Auf dieser
Seite möchte ich aufzeigen, wo und wobei ich bisher Erfahrungen sammeln konnte.
Dazu werden im
1. Teil die Erfahrungsbereiche in Stichworten
aufgelistet.
Im 2. Teil
werden die Projekte als freiberuflicher Dienstleister
kurz beschreiben.
Der 3. Teil
zeigt einen Auszug aus den Projekten, die ich als festangestellter
Hardwareentwickler durchführen durfte.
Abschließend
finden Sie ausführliche Profildaten und einen kompakten
Lebenslauf auf dieser Seite.
Inhalt:
-
CPU
-
EPLD
-
Software
Projektreferenzen als freiberuflicher
Dienstleister in Kürze
-
Meggitt (Früher Vibro-Meter S.A.)
-
JCI (Johnson Controls International)
Projektreferenzen
als fest angestellter Hardwareentwickler:
-
LCP – Familie ( Low Cost Pannel )
-
P5200
Ausführliche Profildaten und alle Projekte
Zur Person ( kompakter Lebenslauf )
-
Schaltregler
als lokale Stromversorgungen.
-
Hochspannungsversorgung
oder Stromquellen für
TFT – Hintergrundbeleuchtungen
-
Diverse
Schaltungen mit Operations- bzw. Instrumentenverstärkern
(Pegelwandler, Video– bzw.
Audioverstärker, Frequenzfilter).
-
AD – bzw.
DA – Umsetzer (8 bis 16Bit Auflösung).
-
HF
Transceiver-Schaltungen für Lora-Kommunikation.
-
Maßnahmen
zur Einhaltung der EMV – Grenzwerte.
-
MC6800 – MC68060
-
MC68EN302
-
DSP56002
-
TMS320-Familie
-
MPC5200
-
HC08-Familie
-
8051 bis
80C32
-
80C166
-
Z80
-
TMS320C33
-
TMS320C6713
-
Diverse Atmel Microcontroller
-
Infineon
TC1796
-
Diverse
ARM Derivate
-
... Um nur
die Wichtigsten zu nennen.
-
Interfaceschaltungen
wie DRAM – Controller, Seriell – Parallel – Wandler,
Interrupt
- Controller oder SPI – Bus – Steuerungen usw.
-
PCI – PCI
– Bridge mit spezifischen Sonderfunktionen.
-
Optimierter
Grafikcontroller für Mini – TFT- Displays.
-
Ethernet
MAC Funktionen.
-
Datennetze: Ethernet, ARCNET, USB.
-
Parallel Interface: PCI,
VME, ECB, IDE, ISA, Centronics
-
Feldbusse: CAN-Bus, Profibus, Interbus – S.
-
Diverse
Steuerprogramme in den Programmiersprachen Assembler, Basic, ANSY – C.
-
MS –
Windows Anwendungsprogramme in Visual C++ und Java.
-
Programme
für digitale Filtertechnik und digitaler Signalanalyse.
-
Analyseverfahren
für digitale Hardwarefehler.
Hardware Plattformen im für autonomes
Fahren entwickeln.
Aufgaben:
o
Mitwirken
während der Konzeptphase.
o
Schaltungsdesign
für die Plattformen.
o
Schaltplanreview
und Dokumentation-
o
Inbetriebnahme
und Designverifikation.
Entwicklung drahtloser
Kommunikationssysteme für die Anbindung von Stromzählern an das Internet.
o
Mitwirken
während der Konzeptphase für Schaltungs- und Gehäusedesign.
o
Schaltungsdesign,
Layout entwerfen und Produktionsdaten erstellen
o
Inbetriebnahme
und Designverifikation der Hardware.
o
Testkonzept
erstellen.
Firmwareentwicklung für Safety-relevante Geräte nach IEC61508.
