emerson NITX-315-Board und die folgenden<br />
CmDongles: CmStick/M für USB mit 8 GB Speicher, ein<br />
kleiner CmStick/C und eine winzige CmCard/µSD. Die komplette<br />
VxWorks-Entwicklungsumgebung wird direkt vom Speicher des<br />
CmStick/M (LiveUSB Drive) vom Host-Computer gestartet. Die<br />
CmCard/µSD wird in die MikroSD-Schnittstelle des Target-Boards<br />
gesteckt und enthält das VxWorks-Boot-Image sowie die notwendigen<br />
CodeMeter-Lizenzen. Der CmStick/C wird optional an der<br />
USB-Schnittstelle des Target-Boards angeschlossen und enthält<br />
eine Lizenz, um weitere Features der Software nutzen zu können.<br />
Der AxProtector als Eclipse-Plug-In schützt verschiedene Projekte<br />
wie VxWorks Image (VIP), Downloadable Kernel Moduls<br />
(DKM) und Real-Time-Processes (RTP) und führt mit passendem<br />
CmDongle sowohl die Ver- und Entschlüsselung als auch die Lizenzierung<br />
durch. Alle Einstellungen des Schutzes erfolgen bequem<br />
innerhalb der Workbench: Schutz gegen Reverse-Engineering<br />
und Lizenzmanagement und/oder Schutz gegen Verändern<br />
durch Codesignaturen, Parameter für das Lizenzmanagement und<br />
die Codeverschlüsselung sowie Schlüsselquelle für den privaten<br />
Schlüssel zur Codesignatur.<br />
Um die Sicherheits- und Lizenzmanagementfunktionen nutzen zu<br />
können, wird der Standard-VxWorks-Loader durch den CodeMeter-<br />
VxWorks-Loader ersetzt. Dies stellt sicher, dass nur korrekt signierte<br />
44 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Projekte auf dem Zielsystem ausgeführt und entschlüsselt werden.<br />
Nicht passend signierter Programmcode wird nicht ausgeführt.<br />
Zusätzlich zu diesen ohne Quellcodeänderung nutzbaren Funktionen<br />
können aus der Anwendung heraus auch Funktionen des<br />
CodeMeter Compact Runtime aufgerufen werden, was sehr hohe<br />
Flexibilität bietet. Dabei kann auf Lizenzen zugegriffen werden, genauso<br />
wie auf in der Lizenz gespeicherte Daten, und es können<br />
kryptografische Funktionen genutzt werden.<br />
Signaturen und Zertifikate<br />
Wurde das verschlüsselte Projekt auf das Zielsystem übertragen,<br />
prüft CodeMeter die Richtigkeit des Projekts vor Manipulationen<br />
über asymmetrische Verschlüsselung, Signaturen und Zertifikate.<br />
Ein Schlüsselpaar bestehend aus Public- und Private-Key wird<br />
über ein separates Tool oder im CmDongle der Entwicklungsumgebung<br />
erzeugt. In diesem wird der Private-Key sicher als "Product<br />
Item Option" gespeichert, der später zum Signieren benutzt wird.<br />
Der AxProtector nutzt für Signaturen asymmetrische Kryptografie<br />
und elliptische Kurven in drei Schritten:<br />
■ Der AxProtector signiert eine Checksumme, genau genommen<br />
einen Hash-Wert über das Projekt oder den Programmcode,<br />
mit dem privaten Schlüssel. Der signierte Hash-Wert wird Signatur<br />
genannt und entspricht einem digitalen Fingerabdruck<br />
für dieses Projekt.<br />
■ Gleichfalls errechnet der modifizierte VxWorks-Loader den<br />
Hash-Wert, um diesen mit der digitalen Signatur abzugleichen.<br />
Dabei wird der Public-Key benutzt, um den digitalen Fingerabdruck<br />
durch den Vergleich beider Hash-Werte zu prüfen.<br />
■ Nach erfolgreicher Prüfung gilt das VxWorks-Projekt als unverändert,<br />
das heißt es wurde nicht verändert, seit es mit dem<br />
richtigen Private-Key signiert wurde.<br />
Mit Hilfe von Zertifikaten wird sichergestellt, dass bei der Prüfung<br />
der richtige Public-Key verwendet wird. Zertifikate sind digitale<br />
Äquivalente zu Ausweisdokumenten im realen Leben. Sie ermöglichen<br />
die Prüfung, ob der gespeicherte Public-Key wirklich zum<br />
passenden Private-Key gehört.<br />
Zur Prüfung der Authentizität des Betriebssystem-Images oder<br />
der Anwendungen nutzt Wibu-Systems eine Kette an Zertifikaten,<br />
auch "Chain of Trust" genannt, die die Richtigkeit des öffentlichen<br />
Schlüssels garantieren. Dieses Verfahren beruht auf dem Root-<br />
Zertifikat als "Anchor of Trust" in einer Reihe verschiedener Zertifikatsabfragen,<br />
wobei das Vertrauen an die darüber liegende<br />
Schicht vererbt wird. Der Schlüsselwert liegt im jeweiligen Public-<br />
Key. Im Detail sieht eine Zertifikatskette wie folgt aus:<br />
■ Die Einstellungen des AxProtectors erlauben dem Entwickler,<br />
Auf einen Blick<br />
Sichere Anwendungen effizient entwickeln<br />
Das Wind River Embedded Development Kit demonstriert, wie Vx-<br />
Works 6.9.2, das Wibu-Systems CodeMeter Lizenzierungs- und<br />
Schutzsystem und das Emerson NITX-315 Board zusammenarbeiten.<br />
Das Evaluieren mit der Schritt-für-Schritt-Anleitung vermittelt einen<br />
Eindruck, wie sichere Anwendungen effi zient entwickelt werden können.<br />
Dabei wird gezeigt, wie Verschlüsseln und Signieren eines Vx-<br />
Works-Images und einer Anwendung im Kernel- und User-Mode erfolgt<br />
und der sichere Loader diese lädt und ausführt. Es wird gezeigt,<br />
wie die Signaturprüfung erfolgt, um Manipulation zu erkennen und<br />
die Ausführung zu verhindern.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
603ei0213<br />
So werden die<br />
CmDongles, der<br />
Entwicklungsrechner<br />
und das<br />
Target-Board<br />
verbunden.<br />
Alle Einstellungen<br />
des Wibu-Systems<br />
AxProtector<br />
erfolgen über ein<br />
Plug-In in der<br />
Wind River<br />
Workbench.<br />
über ein Plug-In ein Integritätszertifikat zu definieren, bestehend<br />
aus einem Hash-Wert, der Signatur und des Public-Keys.<br />
■ Sobald das VxWorks-Projekt geladen wird, berechnet der Vx-<br />
Works-Loader binär einen Hash-Wert und vergleicht diesen<br />
mit dem Hash-Wert, der vom AxProtector als Integritätszertifikat<br />
erzeugt wurde. Stimmen diese Werte nicht überein, wird das<br />
VxWorks-Projekt nicht geladen.<br />
■ Sind beide Hash-Werte gleich, dann beginnt die Signatur-Prüfung<br />
über die Zertifikate. Bei jeder Ebene benutzt die Signatur-<br />
Prüfung den Public-Key der darunter liegenden Ebene, bis zum<br />
Root-Zertifikat.<br />
Dieses auf den ersten Blick sehr komplex aussehende Verfahren ist<br />
so integriert, dass es für den Entwickler einfach zu handhaben ist.<br />
Der private Schlüssel des Root-Zertifikats wird nur einmal zur Signatur<br />
der untergeordneten Zertifikate benötigt und kann dann im<br />
Safe verschwinden. Selbst wenn ein untergeordnetes Zertifikat einmal<br />
kompromittiert sein sollte, kann dieses über einen "Revocation-Mechanismus"<br />
zurückgerufen werden. Dadurch bleibt die Sicherheit<br />
und Integrität des Gesamtsystems erhalten und die ausgerollten<br />
Systeme müssen auch dann nicht getauscht werden.<br />
Neben den Sicherheitsfunktionen ist es wichtig, Erstellung und<br />
Verteilung der Lizenzen und Schlüssel in die Vertriebs- und Herstellungsprozesse<br />
zu integrieren. Die CodeMeter License Central<br />
ist die Lösung dafür. Sie wird über einen Browser oder eine Webschnittstelle<br />
bedient und lässt sich leicht in bestehende ERP-Systeme<br />
wie SAP oder MS Dynamics, CRM-Systeme wie Sales Force<br />
oder Online-Shops integrieren. Die License Central kann beim<br />
Hersteller betrieben oder als Wibu-Cloud-Lösung genutzt werden.<br />
Mit dem Wind River Embedded Development Kit sieht der Entwickler,<br />
wie verschiedene Funktionen in einer Anwendung so unterschiedlich<br />
geschützt werden, dass zu deren Ausführung später<br />
eine individuelle Lizenz erforderlich ist. Dies kann sinnvoll sein,<br />
um Gerätefunktionen separat zu verkaufen oder bestimmten Personen<br />
die Nutzung spezieller Funktionen zu ermöglichen. (ah) ■<br />
Der Autor: Oliver Winzenried ist Vorstand der Wibu-Systems<br />
und Vorsitzender des Vorstands der VDMA-Arbeitsgemeinschaft<br />
Produkt- und Know-how-Schutz.<br />
Bilder: Wibu Systems<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 45
Embedded-Systeme<br />
Bild: Kurz Industrie-Elektronik<br />
Für individuelle Anwendungen<br />
Rechnermodul auf Basis des AM335x SoC<br />
Mit dem EPC35 stellt Kurz Industrie-Elektronik<br />
ein leistungsfähiges<br />
Rechnermodul auf Basis des<br />
AM335x-SoC von Texas Instruments<br />
vor. Das Modul integriert<br />
das Powermanagement sowie<br />
DDR3-SDRAM, NAND-Flash und<br />
einen microSD-Slot auf 70 mm x<br />
40 mm. Die zahlreichen Schnittstellen<br />
des SoC stehen auf einem,<br />
von Q7-Modulen bekannten,<br />
230-poligen MXM-Steckverbin-<br />
der zur Verfügung. Neben Standardschnittstellen<br />
wie Ethernet,<br />
USB und 24-Bit-TFT sind<br />
mit dem Modul vor allem <strong>industrie</strong>lle<br />
Echtzeit-Bussysteme<br />
wie EtherCAT, Profibus und CA-<br />
Nopen kostengünstig realisierbar.<br />
Um die Möglichkeiten des<br />
AM335x vollständig ausnutzen<br />
zu können, stehen alle I/O-Signale<br />
des SoC sinnvoll gruppiert auf<br />
dem Steckverbinder zur Verfügung.<br />
Mit diesem Rechnermodul<br />
ist zum einen sowohl die Entwicklung<br />
beziehungsweise die Anpassung<br />
von Basisboards, als auch<br />
die Integration des Rechnermoduls<br />
in ein kundenspezifisches<br />
Layout möglich.<br />
infoDIREKT <br />
655ei0213<br />
Bild: Gleichmann Electronics<br />
26,4-cm-(10,4-Zoll-) SVGA-Display<br />
Mindestens 50.000 Stunden Backlight-<br />
Lebensdauer<br />
Eine Helligkeit von 400 cd/m², ein<br />
Kontrastverhältnis von 700:1 und<br />
eine LED-Backlight-Lebensdauer<br />
von mindestens 50.000 Stunden<br />
zeichnen das von Gleichmann<br />
Electronics vorgestellte 26,4-cm-<br />
(10,4-Zoll-) SVGA-Display<br />
G104S1-L02 von Chi Mei Innolux<br />
(CMI) aus. Die verwendete Enhanced<br />
Twisted Nematic- (ETN-)<br />
Technologie ermöglicht einen<br />
weiten Betrachtungswinkel von<br />
horizontal 160° beziehungsweise<br />
vertikal 140°. Auch im Grenzbereich<br />
wird noch ein Kontrastverhältnis<br />
von >10:1 erreicht. Zu den<br />
weiteren Ausstattungsmerkmalen<br />
zählt neben einem integrierten<br />
Treiber für das weiße LED-Backlight<br />
auch ein LVDS-Interface. Das<br />
für einen weiten Betriebstemperaturbereich<br />
von -30 bis +80 °C<br />
spezifizierte 10,4-Zoll-SVGA-Display<br />
wird nach Herstellerangaben<br />
wie alle Displays der „Industrial<br />
Line“ von CMI mindestens fünf<br />
Jahre verfügbar sein und ist damit<br />
sehr gut für langlebige <strong>industrie</strong>lle<br />
und medizinische Anwendungen<br />
geeignet.<br />
infoDIREKT <br />
656ei0213<br />
Netzwerk-Controller<br />
Mit kompletter Protokoll-Suite<br />
Vielfältig einsetzbar<br />
Embedded-System mit 1 GHz-Cortex-A8<br />
Bild: Hilscher<br />
Mit insgesamt zehn Feldbus- und<br />
Real-Time-Ethernet-Protokollen<br />
ist der netX 51 von Hilscher ein<br />
äußerst universell einsetzbarer<br />
Netzwerk-Controller. Der jetzt lie-<br />
ferbare Achtkanal-IO-Link-Masterstack<br />
erlaubt den Aufbau äußerst<br />
kompakter IP67-Gateways.<br />
Unterschiedlichste Host-Systeme<br />
werden über konfigurierbares<br />
DPM, eine intelligente SPI-<br />
Schnittstelle oder einen zusätzlichen<br />
CAN-/Ethernet Port angeschlossen<br />
oder ermöglichen mit<br />
den 670 KByte internem RAM und<br />
dem zusätzlichen RISC-Controller<br />
kostengünstige I/O-Lösungen.<br />
infoDIREKT<br />
643ei0213<br />
Bild: M-Tronic<br />
Das MT-Extreme von M-Tronic ist<br />
ein leistungsstarkes Embedded-<br />
System mit einem 1 GHz Cortex-A8-Prozessor,<br />
1 bis 2 GByte<br />
DDR3 RAM sowie 2 bis 4 GByte<br />
NAND Flash. Video Encoding/Decoding<br />
(720p/1080p) wird hard-<br />
wareseitig unterstützt. Die<br />
Schnittstellen, zum Beispiel LAN,<br />
CAN, Audio, SD-Card, SATA, USB<br />
und so weiter, sind auf der Platine<br />
heraus geführt. Es können TFT-<br />
Displays verschiedener Auflösungen<br />
mit kapazitivem Touch Panel<br />
als Single oder Multi Touch angesteuert<br />
werden. Einsetzbar ist das<br />
System unter anderem als Headless-Steuerung,<br />
Touch-Bedienterminal,<br />
Server und Datenlogger.<br />
infoDIREKT <br />
642ei0213<br />
Integrierte Keramikantenne<br />
Bluetooth-Dual-Mode-SPP/LE-Modul mit einer hohen Ausgangsleistung von +4 dBm<br />
Bild: MSC<br />
Ein nur 15,6 x 8,7 x 1,8 mm 3 großes<br />
Dual-Mode-SPP/BLE-Modul,<br />
das die für klassische Bluetooth<br />
2.1-Anwendungen benötigte<br />
SPP-Funktionalität<br />
mit vielfältigen Blue-<br />
tooth-4.0-Low-Energy-<br />
Funktionen kombiniert,<br />
präsentiert MSC. Das auf<br />
dem Bluetooth-Singlechip<br />
TC35661 von Toshiba<br />
basierende und mit<br />
einer integrierten Keramikantenne<br />
ausgestattete Panasonic-Modul<br />
PAN1026 zeichnet<br />
sich unter anderem durch eine für<br />
Dual-Mode-Bluetooth-Module<br />
ungewöhnlich hohe Ausgangsleistung<br />
von +4 dBm und eine<br />
ebenfalls sehr hohe Empfangsempfindlichkeit<br />
von -87 dBm aus.<br />
Mit unter 100 µA im Sleep-Modus<br />
fällt der Strombedarf hingegen<br />
sehr gering aus. Darüber hinaus<br />
bietet das PAN1026 einen schnellen<br />
Datentransfer über Bluetooth<br />
V3.0 einschließlich WLAN-Koexistenz.<br />
Die Software des Moduls<br />
wurde von Toshiba entwickelt.<br />
Der Stack im Flash für das Toshiba-IC<br />
unterstützt sowohl SPP (Serial<br />
Profile Port)-Embedded-Funktionen<br />
als auch eingebettete<br />
GATT- oder andere Bluetooth-LE-<br />
Profile auf dem Modul. Durch die<br />
vollständige CE-, FCC- und Bluetooth-Qualifizierung<br />
des Moduls<br />
ist eine einfache und schnelle Integration<br />
in die Zielapplikation sichergestellt.<br />
infoDIREKT <br />
645ei0213<br />
46 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Embedded-Systeme<br />
Bild: IPC2U<br />
Embedded-Computer<br />
Für platzkritische Anwendungen<br />
Das Aluminium-Gehäuse des semi-<strong>industrie</strong>llen<br />
Embedded-Systems<br />
AN2541 von IPC2U im Taschenformat<br />
misst nur 85 x 135 x<br />
30 mm 3 (D x W x H). Gleichzeitig<br />
ist der Embedded-Computer mit<br />
einer leistungsfähigen und energiesparenden<br />
Intel-Atom-Dual-<br />
Core-N2600 1,6 GHz-CPU ausgestattet.<br />
2 GB DDR3 RAM sind bereits<br />
vorinstalliert, ein Massenspeicher<br />
kann als<br />
2/4/8/16/32/64GByte SSD via<br />
mSATA-Slot eingebaut werden.<br />
Trotz der kleinen Abmessungen<br />
verfügt der Computer über eine<br />
ausreichende Anzahl von Schnittstellen,<br />
die eine nahtlose Anbindung<br />
an viele Peripheriegeräte<br />
ermöglicht. So stehen neben 1 x<br />
Gbit LAN und 2 x USB, 1 x HDMI<br />
und 1 x VGA-Anschlüsse zur Verfügung.<br />
Das System eignet sich<br />
für platzkritische Anwendungen<br />
im kommerziellen oder semi-<strong>industrie</strong>llen<br />
Bereich, die keine besonderen<br />
Anforderungen an Leistung<br />
oder Ausstattung stellen.<br />
infoDIREKT<br />
639ei0213<br />
Kapazitäten von 512 Megabyte bis zwei Gigabyte<br />
CoreExpress-Serie für harte Industrieanwendungen<br />
Bei der CoreExpress-Serie<br />
von Syslogic handelt es<br />
sich um die ersten selbstentwickelten<br />
Computer-on-<br />
Module des Unternehmens.<br />
Die Module entsprechen<br />
dem standardisierten<br />
Formfaktor CoreExpress<br />
und eignen sich dank der<br />
sehr robusten Bauweise<br />
insbesondere für harte Industrieanwendungen.<br />
Die 58 x 65<br />
mm 2 großen Module verfügen<br />
über Atom-E-Prozessoren von Intel.<br />
Dabei stehen drei Leistungsstufen<br />
von 0,6 über 1,0 bis 1,6<br />
GHz zur Wahl. Zudem kann je<br />
nach Einsatz zwischen Arbeitsspeichern<br />
mit einer Kapazität von<br />
512 Megabyte bis zwei Gigabyte<br />
gewählt werden. Auch im Dauereinsatz<br />
unter erschwerten Bedingungen<br />
funktionieren die Compu-<br />
ter-on-Module problemlos, was<br />
zahlreiche Qualifizierungen für<br />
Bahn,- Automotive- und Baumaschinenanwendungen<br />
belegen<br />
konnten. Zu den bestandenen<br />
Härtetests gehören Vibrationsmessungen<br />
im Frequenzbereich<br />
von 5 bis 2000 Hz (EN 60068-2-<br />
64) sowie auch Schockprüfungen<br />
(EN 60068-2-27).<br />
infoDIREKT <br />
638ei0213<br />
Bild: Syslogic<br />
Lüfterloser Embedded-Computer<br />
Leistung verdoppelt für eine sehr hohe 3D-<br />
Grafikperformance<br />
Bild: Adlink<br />
MXC-6300, der lüfterlose Embedded-Computer<br />
von Adlink ist ausgerüstet<br />
mit einem Intel Core i7/<br />
i5/i3- Prozessor der dritten Generation<br />
und mit einem QM77-Chipset.<br />
Sehr hohe Rechen- und Grafikleistung<br />
für bis zu drei unabhängige,<br />
hochauflösende Displays<br />
zeichnen ihn aus. Drei PCI/<br />
PCIe-Erweiterungsslots ermöglichen<br />
den Einsatz verschiedenster<br />
I/O-Karten. Mit seiner Kombination<br />
aus hoher Rechenleistung und<br />
den drei PCI/PCIe-Highspeed-Erweiterungsslots<br />
im kompakten<br />
Gehäuse ermöglicht der Embed-<br />
ded-Computer die Integration<br />
verschiedenster<br />
Applikationen. Zu den<br />
möglichen Anwendungsbereichen<br />
zählen unter<br />
anderem <strong>industrie</strong>lle<br />
Bildverarbeitung, Fabrikautomatisierung,<br />
Schiffsautomatisierung<br />
und Videoüberwachung.<br />
Im<br />
Vergleich zu Designs auf<br />
Basis der Intel-Core-Prozessoren<br />
der zweiten Generation<br />
verdoppelt der MXC-6300 mit der<br />
integrierten Intel-HD-Graphic-4000<br />
die Leistung für hohe<br />
3D-Grafikperformance bei gleichzeitig<br />
um 40 Prozent verbesserter<br />
Leistung pro Watt. Über zwei Display-Ports<br />
mit VGA- oder DVI-D-<br />
Schnittstellen werden simultan<br />
drei unabhängige Displays unterstützt.<br />
Der MXC-6300 verbessert<br />
hochgenaue Bildverarbeitungsapplikationen<br />
wie Medizingeräte<br />
und Überwachungssysteme.<br />
infoDIREKT<br />
637ei0213<br />
QSeven-Modul mit i.MX6-CortexA9-CPU<br />
Kompakte COMs mit geringer Verlustleistung<br />
Die neue QBlissA9 mit iMX6-CortexA9-CPU<br />
von F&S Elektronik<br />
Systeme ergänzt die Qseven-Modulfamilie<br />
mit CortexA8-CPU und<br />
gewährt dem Anwender Investitionsschutz<br />
und skalierbare Rechenleistung.<br />
Der i.MX6-Prozessor<br />
ist die neueste Entwicklung<br />
von Freescale für Multimedia-Anwendungen.<br />
Eckdaten dieser<br />
mächtigen CPU sind die 3D-Grafik<br />
(100MTri/s, 1000Mpx/s), Hardware-Decoder/Encoder<br />
mit einer<br />
Auflösung von bis zu 1080p,<br />
H.264 HP, HDMI v1.4, ARMv7, NE-<br />
ON, VFPv3, SATA-II-Schnittstelle,<br />
Gigabit-Ethernet<br />
und CAN-Bus.<br />
Beim Chip-Design<br />
wurde der Schwerpunkt<br />
insbesondere<br />
auf eine geringe<br />
Verlustleistung gelegt.<br />
Neben der<br />
Ausführung mit<br />
vier CPU-Kernen<br />
wird der i.MX6<br />
auch als Dual- und<br />
als Single-Core-<br />
CPU angeboten. Damit stehen in<br />
der nächsten Zeit baugleiche<br />
QBlissA9-Module mit Dual-Coreund<br />
mit Single-Core-CPU sowie<br />
identischer Hardware zur Verfügung.<br />
Da alle QBliss-Module<br />
Hard- wie auch Software-kompatibel<br />
sind, kann der Anwender<br />
problemlos zwischen sehr preisgünstigen<br />
oder äußerst leistungsstarken<br />
Modulen ausgewählen.<br />
Eine weitere Besonderheit ist die<br />
lange Verfügbarkeit der CPUs von<br />
mehr als 15 Jahren.<br />
infoDIREKT<br />
636ei0213<br />
Bild: F&S Elektronik Systeme<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 47
Messtechnik<br />
ESA Embedded System Access<br />
Der fundamentale Paradigmenwechsel beim elektrischen Test<br />
Der 1990 mit IEEE 1149.1 begonnene Trend zum Einsatz nichtinvasiver Zugriffsstrategien hat sich durch die<br />
Absorption immer neuer Technologien und Methoden mittlerweile zur eigenständigen Klasse des Embedded<br />
System Access entwickelt. Dabei bedeutet Embedded System Access im Kern die Verlagerung der Pin-Elektronik<br />
eines Testers in das zu testende System.<br />
Autoren: Thomas Wenzel, Heiko Ehrenberg<br />
Der IEEE1149.1/Boundary-Scan-Standard verlagert die sogenannte<br />
Pin-Elektronik eines Testers erstmals in die zu<br />
testende Schaltung und ermöglicht einen nichtinvasiven<br />
Zugriff (Bild 1). Als Folge entsteht eine designintegrierte<br />
Pin-Elektronik, welche per JTAG-Testbus angesteuert wird. Als Novum<br />
wird diese jedoch nicht durch den Testingenieur definiert,<br />
sondern durch den Designer. Das Geniale an IEEE1149.1 ist die<br />
offene Erweiterbarkeit der Registerarchitektur gepaart mit der Universalität<br />
des Businterfaces und seinem Übertragungsprotokoll.<br />
Heute lassen sich grundlegend folgende Klassen unterscheiden:<br />
