ELEKTRONIKPRAXIS 16/2024

www.elektronikpraxis.de

DiePower von48Volt–Vorteile undGrundlagen

Aufgrundihrer Vielseitigkeit undKompatibilitätmit bestehender Infrastruktur giltdie 48-Volt-Versorgungsspannungin vielenAnwendungen alsunverzichtbar.

PFCmithöherer Leistungsdichte

Miteinerneuartigen Regelungstechnik für GaN-FETsderen Potenzial maximalausschöpfen.

Zuverlässigkeit vonHalbleitern

Methodenund Standards beimHalbleitertest von SiC-MOSFETsund GaNHEMTsimÜberblick.

EdgeComputing mitCOMs

FlexibleIntegration, schnelleMarkteinführung undskalierbareLösungen fürGeräteentwickler.

electronicain stürmischenZeiten

Indiesem Jahr habe ich auf vielen Messen, Kongressenund auch aufunseren ELEKTRONIKPRAXIS-Eventsimmerwieder die gleichen Stimmenvernommen:die allgegenwärtigen Klagen. Der deutschenWirtschaftgehtesschlecht,undsolangediePolitikkeine vernünftigenMaßnahmenzurUnterstützungderIndustrieergreift, steuern wir auf eine Abwärtsspirale zu,wie wirsie noch nie erlebt haben

Die electronica 2024 kann uns hoffentlich auch in schwierigen Zeitenvermitteln,dassesimmerGrundzumOptimismusgibt.Die deutscheElektronikindustrieisteinAushängeschild–einglobales Paradebeispiel fürInnovation und Zuverlässigkeit. Ohne Mikroelektronik geht in den großen Zukunftsfeldern nichts: weder bei der nachhaltigenMobilität noch in der Digitalisierung oder der Energieversorgung

„BesuchenSieunsauf derelectronicavom 12.biszum15.November, HalleB4,Stand100!“

MariaBeyer-Fistrich, Chefredakteurin

Und ja, Deutschland hat nach wievordiebestenVoraussetzungen, seine technologische Führungsrolle auszubauen. Enge Innovationspartnerschaften, starkeWertschöpfungsketten und eine weltweit führende Forschungslandschaft –all das sind die Bausteine,die es braucht, um deninternationalen Markt mitzugestalten.

Und wernur inden Untergangsszenarienverweilt,hat das Wesentlichenichtverstanden:AusdiesenstarkenFundamentenlassen sichdie größten Chancen schöpfen.

PessimismusbringtunsandieserStellenämlichnichtweiter.Die Elektronikbranchemussbereitsein,denWandelaktivmitzugestaltenund neue Potenziale zu erschließen –für eine nachhaltige, sichereund digitaleZukunft.

Ichfreue mich jedenfalls sehr auf den Austausch mit Ihnen! BesuchenSieunsaufderelectronicavom12.bis15.November,inHalle B4, Stand 100.Esgibt Snacks und Getränkefür unsereLeser und Partner sowie ein Gewinnspiel.

Ich freue mich auf Ihren Besuch!

MARIA BEYER-FISTRICH Chefredakteurin ELEKTRONIKPRAXIS

Nürnberg, 12.–14.11.2024 Halle4,Stand 346

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INHALT Nr.16.2024

STROMVERSORGUNGEN

Die Powervon 48 Volt –Bedeutungund Vorteile

Die48-V-VersorgungsspannungbietethöhereEffizienz,geringereVerlusteundgrößereDesign-Flexibilität.SiespielteineentscheidendeRolle inmodernenAnwendungenwieRechenzentren,Elektrofahrzeugen underneuerbarenEnergien.DurchverbesserteSpannungsregelung, geringereI²R-VerlusteundInteroperabilitätmitbestehendenSystemen istsieeinwichtigerFaktorfürenergieeffizienteundzukunftsorientierte Technologien.

24

ELEKTRONIKSPIEGEL

6 Zahlen,Daten,Fakten

8 Aktuelles

SCHWERPUNKTE

Stromversorgungen

TITELTHEMA

24 DiePowervon48Volt

Einsatzgebietesowie Herausforderungenbei derImplementierung und Zukunftsperspektivender 48-V-Technik.

30 IntelligenteNotstromversorgung

Bickers 24-VDC-USV-Lösung füreinhundert Stunden Backup

Leistungshalbleiter &Antriebselektronik

40 VerbesserteGaN-basiertePFC-Schaltungen

Miteiner neuartigen Regelungstechnik dasPotenzial von GaN-FETsausschöpfen.

44 HöhereAusfallsicherheitbeiMaschinen

Aufbau und Auslegung redundanter Stromversorgungen.

Messtechnik

50 QualifizierungvonSchaltnetzteilen:Teil7

Eine ausführliche Qualifizierung vonSchaltnetzteilen ist wichtig.Imletzten Teil geht esum dieReglerstabilität.

52 MethodenundStandardsbeimHalbleitertest Lebensdauerprognose bei SiC-MOSFETsund GaN-HEMTs.

58 KonformitätstestsinderAutomobilindustrie EMV-Messungen am Beispiel des TBMR-110M.

Elektronikfertigung

62 DieTechnikbei„ModifiedSemi-AdditiveProcess“. mSAP ermöglicht feinsteLeiterbahnen unter 50 µm.

Embedded Computing

78 BessereSoftware-Qualität.

Continuous Observability ermöglicht das Auffinden von Fehlern noch während der Entwicklung

80 COMseinfachintegrieren.

Mit aReady.COMdie Markteinführungszeit verringern.

84 LösungenmitQualcomm-Kits.

KI-Leistung fürRobotik mit RB3Gen2 undRB3 Gen2 Lite.

86 PrototypingundCode-Aktualisierungverbessern. Fehler schneller mit In-Circuit-Debuggern finden.

92 MehrKontrolleüberdieLieferketten.

ASICs fürTransparenz, Stabilitätund Flexibilität.

Mensch-Maschine-Interface

112 Touch-SensorikimÜberblick.

Anwendungsmöglichkeiten und Eigenschaften der verschiedenen Sensorenfür Touch-Displays.

Halbleiter prüfen

Zuverlässigkeitstests helfen Ausfallmechanismen bei Leistunshalbleitern zu erkennen und die Lebensdauer von SiC-MOSFETsund GaNHEMTszuprognostizieren. Seite52

Edge Computing

aReady.COMs vereinfachen die Integrationvon Computer-on-Modules in OEM-Projekte, indem sie die System- vonder Applikationsentwicklung entkoppeln.

Seite80

116 TouchpadsmitPerformanceLeveld.

Funktionale Sicherheit mit wenigerSchaltern

Taiwan-Special

120 ElektronikunternehmenimInterview Einblickeinden aufstrebenden Elektronikmarkt.

TIPPS &SERIEN

23 Analogtipp

Motorsteuerungenfür Industrie4.0

34 Power-Tipp

Besseres BMS mit drahtlosem Datentransfer.

66 Design-Tipp

EMV-Konformitätmeistern! Filterbauelemente.

130 ZumSchluss

HöchsteZeit fürein Updateder Infrastruktur!

RUBRIKEN

3 Editorial 22 Veranstaltungen

60 Impressum

Automotive MLCC „ IndustrialMLCC

„ High Cap/ High Volt MLCC

„ Commercial GradeMLCC

„ Up to 5mmbending strength Informationabout SamsungEMMLCCs: rutronik@rutronik.com www.rutronik.com

AUFGEMERKT

1954: Das „pocked sized“ Transistorradio kommt aufden Markt

Am 18.Oktober 1954 stellteTexas Instruments mit dem RegencyTR-1 das ersteTransistorradio der Welt vor–und läutetedamit eine neue Ärader Elektronikgeräte ein. Kuriosist, dass sichinden 1950er Jahren kein Geräteherstellerfür die damals neuentwickelten Transistoren interessierte. EinenentsprechendenBedarf wollteVP PatHaggerty mit demTransistorradio im Kleinformat schaffen. ZumWeihnachtsgeschäftimDezember1954 beworben die Texaner mit „See it! Hear it! Getit!“ das TR-1. Das Radio warzum Verkaufsstart in den Farben

schwarz, grau,mandarin-rot und elfenbein erhältlich. Der Preis lag bei 49,95 US-Dollar.Gerade derFormfaktor,der als„pocket sized“,alsohosen- oder jackentaschengroß, beworben wurde, machtedas Produkt fürden Massenmarkt attraktiv.Bis März 1955 warder ersteProduktionslauf ausverkauft; bereits ein Jahr nach Markteinführung hatteTIdas Gerät 100.000-malabgesetzt. Die endgültigenVerkaufszahlen liegen je nach Schätzung zwischen 140.000 und 150.000 Geräten, ehe TI die Produktion einstellte, aber zuvor die Patentesicherte. (kr)

REKORD DES MONATS

OLED-Display

mit 10k cd/m²

Sony hatbei seinem OLEDMikrodisplayECX350Feine Helligkeit von10.000 cd/m² bei einer besonders kleinen Pixelgröße von5,1 µm erreicht, waseiner Pixeldichtevon 5.000 ppientspricht. Fürdie Herstellung verwendeteSonyeine neue OLED-Stapelstruktur

Aufgedreht: McLaren P1 ausLEGO

PlastikFantastik: Genau

342.817 LEGO-Steine wurden fürden lebensgroßen Nachbaudes McLaren P1 benötigt. Diese wiegen stolze380 Kilogramm.

Bild: So ny

Die Ränder an der Oberund Unterseitesind messen 1,14 mm. Die Gesamtgröße des Displays beträgt 0,44 Zoll mit 120 Hz und einer FHD-Auflösung von 1.920 x1.080 Pixel. (heh)

Kurvig: Tatsächlich ist dieser LEGO-Modellbau der erstedieser Größe, der Kurven fahren kann. F1Fahrer Lando Norris zeigte das in Silverstone.

Tüftlerglück: Der Modellbau-Motor besteht aus acht Paketenmit jeweils 96 LEGO-Power-Functions-Motoren. Da sind insgesamt 768 Motoren am Arbeiten.

Nachtschicht: VomKonzept bis zumfertigen Zusammensetzen des Modellbaus benötigtees 8.344 Stunden von23 Spezialisten vonLEGO und McLaren Automotive.

Elektrifizierend: Der Elektromotor besteht aus Funktionsbatterien von LEGO Technic und einer E-Auto-Batterie. Erreicht wurden damit knapp65 km/h.

Erfindergeist: 393 verschiedene Arten vonLEGO-Technic-Elementen wurden fürden Baugenutzt. Elf davonwurden extrafür dieses Modell entworfen.

LEGO und McLaren haben den Hybrid-SupersportwagenMcLaren P1 ausLEGO-Elementen nachgebaut. Das Originalwurde zwischen den Jahren 2013 und 2015 produziert; der LEGOModellbauwirdvermutlich immer einUnikat bleiben. Spannend: Das Modell verfügt über die Maße 4.980 mm x2.101 mm x1.133 mm (L/B/H)und ist damit nuretwas länger alsder McLarenP1(4.588 mm x1.946 mm x1.188(L/B/H)). Der lebensgroße Nachbauist gut gelungen, oder? Zudem fährt er ... wenngleich er wohl nie eine Straßenzulassung bekommt. (sb)

„IchfrageChatGPT4,wenn icheineAntwortbrauche,aberich vertraueihrnichtganz,weilsie halluzinierenkann.“

Physik-Nobelpreisträger Geoffrey Hinton

4,76

Hardware-Hacker Dmitry Grinberg istesgelungen, einenLinux-Kernel auf einerIntel 4004 4-BitCPU ausdem Jahr 1971 zum Laufen zu bekommen. BeimDesigndes Systems legteder Tüftler Wert darauf, ausschließlichChips ausden 1970er Jahren zu verwenden. Die einzige nicht zeitgemäße Komponentewar ein SD-Kartenslot, überden ein abgespeckter Debian-basierter Linux 4.4.292+ Mikrokernel eingelesen wurde. 4,76 Tage dauertedie Bootsequenz, ehe Grinberg erfolgreich den Linux-Eingebeprompt erreichte.

PERSONEN DES MONATS

Nobelpreis fürPhysik

Der Nobelpreisfür Physik geht in diesem Jahr an John Hopfield und Geoffrey Hinton. Hopfield entwickeltedas HopfieldNetzwerk, ein Modell, das die neuronalen Verbindungen im Gehirn nachahmt.HintonerweiterteHopfields Modell und schufdie Boltzmann-Maschine, die durch statistische Methoden Muster in Daten erkennt und analysiert. (heh)

AMERIKAWÄCHST, EUROPA SCHRUMPFT

Rekordumsatz im globalen Halbleitermarkt

Der weltweiteUmsatzmit Halbleiternwuchs um über 20 Prozent im August 2024, verglichen mit dem Vorjahresmonat. Dasmeldet die SemiconductorIndustry Association(SIA) und beziffert denAugustUmsatz auf53,1 Milliarden US-Dollar.

Der globaleHalbleitermarkt istimAugustweiter starkgewachsenundhatdenhöchstenUmsatzaller Zeiten fürden Monat August erzielt. Der Umsatz stieg im fünften Monat in Folgevon Monat zu Monat“,so John Neuffer,Präsident und CEO vonSIA. Im Vergleich zum Vormonat Juli 2024 stieg der Umsatz um 3,5 Prozent unddamit auch denfünften MonatinFolge,berichtet Neufferweiter

Fürdas deutliche Wachstum im August dürften hauptsächlich amerikanischeund asiatische Märkte verantwortlichgewesensein.