Aufgaben:
o
Entwickeln
safety-relevanter Firmware basierend auf
kundenspezifischen Plattformen.
ifm electonic
GmbH (Safety-Steuerungstechnik)
Software-Zertifizierung unter Safety-Gesichtspunkten nach IEC61508.
Aufgaben:
o
Funktionsprüfung
und Erstellen einer Beschreibung des PCP2-Assembler-Codes
eines Infineon TriCore
TC1796.
o
Erstellen
eines Konzeptes zur Safety-Zertifizierung des
PCP2-Codes.
o
Code-Review
der Interface-Module zum PCP2.
ABB Stotz-Kontakt GmbH (Safety-Steuerungstechnik)
Entwickeln einer SPS für safetykritische Anwendungen nach IEC61508 SIL3.
Aufgaben:
o
Erstellen
eines Detailpflichtenheftes.
o
Entwickeln
und Dimensionieren der analogen und digitalen Schaltungsteile.
o
Auswahl
geeigneter Bauteile.
o
Erstellen
des Schaltplanes in Orcad Capture.
o
Betreuung
der Layout-Tätigkeiten.
o
EMV-Untersuchungen
und erarbeiten von Abhilfemaßnahmen.
o
Erstellen
einer Prüfanweisung für die Serienfertigung und die Fault Insertion Tests.
o
Begleiten
der TÜV-Abnahmeprüfung.
Stratec
Biometical AG (Medizintechnik):
Entwickeln verschiedener
Java-Script-Programme für Modulprüfplätze.
Beschreibung:
Für den Test diverser Module
medizinischer Analyseanlagen werden spezielle Prüfplätze entwickelt.
Durch ein Java-Script Programm wird der
Prüfer durch den Modultest geführt.
Dazu werden zunächst Informationen über
den Prüfplatz, den Prüfer und das Modul abgefragt.
Anschließend wird der Prüfer
aufgefordert verschiedene Aktionen (wie z.B.: optische Kontrolle oder
Kraftmessungen) durchzuführen.
Danach führt das Script-Programm alle
automatischen Modultests durch.
Zum Schluss werden alle Prüfergebnisse
in einem Prüfprotokoll gespeichert und zum Ausdrucken angeboten.
Meine Aufgabe bestand darin, solche
Script-Programme für verschiedene Prüfplätze zu entwickeln.
Polytec GmbH (Messysteme):
Entwickeln einer Interfacebaugruppe für
ein laserbasiertes Vibrationsmeßsystem.
Aufgaben:
o
Projektieren
und Entwickeln eines Stromversorgungskonzeptes
für die Spannungen +15V, +5V und +3.3V.
o
Galvanische
Trennung externer Signale unter EMV- und ESD- Gesichtspunkten.
o
Den
Schaltplan und das Layout mit Altium DXP
erstellen.
o
Inbetriebnahme
der Prototypen und Test der Schaltung unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
Meggitt (Früher Vibro-Meter
S.A.) (Flugzeugbau):
Entwicklung einer Testsoftware für ein
Vibrations-Messsystem für Rolls Royce Flugzeugturbinen T1000.
Verwendete Komponenten:
Baugruppe 1: DSP TMS320C33, Timer, Interrupt controller, I²C EEPROM, externer CAN – Controller (SAJ1000T), ADC (AD7722 und TLC2543),
DUART (X16C2850).
Baugruppe 2: DSP TMS320C6713,
EDMA, McBSP, Timer, Interrupt controller, I²C EEPROM,
ADC (ADS1271 und TLC2543), DUART (X16C2850).
Harman Becker (Automotive)
1.
Designverifikation
und Weiterentwicklung von Board-Units (integrierte Navigationssysteme) für PKW’s:
Aufgaben:
o
Entwickeln
einer Kurzschlussfesten USB-Versorgung gegen +12V und GND.
o
Verschiedene
Messungen an den Board Units zur Design-Verifikation
o
Untersuchung
von Störquellen bei EMV-Abstrahlungsmessungen und ausarbeiten elektronischer
und mechanischer Lösungen zur Reduktion der Störaussendung.