■ Native Connector Access (natürlicher Zugriff über die designintegrierten<br />
I/O),<br />
■ Intrusive Board Access (künstlicher Zugriff über Nadeln und<br />
Proben),<br />
■ Embedded System Access (natürlicher Zugriff über designintegrierten<br />
Testbus).<br />
Dabei schließen sich diese Klassen in der praktischen Nutzung<br />
nicht gegenseitig aus. Inwieweit sie allerdings für den Anwender in<br />
Kombination eingesetzt werden können, hängt von den individuellen<br />
Fähigkeiten der gewählten ATE-Plattform ab.<br />
Dennoch stellt sich die Frage, in welchem Verhältnis die einzelnen<br />
Zugriffsstrategien zueinander stehen und was Embedded System<br />
Access praktisch bedeutet.<br />
Embedded System Access<br />
Ein Blick auf die tendenzielle Entwicklung der einzelnen Trends<br />
offenbart eine Reihe interessanter Fakten. Dazu gehört auch die<br />
relative lange Adoptionsphase von IEEE-1149.1 als erster Vertreter<br />
des Embedded System Access. Er ist mittlerweile eine eigenständige<br />
Klasse, die eine Vielzahl nichtinvasiver Zugriffstechnologien<br />
konsistent vereint. Dazu gehören insbesondere:<br />
Auf einen Blick<br />
Nichtinvasive Zugriffsstrategien<br />
Die Entwicklung des Embedded System Access (ESA) wird vor allem<br />
durch die Standardisierung der Testbus-Ebene auf der Basis IE-<br />
EE-1149.7, der Ansteuerung von Chip Embedded Instruments durch<br />
IEEE-P1687 und Erweiterungen von IEEE 1149.1 gekennzeichnet<br />
sein. Darüber hinaus werden neue Instrument-IP als Hardmakros<br />
oder FPGA embedded Softmakros die Innovation bei den Test-, Messund<br />
Programmierstrategien vorantreiben und die Grenzen zwischen<br />
Chip- und Boardtest zunehmend aufl ösen. Ein schlagartige Wende in<br />
Richtung ESA ist für die nächsten Jahre jedoch nicht zu erwarten.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
509ei0213<br />
Bild: yvart - Fotolia.com<br />
48 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013
Messtechnik<br />
■■<br />
Boundary-Scan-Test (IEEE Std 1149.1/.4/.6/.7),<br />
■■<br />
Processor-Emulation-Test (PET),<br />
■<br />
■■<br />
In-System Programming (ISP),<br />
■■<br />
Core-Assisted Programming (CAP),<br />
■■<br />
FPGA-Assisted-Test (FAT),<br />
■■<br />
FPGA-Assisted Programming (FAP),<br />
■■<br />
System JTAG (SJTAG).<br />
■ Chip-Embedded Instrumentation (IJTAG, IEEE-P1687),<br />
Darüber hinaus gibt es aber noch eine Fülle weiterer Technologien<br />
und Standards, zum Beispiel die sogenannte On-Chip Emulation<br />
(OCE) zur Softwarevalidierung.<br />
Durch den im Zielsystem eingebetteten elektrischen Zugriff<br />
kann beim Embedded System Access auf invasive Nadeln und Probes<br />
verzichtet werden. Dabei verfügt jede ESA-Technologie im<br />
Prinzip über eine aufgabenspezifische Pin-Elektronik, welche über<br />
den Testbus angesteuert wird und somit in der Lage ist, Testfunktionen<br />
oder Programmierungen direkt im System auszuführen. Das<br />
Zielsystem kann dabei ein Chip, ein Board, oder eine ganzes System<br />
sein, ist also invariant gegenüber dem hierarchischen Applikationslevel.<br />
Dadurch kann der Embedded System Access im gesamten<br />
Produktlebenszyklus verwendet werden.<br />
Eine genauere Analyse wichtiger ESA-Technologien auf Boardlevel<br />
zeigt große Unterschiede in den Wirkungsweisen und Zielstellungen.<br />
Die Matrix in Tabelle 1 spiegelt den komplementären<br />
Charakter der einzelnen Prinzipien deutlich wider. Bereits hieraus<br />
lässt sich ableiten wie wichtig ATE-Plattformen sind, welche sämtliche<br />
Technologien einheitlich unterstützen. Die nachfolgenden<br />
Detailerklärungen machen diese Fakten noch transparenter.<br />
Chip-Embedded-Instruments<br />
Chip-Embedded-Instruments sind in die Schaltkreise integrierte<br />
Test- und Mess-IP, welche über den Testbus angesteuert werden<br />
(Bild 4). Ihr Funktionsumfang ist völlig offen und reicht von simplen<br />
Sensoren, über komplexere Signal- und Datenerfassung bis hin<br />
zu kompletten Analyse-Instrumenten oder Programmern. Die IP<br />
selbst ist entweder fest in einem Chip integriert (Hardmakro), kann<br />
aber auf Basis von FPGAs auch temporär im System aktiviert werden<br />
(Softmakro). Die Pin-Elektronik unterliegt damit prinzipiell<br />
keinen Einschränkungen und kann zahlreiche Funktionen aufweisen,<br />
allerdings nur im Rahmen der jeweiligen Chip-Technologie<br />
des Host. Bemerkenswert ist auch die Tatsache, dass derartige Instrumente<br />
prinzipiell parallel zur normalen Systemoperation aktiv<br />
sein können, woraus sich interessante Applikationen ergeben.<br />
Besonders die FPGA-Embedded-Instruments sind in letzter<br />
Zeit verstärkt in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Sie er-<br />
Bild 1: Der Übergang zu einer designintegrierten Pin-Elektronik.<br />
Boundary Scan<br />
Boundary Scan definiert sogenannte Boundary-Scan-Zellen als die<br />
primären Zugriffspunkte auf ein System. Die Gesamtheit der Zellen<br />
bildet das Boundary-Scan-Register, welches über einen Test<br />
Access Port (TAP) angesteuert wird (Bild 2). Alle Vektoren werden<br />
seriell ein- und ausgeschoben. Der Testbus selbst besteht aus vier<br />
Signalen und einem optionalen Reset. Boundary Scan ist ein strukturelles<br />
Verfahren und bietet insbesondere beim Verbindungstest<br />
von BGA-Anschlüssen eine exzellente Fehlerdiagnose. Da die<br />
Tests jedoch statischer Natur sind, können dynamische Fehler<br />
nicht erkannt werden. Ergänzend zu IEEE-1149.1 existieren mittlerweile<br />
eine Reihe weiterer IEEE-1149.x-Standards.<br />
Bild 2: Architektur eines Boundary-<br />
Scan-Schaltkreises.<br />
Bild 3: Prinzip des Processor<br />
Emulation Test (PET).<br />
Processor-Emulation-Test<br />
Der Processor-Emulation-Test nutzt das zur Softwarevalidierung<br />
implementierte Debug-Interface eines Mikroprozessors aus, um<br />
den Prozessorkern in einen nativen Testcontroller (Bild 3) zu<br />
transformieren. Dadurch wird der Prozessor mit seinem Bus-Interface<br />
zur Pin-Elektronik und damit zum Zugriffspunkt auf das<br />
System. Ferngesteuert über JTAG oder andere Debug-Interfaces<br />
ist er dann in der Lage, sämtliche an seinen Systembus angeschlossenen<br />
internen oder externen Ressourcen anzusteuern und<br />
einzeln über entsprechende Testvektoren in Form von Schreibund<br />
Lesezugriffen zu testen. Ein Betriebssystem oder eine Flash-<br />
Firmware ist nicht notwendig. Die Technologie ermöglicht die<br />
Abdeckung sowohl statischer als auch dynamischer Fehler. Sie ist<br />
durch den funktionalen Ansatz jedoch in der Diagnosetiefe eingeschränkt.<br />
Die PET-Technologie ergänzt Boundary Scan hervorragend<br />
und ermöglicht insbesondere den Test von dynamischen<br />
Komponenten wie DDR-SDRAM, Gigabit-Interfaces und<br />
anderer nicht scanbarer Komponenten auf Chip-, Board- und<br />
System-Level.<br />
Bild 5: Programmierung eines Flash-Schaltkreises per Boundary Scan.<br />
Bild 4: Boundary-Scan-Schaltkreis<br />
mit Chip-Embedded-Instrument.<br />
Bild 7: Programmierung eines Flash<br />
per FPGA Assisted Programming.<br />
Bilder: Goepel Electronic<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 49
Messtechnik<br />
Bild 6: Programmierung<br />
eines Flash per<br />
Core Assisted<br />
Programming.<br />
Bild 8: Prinzip des<br />
eingebetteten<br />
Testbuscontrollers<br />
auf Boardlevel.<br />
Tabelle 1: Vergleich relevanter ESA-Technologien zum Boardlevel-Test.<br />
Tabelle 2: Vergleich relevanter ESA-Technologien zur Programmierung.<br />
möglichen Strategien wie FPGA-Assisted-Test (FAT), beziehungsweise<br />
FPGA Assisted Programming (FAP) und bieten eine hohe<br />
Flexibilität in der Adaption auf die individuelle Test- and Measurement-Problematik.<br />
Chip-Embedded-Instruments werden bereits<br />
seit vielen Jahren im Bereich des Chiptests zum Beispiel in Form<br />
von Built-In-Self-Test-IP eingesetzt. Allerdings waren bisher all<br />
diese IP zugriffsseitig nicht standardisiert, was der derzeit in Entwicklung<br />
befindliche Standard IEEE-P1687 (IJTAG) ändern wird.<br />
In-System Programming<br />
Auch im sehr wichtigen Bereich der Programmierung existieren<br />
völlig unterschiedliche ESA-Technologien (Tabelle 2). Allerdings<br />
nutzen sie zum Großteil die gleiche Infrastruktur wie die bereits<br />
beschriebenen Lösungsansätze zum Test. Diese Situation macht<br />
sehr hohe Synergien zwischen Test und Programmierung möglich.<br />
Die Bezeichnung In-System-Programming ist ein Sammelbegriff<br />
zur Programmierung von Flashbausteinen über Boundary Scan<br />
(Bild 5), sowie für PLD/FPGA über den Test Access Port (TAP) im<br />
Verbund mit spezifischen Programmierregistern. Die Programmierung<br />
erfolgt im eingelöteten Zustand onboard. Für PLD/FGPA<br />
existieren auch spezielle Standards wie IEEE-1532, JESD71 oder<br />
dem Serial Vector Format (SVF), einem Quasi-Industriestandard.<br />
Core Assisted Programming<br />
Im Grundsatz verfolgt die Strategie von Core Assisted Programming<br />
den gleichen Lösungsansatz wie der bereits beschriebene<br />
Processor-Emulation-Test. Der Prozessor wird über das native<br />
Debug-Interface in der Art angesteuert, dass die an seinen Systembus<br />
angeschlossenen Flash oder FPGA (wenn das Design es ermöglicht)<br />
gelöscht, programmiert und verifiziert werden können<br />
(Bild 6). Bei Flash spielt es keine Rolle, ob er direkt in einer MCU<br />
integriert ist (On-Chip) oder extern als separater Baustein angeschlossen<br />
ist. Darüber hinaus ist es möglich, nur den Flash-Handler<br />
per JTAG und das Flash-Image über ein schnelles Kommunikations-Interface<br />
zu laden. Die CAP-Technologie bietet deutlich höhere<br />
Geschwindigkeiten als die In-System Programmierung via<br />
Boundary Scan.<br />
FPGA Assisted Programming<br />
Eine der interessantesten Technologien zur Flash Programmierung<br />
beruht auf dem Einsatz von FPGA Embedded Instruments<br />
und wird als FPGA Assisted Programming bezeichnet (Bild 7).<br />
Das Embedded-Instrument ist in diesem Fall ein Programmer in<br />
der Form eines Softmakros. In Abhängigkeit von der Architektur<br />
des Programmer-IP und der Leistungsfähigkeit des externen Steuersystems<br />
lassen sich gegenüber konventionellen In-System-Programmierungen<br />
per Boundary Scan teilweise drastische Verbesserungen<br />
der Programmiergeschwindigkeit erzielen. Mittlerweile<br />
existieren auch synthesefreie Universallösungen wie sie beispielsweise<br />
in ChipVO<strong>RX</strong> integriert sind.<br />
System Level JTAG<br />
Als letzte Zugriffstechnik soll an dieser Stelle System Level JTAG<br />
erläutert werden. Im Gegensatz zur Nutzung eines externen Controllers<br />
verfolgt diese Technik den Ansatz, die zentrale Steuereinheit<br />
direkt mit in das Design zu integrieren. Dabei kommt typischerweise<br />
als Testbuscontroller ein separater Chip zum Einsatz<br />
und die Testvektoren werden lokal gespeichert (Bild 8). Das Verfahren<br />
ist auch für den Systemtest unter Einbindung mehrere<br />
Boards prädestiniert.<br />
Transformation zum System-integrierten Tester<br />
Der Übergang zum Embedded System Access bedeutet keine marginale<br />
Anpassung der Art und Weise wie Test- oder Programmiervektoren<br />
gehandelt werden, sondern muss als fundamentaler technologischer<br />
Umbruch verstanden werden. Dazu gehören insbesondere:<br />
■■<br />
die Integration der Test<strong>elektronik</strong> in das zu testende System,<br />
■■<br />
die untrennbare Kopplung von Funktions- und Test<strong>elektronik</strong><br />
im Systemdesign,<br />
■■<br />
die Ausprägung von Testzentren mit unterschiedlichen Fähigkeiten,<br />
■■<br />
die stark erweiterte Vielfalt an Test- und Programmierstrategien,<br />
■■<br />
die Möglichkeiten zur Nutzung über den gesamten Produktlebenszyklus,<br />
■■<br />
die Flexibilität einer rekonfigurierbaren Pin-Elektronik durch<br />
FPGA,<br />
■■<br />
der Einsatz völlig neuartiger Instrumentierungsplattformen.<br />
Bei der praktischen Nutzung des Embedded System Access findet<br />
im Prinzip eine Transformation von rein funktionalem Design<br />
in eine Tester-UUT-Konfiguration statt. (jj)<br />
n<br />
Die Autoren: Thomas Wenzel (links) ist Geschäftsführer<br />
der Goepel Electronic in Jena.<br />
Heiko Ehrenberg leitet von Austin/Texas aus das<br />
Nordamerikageschäft der Goepel Electronic.<br />
50 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Messtechnik<br />
Bild: Acute/Hacker Datentechnik<br />
DSO Mixed-Signal-fähig machen<br />
PC-basierende Logikanalysatoren und<br />
Oszilloskope<br />
In Verbindung mit den Speicheroszilloskopen von Acute,<br />
Agilent, LeCroy und Tektronix lassen sich sogenannte<br />
Mixed-Signal-Analyzer aufbauen.<br />
Die Baureihe Travel Logic TL2X36 von<br />
Acute Technology (Vertrieb: Hacker Datentechnik)<br />
enthält leistungsfähige Logikanalysatoren<br />
mit 36 Kanälen, 4 GHz Timing-Analyse,<br />
200 MHz State-Analyse<br />
und einem skalierbaren Speicher von maximal<br />
72 Mbit für alle 36 Kanäle.<br />
Die Geräte sind mit einem USB-2.0-Port<br />
(1.1-kompatibel) ausgestattet und können<br />
an jeden Desktop oder Laptop angeschlossen<br />
werden. Die Stromversorgung erfolgt<br />
ebenfalls über den USB-Port und macht<br />
die modularen Messgeräte interessant für<br />
viele Anwendungen im Service-Bereich sowie<br />
im Entwicklungs- oder Hochschullabor,<br />
wo unter Umständen zeitlich verschoben<br />
an verschiedenen Computern Analyseaufgaben<br />
anfallen. Ein weiteres interessantes<br />
Leistungsmerkmal ist die<br />
Möglichkeit, in Verbindung mit den Speicheroszilloskopen<br />
von Acute, Agilent, Le-<br />
Croy und Tektronix, sogenannte Mixed-<br />
Signal-Analyzer aufzubauen. Die im Lieferumfang<br />
enthaltene Logikanalysator-<br />
Software unterstützt Windows XP/Vista/<br />
Windows 7 und 8 (32 und 64 Bit) und kann<br />
auf beliebigen Rechnern vorinstalliert werden.<br />
Dadurch ist der flexible Wechsel von<br />
Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz, oder von Außendienst<br />
zu Büro relativ einfach möglich.<br />
Die Travel Logic Logikanalysatoren wer-<br />
den als Komplettsysteme inklusive<br />
Software, Prüfkabel und Tragetasche<br />
geliefert.<br />
Das Travel Scope ist nicht nur ein<br />
PC-basierendes Speicheroszilloskop,<br />
es ist zusätzlich ein serieller<br />
Bus-Analysator, Datenlogger, Spektrumanalysator,<br />
Funktionsgenerator<br />
und kann in Verbindung mit<br />
einem Logikanalysator der Travel-<br />
Logic-Serie sogar in ein Mixed-Signal-Oszilloskop<br />
verwandelt werden.<br />
Das Travel Scope erreicht im<br />
Einkanal-Modus eine Echtzeit-Abtastrate<br />
von 1 GS/s und 500 MS/s<br />
im Zweikanal-Modus. Die Bandbreite<br />
beträgt 200 MHz (einkanalig)<br />
und 100 MHz/Kanal (zweikanalig)<br />
bei einer vertikalen Auflösung<br />
von 8 Bit. Das Travel Scope ist<br />
für einen Überspannungsbereich<br />
von 100 V (DC und AC Peak) ausgelegt<br />
und besitzt einen Offset-Bereich von<br />
±1,5 V bis ±150 V. Die umschaltbaren<br />
250-MHz-Tastköpfe (x1/x10) sind im Lieferumfang<br />
enthalten. Als Trigger-Modi stehen<br />
je nach Modell Rising, Falling, Alternate,<br />
Either, Single, Delay, Edge, Width, Video/TV,<br />
Advanced Trigger 2 und Bus-Trigger<br />
zur Verfügung, die sowohl automatisch,<br />
manuell oder single, mit einer zusätzlichen<br />
Run/Stop-Taste an der DSO-Box, ausgelöst<br />
werden können. Der massive Pufferspeicher<br />
von 64 MSample pro Kanal (TS2212A)<br />
ermöglicht die Signalerfassung über eine<br />
lange Zeitbasis.<br />
Über das integrierte Stack-Kabel können<br />
mit der Software bis sechs Travel Scopes<br />
des gleichen Modells hardwaremäßig miteinander<br />
verbunden werden und stellen<br />
dann entweder zwei, vier oder sechs Eingänge<br />
mit je 1 GS/s pro Eingang oder 4, 6,<br />
8, 10 oder 12 Eingänge mit je 500 MS/s pro<br />
Eingang zur Verfügung. Der Jitter beträgt ±<br />
8 ns zwischen den Master- und Slave-Kanälen.<br />
Die im Lieferumfang enthaltene<br />
PCScope-Software unterstützt Windows<br />
2000, XP, Vista (32 und 64 Bit) und Windows<br />
7 (32 und 64 Bit). Für die Entwicklung<br />
eigener Anwendungen sind VB-, VCund<br />
LabVIEW-Treiber erhältlich. (jj) n<br />
infoDIREKT <br />
511ei0213<br />
Red Border ITE Ads as of 12.12.12_elektronic <strong>industrie</strong> 1<br />
Need Power<br />
Think<br />
GlobTek<br />
Smarte Batterie-Ladegeräte bieten<br />
Drei-Phasen-Betrieb<br />
Erhältlich in 4,<br />
2V, 8,4V oder<br />
12,6V-Versionen<br />
bei 1A für Einoder<br />
Mehrfach-<br />
Batterie-Konfigurationen,<br />
bietet<br />
GlobTeks<br />
GTM91128 Familie an Li-Ionen Batterie-<br />
Ladegeräten drei Ladeoptionen: Konditionierung,<br />
Konstantstrom sowie<br />
Konstantspannung. Die Universal-Eingangs-Geräte<br />
bieten eine Minimalstrom-<br />
Ladung mit Abschaltautomatik und<br />
Timer-Unterstützung sowie eine LED-<br />
Lampe, die den Ladezustand anzeigt. Ein<br />
weiteres Produktmerkmal<br />
...weitere Informationen unter www.globtek.de<br />
Medizintechnisch<br />
zugelassene<br />
Open-Frame<br />
Netzgeräte liefern<br />
bis zu 240W<br />
Geeignet für<br />
zahlreiche medizintechnische<br />
sowie ITE- und PoE-Anwendungen,<br />
liefert die GTM91110P240<br />
Famile an Open-Frame AC/DC Schaltnetzteilen<br />
von GlobTek bis zu 240W in<br />
einem 3 x 5 Inch Footprint. Die Geräte<br />
sind werkseitig mit Ausgängen von 12 bis<br />
55V (in 0,1V Schritten) ausgestattet. Erhältlich<br />
in Klasse I oder II Version, besitzen<br />
die 1,75 Hochspannungsnetzteile<br />
eine Effizienz von 85% bei Volllast und<br />
zeichnen sich durch Produktmerkmale<br />
wie Active PFC, eingebauter EMV-Filter,<br />
...weitere Informationen unter www.globtek.de<br />
Akku-Pakete liefern Ladezustands-Daten<br />
Mit seiner wiederaufladbaren Stromversorgung<br />
für mobile und Remote-Geräte,<br />
eröffnet das BL3100C1865004S1PSQA<br />
Li-Ionen Akku-Pack von GlobTek die<br />
Möglichkeit, den<br />
Ladezustand des<br />
Gerätes jederzeit<br />
abzulesen. Das<br />
14,4V-Pack bietet<br />
eine Kapazität von<br />
3,1Ah sowie eingebaute<br />
Überstrom-<br />
Schutzschaltung. “Mittlerweile sollte jede<br />
Batterie, die in heutigen Geräten eingesetzt<br />
wird, Informationen über den<br />
Ladezustand liefern, da die Laufzeit eines<br />
...weitere Informationen unter www.globtek.de<br />
www.globtek.de<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 51
Messtechnik<br />
Mehrkanal-Bitfehlerraten-Tester bis 32 Gbit/s<br />
Mehrkanalige Tests für kohärente optische Modulation und 100G LR4/ER4<br />
Bilder: Tektronix<br />
Tektronix hat schnelle Pattern-Generatoren<br />
und Fehlerdetektoren für optische und<br />
serielle Datenübertragungstests bis 32<br />
Gbit/s auf den Markt gebracht. Die Bitmuster-Generatoren<br />
der Serie PPG3000 und<br />
Bit-Fehlerdetektoren der Serie PED3000<br />
ermöglichen eine mehrkanalige Bitmuster-<br />
Generierung mit individueller Datenprogrammierung<br />
pro Kanal.<br />
Besonders geeignet also für einen Margin-Test<br />
bei Standards wie 100 G Ethernet,<br />
wo bis zu vier Kanäle erforderlich sind. Für<br />
das Testen kohärenter optischer Modulationsformate,<br />
wie DP-QPSK, können die Geräte<br />
der PPG3000-Serie mit ihren Vierphasen-abgestimmten<br />
Kanälen zusammen mit<br />
dem Coherent Lightwave Signal Analyzer<br />
der Serie OM4000 von Tektronix genutzt<br />
werden. Entwickler von optischen Komponenten<br />
können dadurch kohärente Modulationsformate<br />
optimieren und in Echtzeit<br />
validieren.<br />
Der vierkanalige programmierbare Bitmustergenerator<br />
PPG3204 für Geschwindigkeiten bis 32<br />
Gbit/s.<br />
Für Bitfehlerraten-Tests lassen sich die<br />
Geräte der Serie PED3000 mit dem<br />
PPG3000 kombinieren. Dies ermöglicht eine<br />
BER-Analyse bis 32 Gbit/s auf mehreren<br />
Kanälen für eine schnelle Identifizierung<br />
von Übersprechproblemen, die häufig in<br />
mehrkanaligen Datenkommunikationsarchitekturen<br />
auftreten. Bei IEEE802.3ba<br />
Standardtests können die Entwickler so<br />
beispielsweise eine 4 x 28 G Testbench für<br />
den Stresstest ihrer Empfänger-Designs simulieren.<br />
Durch den Ausgang mit 32 Gb/s<br />
Datenrate und eine einstellbare Jitter-Einfügung<br />
können Entwicklungsunternehmen<br />
ihre Produkte mit besten Toleranzreserven<br />
