Agile Hardware auf Basis von Zephyr OS
Bei agiler Hardware-Entwicklung setzen wir sehr gerne Zephyr OS ein und konnten damit auch schon in mehreren Projekten Erfahrungen sammeln. So zum Beispiel bei einem Bewässerungssystem und einer Überwachungsanlage.
Die Vorteile von Zephyr OS:
- moduler konfigurierbar mit wenig bis keinem Overhead
- schnelles Iterieren mit Device Tree und mächtigem Board Support ermöglicht Hardware-Wechsel ohne viel Code-Änderungen
- Simulation & Testing, z.B. mit QEMU & Twister
- große Treiberbibliothek
- große, sehr aktive Community mit vielen neuen Ideen
- Security bereits von Anfang an im Blick
- Wiederverwendung von Code möglich
Zephyr OS ist besonders gut für agile Entwicklung geeignet, weil es schnelle Hardwarewechsel, automatisierte Tests, frühe Feature-Integration und iterative Entwicklung begünstigt. Im Gegensatz zu einfacheren RTOS wie FreeRTOS, die oft mehr "Handarbeit" benötigen, bringt Zephyr viele Tools und Strukturen direkt mit.
Wir erstellen für die von uns entwickelten Produkte immer auch Device Trees mit. Wir können euch auch Device Trees für alle vorhandene Elektronik schreiben, wenn ihr wollt.
Beispiel eines Device Trees:
/ {
soc {
uart0: uart@40002000 {
compatible = "nordic,nrf-uarte";
reg = <0x40002000 0x1000>;
status = "okay";
};
gpio0: gpio@50000000 {
compatible = "nordic,nrf-gpio";
reg = <0x50000000 0x1000>;
status = "okay";
};
};
};
Agiler Projektplan (Beispiel):
- Takt 1 - Basishardware zum Laufen bringen (LEDs blinken, Device Tree für Sensor initalisieren, Busse initialisieren, Sensor auslesen etc.
- Takt 2 - Kommunikation anschalten (BLE anschalten, USB aufsetzen, Logging aktivieren etc.)
- Takt 3 - Energiemanagement & Power Profiling (Sleep Modi, Sensor- und Funkaktivitäten begrenzen, Watchdog etc.)
- Takt 4 - OTA-Updates & Sicherheit (MCUboot aktivieren, Firmware-Updates testen etc.)
- fortlaufend: CI/CD und Testautomatisierung
Als EDA-Tool für Stromlaufpläne und Layouts / PCB-Designs würden wir in agilen Hardware-Projekten auf KiCAD setzen. Die Vorteile, die wir sehen:
- Open Source & kostenlos: Keine Lizenzkosten, keine Abhängigkeit von proprietären Tools – perfekt für kleine Teams, Startups oder offene Entwicklung.
-
Versionskontrolle mit Git:
KiCad speichert Schaltpläne und Layouts als textbasierte Dateien. Das macht Zusammenarbeit, Branches, Diffs und Merges im Team mit
gitmöglich. - Schneller Einstieg & Automatisierung: Mit integrierten Tools wie PCBNew, eeschema und dem BOM-Generator kannst du Designänderungen schnell durchziehen und automatisch auswerten.
- Menschen- und maschinenlesbar KiCAD ist frei verfügbar und bietet coole Plugins. Das sorgt für Transparenz und Automatisierung: Alle können es starten und hineinschauen, nicht nur die Lizenzbesitzer und der Layout-Experte.
- Starke Community & Erweiterbarkeit: Große Auswahl an Plugins, 3D-Viewer, Symbol-/Footprint-Bibliotheken, Skripting mit Python – ideal für automatisierte Tests, Checks und Prototyping-Zyklen.
Situation eines Kunden: Lange Suche nach Hardware-Entwickler:innen
Vielleicht kennen Sie das? Einige unserer Kunden suchen lange nach neuen Hardware-Entwickler:innen, warum auch immer. Seien es keine guten Bewerber:innen, sei es die eigene regionale Lage oder einfach nur vorübergehende Flaute am Bewerbermarkt. Jedenfalls werden offene Stellen nicht besetzt. Projekte bleiben liegen.
Wir haben für diesen Kunden eine Hardware-Entwicklung übernommen, also extern durchgeführt. Dabei konnten wir unserem Kunden und seinem Team folgenden Mehrwert schaffen:
- mehr Zeit fürs Entwickeln, Testen, Inbetriebnehmen
- weniger Streit um verzögerte Projekte
- weniger Frust in Team und Management
- keine entgangenen Umsätze
- keine entgangenen Marktanteile
Wir verwenden für die automatische Dokumentation unserer Arbeit eine tool chain (s. z.B. in leichter Form im Blogpost Automatische Dokumentation für PCB-Designs in Altium, die täglich aktuelle Informationen/Veränderungen aus der Hardware-Entwicklung auch für Nicht-Hardware-Entwickler zur Verfügung stellt. Das ermöglichte eine gewisse Parallelisierung der Entwicklung von Hard- und Software, wie sich zeigte.
Warum wir (am liebsten) agile Hardware-Entwicklung anwenden:
Unserer Erfahrung nach werden die kompletten Anforderungen an Soft- und Hardware allen Beteiligten erst im Laufe der Entwicklung so richtig klar.