AmerikasMarktwächstumfast44Prozent, Europaschrumpft

Der US-amerikanische August-Umsatz ist im Vorjahresmonatsvergleich um 43,9 Prozent gestiegen. Die chinesischen und der pazifisch-asiatischen Zahlen entsprechen mit einem Plus um 19,2 bzw. 17,2 Prozent eher dem globalen Gesamtwachstum von20,6Prozent. Der europäische WertfürAugustistum9,0Prozentgeschrumpft,während alleanderenMärktegewachsensind.

Diese Zahlen stünden im Einklang mit dem Boom auf dem Halbleitermarkt, der durch KI sowie durch das zurückkehrende Vertrauen der Konsumenten befeuert sei –sodieInterpretationdurcheenewseurope.com.

DieVerkaufszahlenwerdenvonderWorldSemiconductorTrade Statistics Organisation (WSTS) erhobenund stelleneinengleitendenDreimonatsdurchschnittdar.Die SIAund andereregionale Verbände der Halbleiterindustrie verwenden gemittelteDaten, da selbige die tatsächlichenDatenglätten,dieinderRegelTiefpunktezuBeginn undSpitzenamEndederQuartalezeigen. (mc)

Halbleiterumsatz: Der Umsatz des golbalen Halbleitermarkts ist im August um über 20 Prozentgestiegen.

&SecurityCertifications

KÜHLUNG IN RECHENZENTREN

Flüssigkühlung vonKI-Rechnern

boomtinAsien

Luftkühlung ist in großen KI-Rechenzentren nicht sonderlich effizient undein großerKostenfaktor.InChinawirdbereitsstark auf

Flüssigkühlung gesetzt, die wirtschaftlicherund sparsamerist.

FürdieFlüssigkühlungvonDatenzentrenhatinAsien eine bemerkenswerteBoom-Phase begonnen, und zwarseitdemkünstlicheIntelligenzdieRechnerheiß laufen lässt. Der neue Bedarf ist eine große Chance für junge Unternehmen mit innovativenLösungen wie SustainableMetalCloud(SMC)ausSingapur.DasjungeUnternehmenhateineLösungfürdieImmersionskühlungentwickelt, dieeigenen Aussagenzufolge denEnergieverbrauch in Datenzentrenum50Prozent reduzieren kann. DassprichtvieleGroßkundenan.

SMCproduziertsogenannte„Hypercubes“,indenendie GPUsvonNvidiaoderanderenHerstellernflüssiggekühlt werden, wasdie Kosten fürdie ständigauf Hochtouren laufenden Klimaanlagen in Datenzentren deutlich senkt Gleichzeitig helfen die Würfel mit ihrem Container-Design,dieDatenzentreneffektiverzunutzen

InKooperationmitNvidia

Platzsparend:

Sustainable Metal Cloud produziert sogenannte„Hypercubes“,indenen die GPUs flüssig gekühlt werden.

DieseTechnologieermöglichedas„HighDensityHosting“ fürGPUswie den neuen Grace Blackwell vonNvidia, sagteSMC-CEOTimRosenfield.DasUnternehmenhatbereits NvidiaalsPartnergewonnenundstelltdessenRechen-Infrastrukturunter anderemden Kunden derBeratungs-

agentur Deloittezur Verfügung.Zuden Investoren von SMCgehört„STTelemediaGlobalDataCentres“,einerder größtenBetreibervonDatenzentreninAsien.

In Asienwächstder Datenzentren-Markt besonders schnell,nichtnur,aberauchweildieTechnologievonder chinesischen Regierung gefördert wird.Obwohlessich beider Kühlungvon Chipseigentlichnicht gerade um High Tech handelt, ist auch dieser Markt nicht vondem US-chinesischen Handelskrieg verschontgeblieben. Chinasgrößter Server-HerstellerInspurist im vergangenen Jahrvon Washington aufdie berüchtigte „Entity List“gesetztworden.SeitherbenötigenUnternehmenindenUSA eine spezielle Lizenz, um Produktevon Inspur kaufen zu dürfen. Das Wachstum der Firma konntedas allerdings nicht bremsen, auch wenn das jetzt stärker als bisher daheim und in Asien stattfindet. Auch dieHalbleiter von chinesischen Herstellernwie Huawei oder Biren Technology sind echteStromfresser,und die Datenzentren, in denensieheißlaufen,werdenzunehmendflüssiggekühlt. Ende vergangenen Monats hat Inspur eineneu entwickelteKühltechnologie namens „Bahnschwellen-Design“ vorgestellt.Die Memory-Modulewechselnsichindiesen neuenServer-TypenmitKühlplatten(„ColdPlates“)ab,die einebessereAbleitungderWärmeausdenbesondersheißen „Hotspots“ der Server erlauben. Fürdicht gepackte DRAM-Speichereinheiten sei diese Lösung effektiverals jedeLuftkühlung,Sandwich-Kühlungenoderandereflüssige Lösungen,behauptet Inspur.Eshat kürzlich seine Produktionslinien erweitert, um jährlich biszu300.000 flüssiggekühlteServerproduzierenzukönnen.

VielRegierungsunterstützung

Diechinesische Regierungunterstützt dieModernisierungexistierenderDatenzentrenmiteinemlandesweiten Entwicklungsplan. Seither wächst der Absatz vonflüssig gekühltenServerninderVolksrepublikbesondersschnell. Unabhängig vomWettbewerb zwischen einzelnen Unternehmen oder Nationen sind diese Flüssigkühlungen eine wirklich guteNachricht füralle Ingenieure, die an nachhaltigeren,„grüneren“Datenzentrenfür denKIBoomarbeiten.AlleininderVolksrepublikChinasindim vergangenen Jahr in Datenzentren 266,8 Milliarden Kilowattstunden Energie verbraucht worden. Das warschon beinahedoppelt so viel wiedie StadtPekingmit ihren rund 20 Millionen Einwohnern verbraucht –Tendenz schnellsteigend. (sb)

WIRSCHREIBEN verluste KLEIN

Perfektfür DC-DC-Wandler: DieLeistungs-Induktivitätender XGL-Familieüberzeugendurch branchenweit kleinste DC-Widerstände undextremniedrigeAC-Verluste

Dieumspritzten XGL-Induktivitäten mitWerten zwischen 42 nH und82µHbietenNennströme biszu117 A! GegenüberVorgänger-Versionen wurden dieDC-Widerständeumbis zu 60%verringert.Damit sind siedie effizientesten, derzeit am Marktverfügbaren,Leistungs-Induktivitäten! Echt cool:Gegenüber alternativen Bauteilensenken extremniedrigeDC-Widerständeund gesteigerte

Irms-Werte dieBetriebstemperaturenerheblich Diegesamte XGL-Familieist qualifiziertnach AEC-Q200Grade1(max.Bauteiltemperatur165°C). Sie unterliegt keiner thermischenAlterungund eignetsichdaher idealfür Anwendungenmit rauen Umgebungen,wie z. B. in derAutomobilbranche.

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STANDORT-KONSOLIDIERUNG

Die Leiterplattenproduktionvon Würth Elektronik in Schopfheim schließt

Am 7. Oktober 2024 wurde die geplante SchließungderLeiterplattenproduktionam Standort Schopfheimdes Leiterplattenherstellers Würth Elektronik Circuit Board Technology verkündet; es wirdaneinem InteressenausgleichundSozialplangearbeitet. Betroffen vondieser Standort-Konsolidierungs-Maßnahme seien mehr als 300 Mitarbeitende. Die Schließung des Standorts ist ein weiterer Schlag fürdie europäischeLeiterplattenherstellung,deren Produktionsvolumen inzwischen unter zwei Prozent der Weltproduktion gefallen ist „Aufträge wandern insbesonderenach China und in andereNiedriglohnländerab. ErschwertwirddieSituationdurchmassive SteigerungenderEnergie-undPersonalkos-

AKQUISITION

Amphenol übernimmt Lütze-Gruppe

Der US-amerikanischeSteckverbinder-Spezialist Amphenol übernimmt zum 1. Oktober 2024 die Unternehmen der Lütze-Gruppe. Dazu zählt der Automationsspezialist Friedrich LützeGmbH, das Bahntechnikunternehmen LützeTransportationGmbH sowieweitereProduktionsgesellschaftenin Europa, Asien und den USA. Schon im Juli 2024 hat Amphenol die amerikanischen MitgliederderLützeGruppe,LutzeInc.und Data Guide Cable Corporation, übernommen. Mit der amerikanischen Übernahme versprichtsichGruppen-CEOUdoLützeweiteresWachstum.

FürGeschäftspartner und Kunden -sobetont Lütze-änderesich absolut nichts. So soll der Firmenübergang weder aktuell lau-

Übernahme:

tensowie die unsicheregeopolitische und wirtschaftliche Lageweltweit. Dagegen steht,dassvieleKundenmomentannichtin derLage sind, fürdie Liefersicherheit, die deutscheWerkeimVergleichzuasiatischen Produktionen bieten, entsprechend höhere Preise zu bezahlen“, heißt es.

Der Bedarf aus solchen Industrien, die stark auf eine regionale Wertschöpfung setzen, sei hingegen zu gering, um alle Leiterplattenfertigungskapazitäten vonWürth Elektronik Circuit Board Technology effizient auszunutzen. „Wir sehen leider aktuell keine Alternative zurEinstellung der ProduktioninSchopfheim“,soDanielKlein,Geschäftsführer Würth Elektronik Circuit BoardTechnology (sb)

Bild: Os wa ld-F ot odesign

fende Bestellungen oder bereits geschlosseneVerträgebeeinflussen,daherändernsich auchnichtBankverbindungenoderdieUmsatzsteuer-ID.Entsprechend sei auch keine Umfirmierunggeplant-alleUnternehmensnamen der Firmengruppe bleiben gleich AuchFirmen-undProduktionsstandorteder Lütze-Gruppe bleiben unverändert.

DieeinzigenÄnderungengibteslediglich auf Führungsebene: Dimitrios Koutrouvis, CEO der LützeTransportation GmbH übernimmtzusätzlichdieVerantwortungfürdie Friedrich LützeGmbH. Der bisherige CEO der Friedrich LützeGmbH, Martin Teufel, geht im ersten Quartal des Jahres 2025 in denRuhestandundberätseinenNachfolger bis dahin. (mc)

Qualcommschließen Wireless-Partnerschaft

ImRahmeneinerstrategischenPatenschaft wirdSTMicroelectronics Wireless-ICs von Qualcomminseine STM32-Entwicklungstools integrieren. Die Partnerschaft betrifft dabei Combo-Chips, die neben Bluetooth auch Thread und Wi-Fi-Konnektivität bereitstellen. STM verfügt bereits über ein eigenes Produktportfolio fürWireless-HalbleiterfürKonnektivitätnachdemBluetoothoder ZigBee-Standard, aber derzeit über keineeigenständigenWiFi-oderMobilfunkHF-Designs.

Im Rahmen der Vereinbarung wirdSTM eigenständige Module entwickeln, die auf dem WiFi/Bluetooth/Thread-SoC-Portfolio vonQualcomm basieren und die in jeder STM32-MCUfür allgemeine Anwendungen integriert werden können. Die ersten ProduktewerdendenOEMsvoraussichtlichim ersten Quartal des nächstenJahres zur Verfügung stehen. Längerfristig plant ST Microelectronics, im Rahmen der Partnerschaft Mobilfunkkonnektivität fürindustrielle IoT-Anwendungen bereitzustellen. FürQualcomm ist es vonstrategischem Vorteil,dassdurchdiedirekteIntegrationin die STM32-Entwicklungsumgebung zahlreiche Embedded-Entwickler –laut Angaben vonSTM „mehr als 100.000 STM32Kunden“–VertrautheitmitdenIPserlangen werden. Es ermöglicht Qualcomm zudem, sein derzeit noch überwiegend im Mobilanwendungsmarkt liegendes Geschäft auf andereApplikationsfelder auszuweiten. (sg) Wireless-Devkit: Künftig wirdSTM kombinierte Wi-Fi-, BLE- und Thread-Module anbieten.

Schließung: Würth Elektronik Circuit Board Technology wickelt PCB-Produktionab.

Seit 1. Oktober 2024 gehört die Lütze-Gruppe zu Amphenol.

STÖRUNG IN DER HALBLEITER-LIEFERKETTE?

Wenn die Halbleiterindustrie um hochreinesQuarz bangt

MillionenvonMenschenimSüdenderUSAwarennach den tagelangen extremen Regenfällen des Hurrikans Helene ohne Stromoder mussten evakuiert werden. Eine der am schwersten getroffenenRegionen warder BundesstaatNorthCarolina,indemnachEintreffender Wetterlage Notstand ausgerufen wurde.Das wiederum trieb die Halbleiter-BrancheSorgenfalten aufdie Stirn.

Warum? Die Bergbaubetreiber Sibelco und Quartz Corp musstendie Arbeiten in ihren Quarzminen in Spruce Pine zeitweise einstellen, nachdemdas Extremwetter die Infrastruktur getroffen hatte.

Die Unternehmen sind zwei der weltweitgrößten Lieferanten fürhochreinesQuarz und bedienen eigenen Angaben zufolge 70 Prozent des weltweitenBedarfs an hochreinem Quarz.

Hochreiner Quarz ist aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften–unter anderem einer hohen Temperatur-und Korrosionsbeständigkeit, geringer Wärmeausdehnung und sehr gutenIsolierungseigenschaften beigleichzeitiger Lichtdurchlässigkeit –imHochtechnologiebereich stark gefragt.