auf den Markt bringen und damit die Fertigungsausbeute<br />
und Leistungsfähigkeit ihrer<br />
Endprodukte oder Chips verbessern.<br />
Die PPG3000-Serie umfasst insgesamt<br />
sechs Modelle mit Geschwindigkeiten von<br />
30 Gbit/s oder 32 Gbit/s und mit einem,<br />
zwei oder vier Kanälen. Mit Merkmalen wie<br />
synchronisierten und Phasen-einstellbaren<br />
Ausgängen und PRBS (Pseudo Random Bit<br />
Sequence) oder einer Anwender-definierten<br />
Pattern-Generierung bieten diese Instrumente<br />
die notwendige Flexibilität, um<br />
verschiedene Design-Probleme einschließlich<br />
Übersprechen aufzuspüren. Durch die<br />
immer höheren Geschwindigkeiten und die<br />
zunehmende Verbreitung von Multi-Lane-<br />
Konfigurationen, wie 100 G Ethernet, gehört<br />
Übersprechen mittlerweile zu den<br />
wichtigsten Design-Herausforderungen.<br />
Der Bitfehlerdetektor PED3202.<br />
Die Fehlerdetektoren der Serie PED3000<br />
sind entweder mit einem oder zwei Kanälen<br />
verfügbar und ermöglichen einen umfassenden<br />
Test von mehrkanaligen Standards<br />
wie 100 G Ethernet. Die Instrumente<br />
kombinieren eine hohe Empfindlichkeit<br />
(
Ihre Frage:<br />
Warum funktioniert<br />
mein USB-Device nicht<br />
Unsere Antwort: Gehen Sie auf Nummer Sicher mit unserer Lösung für<br />
automatische USB 2.0-Compliance-Tests.<br />
Ausgangssignalqualität oder Eingangsempfindlichkeit verifizieren: Für diese<br />
und weitere Tests hat Rohde & Schwarz die neue ¸USB 2.0-Compliance-<br />
Testsoftware entwickelt. Sie kontrolliert das High-Performance-Oszilloskop<br />
¸RTO und führt den Anwender durch den Testablauf. Für einfaches Arbeiten<br />
sorgt das intuitive Bedienkonzept. Umfassende Messprotokolle dokumentieren<br />
die Testergebnisse. Damit Ihr Produkt die USB 2.0-Zulassung zuverlässig erreicht.<br />
Besuchen Sie uns auf der<br />
embedded world in<br />
Nürnberg<br />
Halle 4, Stand 112<br />
Überzeugen Sie sich selbst:<br />
www.scope-of-the-art.de/ad/faq/usb
Messtechnik<br />
12-Bit-Oszilloskope bis 2 GHz<br />
Speicher aufrüstbar bis 500 M Punkten<br />
Auch Agilent Technologies hat jetzt hochauflösende<br />
Oszilloskope auf dem Markt.<br />
Die Produkt familie Infiniium 9000 H umfasst<br />
vier Modelle mit Band breiten von 250<br />
MHz, 500 MHz, 1 GHz und 2 GHz. Alle<br />
vier Modelle bieten eine Amplitudenauflösung<br />
von bis zu 12 Bit. Die Oszilloskope<br />
besitzen außerdem je nach Modell eine<br />
Speicherkapazität bis zu 100 M Punkten<br />
pro Kanal. Durch Erweitern der Speicherkapazität<br />
auf bis maximal 500 M Punkten<br />
pro Kanal lassen sich noch längere Signalabschnitte<br />
mit voller Abtastrate erfassen.<br />
Beim Messen schwacher Signale ist das<br />
Rauschen oft die dominierende Messfehlerquelle.<br />
Die Oszillo skope arbeiten mit einer<br />
Kombi na tion aus Überabtastung und<br />
linearer Rauschreduktion und erzie len dadurch<br />
einen dreifach höheren Rauschabstand<br />
als herkömm liche Oszillo skope in<br />
8-Bit-Technik. Durch das sehr geringe<br />
Eigen rauschen können diese Oszillo skope<br />
schwache Signale auflösen und anzeigen,<br />
die bei 8-Bit-Oszilloskopen im Rauschen<br />
Die Handheld-Spektrumanalysatoren der<br />
Baureihe Spectrum Master MS2720T von<br />
Anritsu verfügen über einen 8,4-Zoll-<br />
Touchscreen und bieten eine durchgängige<br />
Frequenzabdeckung von 9 kHz bis 43 GHz.<br />
Sie verfügen über einen verbesserten<br />
Sweep-Modus, der es dem Nutzer gestattet,<br />
die Auflösebandbreite im Bereich 30 kHz<br />
und 10 MHz einzustellen. Die aus dieser<br />
Einstellung resultierende Sweep-Zeitänderung<br />
ist jedoch nur minimal. Die Sweepuntergehen.<br />
Da auch Tastkopf systeme Rauschen produzieren,<br />
hat Agilent speziell zum Messen<br />
kleiner Ströme eine Familie rauscharmer<br />
Strommesszangen ent wickelt. Die AC/DC-<br />
Strommesszangen N2820A und N2821A<br />
bieten unter allen vergleich baren Produkten<br />
am Markt die höchste Mess emp findlich<br />
keit – von etwa 50 µA bis einer maximalen<br />
Stärke von 5 A. In Ver bin dung mit<br />
den neuen Oszillo skopen ermög lichen diese<br />
Messzangen Strom messungen mit einer<br />
noch nie dagewesenen Emp find lich keit.<br />
Als beson ders vorteilhaft erweist sich die<br />
höhere Emp find lich keit bei der Mes sung<br />
der Strom auf nahme von batteriebetriebenen,<br />
mobilen Geräten oder ICs.<br />
Durch die zuneh mende Verbreitung<br />
mobiler Geräte und „grüner“ Produkte<br />
werden Strommessungen über einen weiten<br />
Dynamikbereich bis hinab zu sehr kleinen<br />
Werten immer wichtiger. Je intel ligenter<br />
die Produkte werden und je mehr<br />
Funktionen hineingepackt werden, desto<br />
Im Vergleich zu einem herkömmlichen 8-Bit-<br />
Oszilloskop sind in diesen Geräte 16 mal so viele<br />
Quantisierungsstufen vorhanden.<br />
energieeffizienter müssen sämtliche Kompo<br />
nenten sein. Die Oszilloskope der Familie<br />
9000 H und die Strommesszangen<br />
N2820A and N2821A wurden speziell für<br />
Strom messungen über einen weiten Dynamikbereich<br />
bis hinab zu sehr kleinen Strömen<br />
ent wickelt und sind dadurch wie geschaffen<br />
für solche Mes sungen. (jj) n<br />
infoDIREKT <br />
514ei0213<br />
Bild: Agilent Technologies<br />
Bild: Anritsu<br />
43 GHz Handheld-Spektrumanalysator<br />
Touchscreen und Tracking-Generatoren bis zu 20 GHz<br />
Der Spectrum Master MS2720T hat ein robustes,<br />
strapazierfähiges Gehäuse, das extremen<br />
Temperaturen und Umwelteinflüssen standhält,<br />
wie sie bei Außeneinsätzen vorkommen.<br />
Geschwindigkeit ist mit einer Auflösebandbreite<br />
von 30 kHz relativ kurz und nahezu<br />
identisch mit der bei 10 MHz. Hierdurch<br />
kann eine Empfindlichkeit eingestellt werden,<br />
ohne dass lange Sweep-Zeiten zur Detektion<br />
von Signalen nahe dem Rauschen<br />
notwendig sind. Der Sweep-Trigger lässt<br />
sich auf freilaufend oder Einzelsweep einstellen.<br />
Im Zero-Span-Betrieb kann im Videobereich<br />
beim Erreichen bestimmter<br />
Schwellwerte getriggert werden, oder es<br />
lassen sich über einen externen Eingang<br />
Triggersignale zuführen. Neben der Zero-<br />
Span-Betriebsart kann der Darstellungsbereich<br />
(Span) von 10 Hz bis zu 9, 13, 20, 32<br />
oder 43 GHz in verschiedenen Unterteilungen<br />
eingestellt werden. Der Spektrumanalysator<br />
hat einen Dynamikbereich von<br />
mehr als 106 dB bei 1 Hz Auflösebandbreite,<br />
eine Eigenrauschleistung (DANL) von<br />
-163 dBm/Hz bei 1 Hz Auflösebandbreite<br />
und ein Phasenrauschen von -112 dBm bei<br />
10 kHz Versatz gemessen bei 1 GHz. Mit<br />
der Betriebsart Burst-Detect können extrem<br />
kurze Aussendungen bis herunter auf<br />
200 µs sicher erfasst werden. Ein Tracking-<br />
Generator, der das gesamte Frequenzband<br />
von 100 kHz bis 9, 13 oder 20 GHz abdeckt,<br />
ist zusätzlich erhältlich. Er bietet moderne<br />
Funktionen wie beispielsweise Einstellung<br />
der Ausgangsleistung in 0,1-dB-Schritten,<br />
Dynamikbereich bis 100 dB oder eine Leistungsvariation<br />
von ±0,5 dB über den gesamten<br />
Frequenzbereich. Der Tracking-<br />
Generator beinhaltet ebenfalls einen Festfrequenzgenerator<br />
(CW-Generator).<br />
Der MS2720T verfügt über umfangreiche<br />
Funktionen zur Interferenzmessung,<br />
inklusive Wasserfalldarstellung (Spektrogramm-Funktion).<br />
Messungen der Signalstärke,<br />
verbunden mit einer Richtantenne,<br />
erleichtern das Auffinden defekter Sendeanlagen.<br />
Der Spektrumanalysator bietet<br />
sechs Optionen zum Messen der weltweit<br />
wichtigsten Mobilfunkstandards. Außerdem<br />
sind zusammen mit einem Anritsu<br />
EMV-Sonden-Kit Pre-Compliance Messungen<br />
(EMV-Messungen) möglich. (jj) n<br />
infoDIREKT <br />
516ei0213<br />
54 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Messtechnik<br />
Unterstützung zahlreicher Sprachen<br />
Update für kostenlose JTAG/Boundary-Scan-Werkzeuge<br />
JTAG Live V1.6, die neue<br />
Version der JTAG-Live-<br />
Plattform unterstützt<br />
zahlreiche Sprachen.<br />
Die Entwickler von JTAG Live Buzz und<br />
BuzzPlus kündigen die neue Version ihrer<br />
JTAG-Live-Plattform an. Ab sofort steht das<br />
Release, inklusive des kostenlosen Moduls<br />
Buzz, ohne Registrierung zum Download<br />
zur Verfügung.<br />
Zu den neuen Eigenschaften von JTAG<br />
Live V1.6 gehört eine automatische Erkennung<br />
der Ketten. Hier werden nicht nur die<br />
Anzahl der Boundary-Scan-Ketten automatisch<br />
erkannt, sondern auch Hersteller<br />
und Bauteiltyp verifiziert.<br />
Mit der Unterstützung zahlreicher Sprachen<br />
in JTAG Live V1.6 implementierte<br />
JTAG Technologies, Anbieter von Software,<br />
Hardware und Dienstleistungen für<br />
den Boundary-Scan-Test, den Wunsch ihrer<br />
weltweiten Anwender. Jetzt können Benutzer<br />
aus Japan, Deutschland, Russland,<br />
Frankreich, China, Holland und Portugal<br />
das System in ihrer Muttersprache konfigurieren<br />
und verwenden.<br />
Die JTAG-Live-Produktfamilie besteht<br />
aus dem kostenlosen „Buzz“ sowie den optionalen<br />
Modulen „Script“ (Cluster-Logik-<br />
Test auf Python-Basis), „AutoBuzz“ (automatisierte<br />
Vergleiche von Verbindungsstrukturen),<br />
„Clip“ (interaktiver Testvektor-Generator)<br />
und „CoreCommander“.<br />
Für alle Module werden lediglich die BS-<br />
DL-Modelle der JTAG/IEEE STD<br />
1149.1-kompatiblen Bauteile benötigt, welche<br />
auf den Webseiten der Hersteller verfügbar<br />
sind.<br />
Zu den Schnittstellen, die derzeit unterstützt<br />
werden, gehören der USB-Blaster<br />
von Altera, die III/IV-Parallel- sowie die<br />
USB-Schnittstellen von Xilinx, der JT 3705<br />
USB-Controller von TAG, der dedizierte<br />
USB-Controller von JTAG Live sowie zusätzlich<br />
auch noch einige FTDI-basierte<br />
Module. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
657ei0213<br />
Bild: JTAG Technologies<br />
DIE ZUKUNFT DES<br />
OSZILLOSKOPS<br />
BEGINNT. HIER<br />
EIN OSZILLOSKOP, WIE ES NOCH KEINES GAB.<br />
DIE 4000 X-SERIE VON AGILENT TECHNOLOGIES.<br />
Erleben Sie mehr Oszilloskop denn je.<br />
Mit dem größten Bildschirm in dieser Klasse. Mit Touchscreen<br />
für super komfortables Bedienen. Mit einer Schnelligkeit, die<br />
selbst schwierigste Messaufgaben in Rekordzeit löst. Und mit einer<br />
Vielzahl an Möglichkeiten, die ihresgleichen sucht. Jetzt erleben!<br />
Termin zur Live Demo vereinbaren unter: Tel. 07121 / 51 50 50<br />
www.datatec.de/4000x<br />
Druckfehler, evtl. technische Änderungen und Irrtum vorbehalten
Messtechnik<br />
Gemeinsam simulieren und messen<br />
Echte Elektronik-Designs in einer virtuellen Umgebung<br />
Das Konzept, Simulationssoftware und Messhardware im Entwicklungsprozess zu kombinieren, ist ein lang<br />
gehegter, aber schwer umsetzbarer Plan. Theoretisch sollte die Vorstellung, die Entwicklungs- und Prüfprozesse<br />
zu vereinen, eindeutige Vorteile wie etwa kürzere Markteinführungszeiten bringen. In der Praxis allerdings entstehen<br />
die notwendigen Technologien erst noch, die es Ingenieuren problemlos ermöglichen, ein einziges Toolset von<br />
der Entwicklung bis zur Produktionsprüfung zu verwenden.<br />
Autor: David A. Hall, Sherry Hess<br />
Das V-Modell wurde jahrelang zur Verdeutlichung der Integration<br />
von Entwurf und Test in Branchen genutzt, die<br />
äußerst komplexe Produkte herstellen, so insbesondere<br />
in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt<strong>industrie</strong>. In diesen<br />
Branchen, in denen das Endprodukt ein äußerst komplexes<br />
System ist, das sich aus vielen Systemen zusammensetzt, bildet die<br />
linke Seite des V-Modells (Bild 1) die Entwurfsphase, die rechte die<br />
Testphase ab.<br />
Das V-Modell beruht auf der Idee, dass eine höhere Effizienz erreicht<br />
werden kann, wenn mit dem Test und der Validierung eines<br />
untergeordneten Systems begonnen wird, bevor die Entwicklung<br />
des Gesamtsystems abgeschlossen ist. Während der Einsatz von<br />
aufeinander abgestimmten Entwurfs- und Testansätzen wie dem<br />
V-Modell in Branchen mit äußerst komplexen Produkten bereits<br />
üblich ist, wird diese Vorgehensweise auch in anderen Industriezweigen<br />
immer häufiger angewendet. In diesem Beitrag wird anhand<br />
eines Beispiels gezeigt, wie innovative EDA-Technologie eine<br />
ähnliche Konvergenz von Entwurf und Test in der HF- und Mikrowellenbranche<br />
ermöglicht.<br />
Weshalb lohnt sich die Kombination von Simulationen und<br />
Messungen<br />
Da der Ansatz, Simulationen und Messungen zu kombinieren,<br />
eher widersprüchlich ist, soll vorab erläutert werden, wie die Entwickler<br />
von HF- und Mikrowellentechnik derzeit Produkte auf den<br />
Markt bringen und wie sie dabei sowohl Simulations- als auch<br />
Messsoftware einsetzen. Vor diesem Hintergrund werden einige<br />
Anwendungen vorgestellt, die den Zusammenhang zwischen<br />
EDA- und Prüfstandsumgebungen als wertvolle Unterstützung für<br />
die Ingenieure von heute hervorheben.<br />
Ein Ingenieur oder ein Entwicklerteam könnte beispielsweise<br />
damit betraut sein, ein neues Projekt umzusetzen, für das ein leistungsstarkes<br />
Gerät der nächsten Generation (IC, Leiterplatte, Modul<br />
oder Kommunikationssystem) entwickelt werden muss. Einer<br />
der ersten Schritte für den Ingenieur bei diesem Prozess ist das<br />
Starten der EDA-Software (Laden eines älteren beziehungsweise<br />
ähnlichen Designs oder mit einem leeren Schaltplan beginnen),<br />
auf die er sich zudem als Hauptwerkzeug für das Modellieren und<br />
Optimieren der Leistung des neuen Designs verlässt. Allgemein<br />
56 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Messtechnik<br />
werden EDA-Softwarewerkzeuge – wie jene der AWR Corp. eingesetzt,<br />
um die Leistung virtueller Prototypen vor der Fertigung zu<br />
entwerfen und zu validieren.<br />
Diese Klasse von Software modelliert das Verhalten eines virtuellen<br />
Produkts sowohl auf Ebene des Schaltplans als auch des Layouts.<br />
In der Welt der Simulation können Variationen eines Entwurfs<br />
schnell und mit wenig Kostenaufwand realisiert werden.<br />
Aufgrund der Simulation und des von ihr vorhergesagten Verhaltens<br />
können Entwickler die Leistung entsprechend der Spezifikationen<br />
(zum Beispiel Größe, Kosten, Frequenz, Effizienz) anpassen<br />
und optimieren. So erstellt ein Ingenieur, der einen HF-Leistungsverstärker<br />
entwickelt, den Entwurf innerhalb einer EDA-Umgebung<br />
und nutzt die Simulations-Engines in dieser Umgebung, um<br />
eine Prognose zu den HF-Leistungskennzahlen – wie Verstärkung,<br />
1-dB-Kompressionspunkt oder Intercept Point dritter Ordnung<br />
(IP3) – abzugeben und die physikalischen Eigenschaften des Layouts<br />
und des Materials zu variieren.<br />
Auf die umfassende Validierung des Entwurfs in der virtuellen<br />
Welt folgen die Erstellung eines Prototyps des Produkts und Testläufe<br />
mit realen Messgeräten. Der Kunde mag zwar die eigentliche Verstärkung<br />
und den 1-dB-Kompressionspunkt messen, wird aber auch anspruchsvollere<br />
Messungen durchführen. Wenn sein Leistungsverstärker<br />
beispielsweise für ein LTE-Mobiltelefon ausgelegt ist, will er<br />
Auf einen Blick<br />
Es ist nur der Anfang<br />
Die engere Integration von Entwurfs- und Testverfahren wird zweifelsohne<br />
eine erhebliche Rolle bei der Verbesserung der Produktentwicklung<br />
spielen. Besonders in der HF- und Mikrowellenbranche sorgen<br />
engere und effi zientere Verbindungsmöglichkeiten zwischen<br />
EDA- und Testsoftwareumgebungen für einen konkreten Nutzen, denn<br />
Produktentwürfe gelangen so schneller in den Produktionsprozess.<br />
Die im Beitrag genannten Beispiele sind nur der Anfang. Die kommenden<br />
Jahre werden sicher weitere neue Möglichkeiten bringen,<br />
Design- und Testprozesse über die Software miteinander zu verbinden<br />
und die Produktivität bei der Entwicklung von Produkten vom<br />
Entwurf bis zur Produktion zu verbessern.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
505ei0213<br />
eventuell auch LTE-spezifische Leistungsmessungen wie Error Vector<br />
Magnitude (EVM) und Nachbarkanalleistung (ACP) vornehmen.<br />
Der zuvor beschriebene Ablauf ist ein typischer Entwicklungsprozess<br />
– er lässt sich allerdings noch effizienter gestalten. So kann<br />
etwa vom Ingenieur im Beispiel erwartet werden, dass er simulierte<br />
Ergebnisse zu Messwerten in Beziehung setzen soll. Dazu muss<br />
er genau verstehen, wie die Simulationswerkzeuge und die Prüfausrüstung<br />
ihre jeweiligen Messungen durchführen.<br />
Bilder: National Instruments<br />
Bild 1: Das V-Modell veranschaulicht die Praxis, Entwicklungs- und<br />
Prüfprozesse zu integrieren.<br />
Verknüpfung von Simulations- und Testsoftware<br />
Vor dem Hintergrund der derzeitigen Nutzung von EDA-Software<br />
und -Testsystemen durch Ingenieure wird nachfolgend betrachtet,<br />
wie neue Verbindungsmöglichkeiten von EDA- und Testsoftwareumgebungen<br />
die Effizienz des Entwicklungsprozesses steigern<br />
können. Im Grunde kann die EDA-Softwareumgebung als ein Programm<br />
abstrahiert werden, das mathematische Modelle nutzt, die<br />
die Ausgaben eines Prüflings auf Grundlage seiner Eingaben prognostiziert.<br />
Als Beispielprodukt dient der bereits genannte HF-Leistungsverstärker,<br />
bei dem eine Spannung ausgegeben wird. Sie wird<br />
Bild: krizz7 - Fotolia.com<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 57
Messtechnik<br />
Bild 2: Vergleich der EDA- und der Prüfstandsarchitektur.<br />
Bild 3: Messalgorithmen in LabVIEW können direkt in das Systemdiagramm<br />
importiert werden.<br />
Bild 4: Simulierte EDA-Messungen im Vergleich zu gemessenen<br />
Ergebnissen.<br />
jedoch als Ausgangsleistung gemessen, die eine Funktion der Eingangsleistung<br />
und der Frequenz ist.<br />
Der Messvorgang dagegen weist etliche eindeutige Ähnlichkeiten<br />
auf, wie ein virtuelles Produkt in der Welt der EDA gemessen<br />
wird (Bild 2). EDA-Software misst die virtuellen Ausgänge eines<br />
Prüflings und verfasst dazu Berichte. Entsprechend werden mit<br />
Messgeräten ähnliche Daten in der physikalischen Welt erfasst. Somit<br />
besteht eine Möglichkeit zur Steigerung der Effizienz des Entwicklungsprozesses<br />
in der Wiederverwendung von Messalgorithmen<br />
der Prüfausrüstung, die zum Beispiel schon zu einem früheren<br />
Zeitpunkt des Designprozesses erfolgen kann.<br />
Bislang war das Konzept, einen Messalgorithmus vom Testsystem<br />
innerhalb des Designprozesses wiederzuverwenden, praktisch<br />
unmöglich umzusetzen. Vor Jahrzehnten waren die ersten Messgeräte,<br />
die für die Tests drahtloser Ausstattung konzipiert wurden,<br />
komplett in sich geschlossen. Diesen Geräten fehlte die Flexibilität,<br />
irgendeine andere Funktionalität als die eines Messgeräts zu bieten.<br />
LabVIEW-Messungen in der EDA-Umgebung nutzen<br />
Heute jedoch ändert sich die für Messgeräte bevorzugte Architektur<br />
grundlegend. Im Gegensatz zu den Messgeräten mit festgelegtem<br />
Funktionsumfang nutzen die heutigen softwaredefinierten<br />
Messgeräte häufig eine PC-gestützte Architektur, die größere Flexibilität<br />
bieten kann. Aktuelle EDA-Softwareumgebungen sind auch<br />
in der Lage, mehr Anbindungsmöglichkeiten an Softwareumgebung<br />
wie zum Beispiel NI LabVIEW bereitzustellen. Eine neue<br />
Funktion der VSS-Software (Visual System Simulator) von AWR<br />
beispielsweise ist ein Knoten auf dem Diagramm, über den der Anwender<br />
Daten mit LabVIEW austauschen kann (Bild 3).<br />
Die Verbindungsmöglichkeit zwischen VSS und LabVIEW ist ein<br />
typisches Beispiel dafür, wie die Grenzen zwischen EDA- und Prüfstandsumgebungen<br />
durchlässiger werden und wie dies wiederum<br />
einen direkten Weg zur Erzielung größerer Entwicklungseffizienz<br />
bietet. Um noch einmal auf das Verstärkerbeispiel zurückzukommen:<br />
Die endgültigen Designkriterien (EVM und ACP) werden seit<br />
jeher mit einem realen und nicht mit einem virtuellen Gerät gemessen.<br />
Allerdings erlaubt die zunehmende Verbindung zwischen<br />
EDA- und Testsoftwareumgebungen dem Entwicklungsingenieur<br />
die Durchführung einer breiteren Palette von Messungen.<br />
In Bild 3 ist das Beispiel eines Systemdiagramms zu sehen, mit<br />
dem ein LTE-HF-Leistungsverstärker getestet wird. Das Diagramm<br />
