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Schnittstellen und Standards

Zeitgemäße Schnittstellen wie USB und Ethernet (LAN) haben eine sehr hohe Komplexität, die es zu meistern gilt. Das trifft sowohl für die Hard- als auch Software zu. Die Gründe sind:


Dank moderner Microcontroller und FPGAs sind moderne Kommunikationsschnittstellen auch in Embedded-Systems preiswert integrierbar. Wir haben eine große Expertise beim Einsatz dieser Schnittstellen in Embedded-Systems aufgebaut.

USB

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USB ist eine weit verbreitete Schnittstelle über die praktisch jedes smarte Gerät verfügt. Es handelt sich dabei um eine lokale Schnittstelle mit einer maximalen Kabellänge von fünf Metern für die direkte Verbindung von zwei oder mehr Geräten. Durch die einfache Integration in ein Betriebssystem kann beim Kunden oftmals auf den Einsatz eines Systemadministrators verzichtet werden.

Die Vorteile:

  • Einfache Installation - Einstecken genügt in vielen Fällen. Sie benötigen kein technisches Know-how.
  • Sehr preiswert - alle aktiven Komponenten sind bereits in modernen Microcontrollern integriert.
  • Hohe Datenraten möglich - bis zu 480 MBit bei USB 2.0 High-Speed.
  • Einfaches Layout, kompakte Stecker.

Wir integrieren natives USB in unsere Embedded-Systems. Die gesamte aktive USB-Hardware befindet sich dabei im Microcontroller, damit sind flexible Lösungen möglich. Dadurch können je nach Kundenwunsch Klassentreiber in der Firmware implementiert werden, z.B. CDS (Class Device Storage) und CDC (Class Device Communication), damit ist eine virtuelle serielle Schnittstelle möglich, die mit jedem üblichen Terminalprogramm benutzt werden kann. Dabei können auf Seiten des Hosts (PC, Tablet o.ä.) die im Betriebssystem enthaltenen Treiber verwendet werden, sie stellen Laufwerke oder virtuelle COM-Ports zur Verfügung. Diese Lösung ist zukunftssicher, da bei kommenden Betriebssystemversionen die Treiber ebenfalls vom jeweiligen Hersteller mitgeliefert werden, ohne dass eigene Treiber gepflegt werden müssen.

Ethernet/LAN

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Das eigene Gerät an das LAN anbinden ist wichtiger denn je. Ethernet ist eine besonders hochwertige Schnittstelle, welche die Einsatzmöglichkeiten eines Gerätes enorm vergrößert und das Gerät dadurch erheblich aufwertet. Egal ob es darum geht, eine simple Datenübertragung über TCP/IP zu realisieren oder Daten in die Cloud einzuspeisen. Eine Ethernet-Schnittstelle besteht aus zwei aktiven Komponenten: MAC (Medium Access Controller) und PHY (Physical Layer Interface). Für preiswerte Lösungen ist ein Microcontroller mit 10/100 MBit MAC oft das Mittel der Wahl, wenn höhere Datenraten notwendig sind, bietet sich ein Gigabit-Ethernet MAC im FPGA an. Falls hohe Datenmengen in kurzer Zeit übertragen werden müssen, hilft ein TCP/UDP Accelerator im FPGA, um Daten beschleunigt zwischen SDRAM und Netzwerk auszutauschen.

Unsere Expertise bei Ethernet ist:

  • Triple Speed Ethernet (10, 100 und 1000 MBit).
  • Twisted Pair (TX) und Fiber (FX) Ports.
  • SFP-Ports für flexible Einsatzmöglichkeiten.
  • Implementierung von MII, RMII, GMII, RGMII, SGMII.
  • Industrial Ethernet.
  • TCP/IP-Stack Implementierung in Embedded Systems.

CAN

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CAN ist ein weit verbreiteter Feldbus, mit dem nicht nur in der Automotive-Branche eine preiswerte Vernetzung möglich ist. Mit einer einfachen Zweidraht-Verkabelung sind Reichweiten bis zu 500 Metern realisierbar. CAN-Peripherie ist bereits in vielen kleinen und preiswerten Microcontrollern enthalten. Mit galvanischer Trennung und ESD-Schutz ist eine hohe Zuverlässigkeit in rauen Industrieumgebungen gewährleistet.

Unsere Expertise bei CAN ist:

  • Integration eines Embedded-Systems in ein bestehendes CAN-Netzwerk.
  • Aufbau eines proprietären CAN-Netzwerkes mit Protokoll- und Systementwicklung.
  • Implementierung von CAN-Devices mit CANopen Framework.
  • Problembehebung in CAN-Netzwerken.

SD/microSD

microSD Logo

Speicherkarten im SD- und microSD-Format sind mit hoher Speicherkapazität in Industriequalität zu einem guten Preis-Leistungsverhältnis erhältlich. Durch eine niedrige Kontaktanzahl ist eine preiswerte Integration bei hohen Datenraten in Embedded-Systems möglich. Und das dank kompakter Abmessungen mit geringem Platzbedarf. Deshalb sind sie prädestiniert als Datenträger für Firmware-Updates und große Datenmengen.

Unser Know-how bei SD/microSD ist:

  • Vollwertige Anbindung über SD (nicht SPI).
  • Ausgefeilte Treiber für hohe Betriebssicherheit und Kompatibilität.
  • Flash-optimierte Datenspeicherformate für geringes wear out.
  • Einsatz von industrial-grade SLC SD- und microSD-Karten