So wirddas Material unter anderem fürdie ProduktionvonSchmelztiegelnzurSchmelzevonSiliziumverwendet.AusdemsogewonnenenverflüssigtenSilizium werdenimAnschlussIngotsgezogen,ausdenenschließlich Silizium-Wafer produziert werden. Da dieseWafer möglichst frei vonUnreinheiten jeglicher Art sein müssen, ist es essenziell, dass sowohl das Siliziumals auch die Schmelztiegelselbst so hochrein wie möglich sind. Ferner können die Schmelztiegel im Anschluss nicht wiederverwendetwerden, da die ReinheitnacheinmaligemGebrauch nicht mehr den fürdie Halbleiterproduktion notwendigen Ansprüchen genügt.Auch für optischeLeiterwieGlasfaserkabelisthochreinesQuarz ein essenzieller Rohstoff

Die Minen in Spruce Pine warenzwarvon Schäden nichtbetroffen,allerdingswurdeaufgrunddesZustands derInfrastruktur,insbesondereStromleitungenundZugangsstraßen, der Betrieb aus Sicherheitsgründen eingestellt.Schnell befürchteteman einenspürbaren Einfluss auf dieHalbleiterproduktion, allerdingsmüssten dieMinendann mehr als einen Monatlangstillstehen. So kamesdann glücklicherweise nicht: Rund eine Woche nach Abflauen vonHurrikan Helenewurde in den MineninSprucePine wieder produziert. (sg)

Bild:

Sibelc o

OLED-DISPLAYS

Neuartiges Zwischenmaterialsteigert Lebensdauerblauer OLEDs

Blau phosphoreszierende OLEDs: Ein neuartiges Zwischenmaterialnutzt Electron Bridge Molecules (EBM). Siesollen dieLeistung und dieStabilitäteines OLED-Dispalyserhöhen.

WIRELESS-TO-LORA (WILO)

Koreanische Forscher haben ein OLED-Zwischenmaterialentwickelt,dasdieHelligkeit, Effizienzund Lebensdauer vonblauphosphoreszierendenOLEDsdeutlichverbessern soll. Blaue OLEDs sind historisch gesehen derschwächsteund am schnellsten degradierende Farbbereich im OLED-Spektrum. Das Besondereandem entwickelten Zwischenmaterial sind dieElektronenbrückenmoleküle(ElectronBridgeMolecules,EBM).

Diese Moleküle sindspezielle organische Verbindungen, die den Transport vonElektronen innerhalb einer organischenHalbleiterschicht oder zwischen verschiedenen SchichteninelektronischenBauelementen wie OLEDs erleichtern sollen. Die Forscher verwenden speziell verdrillteElektronen-

„Hybrid“-Ansatzverspricht Wi-Fi-Datenmengen

EinemForschungsteamausdenUSA,China, Großbritannien, Polen, Südkoreaund Deutschlandistesgelungen,ineinerStudie dengroßenDatendurchsatzeinesWi-Fi-Signalsmit der langen ReichweiteeinesLoRaTransceivers zu kombinieren. In dem „Wireless to LoRa (WiLo)“ genannten Konzept kamenausschließlichhandelsüblicheTechnologienzum Einsatz: Die Forscher setzten einenhandelsüblichen SX1280 LoRa Transceiver vonSemtech ein, derfür sein LoRaWAN-Netzwerk eine Funkfrequenz von2.4 GHz nutzt. Dieses Frequenzband wirdauch vonWiFi-Netzwerken nach dem IEEE802.11ac-Standardverwendet. Um eine Kompatibilität zwischen Wi-Fi- und LoRaSignalenherzustellenkameinAlgorithmus

5D-SPEICHER

Speicher fürdie Ewigkeit: 5D-Kristalle können potentiell bis zu 360 TByteanDaten sichern

brückenmoleküle (Twisted EBMs). Diese Moleküle haben eine verdrehteMolekülstruktur,dieanisotrop(richtungsabhängig) angeordnet ist. Diese Struktur erhöht die FlexibilitätbeimElektronentransfer:Durch dieVerdrillungkönnendieMolekülebesser auf die Ladungsverteilung in der OLEDSchichtreagierenunddenElektronentransport je nach Richtung und Verteilung des elektrischen Feldes optimieren.

Dank der neuen Zwischenmaterialien lässt sich die Betriebsspannung des OLEDDisplays verringern und damit die Leistungseffizienz um 24 Prozent und die Betriebsstabilität um 21 Prozentzuerhöhen Das Material eignet sich auch füranorganische LEDs. (heh)

mit LoRa-Reichweiten

SX1280DVK1ZHP-Devkit: Das WiLo-Konzept ist mit handelsüblicher Technik umsetzbar

Bild: Semt ech

zum Einsatz, der die Wi-Fi-Datensignale abwandelt: Er manipuliert den Datenmultiplex-Standardvon Wi-Fi (OFDM), um ChirpSignale mit größerer Reichweitezuemulieren, die im Chirp-Spreading-Standardvon LoRa (CSS)verwendet werden.

DasTeamtestetedenWiLo-Ansatzsowohl inInnenräumenimLaboralsauchimFreien über Entfernungenvon biszu500 Metern Dabei wurde eine erfolgreiche Übertragungsratevon96%erzielt.EinNachteildes Konzepts ist der erhöhteEnergiebedarf für dieeingesetztenWi-Fi-Gerätedurchdenzusätzlichen Einsatz des Algorithmus. Das Forschungsteamplant,dieseProblematikin einer Verfeinerung des WiLo-Ansatzes vorrangig zu adressieren (sg)

Genomauf „ewig haltbarem“Kristallspeicher

ForschernderUniversitätvonSouthampton istesgelungen,dieDatenfürdaskomplette menschliche Genom auf einem münzgroßen kristallinen 5D-Datenträger zu speichern. Zieldes Teams istes, genetische Datenfür die Ewigkeit zu bewahren undso Lebensformen –inklusive dem Menschen –gesichertvordemAussterbenzubewahren. Die Daten werden mit Hilfe des Femtosekundenlasers präzise in nanostrukturierte Hohlräume im Siliziumdioxid eingeschrieben, mit einer Größe vonnur 20 Nanometern. Die Forscher bezeichnen ihreDatenträger als 5D-Speicher,dadie darauf enthaltenen Daten in Form vonLänge, Breiteund Höhe als auch Größe und Ausrichtungcodiert werden.

Der Kristall entspricht geschmolzenem Quarz, einem der chemisch und thermisch beständigsten Materialien der Erde. Er widerstehtextremenBedingungenwieGefrierenoderTemperaturenvon biszu1000 °C, hält direkten Stößen vonbis zu 10 Tonnen procm2 standundbleibtauchbeilangerEinwirkung vonkosmischer Strahlung unverändert. Fürdie rund drei Milliarden Buchstaben im Genom wurde jeder Buchstabe 150 Mal sequenziert, um sicherzustellen, dass er sich an der richtigen Stelle befindet. Der Datenträger wirdein Bestandteil des „Menschheits-Archivs“ im MOM-Projekt („Memory of Mankind“), einer Zeitkapsel, die in einer Salzgrotteimoberösterreichischen Halltstatt eingelagert wird (sg)

Bi ld :U niv ersity of Southampt on

Wettbewerbsfähigkeit sichern

Sichern Sie mit der am bestengeeigneten Innovationsplattform die WettbewerbsfähigkeitIhres Hightech-Unternehmens.

DieHightech-Branchesiehtsichzunehmendstrengeren Regulierungen ausgesetzt, wasden Druck aufdieUnternehmenerhöht.Hightech-Produkte werden zudem immer komplexer underfordern eine enge Verzahnung vonElektronik, Hard-und Software Verschiedene Disziplinen müssen dazu parallelentwickeltwerden. Ohne ein ganzheitliches Verständnis der Systeme ist es jedoch kaum noch möglich, frühzeitig Fehler zu erkennen und potenzielle Schwachstellen zu identifizieren.

VordiesemHintergrundsindHightech-Unternehmen aufder Suche nach innovativenAnsätzen, um ihre InnovationskraftzusteigernundgleichzeitigdieEffizienz in Entwicklung und Produktion zu verbessern.Die Virtual Twin-Technologie bietet im Hinblick darauf eine vielversprechende Lösung,umdiese Ziele zuerreichen, ohne den bereits hohenDruck auf Teamsund Partner weiter zu erhöhen.

Ein virtueller Zwilling istein digitales Modell eines realen Produkts oder Systems, das es ermöglicht, komplexephysikalische Eigenschaften und VerhaltensweisenineinervirtuellenUmgebungzusimulieren.Durch diepräzisephysikalischeBeschreibungeinesvirtuellen ZwillingskönnendessenEigenschaften,Leistungsfähigkeit und Verhalten in verschiedenen Szenariengetestet und optimiertwerden. Schwachstellenlassensich früh beheben, waszueiner verbesserten Produktqualität sowie zu reduzierten Entwicklungszeiten führt.

FlexibilitätinDesign, EntwicklungundFertigung

Produktdesigner,IngenieureundFertigungsspezialisten arbeitenoftmalsparallelsowieglobalundmüssendaher

stetigkoordiniertwerden.Dabeiisteineleistungsstarke Innovationsplattform,wiedie3DEXPERIENCEPlattform vonDassaultSystèmes,unverzichtbar.Diesebieteteine durchgängigeKonnektivitätundvereinfachtaufdiesem Wege die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit. Sinnvolle Funktionen wie Echtzeit-Kollaboration und ein nahtloses Projektmanagement sorgenfür effiziente Abläufe.

Um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, sind die Möglichkeiten der Innovationsplattform hinsichtlichSkalierbarkeitundFlexibilitätvonentscheidenderBedeutung.DiePlattformkannflexibelanunterschiedlicheTeams,ProjekteundUnternehmensgrößen angepasst werden. Der virtuelle Zwilling ist einintegraler Bestandteil dieses flexiblen Ansatzes, da er es den Unternehmenerlaubt,ihreSystemeundProzesseeffizientzuskalieren.DurchdenEinsatzder3DEXPERIENCE Plattform passen sich Hightech-Unternehmen dynamisch und flexibel an die sich verändernden Anforderungen desMarktes an undsteigern gleichzeitig ihre Innovationskraft. n

KONKURRENTEN PLÖTZLICH FREUNDE

AMDund Intelbildenx86Bündnisgegen ARMund RISC-V

MitAMD und Intel verbünden sich zwei dererbittertsten Konkurrenten zurx86 Ecosystem Advisory Groupgegen die erstarkenden ARM- und RISC-V-Architekturen. Mit dabei sind große Tech-Konzerne, aber auch Koryphäen wieTim Sweeneyund LinusTorvalds.

Marktrivalen Seit an Seit:

PatGelsinger (Intel) und Lisa Su (AMD) haben die x86 Ecosystem Advisory Group zur Förderung der gleichnamigen CPU-Architektur ins Leben gerufen

SeitfasteinemhalbenJahrhundertdominiertdiex86Befehlssatzarchitektur inder Computerwelt. Aber danngründetsichdieRISC-VFoundationundApple machtmit IntelSchluss, indem iMacs und Macboos nur noch eigene(wesentlich effizientere ARM-)Prozessoren haben. Zudem prescht auch der Smartphone-Chip-Riese QualcommmitdemSnapdragonXEliteinsNotebook-Geschäft vorund will ebenfalls mit sparsamen ARM-CPUs einenStückvomKuchenhaben.

ARMerstarktinNotebooksundServern, RISC-VinderIndustrie

Auch auf dem Servermarkt setzen sich ARM-basierteLösungen zunehmend durch,2023 warendiese bereits 5,8 Mrd. US-$ wert.Das mag derzeit angesichts eines Marktvolumens von94Mrd.US-$noch verschwindendgering wirken.Expertenerwartenallerdings,dassderMarktwert desARM-Anteilsbis2030umjährlichetwa15,3%zulegen wird. Im HPC-Markt wirddagegen schon längst auf die ARM-Architekturgesetzt:2020warerstmalsderschnellsteSupercomputerderWelteinARM-basiertesSystem.

In der Industrie wurde dagegen die offene Architektur RISC-Vimmerbeliebter,dadieoffeneISA(InstructionSet Architecture)dankmodularemAufbau hochflexibel und

ohneLizenzgebührenauchkosteneffizientist.2015wurde dieRISC-V Foundation gegründet, um die Entwicklung undVerbreitungderArchitekturzufördern.

SeitdemhabenzahlreichegroßeTechnologieunternehmenRISC-VinihreProdukteintegriert, wasdie Architektur zu einer ernstzunehmenden Kraft in der Technologiebranche gemachthat.Heute wird RISC-V in einer VielzahlvonAnwendungeneingesetzt,voneingebetteten Systemen bis hin zu Hochleistungsrechnern, und gilt als zukunftssicherePlattform.

EinBündnisfürCISC:x86-Gruppesollden Standardfestigenundfördern

DieseEntwicklungmachteoffenbardasx86-ProzessorenDuopolaus AMD und Intel etwas nervös. Nun haben die beiden direktenKonkurrenten zusammen die x86Ecosystem Advisory Groupins Lebengerufen:eineBeratungsgruppe,welchedieVorherrschaftderCISC-Architektur(complexinstructionsetcomputer)sichernsoll.Oder wieIntelesnennt,um„dieAnpassung,Kompatibilitätund Skalierbarkeitvoranzutreiben.“

Die Advisory Group neben Intelund AMD vereint führendeTechnologieunternehmenwieBroadcom,Dell,Google, Hewlett PackardEnterprise, HP Inc., Lenovo,Meta, Microsoft,OracleundRedHatuntereinemBanner.Auch prominentePersönlichkeitenwieLinusTorvaldsundTim SweeneysindGallionsfigurendesPakts.

Nicht dabei ist der GPU-Gigant Nvidia, der insbesondere durchdie Entwicklungder eigenenARM-basierten Grace-CPUmehrander ARM-Architektur interessiert ist. GleichesgiltfürApple,womanseit2020mitderM-Serie ebenfallseigeneCPUsaufARM-Basisentwickelnlässt.