besteht aus drei Blöcken, zwei davon sind so konfiguriert,<br />
dass sie mit LabVIEW kommunizieren können. Im ersten Block<br />
erstellt der zugrundeliegende LabVIEW-Code einen LTE-Signalverlauf,<br />
mit dem der Leistungsverstärker stimuliert wird. Er verhält<br />
sich im Grunde wie eine virtuelle Quelle. Im nächsten VSS-<br />
Block wird das Signal an den Verstärker übergeben, wo es verstärkt<br />
und verzerrt wird. Dieser zweite Block fungiert als virtueller Prüfling,<br />
wobei sein Verhalten durch inhärente mathematische Modelle<br />
in der EDA-Umgebung prognostiziert wird. Die Ausgabe des<br />
Prüflings wird schließlich an einen LabVIEW-Messblock übergeben.<br />
In diesem Block wird ein Demodulations- und Messalgorithmus<br />
für LTE auf das verstärkte und verzerrte LTE-Signal angewendet.<br />
Anhand dieses Blocks konnten die LTE-spezifischen Messungen<br />
wie EVM und ACP bestimmt werden.<br />
Die Verbindungsmöglichkeiten von EDA- und Testumgebungen<br />
bieten Ingenieuren den Vorteil, Messalgorithmen zwischen Simulations-<br />
und Prüfverfahren austauschen zu können. Wie sich herausstellte,<br />
ist der in Bild 3 gezeigte Messalgorithmus mit den LTE-<br />
Algorithmen, die in Verbindung mit den PXI-HF-Signalanalysatoren<br />
genutzt wurden, identisch. Diese Tatsache mag zwar auf den<br />
ersten Blick trivial erscheinen, aber nur, wenn man die Komplexität<br />
neuer Wireless-Standards wie 3GPP LTE nicht berücksichtigt.<br />
Da es komplexe Algorithmen zusammen mit einer breiten Palette<br />
an Messeinstellungen erschweren können, Messungen in Beziehung<br />
zu setzen – selbst zwischen HF-Signalanalysatoren –, stellt<br />
die Wiederverwendung desselben Algorithmus sowohl beim ersten<br />
Entwurf als auch beim endgültigen Test einen bedeutenden<br />
Vorteil dar. Entsprechend können Ingenieure Simulationen enger<br />
zu den gemessenen Ergebnissen in Beziehung setzen. Auch die<br />
Chancen, den richtigen Produktentwurf gleich beim ersten Durchgang<br />
zu realisieren, verbessern sich so erheblich. In Bild 4 ist das<br />
Frontpanel des LabVIEW-Messblocks zu sehen, auf dem Messungen<br />
eines virtuellen Beispielprüflings mit einem physikalischen<br />
Verstärkerprototypen verglichen werden.<br />
Über das Diagramm können Anwender Messgrößen wie EVM<br />
und ACP direkt nebeneinander vergleichen. So erhalten sie umfassendere<br />
Daten, die ihnen schlussendlich eine Verbesserung der<br />
Simulationstechnik ermöglichen. (jj)<br />
n<br />
Die Autoren: David A. Hall ist Senior Product Marketing Manager und bei<br />
National Instruments für Hard- und Software zum RF- und Wireless-Test<br />
zuständig. Sherry Hess ist Vice President of Marketing bei der NI-Tochtergesellschaft<br />
AWR und hat langjährige Erfahrungen auf dem EDA-Gebiet im<br />
Marketing, im Support und im Management sammeln können.<br />
58 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Messtechnik<br />
HF-Eichleitungen bis 67 GHz<br />
Präsisionsmodell auch mit 0,1-dB-Schaltstufen<br />
HIGH SPEED<br />
POWER<br />
Rohde & Schwarz hat mit den schaltbaren<br />
HF-Eichleitungen der Serie RSC eine Produktfamilie<br />
auf den Markt gebracht, die<br />
neben der weltweit ersten Eichleitung bis<br />
67 GHz auch ein Präzisionsmodell mit 0,1<br />
dB Schaltstufen bei hoher Genauigkeit und<br />
Stabilität umfasst.<br />
Die Familie besteht aus vier Modellen<br />
des Grundgerätes RSC und zwei externen<br />
Eichleitungen. Das Grundgerät ist mit oder<br />
ohne integrierter Eichleitung erhältlich.<br />
NEU!<br />
Bis zu vier dieser externen Eichleitungen können<br />
von einem RSC-Grundgerät gesteuert werden.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
Bilder: Rohde & Schwarz<br />
Das Grundgerät<br />
RSC mit<br />
integrierter<br />
Eichleitung.<br />
Als integrierte Eichleitungen stehen drei<br />
Varianten zur Verfügung, die sich für Signale<br />
bis maximal 18 GHz eignen. Die beiden<br />
externen Eichleitungen adressieren<br />
Frequenzbereiche bis maximal 67 GHz.<br />
Mit jedem Grundgerät ist es möglich, parallel<br />
bis zu vier externe Eichleitungen anzusteuern.<br />
Mit diesen Eichleitungen kann<br />
der Anwender manuell oder per Fernsteuerung<br />
ein Signal stufenweise abschwächen.<br />
Ein klassisches Anwendungsgebiet ist die<br />
Kalibrierung von Messgeräten, speziell die<br />
Prüfung der Linearität von Empfängern.<br />
Das RSC-Grundgerät mit integrierter<br />
Eichleitung ist in drei Varianten erhältlich.<br />
Die Standardvariante deckt einen Dämpfungsbereich<br />
von 139 dB mit einer Schrittweite<br />
von 1 dB bis zu 6 GHz ab. Speziell für<br />
Anwender im Aerospace-and-Defense-Bereich<br />
existiert eine Präzisionseichleitung<br />
für den Frequenzbereich DC bis 6 GHz mit<br />
einer Maximaldämpfung von 139,9 dB und<br />
Schrittweite von 0,1 dB. Die dritte Variante<br />
adressiert den Frequenzbereich bis 18 GHz<br />
bei einer maximalen Dämpfung von 115<br />
dB und einer Schrittweite von 5 dB.<br />
Jedes RSC-Grundgerät kann bis zu vier<br />
externe Eichleitungen steuern. Die Gerätefamilie<br />
beinhaltet dabei zwei Varianten bis<br />
40 GHz beziehungsweise 67 GHz. Beide<br />
dämpfen das Signal um maximal 75 dB mit<br />
einer Schrittweite von 5 dB. Dabei ist die 67<br />
GHz Eichleitung die zurzeit weltweit einzige<br />
für diesen Frequenzbereich. Konfiguriert<br />
und gesteuert werden die externen<br />
Eichleitungen über das Grundgerät, über<br />
einen PC mit einem Ansteuerprogramm.<br />
Um eine möglichst hohe Messgenauigkeit<br />
zu erreichen, ist der Frequenzgang einer<br />
jeden Eichleitung ab Werk vermessen<br />
und im Gerät hinterlegt. So kann eine RSC<br />
automatisch bei der aktuellen Arbeitsfrequenz<br />
ihre Absolutdämpfung um ihren<br />
Frequenzgang korrigieren. Die Dämpfungsunsicherheit<br />
reduziert sich damit auf<br />
ein Minimum.<br />
Komponenten des Messaufbaus wie Kabel<br />
oder Leistungsdämpfungsglieder lassen<br />
sich in die angezeigte Gesamtdämpfung<br />
einbeziehen.<br />
Alle Gerätevarianten sind mit IEC-,<br />
LAN- und USB-Schnittstellen ausgestattet.<br />
Ältere Eichleitungen von R&S werden über<br />
den Kompatibilitätsmodus der RSC weiterhin<br />
unterstützt, so dass keine Änderungen<br />
des Kundensteuerprogramms erforderlich<br />
sind. (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT<br />
515ei0213<br />
320 W Quelle + Senke<br />
DC...100 kHz / 400 kHz<br />
4-Quadranten-Netzgerät<br />
TOE 7621<br />
• 320 W Quellen- und Senkenleistung<br />
• DC...100 kHz / 400 kHz; CV, CC<br />
• Analoger Steuereingang<br />
• Leistungserweiterung bis 1 kW<br />
• Einstellbarer Ausgangswiderstand<br />
Für Automotive, Avionik, Solar,<br />
allgemeine Elektronik<br />
Entwickelt und produziert in<br />
Deutschland<br />
TOELLNER Electronic Instrumente GmbH<br />
www.toellner.de • info@toellner.de<br />
DEMO-Gerät anfordern: 02330 979191
Messtechnik<br />
Neue Produkte<br />
5 ½-stelliges Tisch-Multimeter<br />
Leuchtstarkes OLED-Display mit Doppelanzeige<br />
Schnell, effizient, genau und geeignet für<br />
viele Anwendungen, um die unterschiedlichsten<br />
Messaufgaben zu bewältigen – dafür<br />
ist das von Datatec erhältliche Agilent-<br />
Tischmultimeter 34450A konzipiert. Mit<br />
190 Messungen pro Sekunde und einer<br />
Ungenauigkeit von nur 0,015 % bei Gleichspannungsmessungen<br />
und 0,05 % bei<br />
Gleichstrommessungen sprengt es die bisherigen<br />
Grenzen in seiner Preisklasse. Mit<br />
5 1/2 Stellen werden Messwerte auf dem<br />
OLED mit Doppelanzeige kontrastreich<br />
dargestellt. Der Ablesewinkel beträgt 160°.<br />
Das Tisch-Multimeter bietet 11 Messfunk-<br />
tionen wie DC und AC Spannungs- und<br />
Strommessungen (Messbereich von 100<br />
mV bis 1000 V beziehungsweise 100 μA bis<br />
10 A), Effektivwert-Messungen (Messbereich<br />
100 mV bis 750 V bzw. 10 mA bis 10<br />
A) bei Wechselstrom und -spannung, 2-<br />
und 4-Draht-Widerstandsmessungen (100<br />
Ω bis 100 M Ω), Frequenzmessungen (bis 1<br />
MHz), Zählfunktion, Kapazitätsmessungen<br />
(1 nF bis 10 μF), Temperaturmessungen<br />
(-80 bis 150 °C), Dioden-Durchgangstest.<br />
Zahlreiche Mathematik-Funktionen<br />
ergänzen diese Messmöglichkeiten. Mit einem<br />
Speicher von 50.000 Messungen, der<br />
Das Tisch-Multimeter Agilent 34450A.<br />
nicht nur zur Datenerfassung herangezogen<br />
werden kann, lassen sich auch Histogramme<br />
erstellen. Weitere mathematische<br />
Operationen sind: dB, dBm, Min/Max-<br />
Werte, Durchschnitt und Messungen gegen<br />
einen Grenzwert. Mit SCPI-1994.0<br />
und IEEE-488.2-Schnittstelle lässt es sich<br />
in Messsysteme einbinden. (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
513ei0213<br />
Bild: Agilent/Datatec<br />
Abtastrate bis 5 GSamples pro Sekunde<br />
Tragbares 500-MHz-Oszilloskop<br />
Tests von HDMI- und mobilen Geräten automatisieren<br />
Analysator für digitale Audio- und Videosignale<br />
Bild: Fluke<br />
Seit kurzem hat Fluke die Scope-<br />
Meter-Baureihe 190 Serie II auf<br />
dem Markt, die eine Abtastrate<br />
von 500 MHz bei 5 GS/s erreicht.<br />
Sie sind abgedichtet und robust,<br />
ohne dabei an Sicherheitsspezifikationen<br />
oder Akku-Lebensdauer<br />
zu sparen. Das Zweikanal-Modell<br />
190-502 ist mit Bandbreiten von<br />
60, 100, 200 und jetzt sogar 500<br />
MHz erhältlich. Die hohe Abtastrate<br />
ermöglicht eine größere Genauigkeit<br />
und Klarheit von Form<br />
und Amplitude bei unbekannten<br />
Signalen wie Transienten, induziertem<br />
Rauschen und Nachschwingungen<br />
oder Reflexionen.<br />
Die Geräte verfügen über Scope<br />
Record, Trend Plot, erweiterte<br />
Triggerung und automatische<br />
Messfunktionen.<br />
infoDIREKT <br />
510ei0213<br />
Bild: National Instruments<br />
Für den Bereich Multimediatest<br />
ist von National Instruments jetzt<br />
der Analysator für digitale Audiound<br />
Videosignale in HDMI-, DVIund<br />
mobile Geräten PXIe-1491<br />
erhältlich. Im Lieferumfang ist die<br />
NI Video Measurement Suite mit<br />
Werkzeugen für die Analyse von<br />
Videostandards enthalten. Außerdem<br />
werden Zusatzpakete wie<br />
die Softwaren Picture Quality<br />
Analysis (PQA) und Audio Master<br />
angeboten, mit der ausführliche<br />
Audiotests durchführbar sind,<br />
beispielsweise zur Bestimmung<br />
des Frequenzgangs und des Klirrfaktors.<br />
PQA liefert aussagekräftige<br />
Informationen zu Kenngrößen<br />
wie den Spitzen-Signal-Rausch-<br />
Abstand (PSNR) und den Index zur<br />
Strukturähnlichkeit (SSIM).<br />
infoDIREKT <br />
517ei0213<br />
Unkomprimierte Video/Audio Datenerfassung<br />
PXI Express HDMI Video/Audio-A/D-Board<br />
Als Option auch für 110 MHz Bandbreite<br />
26,5 und 15GHz Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
Bild: Adlink Technology<br />
Adlink Technology hat die Verfügbarkeit<br />
der PXI Express HDMI Video-<br />
und Audio-Datenerfassungskarte<br />
PXIe-HDV62A bekannt<br />
gegeben. Sie arbeitet nicht nur<br />
mit hochwertigen HD-Videodaten<br />
von DVI- oder HDMI-Quellen, son-<br />
dern bietet auch analoge Videodecoder<br />
mit Unterstützung für<br />
RGB, NTSC/PAL, S-Video und<br />
YPbPr-Formate mit integriertem<br />
Audio-Decoder für HDMI- und S/<br />
PDIF-Erfassung. Darüber hinaus<br />
unterstützt sie unkomprimiertes<br />
Full-HD bis zu 1080p bei 60 fps,<br />
AD-Wandlung mit 10 Bit Auflösung<br />
und HDCP. Die Karte wird<br />
mit Adlinks View Creator Pro Utility<br />
geliefert, die Systemtest und<br />
Debugging ohne Softwareprogrammierung<br />
ermöglicht.<br />
infoDIREKT <br />
518ei0213<br />
Bild: Tektronix<br />
Tektronix hat jetzt 26,5-GHz- und<br />
15-GHz-Modelle der Spektrumanalysator-Serie<br />
RSA5000 im<br />
Programm. Diese Geräte haben<br />
modernste Signalerkennungsund<br />
Trigger-Funktionen und können<br />
optional auf 110 MHz Bandbreite<br />
erweitert werden. Das DPX-<br />
Spektrum-Display bietet eine in-<br />
tuitive Live-Farbdarstellung von<br />
kurzzeitigen Signaländerungen<br />
im Frequenzbereich. Zahlreiche<br />
DPX-Funktionen wie Swept DPX,<br />
lückenlose DPX-Spektrogramme<br />
und DPX Zero Span mit Echtzeit-<br />
Amplitude, Frequenz oder Phase<br />
ermöglichen eine einfache Erkennung<br />
problematischer Signale<br />
unter verschiedenen Bedingungen.<br />
Die Geräte besitzen auch<br />
zeitqualifizierte Leistungs-, Runt-,<br />
Density-, Frequenz- und Frequenzmasken-Trigger.<br />
infoDIREKT <br />
519ei0213<br />
60 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Unendliche Möglichkeiten,<br />
eine Designplattform<br />
NI LabVIEW ist die umfassende Entwicklungsumgebung mit herausragender<br />
Hardwareintegration und Kompatibilität. Damit meistern Sie jede Herausforderung<br />
in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik. LabVIEW ist das Herzstück des Graphical<br />
System Design, das Konzept, mit dem Sie über eine offene Plattform aus<br />
produktiver Software und rekonfigurierbarer Hardware die Systementwicklung<br />
beschleunigen können.<br />
Die grafische Entwicklungsumgebung<br />
NI LabVIEW<br />
bietet herausragende<br />
Hardwareintegration<br />
und ermöglicht es Ihnen,<br />
intuitiv zu programmieren.<br />
>> ni.com/labview-platform/d<br />
Halle 4 | 4-422<br />
© 2013 | National Instruments, NI, ni.com, NI CompactDAQ und LabVIEW sind Marken der National Instruments Corporation.<br />
Andere Produkt- und Firmennamen sind Warenzeichen der jeweiligen Unternehmen.
EMV<br />
Achtung Ableitströme!<br />
Ableitströme in Fehlerstrom-geschützter Umgebung<br />
Für einen besseren Personenschutz werden in elektrischen Installationen vermehrt Fehlerstrom-Schutzschalter<br />
eingesetzt. Diese lösen aber, durch die von elektrischen Anlagen verursachten Ableitströme, oft unnötigerweise<br />
aus. Daraus folgen Maschinenstandzeiten und Kosten, die sich jedoch verhindern lassen – mit Wissen um hohe<br />
Ableitströme und gezielten Maßnahmen dagegen. Da Frequenzumrichter und Netzfilter wesentliche Gründe für<br />
Ströme gegen Erde sind, verdienen sie besondere Aufmerksamkeit.<br />
Autor: Herbert Blum<br />
Zusätzlich zu Sicherungen oder Leitungsschutzschaltern kommen<br />
heute in elektrischen Anlagen vermehrt Fehlerstromschutzschalter<br />
(auch FI-Schutzschalter oder RCD Residual<br />
Current protective Device) vor. Sicherungen schützen die<br />
elektrischen Anlagen primär vor Kurzschlüssen und Bränden. Die<br />
Fehlerstromschutzschalter hingegen sorgen für einen zuverlässigen<br />
Personenschutz. Sie erfassen Fehlerströme gegen Erde, zum Beispiel<br />
hervorgerufen durch einen Isolationsfehler, und schalten diese ab, bevor<br />
Personen gefährdet werden. Das Problem dabei ist, dass ein RCD<br />
nicht unterscheiden kann zwischen Ableitströmen, die im normalen<br />
Betrieb entstehen, und gefährlichen Fehlerströmen. Insbesondere Frequenzumrichter<br />
(FU), die es für den energieeffizienten Betrieb von<br />
Motoren braucht, verursachen große Ableitströme. Aber auch die Kapazitäten<br />
der Leitungen und die Netzfilter, die zur Einhaltung der<br />
elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) nötig sind, erzeugen zusätzlich<br />
Ströme gegen Erde. Die Summe aller Ableitströme kann so<br />
den Fehlerstromschutzschalter zum Ansprechen bringen und alle<br />
Verbraucher am gleichen Leitungsstrang abschalten. Dies hat Maschinenstandzeiten<br />
zur Folge, verursacht Produktionsausfälle und damit<br />
erhebliche Kosten. Doch es gibt Mittel gegen zu hohe Ableitströme,<br />
um einen effizienten aber auch sicheren Betrieb zu garantieren.<br />
Ableitstrom versus Fehlerstrom<br />
Unter Ableitstrom versteht man den Strom, der in einem fehlerfreien<br />
Stromkreis zur Erde oder zu einem fremden leitfähigen Teil<br />
fließt. Das heißt, der Strom fließt nicht durch den Nullleiter zurück.<br />
Gleiches macht ein Fehlerstrom, der aufgrund eines Isolationsfehlers<br />
zwischen spannungsführenden Leitern zu Erde zurückfließt.<br />
Auch wenn eine Person einen unter Spannung stehenden<br />
Leiter direkt berührt, fließt ein Fehlerstrom gegen Erde. Der vorgeschaltete<br />
RCD detektiert diesen Fehlerstrom und unterbricht den<br />
Stromkreis sofort.<br />
Solche Fehlerströme haben einen hohen ohmschen Anteil, im Gegensatz<br />
zu den Ableitströmen, die überwiegend kapazitiv sind. Der<br />
RCD kann aber nicht zwischen den verschiedenen Erdströmen unterscheiden.<br />
Deshalb kann er bereits auslösen, wenn die Summe aller<br />
Ableitströme über dem Auslöseschwellwert liegt. Dies ist auch im<br />
normalen Betrieb möglich, ohne dass ein Fehler vorliegt.<br />
Die Ableitströme sind abhängig vom Aufbau eines Antriebssystems,<br />
von der Netzspannung, Pulsweitenmodulations-Frequenz<br />
des Umrichters, Leitungslänge und den eingesetzten Störschutzfiltern.<br />
Weiter haben Netzimpedanz und das Erdungskonzept der<br />
Anlage einen wesentlichen Einfluss.<br />
Bild: fonov - Fotolia.com<br />
62 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Ableitströme von Frequenzumrichtern<br />
Sowohl beim 1-Phasen-FU als auch beim 3-Phasen-FU wird zuerst<br />
die Netzspannung über eine Brückenschaltung gleichgerichtet und<br />
geglättet. Der Wechselrichter formt daraus eine Ausgangsspannung,<br />
die in Spannungsamplitude und Frequenz, entsprechend der<br />
gewünschten Motordrehzahl, variieren kann.<br />
Ableitströme im Frequenzumrichter entstehen durch die internen<br />
Entstör-Maßnahmen und alle parasitären Kapazitäten im FU<br />
und Motorkabel. Die größten Ableitströme verursacht aber die Arbeitsweise<br />
des Frequenzumrichters. Dieser regelt stufenlos die Motordrehzahl<br />
mit einer Pulsbreitenmodulation (PWM). Dabei entstehen<br />
Ableitströme weit oberhalb der Netzfrequenz von 50 Hz. So<br />
kann die Schaltfrequenz des FU zum Beispiel 4 kHz betragen, die<br />
dazugehörigen Oberwellen aber sehr hohe Amplituden in höheren<br />
Frequenzen haben. Diese Frequenzen gehen über die Motorleitung<br />
zum Motor. Dabei wirkt die Motorleitung mit geerdeter Abschirmung<br />
wie ein Kondensator gegen Erde. Über diese Kapazität werden<br />
Ströme gegen Erde abgeleitet. Es empfiehlt sich, gefilterte und<br />
ungefilterte Leitungen zu trennen, da sonst die hochfrequenten<br />
Störsignale auf das gefilterte Kabel übertragen werden können.<br />
Transiente Ableitströme<br />
Beim Aus- oder Einschalten der Anlage können außerdem transiente<br />
Ableitströme entstehen. Das Einschalten bewirkt, je nach Phasenwinkel,<br />
steil ansteigende Spannungsspitzen infolge des schnellen<br />
Spannungsanstieges. Dasselbe geschieht aber auch beim Ausschalten<br />
infolge der Induktivitäten im Stromkreis. Diese schnellen<br />
Spannungsspitzen erzeugen über die Filterkondensatoren einen<br />
transienten Ableitstrom gegen Erde. So kann es passieren, dass der<br />
Fehlerstromschutzschalter, beim ersten Einschalten der Anlage,<br />
den Betrieb lahmlegt.<br />
Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, ist der Einsatz von RCD<br />
mit verzögertem Ansprechverhalten. Um die Personenschutzfunktion<br />
des RCD nicht allzu stark zu beeinträchtigen, sind dieser Ansprechverzögerung<br />
enge Grenzen gesetzt. RCD Typ B haben in der<br />
Regel bereits eine Ansprechverzögerung. Ist kein solcher RCD verbaut,<br />
kann man die Maschine relativ einfach schrittweise starten.<br />
So lassen sich bei Maschinen mit mehreren Einheiten die verschiedenen<br />
FU nacheinander hochfahren.<br />
Eigenschaften der Fehlerstromschutzschalter<br />
Der Fehlerstromschutzschalter muss bei einer Fehlfunktion den<br />
Stromkreis sofort unterbrechen. Dabei gibt es verschiedene Ausführungen.<br />
Häufig verwendet werden solche mit einem Auslösewert<br />
von 300 mA zum Schutz vor Bränden und von 30 mA für den<br />
Personenschutz. Werden die Auslösewerte durch einen Isolationsfehler<br />
oder durch eine Berührung erreicht, schaltet der FI-Schutzschalter<br />
sofort aus.<br />
Auf einen Blick<br />
Sichere Stromzuführung<br />
FI-Schutzschalter lösen oft unnötigerweise aus. Das Problem ist dabei,<br />
das sie nicht zwischen Ableitströmen, die im normalen Betrieb<br />
entstehen, und gefährlichen Fehlerströmen unterscheiden können.<br />
Hier sind Spezialisten gefragt. Bei Schurter stehen die sichere Stromzuführung<br />
und die einfache Bedienung von Geräten im Mittelpunkt.<br />