2.
Die
Entwicklung eines APIX2-Receiverboard
Beschreibung:
Die Firma Harman/Becker
entwickelt kundenspezifische Board Units mit Displayeinheiten in der
Mittelkonsole und den Kopfstützen.
Die Bildinformationen werden
mittels eines High-Speed-Interfaces übertragen.
Dabei war ich für die
Entwicklung eines Demoboards mit dem entsprechenden APIX2-Receiver zuständig.
Aufgaben:
o
Auswahl
geeigneter Bauteile.
o
Schaltplan
in Veribest-Design-Capture Erstellung.
o
Betreuung
der Layout-Tätigkeiten.
o
Inbetriebnahme,
Messtechnische Funktionsüberprüfung und Dokumentation der Messergebnisse.
JCI (Johnson Controls International) (Automotive)
Entwicklung von Kfz-Innenraum- Displays
im Rücksitzbereich.
Aufgaben:
o
Entwurf
einer Stromversorgung für das Display und LED-Hintergrundbeleuchtung.
o
EMV-Untersuchungen
und erarbeiten von Abhilfemaßnahmen zur Reduktion der Störaussendung.
o
Erarbeiten
eines Konzeptes zur Video-Telefonie und 3D-Darstellung über eine APIX2-Schnittstelle.
Huhn-Rohrbacher GmbH (Leistungselektronik)
Entwicklung eines AC/DC-Wandlers
mit 3-Phasen bis 680Veff und
einer Ausgangsleistung von 280W bei 14VDC.
Aufgaben:
o
Auswahl
geeigneter Bauteile.
o
Schaltplan
und PCP-Layout in Pulsonix erstellen.
o
Inbetriebnahme
und messtechnische Funktionsprüfung.
Während
meiner Zeit als Entwickler war ich für zahlreiche Projekte zuständig. An dieser
Stelle möchte ich meine wichtigsten und zugleich herausragendsten
Entwicklungen präsentieren. Ein Link zu den jeweiligen Projekten bei der
Firma KWS Computersysteme GmbH
führt Sie zu weiteren Informationen und zugleich zu ansprechendem
Bildmaterial.
Dieser
aufwendige Prozessrechner wurde 1996 ausschließlich von mir entwickelt und
stellt das bisher aufwendigste Entwicklungsprojekt meiner Laufbahn dar. Als
untere Leistungsstufe wurde der Motorola – Prozessor MC68EC040 oder für
schnellere Systeme der MC68EC060 bestückt. Die Prozessoren arbeiten
Frequenzen von 25MHz bis 40MHz. Auf der Grundplatine wurden Zahlreiche
Schnittstellen wie ATA, ARCNET, RS232, Centronics, PCMCIA, 24V –
Steuersignale, Floppy, Keyboard und Mausinterface integriert. Mit
PM-Modulen ( Ein VME – ähnliches Interface ) oder FM – Modulen
( Ein PCI – ähnliches Interface für hohe Datenraten ) konnte
dieser Rechner an die verschiedensten Aufgaben angepasst werden. Ein on
Board 50W Schaltnetzteil versorgt die Platine am Eingang mit einer Gleich-
oder Wechselspannung im Bereich von 15V bis 40V.
Damals
waren die Interfaceschaltungen in den Prozessoren nicht so flexibel wie wir es
heute gewohnt sind. So konnte eine solche Platine nur mit einem erheblichen
Aufwand an Logikschaltungen realisiert werden. Mit 8 EPLD – Bausteinen
vom Type ispLSI1016E wurden dabei die folgenden Funktionen realisiert:
-
Ein DRAM
Controller verwaltet die Refreshzyklen und der
Speicherzugriffe auf Speicherbausteine.