„WirstehenanderSchwellezueinerderbedeutendsten Veränderungeninderx86-ArchitekturundimÖkosystem seitJahrzehnten“,sagtePatGelsinger,CEOvonIntel.„Wir sind stolzdarauf, gemeinsammit AMDund denGründungsmitgliedern dieser Beratungsgruppe die Zukunft desComputingsvoranzutreiben.“

Lisa Su,CEO vonAMD,betontedie Bedeutung derZusammenarbeit: „Die Gründung derx86 Ecosystem Advisory Group wirdsicherstellen,dass diex86-Architektur weiterhinals bevorzugte Plattformfür Entwickler und Kunden evolviert. Wirfreuen uns darauf,die Branche zusammenzubringen, um zukünftige architektonische Verbesserungenzugestalten.“ (mc &sg)

CONNECTIVITY

Branchenweit erster

USB-Peripheriecontroller mit 20 Gbit/s

Peripheriecontroller: Der EZ-USB FX20 lässt sich fürvielseitige Anwendungennutzen.

BANDWIDTH MEMORY

Der EZ-USB FX20 wirdabQ12025 in einem 10 x10mm² BGA-Gehäuse geliefert und benötigt nur wenig Platz auf der Leiterplatte. DerPeripheriecontrollerunterstütztzudem die direkte USB-C-Verbindung ohne HighSpeed-Signalmultiplexerundvereinfachtso den Designprozess

Das Quick Start Development Kitenthält FirmwareundeinKonfigurationstoolfürdie einfacheIntegration. Es wirdmit einem StandardFPGAMezzanine Card (FMC)-Anschlussfür die einfacheVerbindung mit FPGA-Boardsund einer All-in-One-Programmier-und Debugging Zubehörkarte geliefert. Darüberhinaus wirdein umfassender Leitfaden fürHardware- und Software-Design geliefert. Der EZ-USB FX20 ist

mit zwei ARM Cortex-M4- und M0+-CoreCPUs, 512 KByteFlash, 128 KByteSRAM, 128 KByteROM undsieben seriellenKommunikationsblöcken (SCBs)ausgestattet. Außerdem verfügt er über einen Kryptografie-Beschleunigerund ein Daten-Subsystem mit hoher Bandbreite. Dieses ermöglicht DMADatenübertragungen (Direct Memory Access)zwischen LVDS/LVCMOS-und USBPortsmit Geschwindigkeitenvon biszu20 Gbit/s. DieDatenübertragung wirddurch ein zusätzliches 1MBgroßes SRAM fürdie USB-Datenpufferungunterstützt.DaderPeripheriecontroller die USB-C-SteckerausrichtungserkennungundFlip-Mux-Funktionalität integriert, ist keine externe Logik erforderlich. (sg)

Speicher Hochgestapelt:SKhynix produziert 36-GB-HBM3E

Hohe Speichermengen und Bandbreiten sind entscheidend fürHigh-PerformanceAnwendungen wie KI-Training,Datenanalyse und Grafikberechnungen. Wenig verwunderlich ist es da, dass der Hochleistungs-SpeicherstandardHigh Bandwidth Memory(HBM)stetigweiterentwickeltwird Die nächste Generation steht bereits in den Startlöchern. Eines der führenden Unternehmen auf dem Gebiet, der südkoreanischeHersteller SK hynix, rechnet im Jahr 2026mitderMassenproduktionvonHBM4. Bis dahin soll noch aus HBM3Edas letzte Potenzialgequetschtwerden.Unddasleistet die Mannschaft vonSKhynix mitder nun begonnenen Massenproduktion vonzwölffach gestapelten DRAM-Chips.

AMD EPYCEMBEDDED8004

Embedded-x86-CPUsmit

Embedded-x86-Prozessor: DievierteEPYC-Generationverfügt über bis zu 64 Zen4c-Kerne.

Bild: SK hy nix

36-GB-HBM3E: SK hynixhat alserstes die Massenproduktiongestartet.

Vornehmlich richtet sich das neue Produkt an KI-Unternehmen. Für36-GBHBM3E wurden die verwendeten DRAMChipsimVergleichzurVorgängergeneration um 40 Prozent dünner gemacht. Die Geschwindigkeit vonSpeicheroperationen wurde auf 9,6 Gbit/sund die Wärmeableitungsleistung im Vergleich zum 24-GBHBM3E um zehn Prozent erhöht. Fürdie Produktion vonHBM wird einCore-DRAMDieaufeinenBase-DiemitTSV-Technologie (Through Silicon Via) gestapelt und eine festgelegteAnzahlvonSchichtenimDRAMStapelmitdemCore-DiedurchTSVvertikal zu einem HBM-Gehäuse verbunden. Der Base-DieimunterenBereichistmitderGPU verbunden, die den HBMsteuert. (sb)

bis zu 64 AMD Zen4cKernen

AMD hat seine vierteGeneration vonx86Prozessorenfür Embedded Systemevorgestellt. Die Prozessoren der AMD EPYC Embedded 8004 Serie verfügen über 12 bis 64 AMD-Zen-4c-Kerne und sind fürrechenintensiveeingebetteteSystemekonzipiert.Sie bieteteineum30ProzenthöherenLeistung proWattals die im gleichen 5-nm-Prozess gefertigteVorgängerreihe. Prozessoren der AMD EPYC Embedded 8004 Serieintegrierenauch Embedded-Funktionen fürindustrielle Edge-Anwendungen sowie fürNetzwerksysteme, Router,Sicherheitsanwendungen, Enterprise- und Cloud-Warm-/ Kalt-Speicher.Die Embedded-CPUs sindin Konfigurationenmit12bis64Kernen(24bis 128Threads) erhältlich, die mit bis zu 2,5

GHz laufen und bis zu 1,152 TB DDR5-Speicherkapazität (2 DIMMs/Kanal mit 96 GB DIMM-Größe)unterstützen.DieTDP-Profile (Thermal Design Power) reichen von70W bis225W.DieProzessorenverfügenüber96 Lanesvon PCIExpress Gen5 undsechs Kanäle vonDDR5-4800,umetwa SSDs anzuschließen und flexible Systemkonfigurationen zu erstellen. Das SP5-Gehäuse misst 72 mm x75,4 mm und das SP6-Gehäuse misst 58,5 mm x75,4 mm. Ein Direct Memory Access(DMA)derviertenGenerationentlastet die CPU und eine DRAM-Flush-to-NVMeFunktion stellt sicher,dass kritische Daten erhalten bleiben, indem sie im Falle eines StromausfallsvomDRAMindennichtflüchtigen Speicher gespült werden. (sg)

Innovativermit Simulation

EffizientereEntwicklung vonLeistungselektronik und E-Antrieb

Nie warder Innovationsdruck in der Elektronikindustrie so groß wie heute.Kürzere Entwicklungszyklen, steigende Produktanforderungen und akuter Fachkräftemangel sind nur einige der Herausforderungen, die Unternehmen in der Elektronikbranche derzeit zu meistern haben.

Elektronik-Ingenieure sehen sich immerumfangreicherenEntwicklungsaufgabengegenüber.

Multidisziplinäreund Multiphysics Simulationfür Leiterplatten

Auch führt der größereVerantwortungsbereichheutigerEntwicklungsingenieureoftdazu,dassdiesenicht mehrinalleEntwicklungsdetailseinsteigenkönnen.Da sich die einzelnen Bereiche jedoch wieineinem Organismus gegenseitig beeinflussen, führt eine sequenzielleVorgehensweiseoftnichtzumgewünschtenErgebnis Abhilfe kann hier die Simulation schaffen,kommt jedoch bei vielen Unternehmen im Entwicklungsprozess nurzum Einsatz, um einen Istzustand zuüberprüfen, ohnejeglicheOptimierungs-Empfehlung.Eineffizienter Entwicklungsablauf lässt sich nur durchintelligente, höherautomatisierteLösungen erreichen, dieverschiedenephysikalischeAspekteineinermultidisziplinären SimulationsumgebungberücksichtigenundklareKonstruktionsempfehlungen gebenkönnen.Kurz: simulationsgetriebenesDesign.

EffizienterentwickelnmitSimulation

Die Entwicklung einer neuen Leiterplattekannmehrere Wochen dauern, und bereits in einerfrühenEntwurfsphasemüssenRandbedingungenwieGröße,thermischeAspekte,elektromagnetischeVerträglichkeitetc. ebenso berücksichtigt werden wie Herstellbarkeit und Anforderungen fürdie Zertifizierung

Ein Beispiel füreinen optimierten Entwicklungsablauf zeigtdas belgischeUnternehmen Psicontrol.Zur Designverifizierung ihres 4-Zoll-Konzepts setztdas High-Tech-Unternehmen dieLösungen Altair® PollEx™ und Altair® Feko®ein. Dasermöglicht Psicontrol die Durchführung einer vollständigen Systemanalyse, die elektromagnetische, thermische,mechanischeEffekte undembeddedCodeEntwicklungadressiert.Mitdiesem simulationsgetriebenen Entwicklungsprozess konnte Psicontroldie Entwicklungszeit fast um dieHälfteverkürzenund benötigtevom ersten Design biszur Montage der Komponenten nur sechs anstattder üblichen 10 Wochen.MehrdazuaufderElectronicaamStandA3.562.

UmdenkenfürmehrProduktinnovation

UminderProduktentwicklungInnovationenvorantreibenzukönnen,müssenProzesseneugedachtundjeder einzelne Entwicklungsschritt optimiert werden. Das erfordert intelligentereWerkzeuge, dieautomatisiert eingesetzt werden können. Denn vonsimulationsgetriebenem Design lässt sichnur profitieren, wenn dieSimulation so aktuellist wie der letzte Entwicklungsstand. n EFFIZIENTE

Calwer Straße 7 71034 Böblingen Information@altair.de https://www.altair.de/electronics

Viele Designmöglichkeiten mit Mini-LEDs aufflexiblen Folien

Fürmehr Designfreiheiten lassen sich Mini-LEDsauf eindünnes,flexibles und transparentesSubstrataufbringen.DiesoverbautenMini-LEDssindmitnahezu unsichtbarenMetallleitungenverbundenundlassensichinbeliebigenFormen undindividuellansteuerbarenSegmentenanordnen.MöglichsindsowohlStandard-Beleuchtungsfunktionen wie Bremslichter oder Blinker als auch fürkomplexe, kundenspezifische Formen und Animationseffekte. So umgesetzt, tritt das Licht aus den Oberflächen aus. ZumEinsatz kommt die vonAMS Osram entwickelteAliyosLED-auf-Folie-TechnikspeziellfürdeinEinsatzimFahrzeug FürdennächstenSchrittarbeitetAMSOsrammitdemUnternehmenLeonhard Kurzzusammen.DiesesistspezialisiertaufdieEntwicklungundProduktionvon Dünnschichttechniken, vorallembei derOberflächenveredelung

Hierzu wird Aliyosmit der In-Mold-Decoration (IMD) und Functional Foil Bonding (FFB)von Leonard Kurz kombiniert. In einem demSpritzguss nachgelagerten FFB Heißprägeprozess werden dieLED-Folienmittels Hitzeund Druck hinter verschiedenen Blenden integriert. In Kombination mit der OberflächendekorationmittelsIMDentstehteinebesondereDesignflexibilität:Licht kannausOberflächenaufunterschiedlicheWeisenaustreten,diezuvorundenkbar waren. Neue Möglichkeiteninder Automobilbeleuchtung entstehen.In KombinationmitFFBundIMDzeigtAliyosvierverschiedene,sehrdünneLichtpaneele mit besonderenOberflächendesigns und Lichteffekten. Mit 32 individuell adressierbaren rotenSegmenten proPanel erzeugensie Lichtmuster.Im ausgeschalteten Zustand ist die Lichtquelle unsichtbar.Mit der AliyosLED-aufFolie-TechnikkönnenSegmenteinbeliebigerFormfreiangeordnetwerdenund verbesserndenvisuellenEindruck.DieHelligkeitjedeseinzelnenSegmentslässt sich steuern. So können Fahrzeugdesigner und-hersteller dynamischeund interaktive Lichteffekteschaffen.

Ein Demonstrator zeigt die Vorteile der Aliyos-Technik in Kombination mit der Folientechnik vonLeonardKurz. Zu sehen sind sowohl dieTransparenz als auch die Flexibilität der Folien. Sind die Mini-LEDsausgeschaltet, ist die Folie nahezu unsichtbar.Außerdem können dieFolienauf gekrümmteOberflächen aufgebrachtwerden,wasdenAutomobilherstellernneueDesignmöglichkeiten eröffnet

„UnsereAliyos-Technik eröffnet neue Wege fürkreative Automobilbeleuchtungsdesignsund ermöglicht intelligente Lösungenfür unsereKunden. Damit bietenwir völlig neue Möglichkeiten zur Gestaltungvisuell faszinierender und funktionalüberlegenerBeleuchtungslösungen,umdieEmotionenvonNutzern anzusprechen.AußerdemsteigernwirdieEffizienzderBeleuchtungslösungund derflachenModule.DasspartMaterialundGewicht,unddieBauraumnutzung wirdimVergleich zu traditionellen Ansätzen optimiert“,sagt Dr.Stephan Hartmann,Vice PresidentAutomotive Exterior beiAMS Osram. (heh)

Flexible Folien: Der Demonstratorzeigtdie LED-auf-Folie-Technik.Zusehen ist die Transparenz oder die Möglichkeit aufgekrümmtenOberflächen

Bild: AMS

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AnwenderkongressSteckverbinder 26. -28. Mai 2025, Würzburg www.steckverbinderkongress.de

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EMS-Tag 22. Oktober 2025, Würzburg www.ems-tag.de

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SEMINARE

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OptimaleBatterieauswahl 27. November 2024, online akademie.vogel.de/132

Lithium-Batteriepacks:DesignundAnwendung 28. November 2024, online akademie.vogel.de/1171

Lithium-Batterien:TransportundZertifizierung 28. November 2024, online akademie.vogel.de/1173

LeistungselektronikundWechselrichter 29. November 2024, online akademie.vogel.de/1219

BEWEGUNGSSTEUERUNG

Motorsteuerungen fürdie vierte industrielle Revolution

Wie entwickeln sich Motorsteuerungs-Architekturen und ihreFunktionen weiter,umden AnforderungenvonIndustrie4.0zuentsprechen? Das Portfolio reicht voneinfachen, nurmit demNetz verbundenen Motoren bis hin zu komplexenmehrachsigen Servo-Antriebslösungen.