Die große Produktpalette umfasst Standardlösungen im Bereich Geräteschutz,<br />
Gerätestecker und -verbindungen, EMV-Produkte, Eingabesysteme<br />
und EMS-Dienstleistungen. Wo Standardprodukte nicht<br />
genügen, erarbeitet Schurter kundenspezifi sche Lösungen.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
503ei0213<br />
Nach der seit Juni 2007 gültigen DIN VDE 0100-410 sind für<br />
alle Steckdosenstromkreise bis 20 A Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen<br />
mit einem Bemessungsfehlerstrom bis maximal 30 mA<br />
vorzusehen. Das gilt auch für Stromkreise bis 32 A im Außenbereich<br />
zum Anschluss von tragbaren Betriebsmitteln. Die Möglichkeit,<br />
dass auch nicht fest angeschlossene Maschinen oder Geräte<br />
mit einer FI-geschützen Elektroinstallation verbunden sind, ist<br />
somit relativ groß. Als Hersteller sollte man deshalb seine Maschine<br />
auf Ableitströme überprüfen.<br />
Neben den verschiedenen Auslösewerten gilt es auch die verschiedenen<br />
Charakteristiken der RCD zu beachten. Je nach Typ<br />
lösen sie nur bei sinusförmigem Fehlerstrom aus. Oder sie sind<br />
allstromsensitiv und messen auch die anderen Ströme im Frequenzbereich<br />
von 0 bis mehrere Kilohertz (Tabelle 1).<br />
Bild 3 zeigt die Auslösekennlinie eines allstromsensitiven Fehlerstromschutzschalters<br />
Typ B+. Dieser Schutzschalter erfasst Fehlerströme<br />
bis 20 kHz. Der Auslösewert von 30 mA ist im Bereich<br />
der Netzfrequenz von 50 Hz gegeben, da dort die Möglichkeit eines<br />
Fehlerstromes am größten ist. Der zulässige Auslösewert steigt<br />
mit zunehmender Frequenz an. Damit werden die hochfrequenten<br />
Ableitströme des FU bereits berücksichtigt.<br />
Lassen sich die Ableitströme einer Anlage nicht unterhalb die<br />
Ansprechschwelle des FI-Schutzschalters bringen, gibt es die Möglichkeit,<br />
diesen durch ein Differenzstrommessgerät (RCM) zu ersetzen.<br />
Dabei werden der möglichst konstante Ableitstrom der<br />
Anlage (zum Beispiel 60 mA) und der FI-Auslösewert (30 mA)<br />
summiert (90 mA) und eingestellt. Das RCM erlaubt den normalen<br />
Ableitstrom der Anlage, unterbricht aber sofort beim Überschreiten<br />
der summierten Limits.<br />
Ableitströme messen<br />
Es empfiehlt sich, bei jeder neu aufgebauten Maschine den Ableitstrom<br />
zu messen. Die einfachste Methode ist es, den Strom auf<br />
Bild 1: RCD unterbrechen den<br />
Stromkreis und verhindern<br />
damit Unfälle.<br />
Bild 2: Typische Ableitströme in einem Motorantrieb mit Frequenzumrichter.<br />
Bilder: Schurter<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 63
EMV<br />
Bild 3: Auslösekennlinie<br />
eines<br />
allstromsensitiven<br />
Fehlerstromschutzschalters.<br />
Bild 4: Erdleiter-Strommessung.<br />
Bild 5: Ableitströme<br />
im Frequenzbereich.<br />
Tabelle 1: Verschiedene Charakteristiken der Fehlerstromschutzschalter.<br />
dem Erdleiter mit einem Zangenamperemeter zu messen (Bild 4).<br />
Doch die meisten Zangenamperemeter zeigen nur den 50-Hz-<br />
Strom an, deshalb bietet sich eine Messung mit einem Ableitstrom-<br />
Analyse-System an. Bild 5 zeigt, dass die Ableitströme im höheren<br />
Frequenzbereich (Beispiel 14 mA @ 6 kHz) größer als der 50 Hz<br />
(6 mA @ 50 Hz) sein können. Anhand eines solchen Messergebnisses<br />
können die Ursachen der Ableitströme bereits abgeschätzt und<br />
Abhilfemaßnahmen ergriffen werden.<br />
Wichtig bei einer Ableitstrommessung ist, dass man den Strom<br />
während verschiedener Betriebszustände misst. Insbesondere eine<br />
Änderung der Motordrehzahl kann einen großen Einfluss auf die<br />
resultierenden Ableitströme haben. So können zum Beispiel die<br />
Ableitströme massiv größer werden, wenn die FU-Schaltfrequenz<br />
einem Vielfachen der Eigenresonanzfrequenz des EMV-Filters<br />
entspricht. Das Filter wird dabei zum Schwingen gebracht und<br />
kann hohe Ableitströme generieren.<br />
Ableitströme von Filtern<br />
In den EMV-Filtern sind Kondensatoren von allen Leitern gegen<br />
Erde verdrahtet. Über jeden dieser Y-Kondensatoren fließt, entsprechend<br />
der Kondensatorgröße, Netzspannung und Frequenz<br />
ein fortwährender Strom. In einem idealen 3-Phasen-Netz mit sinusförmiger<br />
Spannung ist die Summe all dieser Ströme null. In der<br />
Praxis entsteht aber, durch die starke Verzerrung der Netzspannung,<br />
ein andauernder Ableitstrom gegen Erde. Dieser ist auch<br />
vorhanden, wenn die Maschine nicht läuft, die Spannung also nur<br />
am Filter anliegt. Die meisten Filterhersteller geben den maximal<br />
zu erwartenden Ableitstrom an, so dass man gut das geeignete Filter<br />
auswählen kann. Allerdings ist zu bedenken, dass dies theoretische<br />
Werte sind, die wegen unsymmetrischer Belastung oder höherer<br />
Frequenz (mehr als 50 Hz) abweichen können. Deshalb sollte<br />
man die Ströme gegen Erde mit eingebauten Filtern im Betrieb<br />
nachmessen.<br />
Viele FU werden mit bereits integrierten oder sogenannten Unterbau-Filtern<br />
geliefert. Dies sind meist einfache, preiswerte Filter<br />
mit kleinen Drosseln und großen Kondensatoren zwischen den<br />
Polleitern und Erde, welche große Ableitströme verursachen. Die<br />
Filterwirkung der großen Y-Kondensatoren lässt sich meist nur<br />
durch größere Induktivitäten ersetzen. So muss zum Beispiel ein<br />
einstufiges Filter mit großen Y-Kondensatoren durch ein zweistufiges<br />
Filter mit zwei Drosseln ersetzt werden, welches größer und<br />
teurer ist.<br />
Oftmals gibt es zu den beiliegenden Filtern auch gleich eine<br />
EMV-Konformitätserklärung. Diese gilt jedoch nur für einen idealen<br />
Aufbau und kurze Motorleitungen. Längere Motorleitungen,<br />
mit zum Beispiel mehr als 10 m, erfordern eine neue EMV-Messung.<br />
Lange Motorleitungen erzeugen auch eine größere Kapazität<br />
gegen Erde, die wiederum größere Ableitströme zur Folge haben.<br />
Diese zusätzlichen asymmetrischen Ströme können zu einer magnetischen<br />
Sättigung der Drossel im Filter führen. Dadurch verliert<br />
das Filter einen großen Teil seiner Wirkung und die Anlage überschreitet<br />
die zulässigen EMV-Grenzwerte.<br />
Ableitströme im Filter reduzieren<br />
Abhilfe schaffen hier kürzere Leitungen oder ein Ausgangsfilter.<br />
Dieses Filter, auch Sinusfilter genannt, sollte direkt am Ausgang<br />
des FU eingesetzt werden. Es verringert, durch die Reduzierung<br />
der Flankensteilheit der Motorspannung, wirkungsvoll die Ableitströme<br />
oberhalb 1 kHz. Werden mehrere FU in einer Anlage eingesetzt,<br />
kann es sich lohnen, anstelle eines Filters für jeden FU, ein<br />
gemeinsames Filter am Netzeingang zu verwenden. Dies spart<br />
nicht nur Kosten und Platz, sondern verkleinert auch den Ableitstrom.<br />
Viele Hersteller bieten auch besonders ableitstromarme Filter<br />
für die FU oder Summenfilter am Netzeingang an.<br />
Eine besonders einfache und effektive Möglichkeit den Ableitstrom<br />
zu verringern, ist die Verwendung eines 4-Leiter-Filters mit<br />
Neutralleiter anstelle der 3-Leiter-Filter. Die meisten Filter mit<br />
Neutralleiter haben kleinere Ableitströme, da viele Kondensatoren<br />
zwischen Polleiter und Neutralleiter verbunden werden. Dadurch<br />
kann der Hauptteil der Ableitströme über den Neutralleiter zurückfließen.<br />
Da der Neutralleiter gleich wie die Polleiter durch den<br />
Fehlerstromschutzschalter gemessen wird, löst dieser nicht aus, da<br />
die Summe der Ströme gleich ist. Ist die Dämpfung eines Filters<br />
nicht ausreichend, kann dieses mit einer zusätzlichen Netzdrossel<br />
kombiniert werden. Diese reduziert die Stromwelligkeit und Oberschwingungen<br />
und sorgt somit für kleinere Ableitströme. (jj) n<br />
Der Autor: Herbert Blum ist Product Manager bei Schurter in Luzern/Schweiz.<br />
64 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Product Compliance Center von Fujitsu baut<br />
EMV-Prüfleistungen aus<br />
Störungsfreier Betrieb durch erweiterte Einstrahlungsprüfung<br />
Bild: Fujitsu<br />
Das unabhängige, akkreditierte Product<br />
Compliance Center von Fujitsu Technology<br />
Solutions baut sein Leistungsspektrum<br />
im Bereich EMV-Prüfungen aus. Im Rahmen<br />
der erweiterten Einstrahlungsprüfung<br />
Der semi-anechoic Chamber, in dem ein Teil der EMV-Prüfungen stattfindet.<br />
kann die Störfestigkeit von Elektronikprodukten<br />
gegenüber Einstrahlungen mit einer<br />
elektrischen Feldstärke von 20 V/m im<br />
Frequenzbereich bis maximal 6 GHz gemessen<br />
werden.<br />
Hintergrund ist, dass die normativen<br />
Vorgaben ausgeweitet wurden, um zu verhindern,<br />
dass Geräte und Anlagen durch<br />
die kontinuierlich zunehmende hochfrequente<br />
Einstrahlung in ihrer Funktion beeinträchtigt<br />
werden können. Dementsprechend<br />
müssen Geräte nun auch erhöhte<br />
Anforderungen erfüllen, um das europäische<br />
CE-Zeichen und das KC-Mark (Korea)<br />
zu erhalten.<br />
Bisher war es im Product Compliance<br />
Center möglich, die Stabilität gegenüber<br />
Einstrahlungen einer Feldstärke von etwa<br />
10 V/m und eines Frequenzbereiches von<br />
bis zu 3 GHz zu prüfen. Für die Erweiterung<br />
der Einstrahlungsprüfung wurden an<br />
den Standorten Augsburg und Paderborn<br />
neue Messplätze eingerichtet. In Kooperation<br />
mit Rohde & Schwarz wurden diese<br />
entwickelt und sie sind speziell auf die Anforderungen<br />
der Testlabors und auf die<br />
neuesten normativen Vorgaben zugeschnitten.<br />
Unterbrechungsfreie Messungen<br />
über den gesamten Messbereich ermöglichen<br />
die neuen Messplätze. Dadurch sparen<br />
sie Zeit und somit auch Kosten. Die<br />
neuen Testanlagen erfüllen unter anderem<br />
alle Anforderungen der folgenden aktuellen<br />
EMV-Normen: EN 55024, EN 61000-4-<br />
3, EN 61326, EN 61000-6-1, EN 61000-6-2,<br />
EN 50121 sowie die der kommenden CI-<br />
SPR 35. (ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
635ei0213<br />
Halle 1 · Stand 131<br />
Embedded Systeme<br />
perfekt gekühlt<br />
Mit den individuell designten Kühllösungen von Contrinex werden<br />
embedded Systeme perfekt gekühlt, je nach<br />
Anforderungen passiv oder aktiv. Fragen Sie auch nach unserem<br />
perfekt dazu passenden Zubehör.<br />
www.contrinex.de
EMV<br />
Bild: Creatix - Fotolia.com<br />
Aus der Praxis für die Praxis<br />
EMV-konformes Leiterplatten- und IC-Design in der Entwicklung<br />
Unter der fachlichen Leitung von Hartwig Reindl, Bereichsleiter EMV bei AVL-Trimerics, veranstaltete Otti am<br />
28. und 29. November 2012 in Regensburg das Seminar „EMV-konformes Leiterplatten- und IC-Design in der<br />
Entwicklung“. Es vermittelte einen Überblick über die EMV auf Chip- und Leiterplattenebene sowie deren Analyse<br />
und Simulation. <br />
Autor: Siegfried W. Best<br />
Thomas Steinecke, Principal EMC Design Microcontrollers,<br />
Infineon Technologies, Neubiberg, startete am ersten Tag<br />
mit dem Vortrag „EMV auf Chipebene: Störaussendung<br />
und Störfestigkeit“. Der <strong>Mikrocontroller</strong> wurde dabei einmal<br />
als Störquelle betrachtet und in einem zweiten Teil dessen<br />
Störfestigkeit untersucht. Die On-Chip-Störquellen lassen sich<br />
nicht vermeiden, jedoch reduzieren. So wächst die Störenergie mit<br />
der Komplexität der ICs, das heißt mit der Anzahl der Transistoren,<br />
mit höheren Taktraten und schnelleren Padtreibern. Der IC-<br />
Hersteller kann durch schaltungstechnische Optimierung die Störenergie<br />
mindern oder verteilen. Dies geschieht durch skalierbare<br />
Systemtakt- (Bild 1) und Schaltregler-Taktmodulation sowie fraktionale<br />
Teiler für Takt/Daten. Angaben über diese Parameter sollte<br />
der Entwickler im Datenblatt suchen. Maßnahmen zur Verminderung<br />
treffen die IC-Hersteller zum Beispiel durch On-Chip-Kondensatoren,<br />
spezielle I/O-Treiber und die Taktmodulation. Kapazitive<br />
Abblock- und induktive beziehungsweise resistive Filterkomponenten<br />
stellen Off-Chip-Maßnahmen dar. Weiterhin sind Lei-<br />
terbahnführungen zur Impedanzanpassung in Form von Microstrip-<br />
oder Stripline-Designs und die Terminierung schneller<br />
Signale zielführend.<br />
Die Störfestigkeit eines ICs muss erhöht werden durch die Unterdrückung<br />
externer Störer und ein definiertes Verhalten des ICs<br />
im Störfall. Die korrekte Funktion eines ICs wird gestört durch geringe<br />
Drift von analogen Signalen, starke Pegeldrift von Digitalsignalen,<br />
Spannungsversatz im IC (auch Masseversatz/Common Mode)<br />
und schließlich durch die Zerstörung von Transistoren wegen<br />
überhöhter Spannung oder Temperatur. Maßnahmen zur Erhöhung<br />
der Störfestigkeit On-Chip sind beispielsweise Schutzstrukturen,<br />
Kondensatoren, Eingangsfilter und die Skalierung der Padtreiber.<br />
Off-Chip-Maßnahmen sind Entstör- und Filterbausteine<br />
zwischen Geräteeingang und IC und die Verwendung differenzieller<br />
Signale, wodurch sich jedoch die Pinzahl erhöht. Eine weitere<br />
Möglichkeit wäre der Einsatz von LWL, diese Lösung ist allerdings<br />
teuer und benötigt Wandler. Gegenmaßnahmen gegen Störungen<br />
im System generell sind zum Beispiel die Reduzierung von Pulsen<br />
66 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
durch geschaltete Lasten, ein gutes Massekonzept und Entstörmaßnahmen<br />
in der Nähe des Steckers weit von den ICs entfernt.<br />
Nicht vermeidbar sind die Einstrahlungen von Funkwellen und die<br />
ESD beim Ein- und Ausstecken von Kabeln oder Baugruppen.<br />
Thomas Steinecke ging in einem abschließenden zweiten Teil<br />
seines Vortrags auf IC-EMV-Messverfahren und die zugehörigen<br />
Normen ein. Allen diesen Messverfahren liegen internationale<br />
EMV-Messstandards zugrunde. Diese beziehen sich teils auf den<br />
IC, sind aber zum Teil auch Systemstandards. Der vor zehn Jahren<br />
gegründete BISS-Arbeitskreis ist auf alle ICs anwendbar. Er umfasst<br />
Störemission, HF-Störfestigkeit, Pulsfestigkeit und ESD im<br />
Bereich 150 Hz bis 3 GHz.<br />
Auf einen Blick<br />
Anwenderfreundlich und herstellerneutral<br />
Den Teilnehmern des Seminars wurde von den Referenten anwenderfreundlich<br />
und völlig herstellerneutral praktisches Wissen vermittelt,<br />
von dem sie in ihrer täglichen Entwicklerarbeit profi tieren können.<br />
Der nächste Termin für das Fachforum „EMV-konformes Leiterplatten-<br />
und IC-Design in der Entwicklung“ ist am 27. und 28. November<br />
2013 in Regensburg geplant. Das Thema EMV fi ndet man auch in der<br />
Veranstaltung „GSV-Vertiefung: Getaktete Stromversorgungen“, die<br />
vom 17. bis 18. April ebenfalls in Regensburg stattfi ndet.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
402ei0213<br />
Passive Bauteile und EMV<br />
Die Anwendung passiver Bauelemente zur Verbesserung der EMV<br />
und die durch Simulation unterstützte EMV-Analyse waren das<br />
Thema von Felix Müller, EMC Engineering, Continental Automotive<br />
, Regensburg. Er ging auf das Frequenzverhalten passiver Bauelemente<br />
sowie die Einflüsse der Leiterplatte ein und zeigte Beispiele<br />
zur Filterdimensionierung. Die einzelnen Kondensatortypen<br />
weisen starke Unterschiede bei den Parametern auf, so hat der<br />
Alu-Elko zwar große C-Werte, ist aber temperaturabhängig, hat<br />
ein hohes ESL und zeigt große Unterschiede im ESR. Keramikkondensatoren<br />
(COG) mit hervorragenden HF-Eigenschaften dagegen<br />
gibt es leider nur mit kleinen C-Werten, dafür haben sie geringe<br />
Temperaturdrift, eine vernachlässigbare Spannungsabhängigkeit<br />
der Kapazität und eine hohe Langzeitstabilität. Solche mit<br />
X7R-Keramik haben auch eine geringe Temperaturdrift und zeigen<br />
ebenso gute EMV-Eigenschaften. Wird Y5G-Elektrikum verwendet,<br />
kommen diese Keramikkondensatoren wegen der großen<br />
Temperaturdrift nicht für den Einsatz im Kfz in Frage. Tantal-Kondensatoren<br />
schließlich haben den Nachteil der geringen Pulsfestigkeit.<br />
Was die Platzierung der Entstörkondensatoren auf der Leiterplatte<br />
angeht, ist zum Beispiel der richtige Anschluss wichtig (siehe<br />
auch Bild 7). So sollte man zur Minderung leitungsgebundener<br />
Störungen die Kondensatoren kurz an der aktiven Leiterbahn anbinden,<br />
niemals über Stichleitungen, da der Kondensator hier keine<br />
Entstör-Wirkung mehr hat. Was die Spulen angeht, sollte in einem<br />
DC/DC-Wandler zum Beispiel die Arbeitsspule nicht im Steckerbereich<br />
platziert werden, da es dort zu hohen Verkopplungen<br />
mit den Steckerpins kommt. Auch sind kompakte Bauformen einer<br />
geschirmten Spule vorzuziehen. Kupfer schirmt hier gegen das<br />
E-Feld, Mu-Metall gegen das magnetische Feld, wobei zu beachten<br />
ist, dass sich durch die Abschirmung die Induktivität verändert.<br />
Auch ist zu bedenken, dass Spulen in Sättigung eine geringere<br />
Dämpfung aufweisen. Felix Müller ging im zweiten Teil seines<br />
Vortrags auf Simulationstools und Modelle ein und die Abbildung<br />
der realen Messumgebung in der Simulation. Er empfiehlt die<br />
EMV-Simulation mit einem Analogsimulator, der zu schnellen Ergebnissen<br />
führt und sehr früh im Projektablauf einzusetzen ist.<br />
Die EMV von Schaltnetzteilen betrachtete Edgar Kuhn, EMC<br />
Engineering, Automotive Quality, Continental Automotive, Re-<br />
Bild 1 (links): Durch Systemtakt-Modulation (Spreadspektrum-Takt) wird die<br />
Störemission bis zu mehr als 20 dB reduziert. Hier am Beispiel eines<br />
32-Bit-µCs TC1793 getaktet mit 270 MHz, mit Festtakt (ohne FM/Spread).<br />
Bild 1 (rechts): 32-Bit-µCs TC1793 getaktet mit 270 MHz und drei Prozent<br />
FM/Spread.<br />
Bild 3: Geschichtete Lagen GND/Hot verringern die Kopplung gegen<br />
Chassis deutlich, verschlechtern die Wärmeabfuhr aber nur gering<br />
(etwa 10 bis 15 Prozent).<br />
Bilder: Infi neon<br />
Bilder: Continental Automotive<br />
Bild 2: Die Grafik zeigt die zusammenfassende Beurteilung der von Thomas<br />
Steinecke besprochenen Maßnahmen. Sowohl auf IC- wie auf Leiterplattenebene<br />
können durch die gezeigten Einzelmaßnahmen Störemissionen um<br />
mehr als 20 dB gesenkt werden.<br />
Bild 4: Die Vorteile<br />
des Discontinuous<br />
Modes.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 67
EMV<br />
Bild 5: Prinzip des EMV-Designs, es beinhaltet Schaffung verlässlicher<br />
Module, Schutz empfindlicher Signale durch Filterung sowie Routing und<br />
Bedeutung des Steckerbereichs, der Störungen von außerhalb abblockt.<br />
Bild 7: Niederohmige Anbindung des Blockkondensators an die<br />
Versorgungspins des µC. Die Anbindung zum Versorgungssystem (V CC<br />
/<br />
GND) kann dagegen hochohmig sein, was die Störausbreitung reduziert.<br />
Bilder: AVL-Trimerics<br />
Bild 6: Ein Massekonzept ist von verschiedenen Kriterien abhängig. Eine<br />
sternförmige Anordnung ist eine gute Alternative zum Multilayer und für<br />
zweilagige Leiterplatten der Favorit.<br />
Bild 8: Links die 1,5 V-Versorgung unterhalb des BGAs, Versorgungspins<br />
über jeweils einen Kondensator. Rechts die 1,5 V-Versorgung unterhalb<br />
des BGAs, Versorgungspins über Fläche optional über Ferrite.<br />
gensburg. Typische EMV-Probleme sind leitungsgebundene Störungen,<br />
bedingt durch Schaltfrequenzen und deren Harmonische<br />
im tieferen Frequenzbereich. Des Weiteren Überkopplungen andere<br />
Signale auf die Leiterplatte oder im Kabelbaum. Unkontrollierte<br />
Rückstrompfade zum Beispiel auf das Chassis (sollten vermieden<br />
werden) erzeugen Common-Mode-Störungen hoher Amplitude.<br />
Bei Aufwärtsreglern erzeugt ein hohes du/dt E-Feldauskopplungen,<br />
diese entstehen auch durch thermische Vias bei Schalttransistoren<br />
(Bild 3). H-Felder entstehen durch Stromänderungen im<br />
Kommutierungskreis und Arbeitsspulen erzeugen Störfelder am<br />
Luftspalt sowie bei „offenen“ Spulen. Ein weiteres Problem ist der<br />
Reverse-Recovery-Effekt, sprich steile Stromtransienten bei Dioden.<br />
Diese führen zu HF-Störungen und Klingeln mit breitem<br />
Spektrum wegen der Nichtlinearität der parasitären Sperrschichtkapazität.<br />
Abhilfe schafft hier der Einsatz von Schottky-Dioden,<br />
wobei dann Abstriche bei den Leckströmen gemacht werden müssen,<br />
die ab 100 °C deutlich ansteigen. Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung<br />
der EMV ist der Discontinuous Mode, der mehrere Vorteile<br />
bietet, wie in Bild 4 gezeigt. Beim Discontinuous Mode muss<br />
