High Speed Design: Layout
Hochgeschwindigkeits-Netzwerkkarte
Algo Trader
Dieses Projekt umfasst die Entwicklung einer sehr komplexen Hardware bestehend aus einem leistungsfähigen FPGA, zwei 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstellen und einem Speicherkonzept bestehend aus DDR3-DRAM und QDR2+-SRAM. Anwendungsgebiet dieser extrem schnellen Software- und Hardware-Plattform ist breitbandige Übertragung im Bereich der Bild, Sensor- und Datenverarbeitung, z.B. für Banken. Wir haben bei diesem Projekt das PCB-Design (Leiterplatten-Entflechtung) übernommen.
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Projektpartner:
- Fraunhofer Heinrich Hertz Institut
- Swissbit Germany GmbH
Sensorik: Entwicklung, Layout, Firmware
Wasserstoffsensor für frühe Branddetektion
Im Rahmen des Projekts wurde eine batteriebetriebene analoge und digitale Auswerteelektronik für einen Halbleitersensor für Wasserstoff entwickelt. Unsere Aufgabe war die Schaltungsentwicklung, das Leiterplattenlayout sowie die Firmware Programmierung. Größte Herausforderung war die analoge Schaltungsentwicklung unter Berücksichtigung verschiedener parasitärer Effekte am Sensorelement.
Die Detektion von Wasserstoff ist für die Branddetektion eine zukunftsweisende, weil extrem früh anzeigende Methode. Die bisherigen herkömmlichen Brandmeldesysteme (Rauch, Wärme, Licht) weisen den Nachteil auf, dass sie erst reagieren, wenn entweder genug Wärme vorhanden ist, oder sich eine genügende Flammenflackerfrequenz durch eine offene Flamme entwickelt hat oder aber genügend Rauch mit den entsprechenden Partikeln entstanden ist. Die von uns im Rahmen des Projekts entwickelte Elektronik beinhaltet eine Ansteuerung des Sensorheizelements im Millisekundenbereich sowie einen analogen und digitalen Regelkreis, dessen Hauptkomponente ein 16bit Low-Power Mikrocontroller aus der MSP430-Familie von Texas Instruments ist.
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Projektpartner:
- Humboldt Universität Berlin
- Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung
- TLTS GmbH
#IoT: Entwicklung, PCB Design, Prototypenbau
Pulsmesser für Verliebte
Ein verzweifeltes Startup aus Schottland kam zu uns, dass sich nach 3 gescheiterten Design-Versuchen endlich einen funktionierenden Prototypen wünschte als proof of concept. Wir haben ein kleines, prototypisches, batteriebetriebenes Mikrocontrollersystem entwickelt, welches den Puls am Finger optisch detektiert. Zunächst haben wir die Machbarkeit studiert, indem wir uns verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für Pulsmessung und Datenübertragung angeschaut haben. Anschließend haben wir für den Prototypen die Schaltung entwickelt sowie eine kleine Leiterplatte entworfen. Die Leiterplatte haben wir dann selbst geätzt und hier bei uns mit Bauteilen bestückt. Hauptkomponente ist ein Controller aus der MSP430-Familie von Texas Instruments, für den wir auch selbst die Firmware programmiert haben.
Programmierung
Blutzuckermessung
Bei diesem Projekt geht es darum, ein System für die langfristige Blutzuckermessung und -überwachung von Diabetes-Patienten zu entwickeln. Dabei wird ein intelligentes Implantat, bestehend aus einem Funk-Modul, einem Mikrocontroller und einem Blutzuckersensor verwendet. Der Sensor nutzt dabei eine innovative Nachweistechnik, die auf der Viskositätsänderung einer Messflüssigkeit mit Hilfe eines mikroelektromechanischen Systems basiert. Über die elastische Auslenkung eines miniaturisierten Balkens wird der Glukosegehalt des umliegenden Gewebes ermittelt und die so gewonnenen Daten drahtlos an eine externe Ausgabeeinheit (Basisstation an einem PC) weitergeleitet. In weiterer zukünftiger Entwicklung soll auch die Ausgabe auf andere Geräte wie z.B. Mobiltelefone möglich sein.
Wir haben folgende Aufgaben übernommen:
- Reduzierung des Stromverbrauchs des Implantats (Low-Energy Anforderungen)
- Kommunikation zwischen Implantat und Basisstation implementieren
- Verbindungsaufbau und Verbindungsabbau kontrolliert steuern
- Ursache von falschen Mess-Daten identifizieren und beheben
- Optimierung der Software, Fehlerbereinigung
Bluetooth: Entwicklung, PCB Design
Digitaler Sensorstift
In diesem Projekt wurde ein miniaturisiertes batteriebetriebenes Sensorsystem mit Bluetooth 4.0 Kommunikation von uns entwickelt: ein Stift mit viel Elektronik drin. Herausforderung war die Anwendung besonders rauscharmer Low-Power Elektronik in sehr kleinen Gehäusegrößen. Wir haben sowohl die Schaltungsentwicklung als auch das Leiterplattendesign durchgeführt.