Fürdie Industrie ist eine agileFertigung mit rekonfigurierbarenProduktionslinien nötig,dageringeVolumina mithoher Produktvielfaltnotwendig werden.Komplexe, sich ständig wiederholende und häufiggefährliche Tätigkeiten können vonindustriellen und kollaborativen Robotern (Cobots)erledigtwerden. Dieser Wandel im Produktionsmuster hat zu einem gesteigerten Bedarf nach komplexerer kundenspezifischanpassbarer, autonomer undintelligenterAutomatisierungs-HardwareimHerzen der Motorsteuerungssysteme geführt. Systemewie FörderbänderundHandhabungsmaschinenmüssensmarter werden, mehr Bewegungsachsen besitzen sowie schnell undeinfachwiederneuzukonfigurierensein.

Drehzahlregelungen könnenZugriff aufMaschinendaten in Form vonSpannungen, Strömen, Position, Temperatur,Leistung und Energieverbrauch liefern, kombiniertmitexternenSensorenzurÜberwachungvonVibrationen undweiterenProzessvariablen. Miteinem konvergiertenIT/OT-Ethernet-NetzwerksindEinblickedurch denZugriff aufMotor-und Maschinendaten einfacher möglich undkönnen mit leistungsstarkem Cloud-ComputingundKünstlicherIntelligenzanalysiertwerden.Damitwerdendie Produktionsabläufe optimiertund der aktuelle„Gesundheitszustand“derGeräteindergesamten Produktionsanlageüberwacht.Diese Optimierungdes Fertigungsflusses reduziert zudem nochden EnergieverbrauchineinersmartenFertigung.

BeiBewegungssteuerungssystemenwerdengemischte Ethernet-Kommunikationsprotokolle allmählich von TSN-Systemen(Time-SensitiveNetwork)abgelöst.

ModerneProduktionsanlagenenthalteneineMischung auseinfacheren und komplexeren Motorsteuerungssystemen (Bild 1). In ihnen werden einfachemit dem Netz verbundeneWechselrichterimmermehrdurchvernetzte undmit integrierten Sensoren ausgestattetesynchronisierteSystemeersetzt.

Mitdem Stromnetzverbundener Motor: Diese grundlegendeBewegungssteuerungläuftmiteinerrelativ festen Drehzahl.Echte Applikationenmit einerfesten DrehzahlsindinderIndustrieabersehrbegrenzt.SiewerdenjedochweiterinSituationeneingesetzt,indenender Motorbetrieb nur periodisch erfolgt und dieKosten für einenregelbarenAntrieb nichtgerechtfertigtsind(z.B. periodischgenutzteLüfter,Pumpen,VentileundAktoren, dieallenureinengeringenLeistungsbedarfhaben)

UmrichtergespeisteMotoren: DasHinzufügen eines einfachenFrequenzumrichterszur Motorsteuerung erlaubteinesignifikanteVerminderungdes Energieverbrauchs, weil der Motor immer mit der optimalen Dreh-

Bild: ADI

Bild 1:

Die Vielfalt an Motorsteuerungen, die heuteinder modernen Automatisierung eingesetzt werden.

VERFASST VON DaraOSullivan

Applikationsingenieur Analog Devices

zahlfürdieangeschlosseneLastunddieAnwendungläuft Pumpen,Lüfter,GebläseundgrößereSteuerungssysteme wieArbeitsplattformensindtypischeApplikationen.

RegelbareAntriebe: FürBewegungssteuerungen mit höhererLeistungerlaubteinregelbarerAntriebdieakkurateSteuerung vonDrehmoment, Drehzahl und Position. Umdieszuerzielen,sindStrom-undPositionsmessungen dem Frequenzumrichter hinzugefügt. Förderbänder,Wickel-, Druck-und Extrusionsanlagen sind typische Beispiele,dieeinenregelbarenAntriebbenötigen.

Servo-Antriebe: SynchronisierteMehrachsen-ServoAntriebe werden in den meistenkomplexen Antriebsapplikationeneingesetzt. Werkzeugmaschinenund CNCMaschinen erfordern die Synchronisation mehrerer Achsen,miteinerextremgenauenRückmeldungderPosition. Präzisionsbearbeitungs-Maschinen und die additive Fertigung sind Schlüsselanwendungen fürMehrachsen-Servo-Antriebe.

IndustrielleRoboter/Cobots/MobileRoboter:Industrielle Roboter benötigenMehrachsen-Servo-Antriebe, kombiniertmitmechanischerIntegrationundfortschrittlichenMaschinensteuerungs-Algorithmen,umeinekomplexeräumliche 3-D-Positionierung zu erzielen. KollaborativeRoboter(Cobots),dieaufdenindustriellenRobotern aufbauen undzusätzlichLeistungs-und Kraftbegrenzungs- (PFL =Power andForce Limiting)sowie Sicherheitsfunktionen verwenden, erlauben es,dass ein Mitarbeiter sicher zusammen mitdem Roboter arbeiten kann. Mobile Roboter habenzusätzlichnocheineLokalisierungserkennung undKollisionsvermeidung.Die Anwendungen,die vonRobotersystemen ausgeführt werden, wachsen ständig,angefangen bei der traditionellen Automobil-Produktion über dieHandhabung, Palettierung, Pick-and-PlacebishinzuVerpackungundLogistik. (kr)

TITELSTORY

48-V-Versorgungsspannung

Die Nachfrage nach leistungseffizientenund zuverlässigenEnergieversorgungslösungen steigtkontinuierlich im Umfeldeiner sich ständig veränderndenTechnikwelt. Die 48-V-Versorgungsspannung ist einSpannungspegel, der in den letztenJahrenvielAufmerksamkeit erhalten hat. Obwohl eine Versorgungsspannung von48V auf den ersten Blick alsnicht innovativ erscheinenmag,bietet sie zahlreiche Vorteile und ist somit durchaus bedeutend. Die48-V-Versorgungsspannung ist inzwischenein wichtigerBestandteil in verschiedenen System-, Industrie-, Automobil- und Kommunikationsanwendungen. Der Beitrag untersuchtdie Vorteile einer 48-V-Versorgungsspannung anhand vonpraktischenBeispielen.

Bedeutung, Vorteile und Grundlagen fürAnwendungen

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit undKompatibilitätmit bestehender Infrastrukturgilt die 48-V-Versorgungsspannung in vielen Anwendungen alsunverzichtbar

Historisch gesehen, wurde in Stromverteilungssystemenüberwiegendstandardmäßige12-oder24-VSpannungspegelgenutzt.DiesteigendenAnforderungenmodernerGerätehinsichtlichgeringerLeistungsaufnahme habenzusammenmit demWunschnach energieeffizienteren Systemenund größererEnergieeinsparung den Einsatz höherer Versorgungsspannungen wie48Vvorangetrieben

EnergieeffizienteLösungen unterliegeninRechenzentren,woenormeSupercomputer-Performancegebündelt wird, einerhohen Nachfrage. Die48-V-Versorgungsspannung ist ein attraktiverKompromiss zwischen Leistungsübertragungseffizienzund Wandlungsverlusten.Eine höhere Spannung verringertdie Verluste beider Leistungsverteilung und senkt somitden gesamten Energieverbrauch.

Die48-V-VersorgungsspannungbietetauchVorteilefür dieAutomobilindustrie,insbesonderebeiElektrofahrzeugen(EVs).DerWunschnachleistungseffizienterenLösungenwächst, da in Elektrofahrzeugenimmermehrfortschrittliche Funktionen und elektrisch betriebeneSubsysteme integriert werden. Die 48-V-Architekturverbessert dieEnergierückgewinnung währenddes regenerativenBremsensund erleichtert die Integration vonHigh-Power-Komponentenwie elektrischeServolenkungundfortschrittlichenFahrerassistenzsystemen.

Vorteileeiner48-V-Versorgungsspannung

DieVorteilebeimEinsatz einer48-V-Versorgungsspannung reichen vonerhöhter Effizienzbis hinzumehr FlexibilitätbeiderEntwicklung.

1: EffizienteSpannungswandlung in einem System.

VERFASST

VON ChristianCruz StaffApplications Development Engineer

WichtigeVorteilesind:

ƒ GeringereI²R-Verluste: Widerstands- oder Kupferverluste(I²R-Verluste) in Leistungsverteilungssystemen können die Effizienz stark beeinträchtigen. Gegenüber Systemen mit niedrigeren Spannungen fließt bei der 48-V-Versorgungsspannung bei einer bestimmten Leistung weniger Strom. Dadurch werden die I²R-Verlustebei der Übertragung verringert, woraus eine höhereGesamteffizienz des Systems resultiert.

ƒ HöhereLeistungsdichte: Gegenüber Systemen mit niedrigeren Spannungen erlaubt die 48-V-Versorgungsspannung denEinsatz vonkleineren Leitern und Komponenten fürdie Übertragung der gleichen Leistung.Dies entspricht einer höheren Leistungsdichte,die kompaktereDesigns ermöglicht, insbesonderebei Anwendungen mit begrenztem Platzangebot.

ƒ VerbesserteSpannungsregelung: HöhereSpannungspegel ermöglichen naturgemäß eine bessere Spannungsregelung.Bei Anwendungen, die empfindlich auf Spannungsschwankungen reagieren, ist dies vonentscheidender Bedeutung.Umeinen zuverlässigen Betrieb aufrechtzuerhalten, verlangen Industrieautomatisierungs- und Kommunikationssysteme häufig konstanteund gut geregelteSpannungspegel.

ƒ Design-Flexibilität: Die48-V-Versorgungsspannung eröffnet zusätzliche Entwicklungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die Integration mehrerer Teilsysteme mit unterschiedlichen Spannungsbedarfen. Auch können Motoren, Sensoren und Kommu-

Bild

Bild 2: ADI-BBU-Modul und Referenzdesign im Quarter-Brick-Formfaktor

nikationsschnittstellen parallel im selben System bestehen.

KompatibilitätmiterneuerbarerEnergie

Die 48-V-Versorgungsspannung passt gutzur Ausgangsspannung vonSolarpanels in Systemen fürerneuerbare EnergienwieSolaranlagen.DieseInteroperabilitätvereinfachtdieEinbindungumweltfreundlicherEnergiequellen inbestehendeVersorgungssysteme.

GrundlagenderImplementierung

Bild 3: Galvanische Isolation zwischen 48 und12V in einem Mild-Hybrid-Elektrofahrzeug

Beider Implementierungeiner 48-V-Versorgungsspannung sind bestimmteAspekte zu berücksichtigen, um derenVorteilevollauszuschöpfen.ImFolgenden wird

dies aus der Perspektive vonAnwendungen auf Systemebene sowie in Industrie- und Kommunikationsapplikationenbetrachtet.

EffizienteSpannungswandlung

EineSpannungvon48Vwirdimmerbeliebter.Allerdings können nicht alle Geräteund Bauteile diese Spannung direkt verarbeiten. EffizienteSpannungswandlungsmethoden, beispielsweise DC/DC-Wandler,müssen die 48-VSpannung fürSubsysteme, diemit niedrigerenVersorgungsspannungenarbeiten,herabsetzen(Bild1).

Wärmemanagement

DurchhöhereSpannungspegel in derBatterie-BackupEinheit(BBU) in Bild 2und im Quarter-Brick-ReferenzdesignkannmehrVerlustwärmeentstehen.Wärmemanagementkonzeptemit Kühlkörpern oder Lüftern sowie ÜberlegungenzumthermischenDesignsindentscheidendfür dieLanglebigkeitundZuverlässigkeitvon48-V-Bauteilen.

Sicherheitsmaßnahmen

InelektrischenSystemenistdieSicherheitextremwichtig Auch wenn 48 Vnicht sehr hoch sind,erfordern sie angemessene Sicherheitsvorkehrungenwie Schaltkreisschutz, Isolationsbarrieren und Erdung,ummit StromausfällenverbundeneRisikenzuverhindern.EinBeispiel füreine Isolationsbarriereist die in Bild 3gezeigtegalvanische Trennung zwischen48- und 12-V-Systemanwendungen. Der ADM2561E kommt in den Batterie-BackupModulenmitModbus-ProtokollzumEinsatzundsorgtfür eine isolierteKommunikation zwischen denBBU-ModulenunddemBBU-Shelf

Kommunikationsprotokolle

InmodernenIndustrie-undKommunikationsanwendungenspieltInteroperabilitäteinezentraleRolle.DieImplementierungstandardisierterKommunikationsprotokolle gewährleistet einen reibungslosen Datenaustausch zwischen Subsystemen, die mit48V betrieben werden, und erhöht so dieEffizienzdes Gesamtsystems. DasOpenCompute-Projekt(OCP)treibtdieEinführungneuerArchitekturenfürRechenzentrenvoran.DieOrganisationstellt einkomplettesArchitekturdesign fürLeistungsgleichrichter,BBU,Netzwerk,SpeicherundServerdes48-V-SystemszurVerfügung(Bild4).