allerdings der verkleinerte Regelbereich beachtet werden und sein<br />
Nachteil bei stark schwankenden Lasten. Weitere wesentliche<br />
Tipps sind der Einsatz von NF- und HF-Filtern.<br />
EMV auf Leiterplattenebene<br />
Die Einführung über die „EMV auf Leiterplattenebene“ übernahm<br />
der Moderator Hartwig Reindl, der als Ursache für EMV-Probleme<br />
„unsauberes Arbeiten“ nannte. EMV-gerechtes Layout beginnt bei<br />
der Erstellung des Stromlaufplans. Da sollte man „jedes“ Bauteil<br />
Funktionsgruppen/Modulen zuordnen, auf einen korrekten Massebezug<br />
achten und die richtige Platzierung (getrennt nach Analog-,<br />
Power- und Digitalteil und so weiter) der Komponenten (Bild<br />
5). Dabei sollte der EMV-Spezialist und nicht der PCB-Layouter<br />
das Massesystem vorgeben. Sinnvoll ist die Bewertung der Abstrahlung<br />
des Moduls mittels analoger Simulation.<br />
Bei der Auslegung der Masse kann nach folgenden Konzepten<br />
unterschieden werden (Bild 6): Vermaschung, flächige Masse und<br />
sternförmige Masse. Mitentscheidend, welches Konzept zum Einsatz<br />
kommt, sind die LP-Technologie (Zahl der Lagen), der Strombedarf,<br />
der Platz und die Schaltungsart (HF-Power, Analog-Eingangsteil,<br />
hoher Takt, High Speed und so weiter). Ein breitbandiges<br />
Ausfallverhalten bei der Störfestigkeit lässt sich oft auf ein ungenügendes<br />
Massesystem zurückführen; ein schmalbandiges<br />
Ausfallverhalten eher auf einzelne Bauelemente. Gut ist in jedem<br />
Fall eine durchgehende Masselage, die sich beispielsweise beim<br />
Multilayer realisieren lässt.<br />
Beim Einsatz von Blockkondensatoren, ist eine Anordnung nach<br />
Bild 7 anzustreben. Hierbei liefert der Kondensator den benötigten<br />
hohen Strom im Zeitbereich, deshalb sollte die Verbindung zum<br />
µC mit der maximalen Leiterbreite bei minimaler Leiterlänge erfolgen.<br />
Die Anbindung zum Versorgungssystem (V CC<br />
/GND) kann<br />
dagegen hochohmig sein, was die Störausbreitung reduziert.<br />
BGAs wurde ein eigenes Kapitel des Vortrags gewidmet. Durch<br />
Zusammenarbeit mit den IC-Herstellern ließ sich ein verbessertes<br />
Ballout erreichen. Bild 8 zeigt zwei Designs, die eine zusätzliche<br />
Filterung über Längsferrite oder Längswiderstände zulassen.<br />
High-Speed-Design und Signalintegrität<br />
„High-Speed-Design und Signal Integrity (SI)“ war das Thema von<br />
Wolfgang Röhrner, EMV Simulation, AVL Trimerics, Regensburg.<br />
Entscheidendes Kriterium beim High-Speed-/Low-Speed-Design<br />
ist die Signalanstiegszeit, nicht nur die Frequenz. Und wo es eng<br />
wird, kann mit einer Daumenregel abgeklärt werden: Als kritische<br />
Anstiegszeit gilt t r<br />
< 2,5 x t pd<br />
(t r<br />
=rise time, t pd<br />
=propagation delay).<br />
Bei einer t pd<br />
von 600 ps und einer Flankensteilheit/Anstiegszeit von<br />
500 ps liegt die kritische Länge bei 3 cm. Bei 1 ns wird es ab 6 cm<br />
kritisch und bei 2 ns ab 12 cm. Anstiegs- und Abfallzeit sowie der<br />
Ausgangswiderstand (Hi/Lo) können bei digitalen I/Os stark unterschiedlich<br />
sein. Die Eingangskapazität kann 3 bis 15 pF betragen.<br />
Einfluss haben diese Größen auf die Signalintegrität, hinzu<br />
kommt noch der starke Einfluss der Leiterplatte. (ah)<br />
n<br />
Der Autor: Siegfried W. Best ist freier Redakteur in Regensburg.<br />
68 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Koppel-/Entkoppelnetzwerk<br />
Für Telekom-Surge-Prüfungen<br />
Das neue CDN (Koppel-/Entkoppelnetzwerk)<br />
für Surge-Prüfungen von Teseq mit<br />
der Bezeichnung CDN HSS-2 ermöglicht<br />
unkomplizierte Surge-Prüfungen mit<br />
1,2/50 µs Pulsen an aktiven Telekommunikations-<br />
und High-Speed-Ethernet-Anschlüssen.<br />
Das Koppel-/Entkoppelnetzwerk<br />
eignet sich sehr gut für den Einsatz in<br />
Prüflabors.<br />
Um ein Höchstmaß an Reproduzierbarkeit<br />
und Überspannungsschutz zu geben,<br />
werden die Spezifikationen gemäß IEC<br />
61000-4-5 erfüllt beziehungsweise übererfüllt.<br />
Weitere Entkopplungselemente für<br />
den Schutz zum Beispiel des Protokollanalysators<br />
sind nicht erforderlich. An bereits<br />
vorhandene Surge-Generatoren kann das<br />
Koppel-/Entkoppelnetzwerk angeschlossen<br />
werden. Ein sehr flexibler Einsatzbereich<br />
ergibt sich aus der variablen Kopplungsmöglichkeit<br />
auf die zu testende Leitungszahl.<br />
Durch die entsprechende Jumper-Auswahl<br />
wird pro Paar mit 40 Ω und<br />
einem Kondensator in Reihe eingekoppelt.<br />
(Bild: Teseq<br />
Bestens geeignet ist das Gerät für Prüfungen<br />
von ISDN und Ethernet 10/100 BaseT<br />
sowie 1000 BaseT auf UTP (Unshielded<br />
Twisted Pair). Die maximale Betriebsspannung<br />
beträgt 100 VDC zwischen den<br />
Paaren. Der maximale Betriebsstrom ist<br />
mit 1 A spezifiziert.<br />
In den Applikationsbereich des CDN<br />
HSS-2 ist PoE (Power over Ethernet) enthalten.<br />
Das neue Netzwerk bietet eine maximale<br />
Surge-Prüfspannung von 2 kV mit<br />
einem maximalen Surge-Spitzenprüfstrom<br />
von bis zu 50 A. und einer maximalen<br />
Restspannung an Zusatzgeräten von nur<br />
65 V. Das Koppel-/Entkoppelnetzwerk hat<br />
ein Gewicht von etwa 15 kg. Die Abmessungen<br />
betragen 200 x 200 x 470 mm 3<br />
(B x H x T). (ah) n<br />
infoDIREKT <br />
Das Koppel-/Entkoppelnetzwerk<br />
für Surge-Prüfungen<br />
eignet sich zum Prüfen<br />
von ungeschirmten,<br />
symmetrischen Hochgeschwindigkeits-Telekommunikationsleitungen.<br />
667ei0213<br />
RFID in Ihrer Leiterplatte<br />
jetzt<br />
RFID - KOSTENLOS<br />
jetzt KOSTENLOS testen<br />
und Kit gewinnen testen<br />
www.pcb-pool.com<br />
www.pcb-pool.com<br />
&<br />
present<br />
Embedded RFID RFID<br />
Authentifizieren<br />
• Authentifizieren<br />
Verfolgen<br />
Verfolgen<br />
Schützen<br />
• en<br />
• Schützen<br />
Kit gewinnen !<br />
UHF Starter-Kit<br />
gewinnen !<br />
Bei jeder MAGIC-PCB®-<br />
Bestellung automatische<br />
Teilnahme an wöchentlicher<br />
www.magic-pcb.com<br />
Auslosung eines<br />
UHF Starter-Kits<br />
www.magic-pcb.com<br />
PCB-POOL ® ist eine eingetragene Marke der Beta LAYOUT GmbH<br />
Alle eingetragenen Warenzeichen sind eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Hersteller!<br />
PCB-POOL ® ist eine eingetragene Marke der Beta LAYOUT GmbH<br />
EMCC<br />
DR. RAŠEK<br />
EMV<br />
TM<br />
= Q U A L I T Ä T<br />
in der ELEKTROTECHNIK<br />
BERATUNGEN, PLANUNGEN<br />
PRÜFUNGEN, MODIFIKATIONEN<br />
GUTACHTEN<br />
ZULASSUNGEN WELTWEIT<br />
SCHULUNGEN, SEMINARE<br />
INGENIEURBÜRO<br />
AKKREDITIERTE PRÜFLABORATORIEN<br />
SACHVERSTÄNDIGENBÜRO<br />
ZERTIFIZIERUNGSINSTITUT<br />
CE-BENANNTE STELLE EMC + R&TTE<br />
CAB/TCB JAPAN, KANADA, USA<br />
____________________________________________________________________________________________________________<br />
EMCC = QUALITÄT in EMV seit 1977<br />
____________________________________________________________________________________________________________<br />
EMCC DR. RAŠEK<br />
Moggast, Bölwiese 8 • 91320 Ebermannstadt<br />
Germany<br />
T: +49 9194 9016 • F: +49 9194 8125<br />
partner@emcc.de • www.emcc.de<br />
EMV, FUNK, TELEKOM<br />
UMWELT, SICHERHEIT<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 69
EMV<br />
Bild: psdesign1 - Fotolia.com<br />
70 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Blitzeinschläge detailliert analysieren<br />
Mehr Verfügbarkeit bei Windenergieanlagen<br />
Um die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen (WEA) weiter zu steigern, muss eine Senkung der Kosten für<br />
den Bau, aber auch für Betrieb und Wartung erfolgen. Für die erforderliche detaillierte Analyse von Blitzeinschlägen<br />
hat Phoenix Contact das Blitzstrom-Messsystem LM-S entwickelt.<br />
Autoren: Dipl.-Ing. Arno Kiefer und Dipl.-Wirt.-Ing. Achim Zirkel<br />
Laut Global Wind Report gab es Ende 2011 weltweit Windenergieanlagen<br />
mit einer Leistung von mehr als 230 GW –<br />
und jährlich kommen mehr als 40 GW hinzu. Um die<br />
Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu optimieren, erfolgt die<br />
Überwachung von immer mehr Betriebszuständen und Belastungsparametern.<br />
Eine erhebliche Belastung stellen Schäden durch<br />
Blitzeinschläge dar. Blitzeinschläge verursachen direkte Schäden,<br />
die man sofort erkennt. Zusätzlich machen sich aber auch weniger<br />
auffällige Schädigungen erst im weiteren Betrieb der Anlage bemerkbar,<br />
die dann oft hohe Kosten verursachen. Mit Hilfe eines<br />
umfassenden Überspannungsschutzkonzepts schützt man elektrische<br />
und elektronische Komponenten.<br />
Detailliertes Erfassen von Blitzeinschlägen<br />
Für die mechanische Struktur der Rotorblätter und des Maschinenstrangs<br />
gilt dies nur bedingt. Um dort Schäden frühzeitig zu<br />
erkennen, bedarf es einer intensiven Untersuchung der Anlagenteile.<br />
Üblicherweise erfolgen hier turnusmäßige Inspektionen. Die<br />
tatsächliche Belastung der WEA durch Blitzeinschläge wird bei der<br />
Einsatzplanung jedoch nicht berücksichtigt.<br />
Mit Hilfe des polarimetrischen Blitzstrom-Messsystems LM-S<br />
lassen sich Blitzströme erfassen und aus der Ferne auswerten. Die<br />
Speicherung der ermittelten charakteristischen Kennwerte des<br />
Stroms erfolgt mit Datum und Uhrzeit des Blitzeinschlags: die Ladung<br />
und spezifische Energie des Blitzstroms, Blitzstrom-Amplitude<br />
und die maximale Stromsteilheit. Durch den Einsatz von bis<br />
zu drei Sensoren pro Auswerteeinheit lässt sich auch das Rotorblatt<br />
identifizieren, in das der Blitz eingeschlagen ist. Daher wird meist<br />
jeweils ein Sensor auf der blitzstromführenden Ableitung innerhalb<br />
eines jeden Rotorblatts montiert. Die Auswerteeinheit instal-<br />
Auf einen Blick<br />
Blitzstrommessung in Windenergieanlagen<br />
Ein Lightning-Monitoring-System misst die Anzahl und die Intensität<br />
der Blitzeinschläge in den Rotorblättern einer Windkraftanlage. Der<br />
Anwender kann bedarfsgerechte Wartungen durchführen, da die Datenübertragung<br />
bei Blitzeinschlag online erfolgt. Das Fernwartungssystem<br />
gibt an, ob und welche Rotorblätter beschädigt sind und wann<br />
die Wartung sinnvoll ist. Der Fernzugriff spielt eine wichtige Rolle, um<br />
die detailliert erfassten Blitzdaten optimal auszuwerten.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de<br />
200ei0213<br />
Bild 1: Das Blitzstrom-Messsystem LM-S erfasst und analysiert Blitzeinschläge<br />
in Windenergieanlagen.<br />
liert man in der Nabe und verbindet sie über Lichtwellenleiter mit<br />
den Sensoren (Bild 2).<br />
Um die detailliert erfassten Blitzdaten optimal auszuwerten,<br />
spielt der Fernzugriff eine wichtige Rolle. Nur so lässt sich die tatsächliche<br />
Belastung der Anlage durch Blitzeinschläge bewerten<br />
und nur so kann der Betreiber erforderliche Wartungsarbeiten<br />
rechtzeitig einleiten sowie unnötige Inspektionen vermeiden. Die<br />
Auswerteeinheit besitzt einen Öffner-Kontakt und ist über eine<br />
Ethernet-Schnittstelle erreichbar. Der Öffner signalisiert durch einen<br />
Impuls jeden Blitzeinschlag. Dieses Signal lässt sich an einen<br />
Zähler anschließen oder mit einer Steuerung verbinden, um im<br />
Falle eines Blitzeinschlags eine Folgeaktion zu initiieren. Über<br />
Ethernet erfolgt der Abruf der blitzstromtypischen Kennwerte, um<br />
den Blitzeinschlag zu bewerten. Je nach Charakteristik des Blitzstroms<br />
wird dann über eine weitere Inspektion, eine sofortige Reparatur<br />
oder sogar eine Abschaltung der gesamten Anlage entschieden.<br />
Aber auch die Information, dass kein oder nur ein geringer<br />
Blitzeinschlag stattgefunden hat, ist von großer Bedeutung, um<br />
kostenintensive Untersuchungen der Anlage auf Blitzschäden hin<br />
zu vermeiden. Dies ist ganz besonders für Offshore-Windparks interessant,<br />
denn gerade dort sind Fehleinsätze und Ausfallzeiten viel<br />
kostspieliger.<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02 / 2013 71
EMV<br />
Bilder: Phoenix Contact<br />
Bild 2: Die drei optischen Sensoren sind über<br />
Lichtwellenleiter mit der Auswerteeinheit in der<br />
Nabe verbunden.<br />
Bild 3: Mit GSM-Modem ist nur eine Spannungsversorgung<br />
erforderlich, um Messdaten unabhängig<br />
von der Infrastruktur abzurufen.<br />
Bild 4: Ein Sensor des Blitzstrom-Messsystems<br />
auf der Blitzstromableitung in<br />
der Blattwurzel.<br />
Autark kommunizieren über GSM<br />
Die Position der Auswerteeinheit in der rotierenden Nabe erschwert<br />
das Einbinden in ein Netzwerk. Über die konfigurierbare<br />
IP-Adresse lässt sich das Messsystem problemlos in die Netzwerkinfrastruktur<br />
einbinden. Eine Netzwerkverbindung über Schleifringe<br />
oder eine drahtlose Variante zwischen Nabe und Maschinenhaus<br />
ist aber nicht immer möglich. Gerade ältere Anlagen benötigen<br />
hier eine Alternative. Ist ein Mobilfunknetz vorhanden, kann<br />
die Kommunikation auch unabhängig von der bestehenden Netzwerkstruktur<br />
erfolgen. Über ein GSM-Modem ist sowohl die Nutzung<br />
des Relais-Signals – etwa zum Versenden einer SMS – als<br />
auch der Zugriff auf die Oberfläche des Web-Interfaces möglich.<br />
So lassen sich aus der Ferne Einstellungen anpassen und die Messdaten<br />
auswerten. Dafür ist lediglich eine zuverlässige Spannungsversorgung<br />
erforderlich (Bild 3).<br />
Suzlon zeigt, wie es geht<br />
Suzlon, ist laut eigner Aussage der weltweit fünftgrößte Hersteller<br />
von Windenergieanlagen mit Hauptsitz in Indien. Das Unternehmen<br />
setzt LM-S bereits ein. In Deutschland befasst sich Suzlon unter<br />
anderem mit dem Entwickeln von WEA; auch die Konzeption<br />
der Blitz- und Überspannungsschutzsysteme erfolgt hier. In einer<br />
Suzlon-Testanlage bei Bitburg in der Eifel wird das Blitzstrom-<br />
Messsystem LM-S umfassend geprüft. Im Vordergrund stehen dabei<br />
das detaillierte Erfassen und Messen der Blitze, die in die Rotorblätter<br />
einschlagen. Die Sensoren sind jeweils in der Blattwurzel<br />
am Blitzstromableiter angebracht, die Auswerteeinheit befindet<br />
sich in der Nabe. Der Zugang zur Nabe der 2-MW-Anlage mit 80<br />
m Turmhöhe und 85 m Rotordurchmesser ist nur über die Dachluke<br />
des Maschinenhauses möglich.<br />
Hohe Temperaturen strapazieren Elektronik<br />
Der Einsatzort in der WEA – speziell in der Nabe – birgt einige<br />
Herausforderungen. Die durch die Jahreszeiten bedingten Temperaturschwankungen<br />
von –20 bis +60 °C und besonders die hohen<br />
Temperaturen strapazieren die Elektronik. Denn durch die Rotation<br />
der Nabe sind die Lüftungsschlitze und der Kamineffekt zum<br />
Kühlen nicht wirksam. Auch die ständigen Vibrationen durch die<br />
schnell drehenden Rotorblätter setzen der Anlage enorm zu. Weil<br />
man im Servicefall alle Anlagenteile in der Nabe als Kletterhilfe<br />
nutzt, müssen die Lichtwellenleiter trittsicher sein, was ihr Verlegen<br />
erschwert. Die Sensoren sind mittig auf der Ableitung angebracht<br />
– dadurch erhöht sich die Messgenauigkeit (Bild 4). Ein<br />
Verstellen der Rotorblätter (pitchen) darf die Sensoren jedoch<br />
nicht verschieben.<br />
Warum Blitze analysieren<br />
Suzlon misst die Blitzeinschläge hauptsächlich, um Rückschlüsse<br />
aus der Relation zwischen den Blitzparametern und der damit verbundenen<br />
Zerstörung zu ziehen. Die Zerstörung durch einen<br />
Blitzeinschlag im Rotorblatt kann äußerst vielfältig sein. Die Struktur<br />
des Rotorblatts selbst kann Schaden nehmen, aber auch die Lager<br />
am Übergang von der Blattwurzel zur Nabe, das Getriebe und<br />
auch die elektrische Anlage können in Mitleidenschaft gezogen<br />
werden. Mit einer umfassenden Datenbasis über Blitzdaten und<br />
analysierten Schäden lassen sich alle Service-Einsätze optimieren<br />
– bis hin zu einer „Predictive Maintenance“ auf der Basis von Ereignissen<br />
und nicht von Zeitintervallen. Damit vermeidet man unnötige<br />
Ausfallzeiten. Durch diese Vorteile wird ein umfassendes<br />
Anlagen-Monitoring immer wichtiger.<br />
Um die Analyse-Ergebnisse zu kommunizieren, setzt Suzlon in<br />
Bitburg eine Komplettlösung von Phoenix Contact ein: Stromversorgung,<br />
Auswerteeinheit, Überspannungsschutz, GSM-Modem<br />
und Anschlussklemmen sind im Schaltkasten verdrahtet (Bild 5).<br />
Das spart viel Zeit beim Installieren in der Nabe, da sich der Aufwand<br />
für Verdrahtung und Anschluss deutlich reduziert. Über das<br />
GSM-Modem erfolgt – unabhängig von der Kommunikation in<br />
der WEA – die Übertragung der Daten. (rao)<br />
n<br />
Die Autoren: Dipl.-Ing. Arno Kiefer ist Manager für<br />
Industry Support bei Phoenix Contact in Blomberg.<br />
Dipl.-Wirt.-Ing. Achim Zirkel ist im Produktmarketing<br />
für Netz- und Signal-Qualität Trabtech bei Phoenix<br />
Contact in Blomberg.<br />
72 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Elektrische, magnetische und thermische Analyse<br />
Spezialsoftware für elektromagnetische Untersuchungen<br />
Bild: Cedrat<br />
Mit der Spezialsoftware für elektromagnetische und thermische Untersuchungen können elektrische<br />
Vorrichtungen modelliert und optimiert werden.<br />
Flux v11.1 wurde von Cedrat in Zusammenarbeit<br />
mit dem Labor G2ELab in der Region<br />
Grenoble in Frankreich entwickelt. Die Software<br />
ermöglicht eine sehr gründliche elektrische,<br />
magnetische und thermische Analyse<br />
nach der Finite-Elemente-Methode. Entwickler<br />
können Versuche durchführen (wie<br />
etwa virtuelle Laborversuche), und Ergebnisse<br />
miteinander vergleichen, die unter<br />
verschiedenen Bedingungen erzielt wurden.<br />
So kann auf kostenintensive Prototypen verzichtet<br />
und zeitsparend gearbeitet werden.<br />
Die Version Flux v11.1 bietet Verbesserungen<br />
bei der Datenverarbeitung sowie bei<br />
PCIM_2013_ANZ_D_210x105 vereinheitlichten und 01.10.12 parametrierbaren<br />
18:06 Seite 1<br />
Umgebungen in 2D und 3D. Geometrie und<br />
Vernetzung sind einfacher zu handhaben<br />
und sorgen für schnelle, realistische und zuverlässige<br />
Ergebnisse. Verbesserungen wurden<br />
außerdem bei der Datenvorverarbeitung<br />
vorgenommen: So besteht nun die<br />
Möglichkeit, Daten in 2D abzubilden und in<br />
3D nachzubearbeiten, aus den vorhandenen<br />
Datenmengen 2D- und 3D-Kurven zu erstellen<br />
und Kraftdichten zu exportieren.<br />
Weiter kann Flux v11.1 an die häufigsten<br />
Anwendungen individuell angepasst werden.<br />
Außerdem ermöglicht die neue Version<br />
schnellere Auflösungen in 3D und den<br />
Einsatz neuer direkter Linear-Parallellöser<br />
(MUMPS und Pardiso). Hinzu kommen eine<br />
bessere und schnellere Konvergenz bei<br />
anspruchsvollen Fällen, hoch entwickelte<br />
Simulationstechniken sowie ein erweiterbarer<br />
Start in 2D und 3D mit einer Zeitschrittanpassung<br />
für genaue und schnellere transiente<br />
Berechnungen.<br />
In aktuellen Projekten wird die Software<br />
in den Bereichen Elektromobilität oder erneuerbare<br />
Energien eingesetzt. Sie bietet<br />
eine vielfältige Kopplung der modellierten<br />
Vorrichtung nach der Finite-Elemente-<br />
Methode und die Steuerung mit der Systemdimension.<br />
Durch dieses zusätzliche<br />
Feature kann die Anwendung unter Berücksichtigung<br />
aller Umgebungsbedingungen<br />
validiert werden.<br />
Projekte mit dünnen Wänden sind nach<br />
der Finite-Elemente-Methode ganz besonders<br />
schwierig zu modellieren. Die Software<br />
Flux umgeht dieses Problem, indem<br />
Volumenelemente als Schalenelemente behandelt<br />
werden. So wird etwa bei Schiffsanwendungen<br />
eine präzise und zeitsparende<br />
Modellierung ermöglicht. Mit den neuesten<br />
Funktionen können nun auch Schalenelemente<br />
mit Aussparungen simuliert<br />
werden, wie etwa bei Flugzeugrümpfen,<br />
wenn diese an einen Stromkreis angeschlossen<br />
sind. Dies ermöglicht neue Untersuchungen,<br />
beispielsweise zur Niederfrequenz-EMV.<br />
(ah)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
649ei0213<br />
Internationale Messe und Konferenz<br />
für Leistungs<strong>elektronik</strong>, Intelligente Antriebstechnik,<br />
Erneuerbare Energie und Energiemanagement<br />
Nürnberg, 14. – 16.05.2013<br />
Leistungsstark …dann sind Sie hier richtig!<br />
Der Marktplatz für Entwickler und Innovatoren.<br />
Hier entsteht Zukunft!
