Entwicklung von Hard- und Software für eingebettete Systeme

Embedded Systems

Realtime Embedded Systems | Lernende Embedded Systeme | Elektronikentwicklung

Mikrocontroller- und Mikroprozessorbasierte Systeme zur Erfassung und Auswertung von Sensordaten oder zur Regelung von Aktoren sind in vielen Produkten der Branchen Automotiv, Smart Home und Industrie 4.0 ein zentraler Baustein. Eingebettete Systeme lassen sich dabei in zwei Kategorien einordnen: Realtime Embedded Systeme und Lernende Embedded Systeme. Das Hauptmerkmal der Realtime Embedded Systeme ist die Einhaltung harter Echtzeitanforderungen bei der Steuerung intelligenter Produkte. Lernende Embedded Systeme stellen sich auf veränderte Umfeld Bedingungen selbstständig ein und optimieren ihr Verhalten.

Embedded Systems kombinieren die Leistungsfähigkeit moderner Mikrocontroller, die Flexibilität von Software und kundenspezifische Elektronik in einem technischen System. Auf Grund der hohen Vernetzung der Systeme mit der Umwelt werden die Anforderungen an die Embedded Systeme immer größer. Die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, die starke Kopplung an physikalische Prozesse, die Echtzeitfähigkeit mit der Vielzahl der beteiligten Komponenten steigern die Komplexität in der Entwicklung. Die Systeme müssen zusätzlich immer kostengünstiger werden und ein kostenoptimiertes Design spielt zwangsläufig eine immer stärkere Rolle. Darüber hinaus müssen hohe Qualitäts- und Prozessanforderungen, z.B. in der Automotive Branche (ISO, Safety & Security) zwingend eingehalten werden.

Entwicklungsmethoden für intelligente vernetzte Systeme

Mit unserer Technologiekompetenz unterstützen wir Sie mit intelligenten und kreativen Lösungen angepasst an die Entwicklungsmethode.

Entwicklung nach dem V-Modell

Agile Entwicklung

V-Modell und Agile Entwicklung

Hybride Entwicklung

Das bieten wir Ihnen

Realtime Embedded Systems

Durch unsere langjährigen Erfahrungen in verschiedenen Projekten und Branchen decken wir alle erforderlichen Schritte der Entwicklung gleichermaßen ab:

  • Produkt- und Anforderungsdefinition
  • Entwicklung von Software-Architekturen
  • Implementierung der Software nach klassischen oder agilen Entwicklungsprozessen
  • Umsetzung der erforderlichen Softwaretests unter Berücksichtigung von Normen und Prozessvorgaben
  • Dokumentation entsprechend den Vorgaben und Begleitung von Zertifizierungen

Dabei greifen wir auf unser Expertenwissen im hardwarenahen Bereich der Basissoftware und digitaler Signalverarbeitung für Mikrocontroller und Mikroprozessoren zurück.

Produktspezifische Kriterien wie Echtzeitfähigkeit, Energieeffizienz und funktionale Sicherheit berücksichtigen wir von Anfang an und lassen diese bereits beim Software-Architekturentwurf und der Wahl des Betriebssystems einfließen.

Lernende Embedded Systeme

Mithilfe moderner Algorithmen und Technologie ist es möglich, Machine Learning direkt im eingebetteten System auszuführen oder lokal in dem entsprechenden Endgerät auszuwerten.

  • Analyse der Anforderungen an Ihr System
  • Erstellung eines Machine Learning Lösungskonzeptes
  • Implementierung auf der ausgewählten oder entwickelten Hardware
  • Integration in das Zielsystem

Mit adaptiven und selbstlernenden Verfahren können neue, innovative Funktionen in mechatronischen Systemen umgesetzt werden.
Erfahren Sie mehr über » Edge Computing und » Adaptive Control Systems.

Elektronikentwicklung

In der Elektronikentwicklung unterstützen wir Unternehmen von der Erstellung der Hardware Architektur bis hin zur Hardware Entwicklung:
 

  • Analyse, Anforderung an das System
  • Systemdesign beginnen mit dem Blockschaltbild
  • Schaltungsentwurf
  • Layout-Design mit bedarfsweiser Fertigung von Prototypen im eigenen Labor
  • Koordination der Fertigung von Elektronik vom A Muster bis zum Serienstand
  • Absicherungsmaßnahmen wie Worst Case Betrachtung und Simulation
  • Durchführung und Koordination von Hardware Testing der verschiedenen Ebenen, auch im eigenen Labor inkl. Klimaschrank

Wir unterstützen Sie bis zur Serienqualifikation unabhängig vom Entwicklungsstadium. Unsere Leistungen und Services erstrecken sich bis zum Serienprodukt inklusive der Lieferantenkoordination, davon ausgenommen ist die Produktion des Produktes. Wir unterstüzen zusätzlich bei der Entwicklung von » Human Machine Interface.

Nutzen Sie die Vorteile eines Embedded Systems

 

Die Nachfrage nach intelligenten Produkten basierend auf leistungsfähigen Mikrocontrollern und Mikroprozessoren nimmt stetig zu. Dabei sind die Technologiesprünge von einer zur nächsten Produktgeneration häufig enorm. Der Wertschöpfungsanteil der Software und Elektronik bei neuen Produkten liegt heute deutlich über 50%. Bei der Neu- und Weiterentwicklung ist also fundiertes Know-how bei den State-of-the-Art Technologien unerlässlich.

