Lesen Sie hier wie sich die Arbeit eines
Hardwareentwicklers in den letzten Jahren gewandelt hat, wie sich meine breit gefächerte Ausbildung für Sie auszahlen kann,
oder holen Sie sich im letzten Abschnitt Anregungen für den
Einsatz meiner Dienstleistungen.
Inhalt
Hardwareentwicklung
flexibel wie Softwareentwicklung
Disziplinübergreifende
Projektentwicklung
Anregungen für den Einsatz der Dienstleistungen
Anfangs wurden nur die Schaltpläne
und das Layout einer Baugruppe an einem Arbeitsrechner erstellt. Später kamen
Simulationsprogramme und spezifische Rechenprogramme hinzu. Heute werden in den
elektronischen Bauteilen immer mehr
Funktionen integriert, die man erst in den fertigen Systemen mit
Hilfe der Software nach Bedarf konfiguriert.
Die erforderliche Verbindungslogik (Gluelogic) entfällt in den meisten Fällen. Dort wo der
Aufbau kundenspezifischer, digitaler Schaltungsteile dennoch erforderlich ist,
stehen zahlreiche programmierbare
Logikbausteine ( EPLD, FPGA ... ) zur Verfügung, deren entgültige Funktion auch erst im fertigen System am
Arbeitsrechner festgelegt wird.
Während früher die Beschaffung und die Verwaltung von Datenbüchern nicht immer einfach war, erhält der Hardwareentwickler heute seine Informationen fast ausschließlich über das Internet auf seinen Arbeitsrechner.
Diese Veränderungen führten dazu,
dass heute ein Hardwareentwickler mehr als
80% seiner Arbeit am PC erledigt. Er kann Dienstleistungen als
Entwickler genau so flexibel wie ein Softwareentwickler anbieten.
Aus den oben genannten Gründen ist
es immer schwieriger die Aufgaben
innerhalb eines Projektes in unterschiedliche
Disziplinen und damit Personen aufzuteilen.
So muss der Hardwareentwickler in der Lage seinen, bei der Inbetriebnahme und
der Fehlersuche die Software als Hilfsmittel
einsetzen zu können. Umgekehrt ist es für den Softwareentwickler oft von
Vorteil, wenn er messtechnisch prüfen
kann, wie die Software regagiert. Die dritte
Disziplin ist der PCB – Layouter, dieser muss sich zunächst ein genaues Bild
der Schaltung und des gewünschten Gehäuses machen. Dazu muss er vom
Hardwareentwickler und vom Mechaniker genaue Angaben über das Projekt erhalten,
bevor er seine Arbeit erledigen kann. Dieser stets aufwendige Informationsaustausch entfällt, wenn sich ein
Entwickler auf allen Gebieten heimisch fühlt. Eine jahrelange, stets abwechslungsreiche Ausbildung (Mechanik,
Elektrotechnik, Elektronik, Software è eigentlich ein Mechatroniker ) versetzt
mich in der Lage ein Projekt effizient in allen Disziplinen zu entwickeln.
Hier einige Anregungen, wie Sie
meine Dienstleistungen einsetzen können. Auf der einen Seite bin ich stets
bemüht, ihre Produktionskosten zu senken. In individuell konstruierten
Baugruppen lassen sich die verschiedensten Standardfunktionen beliebig
kombinieren. Diese günstigeren Gesamtsysteme führen in der Regel auch zu
rationelleren Montagevorgängen. Andererseits sehe ich gerade in Projekten mit
außergewöhnlichen Aufgaben eine Herausforderung.
Mit einfachern Adapterplatinen für Steckverbinder lassen sich kostspielige, speziell konfektionierte
Kabelbäume ersetzen, schneller zu
montieren und platzsparend in jede Umgebung
integrieren. Selbstverständlich können auf solchen Adapterplatinen auch passive
und aktive Bauteile platziert werden. Maßnahmen für den EMV – Schutz oder eine analoge Signalaufbereitung
können so bereits an der Gehäusewand erfolgen. Viele Bussysteme erlauben keine
Stichleitungen ( Stubs ) für den Anschluss ihrer
Busteilnehmer. Der Anwender ist damit gezwungen entweder die Busteilnehmer
direkt Datenbus zu platzieren oder die Busleitungen in das Systemgehäuse zu
führen. Mit Hilfe eines einfachen Interfacemoduls kann die Busanschlussstelle
(Busknoten) vom Busteilnehmer getrennt werden, ohne die vorgeschriebenen
Anforderungen an die Busarchitektur zu verletzten. Flexiblere Systemkonstruktionen werden damit möglich.