EMV<br />
Neue Produkte<br />
Umfassende Messtechniklösungen<br />
EMV-Messtechnik<br />
Neue Messtechniklösungen gibt es von<br />
Rohde & Schwarz. Mit dem neuen ESRP<br />
folgt das Precompliance-Modell des sehr<br />
schnellen EMV-Messempfängers ESR. Außerdem<br />
stellt das Unternehmen sein erstes<br />
automatisiertes Testsystem für den neuen<br />
Standard ETSI EN 300 328 v1.8.1 vor. Und<br />
es gibt Zuwachs im Portfolio der Breitbandverstärker.<br />
Der neue Precompliance-Messempfänger<br />
R&S ESRP von Rohde & Schwarz führt<br />
Diagnose- und Precompliance-Messungen<br />
bis 7 GHz dank Time-Domain-Scan bis zu<br />
200 Mal schneller aus als herkömmliche<br />
Messempfängerlösungen (beispielsweise<br />
CISPR Band B mit Quasipeak). Umfangreiche<br />
Diagnosewerkzeuge wie Spektrumanalyse<br />
mit und ohne Vorselektionsfilter,<br />
Spektrogrammdarstellung, ZF-Analyse sowie<br />
der EMV-Messempfänger-Modus mit<br />
normgerechten Bandbreiten und Detektoren<br />
unterstützen die Entwickler. Der ESRP<br />
lässt sich einfach am übersichtlichen<br />
Touchscreen bedienen. Anwender sparen<br />
somit wertvolle Zeit bei entwicklungsbegleitenden<br />
EMV-Messungen und Vorzertifizierungsmessungen<br />
an Modulen, Baugruppen,<br />
Geräten und Systemen gemäß<br />
CISPR/FCC. So bringen Hersteller ihre<br />
Produkte schneller zur Serienreife.<br />
Mit dem Testsystem TS8997 kündigt das<br />
Unternehmen die erste Testlösung für Zulassungsprüfungen<br />
nach dem neuen Standard<br />
ETSI EN 300 328 v1.8.1 für Wireless-<br />
Geräte im 2,4-GHz-Band an. Die Norm<br />
wird ab 31. Dezember 2014 für alle in der<br />
Europäischen Union verkauften Geräte,<br />
die dieses Frequenzband nutzen, verpflichtend.<br />
Hierunter fallen WLAN nach<br />
802.11a/b/g/n, Bluetooth sowie Funkfernsteuerungen.<br />
Gegenüber dem Vorgängerstandard<br />
v1.7.1 erfordert die v1.8.1 eine<br />
Bild 2: Der neue<br />
Verstärker BBA150 für<br />
den Mikrowellenbereich<br />
deckt den<br />
Frequenzbereich von<br />
0,8 bis 3,0 GHz ab.<br />
Bild 1: Der neue<br />
Precompliance-<br />
Messempfänger<br />
ESRP führt<br />
Diagnose- und<br />
Precompliance-<br />
Messungen bis<br />
7 GHz aus.<br />
spezielle Leistungsmessung, die bislang<br />
kommerziell nicht verfügbar ist. Die Messung<br />
erfolgt zeitsynchron auf vier Kanälen<br />
und unterstützt damit Geräte mit MIMO<br />
und Beamforming. Der Messablauf ist vollautomatisiert,<br />
die Auswertung ist im Testsystem<br />
implementiert. Insbesondere Gerätehersteller<br />
und Testhäuser können in<br />
der Entwicklung und Zertifizierung prüfen,<br />
ob neue Produkte die Zulassungskriterien<br />
erfüllen.<br />
Auch im Bereich Breitbandverstärker erweitert<br />
der Messtechnikexperte sein Angebot<br />
für EMV-Anwender. BBA150, der neue<br />
Verstärker für den Mikrowellenbereich<br />
deckt den Frequenzbereich von 0,8 bis<br />
3,0 GHz ab und ist in verschiedenen Leistungsklassen<br />
zwischen 30 und 200 W verfügbar.<br />
Die Geräte dieser Verstärkerfamilie<br />
sind besonders kompakt und sehr leicht.<br />
Beispielsweise benötigt das 200-W-Modell<br />
nur vier Höheneinheiten. Zusammen mit<br />
dem bereits etablierten BBA100 werden somit<br />
Verstärkerlösungen von 9 kHz bis<br />
3,0 GHz angeboten für Störfestigkeitstests<br />
nach verschiedenen EMV-Normen. (ah) n<br />
infoDIREKT <br />
666ei0213<br />
Bilder: Rohde & Schwarz<br />
Bild: Chomerics Europe/Parker Hannifin<br />
Geschirmte Fenster sind erforderlich,<br />
um EMI-Schutz zu ermöglichen<br />
und die Einhaltung von<br />
EMV-Vorschriften in verschiedensten<br />
Produkten zu gewährleisten.<br />
Sie bieten eine Kombination<br />
aus Abschirmung, optischer<br />
Support vom Konzept bis zur Fertigung<br />
Optische Fenster für EMV/EMI-Schutz<br />
Übertragung, mechanischer und<br />
umgebungsbedingter Festigkeit.<br />
Chomerics’ Fertigung in Grantham<br />
hat sich seit über zehn Jahren<br />
etabliert. Das Angebot umfasst<br />
gegossene und laminierte Fenster,<br />
die geschirmt oder nicht geschirmt<br />
erhältlich sind. Die wachsende<br />
Nachfrage nach Touchscreen-Bedienung<br />
kann auch erfüllt<br />
werden. In anspruchsvollen<br />
Umgebungen, in denen optische<br />
Fenster zum Einsatz kommen,<br />
werden resistive anstelle kapazitiver<br />
Touchscreens bevorzugt.<br />
Diese lassen sich mit Handschuhen<br />
bedienen und reagieren weniger<br />
empfindlich auf Benutzereingaben.<br />
Eine relativ neue Anforderung<br />
können die Entwickler von<br />
Parker jetzt bedienen, indem sie<br />
bereits in der Frühphase eines<br />
Projekts eng mit dem Kunden zusammenarbeiten,<br />
um zum Beispiel<br />
eine Heizung in das optische<br />
Fenster zu integrieren. Dabei wird<br />
eine spezielle Schicht in die Baugruppe<br />
eingebracht. Dies ist vor<br />
allem beim Betrieb unter extremen<br />
Umgebungsbedingungen erforderlich.<br />
infoDIREKT <br />
532ei0213<br />
74 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
EMV<br />
Neue Produkte<br />
Störgeräuschabsorber<br />
Unterdrückung von Störgeräuschen ohne Minderung des Wirkungsgrads<br />
Die neuen Störgeräuschabsorber<br />
der YNA15-Serie von TDK in der<br />
Gehäusegröße 1005 (IEC) wurden<br />
speziell zur Unterdrückung von<br />
Störgeräuschen entwickelt, die<br />
von getakteten Stromversorgungen<br />
verursacht werden können.<br />
Über eine Nennspannung von 25<br />
V und eine Kapazität von 0,1 µF<br />
verfügen die neuen Bauelemente.<br />
Je nach Typ beträgt der ESR-Wert<br />
(äquivalenter Serienwiderstand)<br />
zwischen 50 mΩ und 1,0 Ω.<br />
Durch den Einsatz dieses Bauelements<br />
auf der Primärseite von<br />
getakteten Stromversorgungen<br />
lassen sich Störgeräusche und<br />
Spannungsschwingungen um 3,5<br />
dB (beziehungsweise um etwa<br />
ein Drittel) dämpfen, ohne dass<br />
sich hierdurch der Wirkungsgrad<br />
verringert. Darüber hinaus können<br />
mit dieser Serie von Störgeräuschabsorbern<br />
folgende drei<br />
Bauelemente ersetzt werden: ein<br />
Widerstand und ein Kondensator<br />
in der Snubberbeschaltung sowie<br />
ein Entkopplungskondensator.<br />
infoDIREKT<br />
650ei0213<br />
Bild: TDK<br />
Bild: Frankonia EMC Test-Systems<br />
EMI-Messempfänger<br />
Schlüsselfertige EMV-Laboratorien<br />
Frankonia EMC Test-Systems<br />
stellt einen neu entwickelten EMI-<br />
Messempfänger für den Frequenzbereich<br />
von 9 kHz bis 6 GHz<br />
vor und schließt damit die letzte<br />
Lücke in ihrem Lieferprogramm<br />
für schlüsselfertige EMV-Laboratorien.<br />
Das kompakte Gerät (19<br />
Zoll, 1 HE, 5 kg) ermöglicht aufgrund<br />
weitestgehend digitaler<br />
Technik komplette Messdurchläufe<br />
in nur wenigen Sekunden.<br />
Der „CORE-6“ verfügt über Peak-,<br />
Quasi-Peak-, Average-, RMS-,<br />
RMS-Average- und CISPR-Average-Detektoren<br />
und entspricht<br />
zu 100 Prozent den Anforderungen<br />
nach CISPR 16-1-1. Ein 20<br />
dB Vorverstärker von 9 kHz bis 6<br />
GHz sowie ein Pulslimiter für den<br />
Frequenzbereich 9 kHz bis 30<br />
MHz sind bereits im Gerät integriert.<br />
Bedient wird der CORE-6<br />
mittels einer Steuersoftware, die<br />
sowohl vollautomatische Prüfabläufe<br />
als auch einen quasi manuellen<br />
Betrieb ermöglicht.<br />
infoDIREKT<br />
654ei0213<br />
EMV-Abschirmung auch als SMD<br />
Dänische Firma fordert die großen, globalen Hersteller heraus<br />
Im Bereich Serienfertigung von EMV-Abschirmungen<br />
kann Mekoprint nun auch<br />
sehr große Serien von geätzten und gestanzten<br />
Komponenten, unter anderem<br />
auch für fernöstliche Hersteller, anbieten.<br />
Mit Komponenten, die für SMD-Bestückung<br />
vorbereitet sind, wird Mekoprint<br />
jetzt zu einer ernsten Herausforderung für<br />
seine globalen Konkurrenten.<br />
Im weltweiten Fertigungsumfeld unterscheidet<br />
man oft zwischen westlicher Produktion<br />
und der Produktion, die in kostengünstigen<br />
fernöstlichen Ländern ausgeführt<br />
wird. Obwohl es vielleicht nur kleine<br />
Beträge sind, welche die Preise zwischen<br />
westlich und fernöstlich hergestellten Produkten<br />
unterscheiden, zählt die Marge,<br />
wenn es sich um sehr große Stückzahlen<br />
handelt. Hinzu kommt der logistische Gesichtspunkt.<br />
Obwohl die Komponenten gewinnbringend<br />
in Dänemark hergestellt<br />
werden können, wird eventuell der Transport<br />
ein Problem, wenn die Montage der<br />
Komponenten in einem fernöstlichen Land<br />
stattfindet.<br />
Für die SMD-Bestückung vorbereitete EMV-<br />
Abschirmungen von Mekoprint aus Støvring,<br />
Dänemark.<br />
In seiner Produktion von geätzten und<br />
gestanzten EMV-Abschirmungen verfügt<br />
Mekoprint über einen hohen Automatisierungsgrad.<br />
Damit wird das Unternehmen<br />
wettbewerbsfähig, obwohl die Produktion<br />
in Dänemark stattfindet.<br />
Um den Kunden die Serienproduktion<br />
und Montage im Fernosten anzubieten, hat<br />
Mekoprint ein Modell etabliert, das die<br />
wettbewerbsfähige Produktion von EMV-<br />
Abschirmungen in Asien – in der Nähe<br />
von den Produktionsanlagen der Kunden<br />
– sichert. „Für die Wettbewerbsfähigkeit<br />
Bild: Mekoprint<br />
unserer Kunden ist es wichtig, dass die<br />
EMV-Abschirmungen – außerhalb eines<br />
wettbewerbsfähigen Preises – auch perfekt<br />
ausgeführt sind, sowie dass die Installation<br />
der EMV-Boxen fehlerfrei und mit nur minimalstem<br />
Verschnitt geschehen kann“,<br />
sagte Mekoprint-Produktmanager Stefan<br />
Kowalski.<br />
Die Massenproduktion ist unabhängig<br />
von der Produktionstechnologie, was bedeutet,<br />
dass die EMV-Schirmungen, welche<br />
aus Dünnblech gefertigt sind, ebenso<br />
leicht durch Ätzen als auch durch Stanzen<br />
hergestellt werden können. Es hängt von<br />
der Komplexität, dem Design und den Materialien<br />
in jedem einzelnen Fall ab, und<br />
auch hier ist das hoch spezialisierte Wissen<br />
das Mekoprint besitzt, ausschlaggebend für<br />
die Qualität, die Stabilität und Ausbeute<br />
der Produktion. Wo es für den Kunden relevant<br />
und technisch möglich ist, wird<br />
SMD-Bestückung direkt an der Montagelinie<br />
empfohlen. (jj)<br />
n<br />
infoDIREKT <br />
534ei0213<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013 75
Neue Produkte<br />
Synchrone Abwärtswandler<br />
Im 2 mm x 1,5 mm kleinen QFN-Gehäuse<br />
Reichweite bis zu 10 km<br />
Datenübertragungen im 868-MHz-Frequenzband<br />
Bild: Endrich<br />
Neu im Portfolio von Endrich ist<br />
eine Serie voll integrierter, synchroner<br />
Abwärtsschaltwandler in<br />
einem kleinen QFN-Gehäuse mit<br />
Abmessungen von nur 2 × 1,5<br />
mm 2 . Die Produkte der MP215x /<br />
MP216x-Familie eignen sich zur<br />
Umwandlung von Eingangsspannungen<br />
im Bereich von 2,5 bis 6 V<br />
zu Ausgangsspannungen von 0,6<br />
bis 5,5 V bei einem Laststrom von<br />
bis zu 1 A/2 A. Sie sind für eine<br />
Vielzahl von Anwendungen geeignet<br />
und werden unter anderem in<br />
Speichersystemen (SSDs / HDDs),<br />
Netzwerkkarten, tragbaren und<br />
batteriebetriebenen Geräten, Embedded-Lösungen<br />
sowie Pointof-Load-Stromversorgungen<br />
eingesetzt.<br />
Ein Merkmal dieser Abwärtswandler<br />
ist die sogenannte<br />
adaptive Regelmethode COT<br />
(constant-on-time), die eine komplizierte<br />
Regelkreiskompensation<br />
überflüssig macht und so das Design<br />
vereinfacht. Die von MPS<br />
selbst entwickelte COT-Regelung<br />
gewährleistet das beste Transientenverhalten<br />
branchenweit.<br />
infoDIREKT <br />
663ei0213<br />
Bild: Telit<br />
Das neue Short-Range-Modul<br />
LE70-868 von Telit Wireless Solutions<br />
bietet lizenzfreie drahtlose<br />
Datenübertragungen im<br />
868-MHz-Frequenzband mit einer<br />
Reichweite von bis zu zehn Kilometern.<br />
Das neue Modul ist für<br />
drahtlose Punkt-zu-Punkt- oder<br />
Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen<br />
konzipiert und ermöglicht Datenübertragungen<br />
mit einer<br />
Reichweite von bis zu zehn Kilometern.<br />
Damit ist es sehr gut für<br />
den Einsatz bei M2M-Lösungen in<br />
Wind- und Solaranlagen oder in<br />
der Landwirtschaft geeignet. Es<br />
arbeitet mit der lizenzfreien Funkfrequenz<br />
von 868 MHz und bietet<br />
eine konfigurierbare Sendeleistung<br />
von bis zu 500 mW sowie<br />
eine Empfangsempfindlichkeit<br />
von -112 dBm. Hohe Ausfallsicherheit<br />
und eine Reichweite von<br />
bis zu zehn Kilometern sind damit<br />
sichergestellt. Unterstützt werden<br />
Datenraten von bis zu 57,7 kbit/s<br />
bei einer hohen Übertragungsqualität<br />
(„Link Budget“) von 139 dB.<br />
infoDIREKT <br />
641ei0213<br />
Stromversorgung<br />
AC/DC-Module mit 40 und 50 W Leistung<br />
Metallschicht-Präzisions-Melf-Widerstände<br />
Erweiterter Arbeitstemperaturbereich<br />
Bild: Peak Electronics<br />
Peak Electronics hat ihre Stromversorgungsserie<br />
PPM um die<br />
zwei AC/DC-Wandler PPM50 mit<br />
50 W Leistung und PPM40 mit 40<br />
W ergänzt. Die Module zeichnen<br />
sich durch einen hohen Wirkungsgrad<br />
von bis zu 84 Prozent<br />
aus, der abhängig von der Ausgangsspannung<br />
ist. Bislang umfasste<br />
die PPM-Serie neben einem<br />
60 W-Wandler weitere Versionen<br />
mit einer Leistung zwischen<br />
2 und 20 W. Je nach Typ liefern<br />
die PPM-Module eine Ausgangsspannung<br />
von 5, 9, 12, 15 und 24<br />
V DC. Der universelle Eingangsbereich<br />
reicht von 85 bis 264 V AC<br />
beziehungsweise von 120 bis 370<br />
V DC. Die AC/DC-Wandlerserie<br />
weist eine geringe Standby-Verlustleistung<br />
von 0,5 W und einen<br />
niedrigen Ripple & Noise auf. Ohne<br />
externe Beschaltung wird ein<br />
elektrostatischer Schutz von 6 kV<br />
/ 8 kV und eine Surge Pulse Group<br />
Class 4 erreicht. Darüber hinaus<br />
verfügt der Konverter über einen<br />
Kurzschlussschutz, einen Überspannungs-<br />
und Überstromschutz<br />
und zeigt ein EMV-Verhalten.<br />
infoDIREKT <br />
646ei0213<br />
Bild: WDI<br />
Der taiwanesische Hersteller Viking<br />
Tech (im Vertrieb bei WDI)<br />
erweitert sein Portfolio für die<br />
Metallschicht-Präzisions-Melf-<br />
Widerstände um die Bauform<br />
0102 Micro-Melf. Die Nennleistung<br />
der Standardversion beträgt<br />
1/8 W bei Arbeitsspannungen von<br />
150 und 300 V Überlast. Eine<br />
Leistung von 1/5 W bei Arbeits-<br />
spannungen von 200 und 400 V<br />
Überlast erreicht die erweiterte<br />
Version. Für die gesamte CSR-<br />
Serie gilt der erweiterte Arbeitstemperaturbereich<br />
von -55 bis<br />
155 °C. Von 0,1 bis 5 Prozent reichen<br />
die erhältlichen Toleranzen,<br />
der Temperatur-Koeffizienten von<br />
15 bis 100 ppm und der Ohmwertbereich<br />
erstreckt sich von<br />
220 mR bis hin zu 2 M. Anwendung<br />
finden die Widerstände mit<br />
ihrer hohen Langzeitstabilität unter<br />
anderem in den Bereichen<br />
Medizintechnik, Telekommunikation,<br />
Messtechnik sowie Sensorik,<br />
und so weiter.<br />
infoDIREKT <br />
652ei0213<br />
Hohe Wärmeleitfähigkeit<br />
Keramisch verfüllte, silikonfreie Wärmeleitpaste<br />
Die keramisch verfüllte, silikonfreie<br />
Wärmeleitpaste WLPK von<br />
Fischer Elektronik besteht aus einem<br />
synthetischen Polymer und<br />
ermöglicht eine schnelle sowie<br />
wirkungsvolle Wärmeableitung in<br />
einem Temperaturbereich von -60<br />
bis +150 °C. Bei der Auslegung<br />
funktioneller Entwärmungskonzepte<br />
ist es äußerst wichtig, Eng-<br />
pässe entlang des thermischen<br />
Pfades so früh wie möglich zu<br />
analysieren und diese wärmetechnisch<br />
zu optimieren. Besondere<br />
Aufmerksamkeit gebührt<br />
hierbei der richtigen Kontaktierung<br />
des elektronischen Bauteils<br />
auf der Wärmesenke durch geeignete<br />
Wärmeleitmaterialien. Mit<br />
dieser Wärmeleitpaste entspricht<br />
Bild: Fishcer Elektronik<br />
Fischer Elektronik den Anforderungen<br />
des Marktes nach einer<br />
Wärmeleitpaste mit hoher Wärmeleitfähigkeit<br />
(l = 10 W/m*K).<br />
Unter normalen Anwendungsbedingungen<br />
wird die Paste nicht<br />
verhärten, austrocknen oder<br />
schmelzen. Sie unterliegt auch<br />
keinen besonderen Lagervorschriften.<br />
Für eine einfache Handhabung<br />
ist sie standardmäßig in<br />
Kunststoffspritzen mit 3, 5 und 10<br />
ml abgefüllt. Weitere Gebindegrößen<br />
und -arten sind realisierbar.<br />
infoDIREKT<br />
647ei0213<br />
76 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Neue Produkte<br />
Bild: Namiki<br />
Getriebemotoren<br />
Äußerst klein und leicht<br />
Namiki stellt Getriebemotoren vor,<br />
die weltweit zu den kleinsten und<br />
leichtesten gehören. Die drei Modelle<br />
der SBL015-Serie besitzen<br />
lediglich einen Durchmesser von<br />
1,5 mm bei Längen von 9,4; 10,0<br />
und 10,5 mm. Bei einer Nennspannung<br />
von 3 VDC arbeiten die<br />
Motoren. Der Typ SBL015-06XX-<br />
PG40 weist ein Übersetzungsverhältnis<br />
von 40:1 (2 Stufen) auf, bei<br />
einer Spindeldrehzahl ohne Last<br />
von 3800 rpm und einem Nenndrehmoment<br />
von 100 mNm. Modell<br />
SBL015-06XXPG254 hat ein<br />
Verhältnis von 254:1 (3 Stufen) bei<br />
600 rpm und 450 mNm und der<br />
SBL015-06XXPG1609 mit 1609:1<br />
(4 Stufen), 95 rpm und 2070<br />
mNm. Zum Einsatz kommen die<br />
bürstenlosen Motoren in hochentwickelten<br />
medizinischen Ausrüstungen<br />
und in Minirobotern.<br />
infoDIREKT <br />
653ei0213<br />
Geringer Einschaltwiderstand<br />
Vollbrücken-MOSFET-Module im SO-8-Gehäuse<br />
Bluetooth-Smart-Module<br />
Übertragung serieller Daten<br />
Die neuen Bluetooth-Smart-Module<br />
OLS425 und OLS426 von<br />
Connect Blue (Vertrieb: SE Spezial-Electronic)<br />
erreichen Datenraten<br />
bis 56 kbit/s und lassen sich<br />
sehr einfach konfigurieren.<br />
Grundsätzlich ist für die Übertragung<br />
serieller Daten mit Hilfe herkömmlicher<br />
Bluetooth-Technologie<br />
das Profil SPP (Serial Port<br />
ser neuen Technologie können<br />
auch Bluetooth-Smart-Geräte Daten<br />
seriell übertragen. OLS425<br />
und OLS426 sind die ersten Module<br />
mit diesem Service. Das bereits<br />
verfügbare Bluetooth 4.0<br />
SMARTready-Dual-Mode-Modul<br />
OBS421 kann mit einer neuen<br />
Firmware entsprechend aufgerüstet<br />
werden. Sehr leicht und<br />
Bild: ConnectBlue/SE Spezial-Electronic<br />
Die Vierfach-Enhanced-Mode-<br />
Komplementär-MOSFET-Module<br />
AP9930GM-HF-3 von Apec (Vertrieb:<br />
HY-Line Power Components)<br />
können auf einfache Weise<br />
als Vollbrücke betrieben werden,<br />
um Anwendungen wie Servo- und<br />
Gleichstrommotoren zu versorgen.<br />
Die Bausteine im SO-8-SMD-<br />
Gehäuse sind einfach anzusteuern<br />
und haben einen niedrigen<br />
Einschaltwiderstand. In beiden<br />
Zweigen beträgt die Drain-Source-Spannung<br />
U DS<br />
30 V, der zulässige<br />
Spitzenstrom 20 A. Der Einschaltwiderstand<br />
R DS(ON)<br />
liegt bei<br />
Bild: HY-Line Power Components<br />
33 mΩ im N-Kanal und 55 mΩ im<br />
P-Kanal; der Dauer-Betriebsstrom<br />
I D<br />
bei 5,5 A im N-Kanal und 4,1 A<br />
im P-Kanal. Im Betrieb darf die<br />
Temperatur des Chips zwischen<br />
-55 und 150 °C liegen.<br />
infoDIREKT<br />
662ei0213<br />
Profil) vorgesehen. Die Anforderungen<br />
dieses Profils können jedoch<br />
von dem auf geringen Energieverbrauch<br />
ausgelegten Bluetooth-Smart-Standard<br />
(Bluetooth<br />
Low Energy) nicht erfüllt werden.<br />
Aktuelle Bluetooth-Smart-Hardware<br />
verfügt daher üblicherweise<br />
nicht über SPP und die mit diesem<br />
Profil verbundene Fähigkeit<br />
zur seriellen Datenkommunikation.<br />
Diese Lücke schließt jetzt der<br />
„Low-Energy-Serial-Port-Service“<br />
von Connect Blue. Mit diezwar<br />
mithilfe von AT-Kommandos<br />
können die neuen Bluetooth-Adapter<br />
konfiguriert werden. Aufwändige<br />
Script-Sprachen oder<br />
eine Embedded-Programmierung<br />
sind nicht erforderlich. Beide Produkte<br />
unterstützen Datenraten<br />
bis 56 kbit/s und überbrücken<br />
Freifeld-Entfernungen von bis zu<br />
200 m. Die Einsatztemperatur<br />
darf in einem Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C liegen.<br />
infoDIREKT <br />
661ei0213<br />
Router und Terminals<br />
– Made in Germany –<br />
GSM/GPRS/EDGE/UMTS/HSPA+/LTE<br />
Die MC Technologies<br />
Terminals und Festnetzrouter<br />
sind für den <strong>industrie</strong>llen Einsatz<br />
konzipiert. Je nach Anforderung<br />
kann zwischen Mobilfunkroutern<br />
mit hoher und mittlerer Bandbreite<br />
bzw. LAN-Routern gewählt werden.<br />
26.-28.02.2013<br />
Halle 4, Stand 343<br />
Wireless Modules<br />
Verbindungstechnik<br />
Kabelkonfektion<br />
www.mc-technologies.net<br />
MC Technologies GmbH, Kabelkamp 2, 30179 Hannover, Tel. 05 11 - 67 69 99 - 0, info@mc-technologies.net<br />
Mess- u. Prüftechnik<br />
Jetzt mit<br />
Online-Shop
Neue Produkte<br />
Embedded-Prozessormodul<br />
Unterschiedliche Performance und Ausstattung<br />
Snap-in-Montage<br />
IEC-Steckerfilter mit 2-poligem Netzschalter<br />
Bild: MSC<br />
MSC kündigt ein weiteres Mitglied<br />
seiner Nano-RISC-Familie<br />
von Embedded-Prozessormodulen<br />
an. Das Nano-RISC-Modul<br />
AM335X basiert auf dem ARM-<br />
Prozessor AM335x von Texas Instruments,<br />
der als Familie von<br />
Cortex-A8-CPUs zwischen 300<br />
und 800 MHz aufwartet. Über bis<br />
zu 512 MByte DDR3 DRAM, bis zu<br />
512 MByte SLC NAND Flash verfügt<br />
das Modul, optional bis zu 64<br />
GByte eMMC Flash. Durch den<br />
Micro-SD-Sockel können Flash-<br />
Memorykarten weiteren nichtflüchtigen<br />
Speicher hinzufügen.<br />
Das Embedded-Prozessormodul<br />
entspricht der Nano-RISC-Spezifikation<br />
und bietet Schnittstellen<br />
wie Ethernet, USB, CAN, UART,<br />
SPI, I 2 C und I 2 S Audio.<br />
infoDIREKT <br />
644ei0213<br />
Bild: Schaffner<br />
Die IEC-Steckerfilter FN 9264S<br />
erweitern die Produktpalette von<br />
Schaffner um eine Snap-in Variante.<br />
Für Blechstärken von 1 bis<br />
2,5 mm eignet sich die Standardausführung.<br />
Mit ihrem genormten<br />
IEC-C14-Netzgeräteste-<br />
cker verbinden die Module die<br />
Funktion der EMV-Filter mit einem<br />
2-poligen Netzschalter in einem<br />
kompakten, rundum abgeschirmten<br />
Stahlgehäuse, bei schneller<br />