ÜberwachungundSteuerung

FüreineoptimaleSystemleistungsfähigkeitmüssenSpannungspegel,StromflussundTemperaturkonstantundin Echtzeitüberwachtwerden.IntelligenteSteuerungssystemeermöglichen ein proaktivesManagement dieser Parameter.Indem Echtzeit-Anpassungen nahtlos koordiniert werden,könnendieseSystemenichtnurFehlerantizipieren, sondern auch den Wegfreimachenfür eine präventiveDiagnose.DieshebtdieEffizienzundZuverlässigkeit desSystemsaufeinbishernichtgekanntesNiveau.

PraktischeAnwendungen

Die48-V-Versorgungsspannung befindet sich in einer Vielzahl vonBranchen und Technologien im Einsatz. Die

folgenden Beispieleaus der Praxis sollen ihre Bedeutung aufzeigen:

Telekommunikations-Stromversorgungen

FürTelekommunikationsnetzeals Eckpfeiler der modernenGesellschaftist eine konsistenteund zuverlässige Stromversorgung unabdingbar.Die 48-V-Architektur erweist sich als wichtige Voraussetzung fürZuverlässigkeit und Effizienz in diesem Bereich und verändert dieLandschaftderStromversorgungssystemefürdieTelekommunikation (Bild5). DieseSysteme,die fürdie weltweite Kommunikationzuständigsind,erforderneineStromversorgungsinfrastruktur,dieregionalenSchwankungenund unerwartetenAusfällenstandhält.

Dieeigentliche Genialität der48-V-Architekturliegt jedoch in ihrer Fähigkeit,geografische Grenzen zu überwinden.Die 48-V-Architektur bleibt auch in entlegenen oder in vonKatastrophen heimgesuchten Gebieten mit nicht oder nur unzureichend vorhandenerStromversorgungsinfrastruktur vorteilhaft. Siewirdzum RettungsankerfürKommunikationsdienste,dasieauchangesichts schwieriger Situationen eine zuverlässige Stromversorgungbietet.DieeigentlicheLanglebigkeitderArchitektur sorgtdafür,dassvonderAußenweltabgeschnitteneMenscheninNotfällenerreichbar bleiben unddie Entwicklung des ländlichenRaumes durch eine bessereAnbindunggefördertwird.

E-AntriebederIndustrieautomatisierung

Präzision und Effizienz spielen in der IndustrieautomatisierungeineentscheidendeRolle.Indieserdynamischen Landschaft glänzt die 48-V-Stromversorgung besonders und versorgt eine breitePalettekritischer Komponenten, vonElektromotoren und Förderbändern bis hinzuRoboterarmen.

Der48-V-SpannungspegelschafftdieVoraussetzungfür eine höhereLeistungsdichteundeine optimierteSteuerung,koordiniertfehlerfreie Abläufeund reduziertzugleich die Energieverluste. Dies alles treibt die Industrie-

Open-Rack-V3-Architektur gemäßder Open ComputeProject Organisation.

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Bild 5: 48-V-Stromverteilungssystem fürdie Telekommunikation. Bild: Ana log

narioist dieKompatibilitätder 48-V-Versorgungsspannung mit der Leerlaufspannung vonPhotovoltaikmodulenvon entscheidender Bedeutung, um dieLücke zwischen der vonden PV-Modulen gelieferten Energie und denAnforderungen derverschiedenen Anwendungen effizientzuschließen.

Die48-V-Versorgungsspannung istoptimal aufden Spannungsbereich derPV-Module abgestimmt undermöglichteineeffizienteEnergiewandlungund-verteilung Die Kompatibilitätmacht die Wandlung vonhohen Spannungen, die eineder Hauptursachen fürEnergieverluste, Ineffizienzenund höhere Kosten sind,überflüssig. Die 48-V-Architektur optimiert die Energiegewinnung durch die präzise Anpassung an die PV-Ausgänge, so dass die vonder Sonne erzeugteEnergie mit minimalem Verlust direktindasSystemgelangt.

Darüber hinaus unterstreicht die Anpassung der 48-VVersorgungsspannung andie Solarerträge die Kosteneffizienzvon hybriden Stromversorgungssystemen.Die vereinfachteSpannungswandlungmacht anspruchsvolle undkostspieligeKomponenten überflüssigund senkt somit die Installations- und Wartungskosten. Die Kostenreduzierungverändert dieSituation vonnicht an das Stromnetzangeschlossene Gemeindenund Unternehmen erheblich und macht erneuerbareEnergien sowohl zugänglichalsauchwirtschaftlichrealisierbar

Elektrofahrzeuge

automatisierung auf ein bislang noch nie da gewesenes Leistungsniveau.

HybrideStromversorgungssysteme

HybrideStromversorgungssysteme ermöglichenim ländlichenRaumsowieinnetzfernenGebieten,indenen derAnschluss an das herkömmliche Stromversorgungsnetz schwierigist,die Bereitstellung vonelektrischer Energie.

Diese hochmodernen Systeme kombinieren erneuerbare Energiequellen, vorallemSonnenkollektoren, mit modernenEnergiespeichernundbieteneinezuverlässige undnachhaltigeStromversorgungslösung.IndiesemSze-

Bild 6:

Ein 48-V-Mild-Hybrid-Elektrofahrzeug

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Bild: Ana log

Der Einsatz des in Bild 6gezeigten 48-V-Designs in ElektrofahrzeugenisteinstrategischerSchrittmitzahlreichen Vorteilen. Dieses Spannungsparadigmaist entscheidend fürdie Optimierungder Energieverteilunginden SubsystemendesFahrzeugs.

Abgesehen vonihrer Rolle bei der Energieverteilung eröffnetdie48-V-ArchitekturdenZugangzueinerganzen Reihe neuartiger Funktionen,wie beispielsweise regenerativesBremsenmitRückgewinnungvonEnergie.

Ferner schafft die 48-V-Architekturdie Voraussetzung vonzahlreichen Hilfssystemen, die fürden Reisekomfort und das Reisevergnügen der Insassen unerlässlich sind, darunterfortschrittlicheHLK-Systeme(Heizung,Lüftung undKlimaanlage)undhochmoderneMultimedia-Geräte.

Die 48-V-Architektur bildet die Basis fürein umfassendes Konzept bei der Entwicklung vonElektrofahrzeugen, welches nicht nurdie Energiebilanzoptimiert, sondern auch das Fahrerlebnis insgesamt verbessert und fürbesondereAnnehmlichkeitenimFahrzeuginnenraumsorgt. Eine 48-V-Versorgungsspannung in Systemanwendungen hat mehrereVorteile. Allerdings ist wichtig,auch derenmöglichenNachteilezukennen.

ZuberücksichtigendeNachteile:

ƒ KomponentenkompatibilitätundVerfügbarkeit:

Der Umstieg auf eine Versorgungsspannung von48 Verfordert eine sorgfältige Bewertung der vorhandenen Systemkomponenten. So müssen eventuell bestimmteBauteile ersetztoder angepasst werden. Ein mögliches Problem istzum Beispiel, dass Bauteile, die mit der angegebenenNennspannung kompatibel sind, eventuell nicht in ausreichender Stückzahl verfügbar sind. Dadurch könnten höhereBeschaffungspreise sowiemöglicherweise Verzögerungen bei der reibungslosen Integration des Systems entstehen. Dies unterstreicht dieBedeutung einer strategischen Planung vonBeschaffung vonLösungen (Bild 7).

ƒ Design-Komplexität: Die Einführung einer 48-VVersorgungsspannung erhöht häufig die Komplexität des Designs. Bei der Implementierung ist es typischerweiseerforderlich, sich mit komplexen Design-Fragen zu befassen. So zumBeispielmit präziser Spannungsregelung,sorgfältig überlegter Wärmemanagementstrategien und robusten Sicherheitsstandards. Die höhereKomplexität kann die Entwicklungszeit verlängern und hochqualifizierte Mitarbeiter mit tiefgreifenden technischen Kenntnissen erfordern. Gut vorbereiteteund qualifizierte Designteams sind daher unabdingbar

ƒ HöherespannungsbedingteRisiken: 48 Vsind zwar nicht besonders hoch, aber dennoch einmögliches Sicherheitsproblem.Vor allem, wenn grundlegende Sicherheitsvorkehrungen nichtangemessen getroffen werden. Einhöherer Spannungspegel kann das Risikoeines elektrischen Schlags und anderer Gefahren erhöhen und erfordert deshalb strenge Sicherheitsvorkehrungen.

ƒ ErhöhteWandlungsverluste: ZusätzlicheWandlungsstufen, die erforderlich sind, um Bauteile mit niedrigeren Spannungspegeln zu versorgen– beispielsweise Sensoren oder Low-Power-Bauteile –können die EnergieverlusteinSystemenerhöhen. Dadurch wirdein Teil der Verbesserungender Energieeffizienz,die durch eine 48-V-Versorgungsspannung möglich sind, zunichtegemacht.

ƒ BegrenzteAkzeptanzinbestehendenSystemen: Bei bisherigen Systemen fürniedrigereSpannungen muss dieUmstellung auf eine 48-V-Versorgungsspannung realistisch betrachtet werden. Der Umstieg auf48V könnteNachteile mit sich bringen, welche die höhere Versorgungsspannung unpraktisch und finanziell prohibitivmachen.Die Umstellung bestehender Infrastrukturen auf den48-V-Standardkann eine komplexeund zeitaufwändige Aufgabe sein, die erhebliche Anpassungen und eine strategische Planung erfordert, um Kompatibilität und optimale Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Größen-undPlatzbeschränkungen

48 Vermöglichen zwar eine höhereLeistungsdichteaufgrundgeringererStromstärken,sindaberfürAnwendungenmit Größen- und Platzbeschränkungen möglicherweisenichtgeeignet.ZusätzlicheIsolierungsmaßnahmen und Sicherheitsvorkehrungen können größere Bauteile erforderlichmachen.

ErhöhteelektromagnetischeStörungen

HöhereSpannungspegelsindeinerheblichesProblemim HinblickaufelektromagnetischeStörungen(EMI),dieden reibungslosen Betrieb empfindlicher Bauteile undkomplexer Kommunikationsnetzebeeinträchtigen können Dahersindzusätzliche Abschirmungenund wirkungsvolle Filtertechniken erforderlich, um die negativenAuswirkungen elektromagnetischer Störungen wirksam zu unterdrückenunddiekontinuierlicheLeistungsfähigkeit wichtigerSystemesicherzustellen.

HerausforderungenbeiderSkalierung

Eine Versorgungsspannung von48Vist fürviele Anwendungen einevernünftige Wahl.Dies giltjedochnicht in

De vic es

Bild: Ana log

Bild 7:

Herabsetzung der Kapazitätvon Elektrolytkondensatoren aufgrund vonAustrocknungdes Elektrolyten.

allenFällen.MancheAnwendungen,insbesonderesolche mit höherem Leistungsbedarf,können alternativeSpannungsdesigns erforderlich machen, um spezifische Anforderungenzuerfüllen.

Kostenüberlegungen

Der Umstieg auf eine 48-V-Versorgungsspannung erfordert eine sorgfältigeAbwägungder Vorlaufkosten, beispielsweise fürden Austausch vonBauteilen, die Koordinierungder Systementwicklungund dieImplementierungwichtigerSicherheitsmaßnahmen.

Die anfänglichen Ausgabenkönnen sich spürbar auf das Gesamtbudget des Projekts auswirken und je nach Anwendungund Branchesteigen.Die sinnvolle Zuweisung vonRessourcen angesichtsder potentiellen Kosten istentscheidendfür diereibungsloseIntegration und letztendlichfürdenErfolgdesVorhabens.

Schlussbemerkung

Die48-V-VersorgungsspannunghatsichinAnwendungen aufSystemebene sowohl in der Industrie, als auch in der Kommunikation voneiner Nischenoption zu einemwesentlichenEckpfeilerentwickelt.DieBedeutungvon48V unddiedamitverbundenenVorteilewiehöhereEffizienz und LeistungsdichtesowieDesignflexibilität wirddurch diewachsendeNachfragenachenergieeffizientenLösungenunterstrichen.

Füreineerfolgreiche Implementierung sind eine effektive Energiewandlung, einwirkungsvollesWärmemanagement, robusteSicherheitsvorkehrungen, standardisierteKommunikationsprotokolle sowie ausgeklügelte Überwachungs-undSteuerungssystemeerforderlich.

Währendsichdas Technikumfeldweiterentwickelt, bleibtdie48-V-Versorgungsspannungeinentscheidender WegbereiterfürInnovationeninverschiedenenBranchen undbieteteinevonEffizienzundZuverlässigkeitgeprägte Zukunft.

FernersolltenEntwickleroderApplikationsingenieure diejeweilsbedeutenden Vorteile der 48-V-VersorgungsspannunginSystemanwendungenprüfenundsichderen möglichenNachteilebewusstsein.FüreinefundierteEntscheidung überdie Nutzung des48-V-Spannungspegels in einer bestimmtenAnwendung sind die Kompatibilität derBauteile,dieKomplexitätdesDesigns,Sicherheitsvorkehrungen,EnergiewandlungsverlusteunddiedamitverbundenenKostenzuberücksichtigen. (tk)

INTELLIGENTE NOTSTROMVERSORGUNG

24-VDC-USV-Lösungfür hundert StundenLangzeit-Backup

Bickerhat eine 24-VDC-USV-Lösung fürdie Langzeitüberbrückung vorgestellt. Die Notstromversorgungauf Basis sicherer und langlebiger LiFePO4-Akkus bietet Backup-Zeiten vonbis zu 100 Stunden.