Nutzen Sie unser technisches und methodisches Know-how, sei es für die Entwicklung neuer Produkte oder für die Erweiterung und Optimierung bestehender Produkte. Wir beraten Sie individuell und Technologie-neutral. Unsere Kunden schätzen unsere Branchenerfahrung und unsere jederzeit maßgeschneiderten Lösungsansätze. Wir kennen sowohl den Markt als auch die verwendeten Technologien und zeigen Ihnen passende Lösungsansätze auf.


Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV / EMC)

Um sicherzustellen, dass unterschiedliche Geräte für Menschen sicher sind, immer ordnungsgemäß funktionieren und sich nicht gegenseitig stören, müssen alle elektronischen Produkte auf ihre elektromagnetische Verträglichkeit geprüft und zertifiziert werden.

Im Rahmen der EMV-Zertifizierung wird zum einen die Abstrahlung eines Gerätes erfasst und sichergestellt, dass Grenzwerte nicht überschritten werden. Zum anderen wird auch die Funktionsweise unter Einstrahlung von fremden Störquellen überprüft.

Schon ab Beginn Ihrer Produktentwicklung beraten und unterstützen wir Sie bereits beim Schaltungsdesign und der Komponentenauswahl oder im Rahmen von Schaltungs- und Layoutreviews, um die späteren EMV-Validierungstests bestmöglich zu bestehen. Sollten Ihre Produkte nach dem ersten EMV-Test Auffälligkeiten aufweisen, können unsere erfahrenen Kollegen Sie dabei unterstützen, diese in einer externen, zertifizierten EMV-Messkammer zu untersuchen und die Ursachen abzustellen.

Eine frühzeitige Berücksichtigung der relevanten EMV Themen, kann Ihre Entwicklungskosten erheblich senken, denn EMV-Prüfungen und Muster-Schleifen sind zeit- und kostenaufwendig.

Durch Erfahrungen aus der Automotive- und Consumer-Produktentwicklungen in EMV-Messkammern können wir Ihnen helfen, bereits im frühen Musterstand die Grenzwerte einzuhalten.

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays)

Auf Grund von steigenden Datenmengen und Echtzeitanforderungen bei Anwendungen in der Kryptographie, Audio- und Videoverarbeitung muss sich der Bereich Edge Computing stetig weiterentwickeln. FPGAs sind hinsichtlich ihrer Leistungsaufnahme und Performance eine sehr interessante Alternative zu rein Mikro-Controller oder -Prozessor basierten Systemen.

Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind Integrierte Schaltkreise (IC), die es im Gegensatz zu Mikrokontrollern erlauben, flexible Digitalschaltungen zu entwerfen. So können Algorithmen nicht nur sequentiell, sondern auch parallel und speziell optimiert in Hardware abgebildet werden.

Durch diese Flexibilität lässt sich gerade bei Anwendungen mit hohen Datenraten die Rechenleistung von Digitalen Signal Prozessoren (DSPs) übertreffen. Vorteil eines FPGA ist es, die verschiedenen (Teil-)Algorithmen des Systems parallel und unter Echtzeitbedingung ausführen zu können. Ebenso kann bei der Entwicklung von komplexen Schaltungen durch die Verifikation mit einem FPGA basierten Prototyp der Zeitaufwand im Gegensatz zu komplexen Simulationen erheblich reduziert werden.

Ebenso eignen sich FPGAs für die Proof-of-Concept Phase der Produktentwicklung. In dieser Phase können sich Anforderungen an die Elektronik oft noch ändern, wodurch ein Hardware Re-Design erforderlich sein kann. Durch den Einsatz eines FPGAs können diese Digitaldesignänderungen angewandt werden, ohne Änderungen am Prototypen vornehmen zu müssen.

Wir sind Ihr Entwicklungspartner für die Konzeptionierung und Erstellung echtzeitfähiger Edge Computing Devices. Wir entwickeln FPGA basierte Prototypen zur Evaluierung von Hardware-Architekturen, Bauteilen oder Schnittstellenkonzepten. Außerdem können wir FPGA Bausteine an bestehende Systeme zur Unterstützung von rechenintensiven Programmen anbinden.

Planen Sie die Entwicklung eines eigebetteten Systems mit Anteilen von digitaler Signal-, Bildverarbeitung oder Highspeed Datenübertragung? Dann unterstützen wir Sie bei der Entwicklung eines leistungsfähigen und effizienten Systems.

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Sind Sie auf der Suche nach einen Technologieinnovator, Entwicklungspartner oder technische Berater?

Dann sind wir Ihr Partner für die Umsetzung von passgenauen Lösungsansätzen.

Wir binden alle für Innovationen erforderlichen Partner ein und ergänzen unsere Technologiekompetenz. Darüber hinaus übernehmen wir Verantwortung für das Entwicklungsmanagement und den Entwicklungserfolg unserer Kundenprodukte. Außerdem leisten wir einen Technologie- und Know-how-Transfer.

Ansprechpartner und Standorte

Guido Stollt

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Sven Schwarzer

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Dortmund

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44227 Dortmund

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