und sicherer Montage. Faston-<br />
Stecker vereinfachen den Kabelanschluss<br />
im Gerät. Durch die<br />
optimierte Flächenanbindung an<br />
die Gerätewand ist auch in sehr<br />
engen Bauräumen eine Entstörung<br />
gegenüber Baugruppen oder<br />
Kabeln im Inneren des Gerätes<br />
sichergestellt.<br />
infoDIREKT <br />
648ei0213<br />
Flacher 1-HE-19-Zoll-Industrierechner<br />
Mit PCI Express-Steckplatz<br />
Embedded Workbench<br />
Anwendungsentwicklung mit AVR 8-Bit-MCUs<br />
Bild: DSM Computer<br />
Eine hohe Performance auf kleinem<br />
Raum bietet das 1 HE flache<br />
19-Zoll-System 96I1303-MB-<br />
QM67 von DSM Computer. Der<br />
Industrierechner ist, wie alle neuen<br />
Modelle der Infinity-Familie, in<br />
einem funktionalen, hellgrauen<br />
Industriegehäuse mit schwarz-<br />
grauer Klappe an der Front untergebracht.<br />
Zusätzlich ist ein von<br />
vorne wechselbarer Luftfilter als<br />
Staubschutz montiert. Vorgesehen<br />
ist der Rechner für den Einbau<br />
in 19-Zoll-Schränke, er ist<br />
jedoch auch als Stand-Alone-Gerät<br />
erhältlich. Die Bautiefe seines<br />
stabilen Gehäuses beträgt nur<br />
303 mm, die Bauhöhe liegt bei 44<br />
mm. Bedienelemente, wie Netzschalter<br />
und 2 x USB, Laufwerke<br />
und Luftfilter befinden sich geschützt<br />
hinter einer Metalltüre.<br />
infoDIREKT<br />
664ei0213<br />
Bild: IAR Systems<br />
IAR Systems stellt die Version<br />
6.20 seiner Entwicklungstools für<br />
die AVR-8-Bit-<strong>Mikrocontroller</strong> von<br />
Atmel vor. Diese aktuelle Version<br />
der IAR Embedded Workbench für<br />
AVR bietet einen nutzerfreundlichen<br />
Texteditor und Source-<br />
Browser, neue Debugger-Funktio-<br />
nalitäten und Unterstützung für<br />
zusätzliche Prozessoren. Der<br />
Texteditor erleichtert die Codierung<br />
mit zeitsparenden Funktionen<br />
wie Autovervollständigen,<br />
Parameter-Hinweise, Code-Folding,<br />
Blockauswahl, Blockeinrücken,<br />
Klammerzuordnung, Zooming<br />
und Wort/Paragraphen-Navigation.<br />
Einfache Projektnavigation<br />
wird durch den verbesserten<br />
Source Browser erreicht. Er erlaubt<br />
es direkt zu einer ausgewählten<br />
Meldung zu navigieren.<br />
infoDIREKT <br />
665ei0213<br />
Neue Eclipse-basierte GUI<br />
Dynamische Softwaretests mit Tessy V3.0<br />
Linear- und Schaltregler<br />
Geringe Ruhestromaufnahme<br />
Bild: Hitex Development Tools<br />
Hitex stellt die Version 3 des<br />
Werkzeugs Tessy zum Unit- und<br />
Integrationstest von eingebetteter<br />
Software vor. Die vollständig neu<br />
gestaltete Benutzerschnittstelle<br />
basiert nun auf Eclipse. In der<br />
Testdaten-Perspektive gibt es einen<br />
tabellarischen Editor für die<br />
Testdaten. Dadurch können die<br />
Testdaten mehrerer Testfälle nebeneinander<br />
angezeigt werden.<br />
Der Anwender kann sich Zusatzinformationen<br />
in anderen Views<br />
parallel auf dem Bildschirm anzeigen<br />
lassen. Ein weiteres Highlight<br />
ist die fortgeschrittene grafische<br />
Anzeige von Testdaten und<br />
Ergebnissen. Zu den Funktionserweiterungen<br />
zählt die Verwaltung<br />
von Anforderungen womit nun die<br />
Nachverfolgbarkeit von Anforderungen<br />
zu Testfällen möglich ist.<br />
infoDIREKT <br />
669ei0213<br />
Bild: Rohm Semiconductor<br />
Die Linear- und Schaltregler von<br />
Rohm Semiconductor basieren<br />
auf einer innovativen Technologie<br />
mit geringer Ruhestromaufnahme.<br />
Das neue Power Management<br />
nutzt ein proprietäres<br />
Schaltkreisdesign, das den<br />
Stromverbrauch im Stand-by-<br />
Modus, der sich als kritisch erwiesen<br />
hat, deutlich reduziert.<br />
Dazu wurden kompakte, hoch<br />
präzise Regler mit geringem Ruhestrom<br />
in zwei verschiedenen<br />
Versionen entwickelt. Die BD7xx-<br />
Lx-Serie in einem HTSOP-J8-Gehäuse<br />
sind Linearregler mit geringer<br />
Ruhestromaufnahme, maximal<br />
45 V Eingangsspannung,<br />
einer Ausgangsspannungsgenauigkeit<br />
von ±2 %, 200 oder<br />
500 mA Ausgangsstrom sowie<br />
6,5 μA (typ.) Stromaufnahme.<br />
infoDIREKT <br />
670ei0213<br />
78 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Bild: LVDESIGN/fotolia.com<br />
Unsere Medienpartner freuen<br />
sich auf Ihren Besuch:<br />
Halle 1, Stand 532<br />
Halle 4, Stand 528 Halle 4, Stand 343<br />
Halle 2, Stand 415 Halle 4, Stand 236<br />
Halle 1, Stand 446<br />
Halle 5, Stand 241 Halle 4, Stand 238<br />
Halle 1, Stand 455<br />
Wir danken für die gute Zusammenarbeit!<br />
Hüthig GmbH<br />
Im Weiher 10<br />
D-69121 Heidelberg<br />
Tel.: 0 62 21/489-363<br />
Fax: 0 62 21/489-482<br />
www.all-electronics.de
Literatur<br />
Fachbuch: EMV 2. Auflage<br />
Die wichtigsten Grundmaßnahmen<br />
Der Name des Herausgebers bürgt für<br />
Qualität, Anton Kohling behandelt in dem<br />
Fachbuch mit dem Untertitel „Umsetzung<br />
der technischen und gesetzlichen Anforderungen<br />
an Anlagen und Gebäude sowie<br />
CE-Kennzeichnung von Geräten“ in seiner<br />
zweiten Auflage die wichtigsten EMV-<br />
Grundmaßnahmen wie Erdung, Potenzialausgleich,<br />
Filterung, Schirmung und Verkabelung.<br />
Mit der EMV-Planung wird eine<br />
Methodik zur Sicherstellung der elektromagnetischen<br />
Verträglichkeit vorgestellt.<br />
Des Weiteren werden EMV-Maßnahmen<br />
in Gebäuden und Anlagen aufge zeigt.<br />
Neueste Gesetzgebung und Nor mung<br />
zur CE-Kennzeichnung bilden den Übergang<br />
zu den An forderungen an die Geräte.<br />
Anwendungsbeispiele aus der täglichen<br />
Arbeit und Erfahrungsberichte runden das<br />
gelungene Buch ab.<br />
Man spürt die langjährige Erfahrung des<br />
Herausgebers auf diesem Gebiet, der alle<br />
Themen ohne Ballast dem Leser näherbringt.<br />
Angesprochen werden Hersteller von<br />
Gebäuden und Anlagen, von elektrotechnischen<br />
Systemen und Geräten, Ingenieure<br />
und Techniker aus Planung, Projektierung<br />
2. vollständig<br />
überarbeitete<br />
EMV-Auflage.<br />
und Montage sowie Entwickler, Konstrukteure<br />
und Studierende.<br />
Von Anton Kohling, VDE-Verlag, 2.<br />
vollständig überarbeitete Auflage 2012, 543<br />
Seiten, zahlreiche Abbildungen, ISBN 978-<br />
3-8007-3094-0, 109.-€<br />
infoDIREKT <br />
401ei0213<br />
Bild: VDE-Verlag<br />
Neuer Business-Katalog von Conrad<br />
Über 350.000 Produkte und Informationen<br />
Emtron erweitert Linecard mit Cincon<br />
Katalog zeigt LED-Stromversorgungen<br />
Geschäftskunden,<br />
Spezialisten<br />
und<br />
technikinteressierte<br />
Endverbraucher<br />
finden im<br />
neuen Businesskatalog 2013<br />
Band 1 von Conrad maßgeschneiderte<br />
Produktlösungen aus den<br />
Bereichen Messtechnik, Bauelemente,<br />
Automation, Werkstatt und<br />
Kabel in großer Auswahl, für jeden<br />
Bedarf. Zusammen mit Band<br />
2 2012/13 stehen über 350.000<br />
Artikel für den professionellen<br />
Bild: Conrad<br />
Einsatz zur Verfügung. Neu ist das<br />
Hersteller-Teilenummernverzeichnis<br />
zum Download. Neben<br />
der großen Produktvielfalt gibt es<br />
auf den „News & Wissen“-Seiten<br />
Hintergrundinfos, aktuelle Marktneuheiten<br />
und Technologiereports,<br />
unter anderem zu folgenden<br />
Themen: Vernetzt in die Zukunft,<br />
professionelles Arbeiten<br />
mit dem Bodenprüflaser von<br />
Bosch und Energiesparen per<br />
Smartphone mit der intelligenten<br />
Heizungssteuerung MAX.<br />
infoDIREKT <br />
690ei0213<br />
Bild: Emtron<br />
Emtron und Cincon Electronics,<br />
ein global tätiger Anbieter von<br />
Schaltnetzteilen und DC/DC-<br />
Wandlern für die Kommunikations<strong>industrie</strong><br />
sowie für Industrie-,<br />
Medizin- und Consumermärkte,<br />
vereinbarten auf der Electronica<br />
eine Zusammenarbeit in allen Belangen<br />
der LED-Stromversorgung.<br />
In seinem neuen Katalog für 2013<br />
hat Cincon sein komplettes Angebot<br />
an LED-Stromversorgungen<br />
und digitalen Lichtsteuergeräten<br />
nach DALI-Standard auf 29 Seiten<br />
zusammengefasst. Das Angebot<br />
umfasst unter anderem ein- und<br />
mehrkanalige AC/DC-LED-Stromversorgungen<br />
im Leistungsbereich<br />
von 25 bis 150 Watt, DC/<br />
DC-Treiber für dimmbare LED-<br />
Beleuchtungen sowie digitale<br />
LED-Controller nach dem DALI-<br />
Standard. Der Katalog kann bei<br />
Emtron angefordert werden.<br />
infoDIREKT <br />
682ei0213<br />
Neuer OKW-Gesamtkatalog<br />
Komplettes Programm auf 220 Seiten<br />
Broschüre für Optokoppler und Fotorelais<br />
Optische Isolierung schnell und einfach<br />
Bild: OKW<br />
Das inhaltliche Erscheinungsbild<br />
des neuen OKW-Gesamtkatalogs<br />
wurde komplett neu gestaltet.<br />
Dabei ist die Produktauswahl in<br />
den Fokus gerückt. Auf 220 Seiten<br />
wird das komplette Programm<br />
an Kunststoffgehäusen und Drehknöpfen<br />
sowie die Möglichkeiten<br />
der Individualisierung dokumentiert.<br />
Bei der Suche nach passenden<br />
Gehäusen und Drehknöpfen<br />
helfen entsprechende Einsatzgebiete:<br />
Mobil/Hand, Wand, Einbau/<br />
DIN, Pult, Tisch/Instrument, Universal,<br />
Zubehör und Drehknöpfe/<br />
Schieberegler. Die Produktvorstellung<br />
enthält Angaben zur<br />
Funktion, Platinenmaße und Empfehlungen<br />
zu Anwendungen.<br />
infoDIREKT <br />
681ei0213<br />
Toshiba Electronics<br />
Europe<br />
(TEE) stellt eine<br />
neue Broschüre<br />
für<br />
seine Optokoppler<br />
und<br />
Fotorelais vor,<br />
die als Leitfaden für Entwickler<br />
dient, die mithilfe von Optokopplern<br />
eine galvanische Trennung in<br />
ihren Anwendungen integrieren<br />
wollen. Die kostenlose Broschüre<br />
hilft beim schnellen Auffinden,<br />
Vergleichen und Auswählen rich-<br />
Bild: Toshiba<br />
tiger Optokoppler für verschiedenste<br />
Anwendungsgebiete wie<br />
Automatisierung, Systeme für erneuerbare<br />
Energien und viele<br />
mehr. Auf über 80 Seiten werden<br />
Produktdaten, Blockschaltbilder,<br />
Anwendungsbeispiele und Details<br />
zur Leiterplattenmontage dargeboten.<br />
Eine Auswahlhilfe, Details<br />
über Gehäuse und Isolationseigenschaften<br />
und ein Verweis zu<br />
Wettbewerbsprodukten vereinfachen<br />
die Produktsuche<br />
infoDIREKT <br />
680ei0213<br />
80 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
Gewinnspiele<br />
Die <strong>Mikrocontroller</strong>-Baureihe Kinetis L von<br />
Freescale Semiconductor basiert auf einem<br />
ARM Cortex-M0+ Kern und gehört zu den<br />
weltweit energieeffizientesten MCUs.<br />
Die Anfang 2012 angekündigten 32-Bit-Bau<strong>elektronik</strong><br />
<strong>industrie</strong>-Leser gewinnen immer<br />
Gewinnen Sie eine von zehn Freedom Entwicklungsplattformen<br />
FRDM-KL25Z zur Verfügung gestellt von Freescale Semiconductor!<br />
Einsendeschluss:<br />
30. April 2013<br />
steine sind die ersten,<br />
die in die neue Freescale<br />
Freedom Entwicklungsplattform<br />
einfließen –<br />
ein kompaktes, Strom<br />
sparendes und kosteneffizientes<br />
Evaluationsund<br />
Entwicklungssystem,<br />
das sich hervorragend<br />
für die rasche<br />
Prototypenentwicklung<br />
und die Demonstration<br />
von Applikationen<br />
eignet.<br />
Die im Gewinnspiel ausgelobte<br />
Freescale Freedom<br />
Hardware im Industrie-Standardformat<br />
ermöglicht einen unkomplizierten Zugriff auf die<br />
I/O-Pins der MCU. Darüber hinaus kann sie optional<br />
mit den verschiedensten Erweiterungsplatinen<br />
von Drittherstellern aufgerüstet werden.<br />
Über die serielle Schnittstelle, entsprechend<br />
dem offenen Open SDA-Standard, die gleichzeitig<br />
als Debug-Interface dient, lassen sich<br />
Flash-Massenspeicher auf einfache Weise im<br />
Device Mode programmieren, und ein virtueller<br />
serieller Port sowie klassische Programmierund<br />
Run-Control-Funktionen runden das Angebot<br />
ab.<br />
Nutzen Sie Ihre Gewinnchance und schreiben<br />
Sie unter dem Stichwort „Freescale Gewinnspiel“<br />
eine Mail mit Namen, Firma und idealerweise<br />
eine mögliche Applikationsbeschreibung<br />
an die E-Mail-Adresse:<br />
info@<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de<br />
Viel Glück wünscht die Redaktion!<br />
Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils<br />
in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht.<br />
Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.<br />
infoDIREKT www.all-electronics.de599ei0213<br />
all for you<br />
Komponenten • Systeme • Applikationen<br />
Hüthig GmbH<br />
Im Weiher 10<br />
69121 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21/489-348<br />
Fax: 0 62 21/489-482<br />
www.all-electronics.de
Verzeichnisse/Impressum<br />
Inserenten<br />
ADL Embedded Solutions, Siegen 39<br />
Beta LAYOUT, Aarbergen 69<br />
Conrad Electronic, Hirschau 11, 13<br />
CONTRINEX, Nettetal 65<br />
dataTec, Reutlingen 55<br />
demmel, A-Wien 31<br />
Digi-Key, USA-Thief River Falls<br />
<br />
TS, 2. US<br />
Elmos Semiconductor, Dortmund 17<br />
EMCC DR. RASEK, Ebermannstadt 69<br />
ETAS, Stuttgart<br />
4. US<br />
Fischer Elektronik, Lüdenscheid 3<br />
FORTEC Elektronik, Landsberg 11<br />
GlobTek, USA-Northvale 51<br />
GLYN, Idstein 27<br />
HAMEG, Mainhausen 8, 10<br />
Hilscher, Hattersheim 29, 30<br />
Ineltek, Heidenheim 33<br />
Kolter, Erftstadt 16<br />
MathWorks, USA-Natick 7<br />
Maxim Integrated, Martinsried-<br />
Planegg23<br />
MC Technologies, Hannover 77<br />
meister-boxx, Landsberg 3. US<br />
Mesago PCIM, Stuttgart 73<br />
MSC Vertriebs, Stutensee 5<br />
National Instruments, München 61<br />
PEAK-System Technik, Darmstadt 43<br />
RECOM Electronic, Neu-Isenburg 19<br />
Renesas Electronics, Düsseldorf TS<br />
Rigol, Puchheim 15<br />
Rohde & Schwarz, München 53<br />
RS Components,<br />
Mörfelden-Walldorf9<br />
Setron, Braunschweig 37<br />
Teledyne LeCroy, Heidelberg 50,51<br />
Toellner Electronic, Herdecke 59<br />
TQ-Systems, Seefeld 41<br />
TRINAMIC Motion Control, Hamburg8<br />
Unternehmen<br />
ACAL BFi Germany 32<br />
Acute Technology 51<br />
Adlink Technology 47, 60<br />
Agilent Technologies 54, 60<br />
AMD 8<br />
Analog Devices 36<br />
Anritsu 54<br />
Apec 77<br />
Arrow Electronics 15<br />
Atlantik Elektronik 12<br />
Autronic-Melchers 14<br />
AVL-Trimerics 66<br />
Avnet 11<br />
AWR 15, 56<br />
Cedrat 73<br />
Chomerics 74<br />
Comp-Mall 39<br />
Connect Blue 77<br />
Conrad 80<br />
Continental Automotive 66<br />
Cree 14<br />
Datatec 60<br />
Distrelec 8<br />
DSM Computer 78<br />
EKF 43<br />
Embedded Brains 10<br />
Emerson 44<br />
Emtro 80<br />
Endrich 76<br />
Epcos 34<br />
F&S Elektronik Systeme 47<br />
Fischer Elektronik 76<br />
Fluke 60<br />
Frankonia EMC Test-Systems 75<br />
Freescale Semiconductor 81<br />
Frost & Sullivan 9<br />
Fujitsu Technology Solutions 65<br />
G2ELab 73<br />
Gleichmann Electronics 46<br />
Goepel Electronic 48<br />
Hacker Datentechnik 51<br />
Hilscher 46<br />
Hitex 78<br />
HMS 8<br />
HY-Line Power Components 77<br />
IAR Systems 78<br />
Infineon Technologies 12, 66<br />
Instrument Systems 14<br />
IPC2U 47<br />
Ixxat 8<br />
JTAG Technologies 55<br />
Kalray 13<br />
Karlsruher Institut für Technologie16<br />
Kontron 40<br />
Kurz Industrie-Elektronik 46<br />
Maxim 31<br />
Meilhaus 52<br />
Mekoprint 75<br />
MEN Mikro Elektronik 39<br />
Microchip 31, 81<br />
MPS 76<br />
MSC 46, 78<br />
M-Tronic 46<br />
Namiki 77<br />
National Instruments 56, 60<br />
OKW 80<br />
Otti 66<br />
Panasonic Electric Works Europe 8<br />
Peak Electronics 76<br />
Phoenix Contact 71<br />
Plessey Semiconductors 12<br />
Renesas 20<br />
Rohde & Schwarz 59, 74<br />
Rohm Semiconductor 78<br />
Rutronik 11<br />
Schaffner 78<br />
Schurter 62<br />
Sequid 52<br />
SE Spezial-Electronic 77<br />
Silica 11<br />
Silicon Laboratories 26<br />
Swissbit 18<br />
Syslogic 47<br />
TDK 34, 75<br />
TU München 17<br />
Tektronix 52, 60<br />
Telit Wireless Solutions 76<br />
Teseq 69<br />
Texas Instruments 24<br />
Toshiba Electronics Europe 80<br />
VDE-Verlag 80<br />
Viking Tech 76<br />
WDI 76<br />
Wibu-Systems 44<br />
Wind River 44<br />
Zuken 15<br />
Impressum<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Hans Jaschinski, (jj) (v.i.S.d.P.),<br />
Tel: +49 (0) 8191 125-830,<br />
E-Mail: hans.jaschinski@huethig.de<br />
Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Andrea Hackbarth (ah), Tel: +49 (0) 8191 125-243,<br />
E-Mail: andrea.hackbarth@huethig.de<br />
Dipl.-Ing. Alfred Vollmer (av), freier Mitarbeiter<br />
Tel: +49 (0) 89 60 66 85 79, E-Mail: ei@avollmer.de<br />
Redaktion all-electronics:<br />
Hilmar Beine (hb), Tel.: +49 (0) 6221 489-360,<br />
Melanie Feldmann (mf), Tel.: +49 (0) 6221 489-463<br />
Stefan Kuppinger (sk), Tel.: +49 (0) 6221 489-463<br />
Dr. Achim Leitner (lei), Tel.: +49 (0) 8191 125-403<br />
Ina Susanne Rao (rao), Tel.: +49 (0) 8181 125 494<br />
Office Manager und Sonderdruckservice:<br />
Waltraud Müller, Tel: +49 (0) 8191 125-408<br />
E-Mail: waltraud.mueller@huethig.de<br />
Anzeigenleitung:<br />
Frank Henning, Tel: +49 (0) 6221 489-363,<br />
E-Mail: frank.henning@huethig.de<br />
Anzeigendisposition:<br />
Angelika Scheffler, Tel: +49 (0) 6221 489-392,<br />
E-Mail: ei-dispo@huethig.de<br />
Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste Nr. 42 vom 01.10.2012<br />
Verlag<br />
Hüthig GmbH, Im Weiher 10, 69121 Heidelberg<br />
Tel: +49 (0) 6221 489-0 , Fax: +49 (0) 6221 489-482,<br />
www.huethig.de, Amtsgericht Mannheim HRB 703044<br />
Geschäftsführung: Fabian Müller<br />
Verlagsleitung: Rainer Simon<br />
Produktmanager Online: Philip Fischer<br />
Vertrieb: Stefanie Ganser<br />
Abonnement-und Leser-Service:<br />
Tel: +49 (0) 6123 9238-201, Fax: +49 (0) 6123 9238-244,<br />
E-Mail: leserservice@huethig.de<br />
Leitung Herstellung: Horst Althammer<br />
Art Director: Jürgen Claus<br />
Layout und Druckvorstufe:<br />
Vera Fassbender<br />
Druck: pva GmbH, Landau<br />
ISSN-Nummer: 0174-5522<br />
Jahrgang/Jahr: 44. Jahrgang 2013<br />
Erscheinungsweise: 11 Ausgaben jährlich<br />
Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2013 (unverbindliche<br />
Preisempfehlung):<br />
Jahresabonnement (inkl. Versandkosten) Inland € 178,00;<br />
Ausland € 188,00. Einzelheft € 19,00, zzgl. Versandkosten.<br />
Der Studentenrabatt beträgt 35 %.<br />
Kündigungsfrist: jederzeit mit einer Frist von 4 Wochen zum<br />
Monatsende. Alle Preise verstehen sich inkl. MwSt.<br />
© Copyright Hüthig GmbH 2013, Heidelberg.<br />
Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichung kann trotz<br />
sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion, vom Ver leger und<br />
Herausgeber nicht übernommen werden. Die Zeitschriften, alle<br />
in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen, sind urheberrechtlich<br />
geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen<br />
Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des<br />
Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für<br />
Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die<br />
Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen.<br />
Mit der Annahme des Manuskripts und seiner Veröffent lichung<br />
in dieser Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche,<br />
räumlich, zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />
auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Printmediarecht<br />
zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />
entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das Recht<br />
zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung, das Recht<br />
zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das Recht zur elektronischen/digitalen<br />
Verwertung, z.B. Einspeicherung und Bearbeitung<br />
in elektronischen Systemen, zur Veröffentlichung in Datennetzen<br />
sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die<br />
Darstellung im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen,<br />
CD-ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung und<br />
das Recht, die vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu<br />
übertragen, d.h. Nachdruckrechte einzuräumen. Die Wiedergabe<br />
von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen<br />
und dergleichen in dieser Zeitschrift berechtigt auch ohne<br />
besondere Kennzeichnung nicht zur Annahme, dass solche<br />
Namen im Sinne des Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten wären und daher von jedermann<br />
benutzt werden dürfen.<br />
Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung<br />
übernommen. Mit Namen oder Zeichen des Verfassers gekennzeichnete<br />
Beiträge stellen nicht unbedingt<br />
die Meinung der Redaktion dar. Es gelten die allgemeinen<br />
Geschäftsbedingungen für Autorenbeiträge.<br />
Auslandsvertretungen<br />
Schweiz, Liechtenstein:<br />
Holger Wald, Hüthig GmbH, Im Weiher 10, 69121 Heidelberg<br />
Tel.: +49 (0) 6221 489-206, Fax: +49 (0) 6221 489-482<br />
E-Mail: holger.wald@huethig.de<br />
Österreich, Großbritannien, USA, Kanada:<br />
Marion Taylor-Hauser, Max-Böhm-Ring 3, 95488 Eckersdorf,<br />
Tel.: +49 (0) 921 316 63, Fax: +49 (0) 921 328 75,<br />
E-Mail: taylor.m@t-online.de<br />
Angeschlossen der Informationsgemeinschaft zur<br />
Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern (IVW),<br />
(Printed in Germany)<br />
Datenschutz<br />
Ihre Angaben werden von uns für die Vertragsabwicklung und für<br />
interne Marktforschung gespeichert, verarbeitet und genutzt und<br />
um von uns und per Post von unseren Kooperationspartnern über<br />
Produkte und Dienstleistungen informiert zu werden. Wenn Sie<br />
dies nicht mehr wünschen können Sie dem jederzeit mit Wirkung<br />
für die Zukunft unter leserservice@huethig.de widersprechen.<br />
82 <strong>elektronik</strong> <strong>industrie</strong> 02/2013<br />
www.<strong>elektronik</strong>-<strong>industrie</strong>.de
JETZT<br />
ONLINE!<br />
Finden Sie ab sofort Angebote für Ihre<br />
berufliche Weiterbildung online!<br />
Vergleichen Sie<br />
· Kursgebühren<br />
· Starttermine<br />
· Entfernung zum Schulungsort<br />
· uvm.<br />
Mit 3 Klicks<br />
zum Erfolg.<br />
FORTBILDUNG24 · Ein Produkt der meister-boxx GmbH<br />
Justus-von-Liebig-Str. 12 · 86899 Landsberg · 08191 940 250 - 0
ETAS auf der embedded world Nürnberg<br />
Stand 524 in Halle 4