Hardware- und Software-Entwicklung

Der Kunde ist König

Auf Kundenauftrag entwickeln wir eingebettete Systeme von der Anforderungsanalyse bis hin zum fertigen Prototyp. Unser Schwerpunkt ist die HF-Technik, aber auch in der Analog- und Digitaltechnik haben wir bereits zahlreiche Projekte durchgeführt.

Leider können wir Ihnen aus vertraglichen Gründen nicht alle Produkte nennen, die wir mitentwickelt haben oder für die wir Testplätze erstellt haben. Nur soviel: Diese Produkte finden sich in vielen Bereichen – in der Industrie, in der Medizin, in der Umweltforschung, im Straßen- und Flugverkehr, in Museen, Schlössern und Wäldern, auf hoher See oder gar in der Stratosphäre. Unsere Kunden kommen sowohl aus der Privatwirtschaft als auch aus der öffentlichen Forschung.

Alles aus einer Hand

Bei uns gehen Hardware und Software Hand in Hand, Sie erhalten von uns die bestückte Platine mit der passenden Firmware und – falls erforderlich – auch noch Desktop-Anwendungen dazu. Ihr Vorteil: Eindeutige Schnittstellen, eindeutige Verantwortlichkeiten und keine Missverständnisse.

Für uns ist mit der Fertigstellung des Prototyps die Entwicklung jedoch nicht beendet, auf Ihren Wunsch können wir auch in der eigenen Fertigung Kleinserien herstellen. Oder aber Sie gehen selbst in die Großproduktion, dann können wir Ihnen passgenaue Testplätze nebst Kontrollsoftware erstellen und Produktionspartner vermitteln. Dank eines umfangreichen Geräteparks können wir die anschließende Zertifizierung oder Kennzeichnung durch entwicklungsbegleitende EMV-Messungen beschleunigen.

Unsere Kompetenzen

Full-Stack-Entwicklung
Prozessoren und Betriebssysteme
Frequenzen
Internet of Things
Audio
Full-Stack-Entwicklung

Mit immer leistungsfähigerer Hardware werden auch die Anforderungen an die Software-Entwicklung vielschichtiger. Ausgehend vom Hardware-Layout entwickeln wir die Software von der Ebene der Treiber und Protokolle über die Anwendungslogik bis hin zur Web- oder Datenbank-Anbindung. Unsere Haupt-Programmiersprachen sind C++ 11/14/17 und C, aber auch Assembler, C#/.NET oder Python werden von uns aktiv eingesetzt. Und wenn es sein muss: Wir greifen auch zum Lötkolben.

Prozessoren und Betriebssysteme

8 Bit oder 32 Bit? „Bare metal“ oder Betriebssystem? Diese Wahl muss sehr früh in der Entwicklung getroffen werden.

Für „einfache“ Aufgaben reicht oftmals ein 8-Bit-Mikroprozessor aus. Wir haben in unseren Projekten häufig den AX8052F143 von OnSemi eingesetzt, einem System-on-a-Chip für Funkfrequenzen von 27 bis 1050 Mhz. Dieser Chip zeichnet sich durch einen besonders niedrigen Energieverbrauch aus und wird „bare metal“ ohne Betriebssystem programmiert.

Wenn es dann mal etwas komplexer wird und auch noch Audio- und Displaytreiber angesteuert werden sollen, sind die ARM Cortex-M-Prozessoren eine gute Wahl, die von vielen großen Chip-Herstellern (ST, Atmel, NXP etc.) angeboten werden. Diese können ebenfalls ohne Betriebssystem oder aber z.B. mit ARM Mbed oder FreeRTOS betrieben werden. Wir haben auch schon mit Cortex-M0-Prozessoren gearbeitet, die eine Bluetooth-Lösung bereits auf dem Chip haben, z.B. die Nordic nRF51/52-Serie oder den RSL10 von OnSemi.

Für die anspruchsvollsten Aufgaben eignet sich Embedded Linux – die entsprechenden Hardware-Ressourcen vorausgesetzt.

Frequenzen

Funkfrequenzen unterliegen weltweit gesetzlichen Bestimmungen. Es gibt Einschränkungen bezüglich des Verwendungszwecks, der maximalen Ausgangsleistung, der Kanalbandbreite und der relativen Frequenzbelegungsdauer. In Deutschland ist z.B. für Radiomarkierungen von Tieren der Bereich um 150 MHz mit einer maximalen Strahlungsleistung von 2 mW vorgesehen, während für Alarmierungszwecke der Frequenzbereich zwischen 868 und 870 MHz bei einer Strahlungsleistung von 10 bis 25 mW verwendet werden kann. Ebenso gibt es regionale Unterschiede zwischen ITU-Region 1 (Europa/Afrika), Region 2 (Nord- und Süd-Amerika) und Region 3 (Asien/Ozeanien).

Somit sind schon bei der Auswahl der Bauteile Entscheidungen nötig:  Ist für mein Produkt ein 434-Mhz-Transceiver-Modul mit analogen Filtern die richtige Wahl? Oder kann durch „Software Defined Radio“ (SDR) eine höhere Flexibilität erreicht werden?

Internet of Things

Unter dem aktuellen Schlagwort „Internet of Things“ (IoT) versteht man allgemein eine (möglicherweise globale) Infrastruktur zur Vernetzung und Adressierung („Internet“) physischer und virtueller Gegenstände („Things“).

Es gibt verschiedene Funkprotokolle, die für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet sind. Beispielsweise zeichnet sich Bluetooth™ Low Energy durch einen niedrigen Energieverbrauch und niedrige Kosten bei relativ geringer Reichweite aus und kann im Inneren eines Gebäudes für Zwecke wie z.B. das „Smart Home“, Gesundheit und Fitness verwendet werden. Sogenannte Low Power Wide Area Networks (LPWANs) eignen sich dagegen z.B. für Niedrigenergiesensoren, die bei sehr geringer Bandbreite kilometerweit mit einem Netzwerkserver kommunizieren. Ein verbreiteter Standard ist LoRaWAN™, eine proprietäre Lösung ist Sigfox™.

Wir können Sie beraten, welcher Ansatz für Ihr Projekt der geeignete ist.

Audio

Eines unserer Kompetenzgebiete ist die Übertragung und das Abspielen von Audiodaten, speziell Sprache und/oder Musik. Bei dem zu verwendenden Software- oder Hardware-Codec ist eine Abwägung zwischen Klangqualität, Datenraten, Latenz, Lizensierungskosten und Komplexität vorzunehmen. Beispielsweise zeichnet sich der Hybrid-Codec “Opus” durch hohe Audioqualität für Sprache und Musik bei niedriger Latenz aus, benötigt aber eine hohe Rechenleistung. Dagegen kann bei reinen Sprachanwendungen auf „kleinen“ 8-Bit-Systemen der G.711-Codec die richtige Wahl sein. Oder aber Sie verwenden einen dedizierten Signalprozessor – die Möglichkeiten sind vielfältig.

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