Im folgenden Abschnitt soll auf
intelligentere Baugruppen mittlerer Komplexität eingegangen werden. Denkbare
Anwendungen sind Baugruppen wie Datenbusbrücken
(z.B. RS232 ó Ethernet; USB óEthernet; PCI ó ISA; PCI ó Any – Bus usw.), Steuer– bzw. Regelungseinheiten
oder auch digitale Verarbeitung und
Auswertung analoger Signale. Je nach dem, welche Eigenschaften
(Datenrate, Stromverbrauch, Temperaturbereich, Spannungsversorgung, Kosten
usw.) für eine solche Baugruppe definiert werden, stehen die
unterschiedlichsten Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung. In der Regel lassen
sich hohe Datenraten mit einer reinen Hardwarelösung bewältigen.
Programmierbare Logikbausteine (EPLD, FPGA usw.) unterschiedlicher Komplexität
werden für solche Aufgaben verwendet.
Softwarelösungen können sich
wesentlich flexibler an sich verändernde Umgebungsbedingungen anpassen. Für das
Verarbeiten hoher Datenraten sind jedoch sehr schnelle Prozessoren notwendig.
Was wiederum zu einem höheren Stromverbrauch und zwangsläufig auch zu höheren
elektromagnetischen Abstrahlung der Baugruppen führt. In vielen Fällen führt
erst die Kombination beider Lösungsansätze zu einer optimalen Baugruppe. Meine
langjährigen Erfahrungen auf den Gebieten der Hard- und Softwareentwicklung
erlauben mir das jeweils geeignete Verhältnis zwischen Hard- und
Softwareanteilen zu bestimmen.
Übrigens auch kleinste Baugruppen
mit Ethernetanschluss können ohne großen Aufwand mittels HTML – Protokoll über
das Internet ferngewartet
werden.
Beim Einsatz leistungsfähiger
Prozessoren entsteht schnell der Wunsch nach einem geeigneten Betriebssystem.
Gerade Schnittstellen wie Ethernet, USB, PCI
oder ATA sowie die Ein – bzw.
Ausgabekomponenten (Monitor, TFT – Display,
Tastatur, Maus oder Touch)
profitieren von offenen Betriebssystemen wie Linux. Auf diesem Wege lassen sich
Systeme mit nahezu beliebigen Kombinationen standardisierter Schnittstellen
zusammenstellen und durch individuelle Steuer- und Regelungseinheiten ergänzen.
Die Produktionskosten solcher kompletten Systeme bleiben in der Regel deutlich
unter den Kosten der ersetzbaren Einzelkomponenten. So dass sich der
Entwicklungsaufwand bereits bei geringen Stückzahlen amortisiert. Varianten
solcher Baugruppen können mit einem Bruchteil des Ursprünglichen
Entwicklungsaufwandes generiert werden. Sie entscheiden somit nicht nur über
den Funktionsumfang Ihrer Baugruppen, sondern auch wie viele Varianten für Ihre
Projekte notwendig und profitabel sind.
Selbstverständlich besteht meistens
nicht die Aufgabe ein bestehendes System zu ersetzen, sondern dieses modular zu
ergänzen. Zuweilen müssen Systemhersteller bewährte Baugruppen überarbeiten,
weil Bauteile nicht mehr produziert (abgekündigt) werden. Gerade die EU-Richtlinie RoHS (
weitläufig bekannt als die Verordnung zur bleifreien
Produktion ab dem 1.7.2006 )
veranlasst alle Hersteller ihr Bauteilangebot zu überarbeiten. Zum Teil werden
dabei ältere Bauteile nicht länger unterstützt. Oft erreichen die betroffenen
Systeme nicht mehr die Stückzahlen, die den Aufwand einer kompletten
Neuentwicklung rechtfertigen würden. Wesentlich günstiger ist es nur den fehlenden Schaltungsteil modular zu ersetzten.
Für die Realisierung solcher Module stehen zahlreiche Methoden zur Verfügung,
die gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall
abgestimmt werden müssen. Nur in einem unverbindlichen Beratungsgespräch kann
festgestellt werden ob und mit welchem Aufwand eine solche Aufgabe gelöst
werden kann. Bitte setzen Sie sich dazu mit mir in Verbindung.