-
Peripheriebausteine
mit Busbreiten von 8Bit bzw. 16Bit wurden mittels einer Bussize-Steuerung
an den 32Bit-Datenbus der Prozessoren angepasst.
-
Ein Interrupt-Kontroller
verwaltet die 30 möglichen Interrupt-Quellen der Peripherie.
-
Der FM –
Buscontroller erzeugt auf dem FM – Bus ein an den PCI angelehntes Protokoll,
damit Grafik-Controller bzw. SCSI-Controller oder Ethernet-Controller mit PCI –
Interface eingesetzt werden können.
Weitere
Informationen zu dieser, in die Jahre gekommene, Produktfamilie finden sich im
Teil 3 des Museum der Firma KWS.
LCP – Familie ( Low Cost Pannel ):
Eine
sehr interessante Herausforderung war die Entwicklung der Produktfamilie
der Low Cost Pannel der
Firma KWS –Computersysteme. Dabei bestand die Aufgabe darin einen möglichst
kostengünstigen Grafikkontroller für kleine farbige TFT – Displays (ab einer Größe von 1,5“) zu
realisieren. Es gelang mir diese Aufgabe mit den folgenden Eigenschaften zu
lösen:
-
Der Grafikcontroller
besteht aus einem einzigen EPLD (128 Macrozellen).
Dieser liefert die erforderlichen Steuersignale und die Bildinformationen für
das Display, verwaltet den Datenaustausch zwischen CPU und Grafikspeicher.
Ferner erledigt er Bildscroll– und Bildkopieraufgaben. Auch die Helligkeit
der Hintergrundbeleuchtung kann der Grafikkontroller einstellen.
-
Ein ausgefallenes
CPU – Interface ermöglicht eine ausreichende Datenbandbreite zwischen der
CPU (80C32; 33MHz) und dem Grafikspeicher.
-
Außerdem
waren neben der Betriebsspannung von +5V auch die Steuerspannungen +15V
und –10V erforderlich. Alle diese Spannungen werden auf der Platine aus
der Versorgungsspannung (von +9V bis 18V) erzeugt.
-
Die Hintergrundbeleuchtung
der Displays ist mit CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) realisiert.
Neuere Displays verwenden dazu auch LED – Beleuchtungen. Auch die dafür
erforderlichen Spannungen sind auf der kleinen Platine realisiert.
-
Als
Ergänzung der LCP – Familie entwickelte ich ein Koppelmodul (RS232 ó Ethernet). Damit lassen sich die LCPs
mit dem Ethernet verbinden.
-
Eine
weitere Herausforderung ganz anderer Art war die Entwicklungsumgebung
LCPHOST unter MS – Windows. Mit Hilfe dieser Umgebung ist es einem Anwender
möglich ohne Kenntnisse mit der Windowsprogrammierung Steuerprogramme für die LCP’s zu entwickeln. Neben der vorbereiten
Interfaceumgebung enthält die Entwicklungsumgebung auch einen einfachen C –
Code – Interpreter für die LCP – Steuerprogramme.
Diese
Produktfamilie wird seit mehreren Jahren von der Firma KWS nicht mehr gepflegt.
Daher stehen keine weiteren Informationen zur Verfügung.
Hierbei
handelt es sich um einen Prozessrechner mit höherer Rechenleistung (CPU ist ein
MPC5200, 400MHz) gearbeitet. Ein U-Boot-System (ähnlich dem BIOS
bei PCs) dient als Schnittstelle zur Hardware. Als Betriebssystem steht eine
modifizierte Linux – Version zur Verfügung. Dieser Rechner besitzt neben
den 24V – Steuerausgängen zahlreiche periphere Schnittstellen die bei
der Firma KWS Computersysteme unter http://www.kws-computer.de/themen/P5200.htm
im Einzelnen beschrieben werden.