DieDC-USV-LösungbestehtausderintelligentenLade- und Steuereinheit UPSI-2406Dund dem Batteriepack BP-LFP-13250S.Sie eignet sich u. a. ideal zum Schutz vonEmbedded-Industrie-PCs, Steuerungen, Antrieben. BeiStromausfall, Spannungseinbruchoder Flicker lassen sich somit effektivSystemausfälle und Datenverlusteinsicherheitsrelevanten Applikationen vermeiden.Zusätzlichbietetdie neue USV-ManagementSoftwareUPScom mit Cross-Plattform-Technologie und intuitiver Benutzeroberflächeumfangreiche Funktionen fürMonitoring,ParametrisierungundMessenger-Dienste.

Langzeitüberbrückungbiszu100Stunden

Derleistungsstarke LiFePO4-Batteriepack BP-LFP-13250S mit320 Wh ermöglicht Backup-Zeitenvon biszu100 Stunden,zum Beispiel fürSensorapplikationen oderNotbeleuchtungssysteme. Die Lithium-Eisenphosphat-Bat-

terietechnologie (LiFePO4)überzeugt mitbis zu 6.000 Lade- und Entladezyklen und einem erweiterten Temperaturbereich von–20 bis 55 °C. Das in den Batteriepack integrierteHochleistungs-Batterie-Management-System (BMS)zur Optimierung vonLebensdauer und Sicherheit überwacht und steuert den kompletten Lade- und Entladevorgang jeder Batteriezelle des Energiespeichers. Das integrierteCell-Balancing sorgt hierbei füreine ausgewogene und gleichmäßige Ladung aller Zellen,sodass die volleKapazitätdesLiFePO4-Batteriepacksdauerhaftnutzbarbleibt. Der BP-LFP-13250S verfügtüber einTransportZertifikatUN38.3.

IntelligenteLade-undSteuereinheit

Die intelligenteLade- undSteuereinheit UPSI-2406Dim robusten Aluminiumgehäuse fürdie DIN-Rail-Montage istüberzweiLeitungenmitdemBatteriepackverbunden.

Bild 1:

24-V-USV-Lösung für Langzeit-Backup

–UPSI-2406D und Batteriepack BP-LFP13250S

2: Schema 24-V-USV-Lösung mit SoftwareUPScom –UPSI-2406D und Batteriepack BP-LFP-13250S.

Neben der Energieübertragungsleitung (BAT PWR) werdenaufderDatenleitung(BATDATA)viaI²C-Schnittstelle allerelevantenBetriebsdatendesEnergiespeicherskontinuierlichüberwacht undgesteuert.Bei SpannungseinbrüchenoderStromausfalltrennteinMOSFETinnerhalb weniger Mikrosekunden den Eingang ab unddie angeschlossene Last wirdunterbrechungsfreiaus dem Energiespeicherherausversorgt. ImBackup-Betriebstellt die UPSI-2406D eine konstant geregelte DC-Ausgangsspannung zur Verfügung.Die PowerSharing-Funktion sorgt dafür,dass die Eingangsleistung konstant gehalten und entsprechend angepasst auf Last und Batterie-Laderverteiltwird.BeigeringerLastamAusgangfließtmehrEnergie in den Lader und umgekehrt. Die Mindestlast-Erkennung überwacht im Backup-Betrieb die ausdem EnergiespeicherzuversorgendeAusgangslastund trennt automatischden Energiespeichervon derLade- und Steuereinheit,wenndieLastamAusgangeinenbestimmtenGrenzwert unterschreitet. Dies verhindert, dass der Energiespeicher unnötigentleert wird. Darüber hinaus verfügtdieUPSI-2406DübereineUSB-undRS232-Schnittstelle fürdie Datenkommunikation sowie einenRelaiskontakt.

USV-Management-SoftwareUPScom

DiekomplettneuentwickelteUSV-Management-Software UPScom stehtkostenlos zumDownloadfür Microsoft Windows und Linux bereit. Die Software ermöglichtwährendeinesStromausfallsdaskontrollierteHerunterfahren undAusschalten derangeschlossenenGeräte. ZurEinstellungundVorprogrammierungallerParameterdesDCUSV-SystemssowiedemEchtzeit-MonitoringmitLadezustandsanzeigewirddasresponsiveWEB-UIineinemWebBrowseraufgerufen. Zu deneinstellbaren Parametern zählen u. a. Load-Sensor(mA), Shutdown-Verzögerung, maximaleBackup-Zeit,MindestladekapazitätvorSystemstart, Benachrichtigungen per E-Mail. Die USV-Management-SoftwareUPScomnutzt dieneueWebAssembly-

Bild

Bild 3:

Backup-Zeiten für UPSI-2406D und Batteriepack BP-LFP13250S (Messung bei 25 °C).

(WASM) Architektur,die in den meisten aktuellen WebBrowsern lauffähig ist. UPScom ist aufx86-kompatiblen SystemenundauchaufdenmeistenARM-64-basierenden Systemen unter Microsoft Windows und verschiedenen Linux-Distributionenlauffähig

SichereShutdownundReboot-Funktion

Bei einem Power-Fail signalisiert die USV überdas integrierteUSB- oder RS232-Interface den Ausfall der Versorgungsspannung,sodass ein kontrollierter Shutdown des Computersystems eingeleitet und wertvolle Daten gesichertwerden.AuchkannvorHerunterfahrendesSystems einSkript (Batch) ausgeführt werden, um eigene applikationsrelevante Prozesse zu verarbeiten. Dieintegrierte Reboot-FunktionderDC-USVleitetnachwiederkehrender VersorgungsspannungselbstständigdenNeustartdesversorgten IPC ein, ohne dass eine aufwendigeVorort-Intervention eines Servicemitarbeiters notwendig wäre,z.B bei vollkommen autarken Computersystemen an unzugänglichenStandorten.

E-Mail-Messenger-Dienst

DieSoftwareUPScomkannbeiverschiedenenEreignissen, z.B.VerbindungsverlustzurUSV,HerunterfahrendesSystems oder Power-Fail,entsprechende Event-E-Mails versenden.Diese Präventivmaßnahmenkönnen Ausfallzeitenverringernodergänzlichverhindern.

AlleProduktvorteileaufeinenBlick

ƒ DC-USV-Lösung fürLangzeit-Backup bis 100 h,

ƒ leistungsstarke24-V-Notstromversorgung,

ƒ LiFePO4-Batterietechnologie–sicher& langlebig,

ƒ bis zu 6.000 Lade-und Entladezyklen,

ƒ BMS-Schutz-und Steuerfunktionen,

ƒ Batterie-Startfunktion,

ƒ intelligenteEingangsstromerkennung,

ƒ USB- und RS232-Schnittstelle und Relaiskontakt,

ƒ USV-Management-SoftwareUPScom inklusive,

ƒ Reboot-Funktion fürIPC-Systeme,

ƒ erweiterter Temperaturbereich–20 bis 55 °C,

ƒ UN-38.3-Transport-Zertifikat. (tk)

Bild:

Bick er

Dezentrale Netzwerk-E/A-Modulefür einebreitePalette von Überwachungs-und Steuerungsaufgaben. Signalkonditionierer Signaltransmitter, Signaltrenner, 4- 20 mA-Signalsplitter, Grenzwertalarme undBerechnungsmodule FürSpannung, Strom, Thermoelemente, RTDs,Frequenz, Thermistoren,Wägezellen, Potentiometer, diskrete Sensoren

Dezentral kommunizierenund steuern.

AutorisierterDistributor

• Signal-Anpassungs -Ausgabe vonStandardSignalen, DC-Spannung/Strom,Relais, Frequenz, Pulsbreitenmodulation.

• Remote-I/O zumvernetztenErfassenund Wandeln vonFeld-/Sensor-Signalen.

• Übertragungper Ethernet-Remote-I/O über Ethernet/IP, Modbus TCP/IP,ModbusUDP/

ELEKTROFAHRZEUGE

Besseres Batteriemanagement mitdrahtlosemDatentransfer

Bild 1: Aufbau eines typischen leitungsgebundenen Batteriemanagement-Systems (BMS).

Bild 2: Acht Funk-Komponenten werden über dieses drahtlose BMS miteinander verbunden.

Batteriemanagement-Systeme(BMS) sind einwesentlicherBestandteilvonElektrofahrzeugen(EVs). Sieberuhendarauf,dasssämtlicheZellendesAkkusatzes ihre Temperatur-, Spannungs- undStromdaten überwachen und weitergeben. Letzteres kann per CAN (Controller Area Network), mithilfe einerdifferenziellen Daisy-Chain-Kommunikationodermiteinerproprietären Lösung erfolgen. Das in Bild 1gezeigteBMS besteht aus einemMikrocontroller,einerIsolationsbarrierezwischen Nieder-und Hochspannungsteilund Batterieüberwachungs-Modulen.Die Informationenaus denBatteriezellenwerdenperLeitungübertragen.

fallbeschädigt, muss der gesamte Akkusatz ersetzt werden. Diese und weitereProbleme haben AutomobilherstellerundAnbietervonBMS-Lösungenveranlasst,nach Möglichkeiten füreine drahtlose Übertragung der Zelldatenzusuchen.

Bei der drahtlosen Übertragung der Daten aus den Batteriezellen direkt an den Mikrocontroller des BMS sind AbstricheinpunktoLeistungsfähigkeitgegenüber der leitungsgebundenen Übertragungnichtakzeptabel. Ein kritischer Leistungsparameter eines drahtlosen BMS ist die Verfügbarkeit des 2,4-GHz-Funknetzes. Diese muss unbedingtgegebensein,damitdasBMSnachdemStarten eines EV in Echtzeit in Funktion treten kann. An diesem PunktkommtdieZuverlässigkeitundLeistungsfähigkeit des proprietären Funkprotokolls vonTexas Instruments ins Spiel. Der Grundgedankedahinter ist, dass das Netzwerk alle beteiligten Komponenten so miteinander verbindet,dassderFahrtdesEVnichtsimWegesteht.

Die Verfügbarkeit eines drahtlosen BMS wirddaran gemessen,inwelchemUmfangdieDatenausdendrahtlosen Konnektivitäts-BauteilenunddemHaupt-Funkknotenzu einembestimmtenZeitpunktverfügbarsind.Andersausgedrückt,gehteshierumdenProzentsatzderZeit,inder dasdrahtloseBMS-NetzwerkDatenerfasstoderdieBatterieüberwachungs-Bauteile steuert. Bild 2verdeutlicht diesesKonzept.

Das Netzwerk besteht aus einem Haupt-Controller,der mit dem Mikrocontroller des Akkusatzes verbunden ist, und acht Funk-Komponenten. Das Evaluierungsmodul zumSimpleLink-2,4-GHz-Wireless-Mikrocontroller CC2662R-Q1umfasstdenFunk-TeildesHauptknotensund die Funk-Komponenten. Jede Funk-Komponente ist mit einemBatterie-Monitorund-Balancer(indiesemFallvom TypBQ79616-Q1) verbunden, der die Spannungund die TemperaturderBatteriezellenimBMSmisstundüberden Haupt-ControllerdenLade-undGesundheitszustandder ZellenandenMikrocontrollerdesBMSmeldet.

Die Datenübertragung muss schnell undpräzise erfolgen, damit keine Fehlfunktionen oder potenziell gefährlicheSituationen drohen.Das Wireless-BMS-Protokoll kommtbeieinemNetzwerkmit10KnotenaufeinePaketfehlerratevon 10-7 oderbesser.D.h., die Daten eines Knotens sind bei einer Betriebszeit vonüber 52.000 Stunden 100msnichtverfügbar,waseinerVerfügbarkeitvonüber 99,999 %entspricht. Ausder Unabhängigkeit dereinzelnenFunk-Komponentenergibtsichüberdies, dass die Verfügbarkeitdes gesamten BMS-Netzwerksebenfalls größerals99,999%ist.

Nach Unterlagen von TexasInstruments.

Die Verbindungen zu den einzelnen Zellen sowie die IsolierungsindbeileitungsgebundenenLösungenschwierig und kostspielig.Werden die Leitungenbei einem Un-

DadurchisteindrahtlosenBMSinanspruchsvollenBatteriegehäusen mitbeengten Platzverhältnissensowie erheblicherDämpfungund Signalreflexionen nutzbar.Damithaben Fahrzeugentwickler dieMöglichkeit,auf schwere,teureund wartungsanfällige Verkabelungen zu verzichtenunddieZuverlässigkeitundEffizienzvonElektrofahrzeugenzuverbessern. (kr)

Elektronische Systeme im Transport-und Verkehrssektor sind härtesten Umweltbedingungen ausgesetzt. Kälteund Hitze dürfen ihnen ebenso wenig etwas anhaben wiemechanischeBelastungen,Vibrationen oder Sonderanforderungen wie Paralleloder Redundanzbetrieb.Diese AnforderungengeltenauchfürStromversorgungen.Für optimale Lösungen sind daher maßgeschneidertn PowerSupplies nötig

Aufder Suche nach der optimalen StromversorgungfürSystemeinSchienenfahrzeugen, Lastkraftwagen und zugehöriger Infrastruktur sind Entwicklergut beraten, nicht einfach einProdukt vonder Stangezukaufen. Die Erfahrung zeigt, dass nur maßgeschneiderteStromversorgungen dieQualitäts- und Langlebigkeitsanforderungen erfüllen.HoheZuverlässigkeitundeinelange Produktverfügbarkeit stehen dabei auf der Listeder Abnehmer ganz oben. Als Spezialist fürStromversorgungen bautinpotron solche Subysteme passgenaunach denAnforderungen der Kunden. Über dieEinhal-

tungvonNormenund Zulassungen der individuell designten Stromversorgungen wachtbei inpotron ein eigenes Team von Spezialisten.