Auf Basis der STM32-Mikrocontrollerfamilie wurde ein drahtloses Sensorsystem entwickelt, welches aus einem starren Mainboard sowie aus einem flexiblen Sensorboard besteht. Zur Anwendung kamen zwei 3-Achsen 14-bit Beschleunigungs-, ein 3-Achsen Magnetfeld-, ein Kraftsensor sowie ein 3-Achsen Gyroskop. Auf dem Mainboard wurde neben dem 180MHz STM32 ARM Cortex-M4 Mikrocontroller noch ein Bluetooth 4.0 Modul, ein 64MB SDRAM sowie ein intelligentes Powermanagement zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie eingesetzt. Größte Herausforderung war das Leiterplattendesign, bei dem gestapelte Micro- und buried Vias verwendet wurden. Diese waren u.a. deswegen notwendig, weil der STM32 im 0,4mm Pitch Wafer-Level-Chip-Scale-Package eingesetzt wurde. Da die Elektronik aufgrund des späteren Einbaus in einem Stiftgehäuse äußerst klein entworfen werden musste, waren detaillierte Absprachen mit der Fertigung notwendig.
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Projektpartner:
- STABILO International GmbH
- micromountains applications GmbH
- Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie
- Science&Motion Sports GmbH
Schulung
Altium Designer
Für einen unserer Kunden haben wir ein individuelles Altium Seminar aufgesetzt, bei dem Entwickler und Layouter spezielles Wissen über Altium Designer vermittelt bekamen und wie sie es bei ihrer täglichen Arbeit effektiv einsetzen können. Dafür haben wir in einem Kickoff-Meeting die Erfahrungen der Teilnehmer im Umgang mit Altium überprüft und gemeinsam die gewünschten Inhalte des Trainings festgelegt. Diese Wünsche wurden dann im folgenden Seminar (ca. 3 Wochen später) über 2 Tage intensiv geschult und vertieft. Dabei ging es vorranging um Bauteilmanagent und Bauteilerstellung, Schaltplan-Design, Multi-Sheet-Design und Design-Hierachie, die Verbindung von Schaltplan und PCB, PCB-Design, Einstellungen, Routing und Prüfung sowie die Erzeugung der Ausgabe- und Produktionsdaten. Die Teilnehmer konnten ihre Kenntnisse im Schaltplan- und PCB Bereich vertiefen und sind nun in der Lage, sich in komplexen Designs sicher zu bewegen. Die Schnittstelle zwischen Entwicklung und Layout wurde deutlich verbessert und Arbeitsabläufe zu externen Layoutdienstleistern können ab sofort effizienter gestaltet werden.
High Speed Design: Entwicklung, PCB Design
Rückspiegelkamerasystem
In diesem Projekt wurde ein HD-Videokamerasystem auf Grundlage der Xilinx FPGA-Familie Artix-7 entwickelt. Unsere Aufgabe war die Schaltungsentwicklung sowie das Leiterplattenlayout der drei Boards. Eine große Herausforderung waren die zahlreichen längenausgeglichenen und impedanzkontrollierten High-Speed-Verbindungen sowie das Power-Management.
Mit diesem Projekt wurde ein neuartiges, flexibles und leistungsfähiges digitales Kamerasystem mit hoher Auflösung und minimalem Delay für Straßen- und Schienen-Fahrzeuge entwickelt. Das System besteht aus mehreren kaskadierbaren Kameraboards mit angeschlossenem CMOS-Sensorboard sowie einem Decoder-/Composerboard, an dem ein Monitor via DVI/LVDS angeschlossen wird. Das Übertragungsmedium zwischen den Boards ist eine 100Mbit Ethernetschnittstelle. Als Hauptkomponenten wurden auf dem Kameraboard zwei und auf dem Decoder-/Composerboard drei sehr leistungsstarke FPGAs der Artix-7 Familie sowie mehrere 1Gbit DDR3-SDRAM-Speicher eingesetzt. Als Bildsensor kommt ein ½ inch CMOS Sensor von Aptina mit einer Auflösung von 720p60 zur Anwendung. Das Videosignal wird H.264 kodiert/dekodiert. Weiterhin können bis zu 4 Kamerabilder gleichzeitig auf dem Monitor dargestellt werden. Das Kameraboard besteht aus 8 Lagen mit 444 Bauelementen und 1500 Verbindungen, wobei es 26 differentielle Leitungspaare gibt. Das Decoder-/Composerboard besteht aus 10 Lagen mit 844 Bauelemente und 3500 Verbindungen, wobei es 73 differentielle Leitungspaare gibt. Weiterhin besteht das CMOS-Sensorboard aus 4 Lagen mit 15 Bauelementen und 40 Verbindungen.
Unsere
Projektvielfalt
Die aufgeführten Projekte stellen eine Auswahl der durch uns durchgeführten Projekte dar. Kunden aus der Luft- & Raumfahrt, Medizintechnik, Automotive und Industrie lassen durch uns
Projekte realisieren.
Die Projektarten sind dabei ebenso vielfältig wie die Branchen, aus denen unsere Kunden kommen. Wir betreuen PCB-Design Projekte, Hardwareentwicklungsprojekte sowie Softwareentwicklung
für Ihre Hardware.
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