Als
Beispiel für Baugruppen mit mittlerer Rechenleistung möchte ich an
dieser Stelle die Produktfamilie der ARCNET – Bridges erwähnen. Diese Module
basieren auf einer 80C32 CPU mit 25MHz. Zwei Module dieser Familie
verbinden das ARCNET mit den Feldbussen Profibus
(BR-PROS) bzw. Interbus – S (BR-IBSS).
Ein drittes Modul dieser Familie (BR-DIO) stellt 32 digitale 24V Aus- bzw.
Eingänge zur Verfügung. Das vierte Modul dieser Familie bietet einen
Steckplatz für ein AnyBus Modul. Damit
können flexibel weitere Periphereinheiten der Firma HMS INDUSTRIAL NETWORKS AB
mit dem ARCNET verbunden werden.
Ein
fünftes, etwas komplexeres Modul dieser Familie ist das BR-ETH. Es verbindet
das ARCNET mit dem Ethernet Die dafür erforderliche Rechenleistung
ermöglicht ein MC68EN302 mit 20MHz.
Weitere
Informationen zu diesen Arcnet – Bridges finden Sie
unter http://www.kws-computer.de/themen/bridges.htm
Hier finden sie persönliche Profildaten
mit Lichtbild und eine Liste aller bisherigen Entwicklungsprojekte:
KelaxProfil.pdf
(deutsch)(472
kByte)
Name & Geburtsort:
Mein
Name ist Axel Keller, ich wurde 1966 in Karlsruhe geboren.
Vor 1982:
Schon
zu meiner Schulzeit stand beim Berufswunsch die Elektronik im Vordergrund.
1982 – 1991:
Durch
die 3 ½ jährige Ausbildung zum Energieanlagenelektroniker bei der Badenwerk AG
( heute EnBw ) und der anschließenden 4 jährigen
Arbeit im Rheinhafen – Dampfkraftwerk ( Karlsruhe ) erwarb ich umfangreiche Kenntnisse
in den Bereichen Leit- und Energietechnik.
Ferner lernte ich während dieser Berufsausbildung mechanische
Disziplinen wie Feilen, Bohren, Drehen, Schweißen usw..
Privat
interessierte ich mich damals schon für Computertechnik. Der Commodore C64 war zu dieser Zeit ein erfolgreicher
Heimcomputer. Die meisten Anwender verwendeten diesen Rechner als Spielskonsole. Mein Interesse bestand jedoch darin die
Technik zu verstehen und anzuwenden. Mit dem C64 erlernte ich nicht nur das Basic-
und Assembler- Programmieren, sondern entwickelte ( das war noch mehr ein
Basteln ) auch digitale Schaltungen, die mit dem Computer gesteuert wurden.
1987 ersetzte ich den C64 durch meinen ersten PC. Mit diesem PC entwickelte ich
die ersten Programme in C.
Ferner bereitete ich mich während dieser Zeit mit Hilfe des Telekollegs auf mein Studium an der Fachhochschule vor.
1991 – 1995:
Während
dem Studium im Fachbereich Nachrichtentechnik an der FH – Karlsruhe
vertiefte ich meine Fähigkeiten technische Probleme zielorientiert und
analytisch zu lösen. Dafür waren auch die umfangreichen praktischen Erfahrungen
von Vorteil. Das Studium beendete ich mit einer Diplomarbeit bei der Firma Polytec. Dabei entwickelte
ich ein Verfahren zum Auswerten eines Quadratursignals mittels einer DSP –
Schaltung. Dazu kombinierte ich das Zählverfahren mit den unterabgetasteten
Analogwerten des Quadratursignals.
1995 – 2006:
Direkt
im Anschluss an das Studium startete ich als Hardwareentwickler bei der Firma KWS Computersystem GmbH.
Dort erwarb ich auch den bereits beschriebenen Erfahrungsschatz.
Seit Mai 2006:
Seit
Mai 2006 biete ich meine erworbenen Fähigkeiten als Hard- und
Softwareentwickler freiberuflich als Dienstleistung an.