Klassische Methoden helfen aber nur, wenn es um reines Implementieren komplett bekannter Lösungen geht.
Bei Hardware-Entwicklung ist, agiles Vorgehen deutlich besser:
wir verkürzen die Entwicklungszeit und reduzieren die Kosten von Änderungen.
Nutzerzentriert
Wir möchten das Problem der Nutzer verstehen, das wir lösen sollen. Dazu arbeiten wir idealerweise mit den Anwendern Ihres Produktes zusammen.
- Problem verstehen
- Schmerzen und Nutzen erkennen
- mit Nutzern testen
Fokussiert
Unser Fokus liegt auf der optimalen, erfolgreichen Umsetzung Ihrer Projekte. Dabei gehen wir iterativ vor, um möglichst schnell die für Sie beste Lösung finden zu können.
- Projekt fokussiert
- iterative Annährung
- schnelle Lösungsfindung
Agil
Wir glauben, dass Agilität bei Hardwareentwicklung funktioniert, weil
wir es anwenden und sehr
gute Erfahrungen damit haben.
Wir haben u.a. Erfahrungen mit agilen Methoden bei Hardwareentwicklung und können diese auf Wunsch anwenden:
- SCRUM
- Kanban
- Testorientiert
- Rapid Prototyping
Was wir für Sie entwickeln können:
Rund um Hardware-Entwicklung lösen wir für Sie ganz verschiedene Probleme.
Unsere Stärken
In den folgenden Hardware-Bereichen haben wir bereits sehr viel Erfahrungen gesammelt:
- embedded Systems
- Mikrocontroller
- Internet of Things (IoT)
- Sensorik
- drahtlose Kommunikation
- Wearables
Vom Prototypen zur Serie
Wir bauen unsere Prototypen selber, damit wir unsere eigenen Designs selber fühlen. Wir führen Prototypen aber auch bis zur Serie:
- Schnelles Prototyping (mit Fräse und 3D-Drucker)
- Prototypen von Mockup bis Konzepterstellung
- DfM für Serienstart
- EMV-Tests und Zertifizierung
Software und Firmware
Wir schreiben maschinennahe Software und *Device Trees*:
- Nordic
- STM
- Intel Edison
- Raspberry Pi
- ESP32
- Infineon
Unsere Kunden loben unsere Schnelligkeit, Agilität.
Was wir von Ihnen für unser Angebot benötigen
Wenn wir Hardware für Sie entwickeln, folgen wir logischerweise Ihren Vorgaben. All diese Informationen und noch viele mehr brauchen wir aber bereits vor Abgabe unseres Angebots, um unseren Aufwand richtig schätzen zu können.
- Welches Problem löst die fertige Hardware?
- Beschreibung der einzelnen gewünschten Funktionalitäten
- Umgebungsbedingungen beim Einsatz
- zu berücksichtigende Normen und Gesetze im Einsatzbereich
- gewünschter Zeitrahmen
- ggf. vorhandenes Lastenheft beistellen
- ggf. Datenblätter für spezielle Bauteile beistellen
- ggf. Beistellung vorhandener Vorentwicklung
- ggf. Beistellung vorhandener Elektronik (z.B. weiterer Baugruppen im Gehäuse)
Ganz erheblichen Einfluß auf unseren Aufwand hat die Frage, wie Sie unsere Hardware-Entwicklung abnehmen werden: Wie testen Sie unsere Arbeit?
- Ist eine Funktionsdemonstration z.B. mit einem Prototypen gefordert?
- Brauchen wir für die Tests eine Firmware? Wer programmiert diese? Von wo kriegen wir diese Firmware?
- Wo findet die Funktionsdemonstration statt?
- Welche Bedingungen sind bei der Abnahme gefordert?
- Welche Tests sind zu bestehen?
- Welche Geräte brauchen wir für die Abnahme-Tests?
- Wie werden die gewünschten Funktionalitäten getestet?
- Wie können wir die Abnahme vorher testen?
- Welche Informationen brauchen Sie für die Inbetriebnahme ihres Produkts unbedingt?
Wir bieten Ihnen entweder eine Durchführung mit konservativer Vorgehensweise (Werksvertrag, Lastenheft, Pflichtenheft) oder agile Hardwareentwicklung mit SCRUM an.
In den meisten Fällen benutzen wir SCRUM für unsere agile Hardware-Entwicklung. Das hat viele Vorteile für Sie wie z.B. laufende Tests regelmässig gelieferter Funktionalitäten, einfache, gemeinsame Priorisierung der nächsten Schritte, volles Kostenbewusstsein einzelner Funktionalitäten, weniger Risiko für alle Beteiligten usw. Auch das nachträgliche Berücksichtigen von Änderungen ist mit SCRUM einfacher. Bei Nicht-SCRUM-Projekten führen nachträgliche Änderungen immer zu Nachträgen.
In Fällen, wo SCRUM nicht passt, brauchen Sie ein vollständig formuliertes Lastenheft, aus dem wir dann ein Pflichtenheft machen. Wir können beide Hefte kostenpflichtig für Sie erstellen und Sie geben beide frei.
Wir freuen uns, von Ihnen zu hören
Schreiben Sie uns eine eMail über das Kontaktformular oder ruf Sie uns einfach an. Wir melden uns umgehend.