Beispielhaft umgesetzt sind solche spezifischen Anforderungen fürTransportanwendungen in dem DC/DC-Wandler PSU1052-11. DieserWandler zeichnet sich durch einenultraweitenEingangsspannungsbereich von8,4 bis 60VundeinenprimärseitigenVerpolschutz aus.ÜberdengesamtenTemperaturbereich von–30 bis 70 °C liefert das Geräteine konstanteAusgangsleistung von60W– ohne jegliches Derating,und alles bei einem ausgezeichnetenWirkungsgradvon94Prozent. DieHauptspannungvon 12 Vist über ein

Digitalsignal abschaltbar,während eine Standby-Spannung vonebenfalls 12 Vkontinuierlich zur Verfügung steht. Die spezielle mechanische Ausführung des Wandlers istdem Kundengehäuseangepasst,sodass eine optimale Kontaktierung gewährleistet ist.

www.inpotron.com

• Leistungsstarke AI-Verarbeitungs- und Computer-Vision-Plattformfür langlebige IoT-Lösungen

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• VerbesserteAI-Verarbeitung,Energieeffizienzund Unterstützungfür mehrereSDKsund Tools

Bild: inpotr on

AC/DC-NETZTEILE

Mit digitaler Steuerung über den PMBus

TTIEuropeunterstütztdieEntwicklungvonLadestationenfürmobileIndustrieund Serviceroboter mit AC/DC-Netzteilen mitEinzelausgang der Artesyn-LCMSerie vonAdvanced Energy.Diese robusten und zuverlässigen Gerätesind für das schnelle und effizienteAufladen der Batterienvon fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGV)und Autonomen MobilenRobotern (AMR)anLadeanlagen ausgelegt.

„Batteriebetriebene fahrerlose Transportfahrzeuge und autonome mobile RoboterhabeninderIntralogistikeinLadegerät-zu-Fahrzeug-Verhältnisvonetwa 1:3, und in diesen Ladestationen befindet sich ein AC/DC-Netzteil, wie das der LCM-Serie“, so MarkusLorenz, Director,Industry Marketing,Industrial EMEA bei TTI, Inc. „Diese hocheffizienten Geräteversorgen den Laderegler mit einer konstantenAusgangsspannungfürdasAufladenderBatterie,diesichentweder in der Ladeanlage selbstoder in dem mobilen Roboter befinden kann. Wenn kein Laderegler vorhanden istund das Netzteildie Batterie direkt laden soll, muss die Batteriespannung überwacht werden.“

Die LCM-Serie umfasst fünf Varianten zwischen 300 und 3.000 WSie bieten beiVolllast einen Wirkungsgrad vonbis zu 93 Prozent, wodurch die Betriebskosten gesenktund die thermische Leistung verbessert wird. Viele Modelle dieser Serie erfordern keine Leistungsdrosselung bei niedriger Eingangsspannung.DieFront-End-NetzteilemiteinemAusgangeignensichfürBetriebsspannungen zwischen 90 und 264 VAC fürden internationalen Einsatz und bieten einen Weitbereichseingang von85bis 264 VAC bei den Serien LCM300 und LCM600

DieLCM-SerieistmitAusgangsspannungenvon12,15,24,36und48Verhältlich–dieLCM1500-Serieumfassteinzusätzliches28-V-Gerät,dieSerieLCM3000 ein18-V-undein72-V-Gerät.AlleAusgangsspannungensindaufeinenProzentsatz ihres Nennwerts einstellbar,sodass eine beliebige Ausgangsspannung zwischen 9,6 Vund 57,6 Vzur Verfügung gestellt werden kann, um nicht standardmäßige Netzspannungen zu berücksichtigen. Darüber hinaus ermöglicht Current Sharing die Parallelschaltung mehrererNetzteile fürAnwendungen mit höherem Leistungsbedarf

Dank digitaler Steuerung über die PMBus-Schnittstelle und die grafische Benutzeroberfläche(GUI)kanndieLCM-SerieandiejeweiligenAnforderungender Ladeanlageangepasstwerden.DieimplementierteBlindleistungskompensation bietet je nach Modell einen typischenLeistungsfaktor von0,95, 0,98 oder 0,99. EinOR-ing-FET schütztbei Ausfall einer Ausgangsstromversorgung,wenn GerätederLCM-Serieparallelgeschaltetsind.DieGerätesindaußerdemstandardmäßigmitÜberlast-,Überspannungs-undÜbertemperaturschutzausgestattet. „Smart Speed“-Lüfter passen die Lüfterdrehzahlanden Kühlbedarf des NetzteilsunddenLaststroman.DieseArtderLüftersteuerungspartnichtnurStrom, sondernverlängert durchgeringeren Verschleiß der Lüfter auch dieLebensdauerdes Geräts. Außerdem sorgen diese Lüftersteuerungen füreinen sehr niedrigen Geräuschpegel und bieten gleichzeitig eineigenständiges Thermomanagement. www.ttieurope.com

PWM-CONTROLLER-ICS

FürIndustriestromversorgungen

Rohm hat externe FET-Controller-ICs mit PWM-Stromregelung entwickelt, die fürdieAC/DC-StromversorgunginverschiedenenindustriellenAnwendungen optimiert sind. Die Massenproduktion wurde bereits fürvier Varianten zur Ansteuerung einer breiten Palettevon Leistungshalbleitern gestartet: BD28C55FJLB fürNiederspannungs-MOSFETs, BD28C54FJ-LB fürMittel- bis Hochspannungs-MOSFETs, BD28C57LFJ-LB fürIGBTsund BD28C57HFJ-LB fürSiC-MOSFETs.

ObwohlsichdieweltweiteHalbleiterknappheitzuentspannenbeginnt,bleibt das Angebot an Halbleiterbauelementen fürStromversorgungen in industriellen Anwendungen weiter hinter der Nachfrage zurück. Diesgilt insbesondere fürPWM-Controller-ICs, bei denen die begrenzteAnzahlvon Herstellern zu chronischen Lieferengpässen und damit zu zahlreichenAnfragenfür Produktentwicklungen führte.

Rohm hat daher PWM-Controller-ICs entwickelt,die den strengen Gehäuseund Leistungsanforderungen des Industriemarktes gerechtwerden. Je nach Eingangs-Wechselspannungsbereich der Anwendung wirdeineVielzahlvon Halbleitern fürdie Stromversorgungsschaltung verwendet. Jeder dieser Halbleiter erfordert unterschiedliche Unterspannungsabschaltungen, um ein thermisches Durchgehen bei einem Abfallder Versorgungs-/Gate-Spannung zu verhindern. ZurLösung dieses ProblemsbietetROHM nun vier Varianten mit unterschiedlichen Unterspannungsabschaltstufenan.

Die neuen Produktezeichnen sich durch einen Eingangsspannungsbereich von6,9 bis 28,0 V, einen Schaltungsstrom vonbis zu2,0 mA, einenmaximalen Einschaltstromvon75µAundeinmaximalesTastverhältnisvon50Prozentaus Sie werden im Standardgehäuse SOP-J8 (entspricht JEDEC SOIC8) angeboten. DieProduktesind Pin-zu-Pin-kompatibel zu Standardprodukten, die üblicherweise in Stromversorgungsschaltungen verwendet werden, und reduzierenso denAufwand fürRe-Design und Modifikation. Alle Varianten sind mit einer selbsterholenden Unterspannungs-Lockout-Funktion(UVLO)mit Spannungshystereseausgestattet.DadurchwirddieAnwendungszuverlässigkeiterheblich verbessert,daderSchwellenspannungsfehlerauf±5Prozentreduziertwird,verglichen mit den typischen±10 Prozentvon Standardprodukten.

Die fürLangzeitversorgung ausgelegten ICs gewährleisten den kontinuierlichen Betrieb vonlanglebigen Industrieanlagen. Künftig wirddie Produktreihe umModellefürdieAnsteuerungvonHochspannungs-MOSFETsundGaN-Bauelementen erweitert. In Planung sind auch Varianten, dieein maximales Tastverhältnis von100 Prozent unterstützen. www.rohm.com

Erfahren Sie, wieSie kinderleicht 50%mehr Platzersparniserreichen.

Dererstemodulare Steckverbinder miteiner hybriden Modulkonfiguration

■ Kleinere &leichtere Steckverbindungen ermöglichen biszu50% Platzersparnis

■ Maximale Flexibilität, passend skalierbar aufden jeweiligenBedarf

■ Nachhaltigkeit durchkonsequente Modularisierung

■ Reduktionder Installationszeiten durchZusammenführung mehrerer Einzelsteckverbindungen

OneRange. No Limits: www.HARTING.com/domino

HUTSCHIENENNETZTEILE Fürdie Industrie- undGebäudeautomation

Neumüller Elektronikhat die HutschienennetzteilederChrome-II-SerievonDeltaElectronics in sein Portfolio aufgenommen. DamitstehennunHutschienennetzteileinden Leistungsklassen30,60und100WzurAus-

wahl,diesowohlfürIndustrieautomation als auch Gebäudeautomation einsetzbar sind –der Formfaktor nach DIN 43880 für die entsprechenden Schaltschränkemacht es möglich. Zusätzlich wird die Hausgerätenorm IEC/ EN60335-1 und IEC/EN 61558-1/ -2-16erfüllt, was zusätzlicheAnwendungen fürHeimanwendungen erschließt.

Die Netzteile sind mit Ausgängen von12, 24 und 48 VNennspannung verfügbar und haben einen Universalspannungseingang von85 bis 264 VAC

Die Serie verfügt über einen weiten Betriebstemperaturbereichvon –30 bis 70 °C miteinerVolllasttemperaturvonbiszu50°C und erfüllt damit die unterschiedlichsten Kundenanforderungen. Mit ihrer geringen Leistungsaufnahme im Leerlaufentspricht sie dem EnergieeffizienzstandardDOE VI. Der doppelt isolierteEingang der Klasse II erspartdenErdanschluss,waszueinemAbleitstromvonwenigerals0,25mAführt.Die Serie entsprichtauchdem National Electrical Code (NEC)Klasse2 und der Limited PowerSource (LPS), um Zuverlässigkeit zu gewährleistenundeineuniversellanwendbare elektrischeSicherheitinverschiedenenUmgebungen zu ermöglichen. www.neumueller.com

HEIMSPEICHER

Mit bis zu 106,8 kWh

Kapazität

Die BMZ Group hat die neuesteGeneration ihres Heimspeichers Power4Home vorgestellt. Er eignet sich fürdie Wand- oder BodenmontageimInnen- sowie im Außenbereich.MitseinemProfilvon164mmlässter sichschnellinjedenWohnraumintegrieren. DerHeimspeicheristmitKapazitätenbiszu 26,7kWhverfügbar,vierparallelbetriebene Systeme speichern sogar 106,8 kWh. Die Lithium-Eisenphosphat-Zellenchemie und eine 2-Kanal-Sicherheitsarchitektur gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb –bei Temperaturen von–20 bis 50 °C.

Gr oup

BMZ

Bild:

Der Hybridwechselrichter Power2Grid unddieWallboxPower2Carvergrößernden NutzenvonPower4Homeweiter.MitPower2Grid und Photovoltaik-Modulen lässt sich der Power4Home-Heimspeicher optimal laden. Das Resultat ist eine weitgehend autarkeStromversorgung der eigenen LiegenschaftübervieleMonate.ZweiMPPTRegler machen Power2Grid besonders flexibel in Auslegungund Aufstellung und lassen den Hybridwechselrichter in einem weiten Spannungsbereicharbeiten. www.bmz-group.com

Wirkungsgrad bis zu 94,5 %

Spitzenleistung bis zu600 Wfür 5s

PS On/Off PowerGood&Power Fail

5VStand-by, 12 VLüfterausgang

IEC/EN/UL 62368-1 zertifiziert, IEC60335-1 kompatibel

CFM500S: Effiziente Hochleistungmit PMBus Hochleistung mit IEC 60335-1

Bild: Delta Electr on ics

DC/DC-WANDLER

Mit wählbarer Ausgangsspannung

Derkontaktgekühlte 300-W-DC/DC-WandlerDC300WSvon Bicker Elektronik mit einem Wirkungsgradvon bis zu98Prozent hateinen Weitbereichseingang von6bis 36 VDC und eignet sich somitbestens fürden Einsatz in mobilen Anwendungenmit12-oder24-V-BordnetzsowiefürindustrielleApplikationen, die starken Schwankungen der DC-Versorgungsspannung unterliegen. Ausgangsseitig erlaubt der DC300WSdie flexible Wahl zwischen den Gleichspannungen 12, 19 und 24 V.

Dank deruniversellenEin-und Ausgangsparameterist derkompakteSpannungswandler die ideale Stromversorgungslösungfür eine breite Palette anspruchsvoller Applikationen, insbesondereauch füraktuelle Single-VoltageMainboards.

EntwickeltundhergestelltinDeutschland,erfülltderDC300WShöchsteQualitätsansprüche. Im 24/7-Dauerbetrieb stellt der DC/DC-Wandler seinevolle Leistung lüfterlos im erweiterten Temperaturbereich von–20 bis60°Cbereit. MiteinerBetriebshöhevonbiszu5.000meignetersichfürunterschiedlichste Einsatzbedingungen.BickerElektroniksetztkonsequentaufhochwertigeKomponentenwiePolymer-Aluminium-Kondensatoren,wassichineinerbesonders langen Lebensdauervon über zehn Jahren widerspiegelt.

Der DC300WS zeichnet sich durch seinenhohen Wirkungsgrad vonbis zu 98 Prozent und einem optimierten thermischenDesign aus,was zu minimaler WärmeentwicklungundeinerbesondershohenZuverlässigkeitführt.Zusätzlich zum Wandler sind im Lieferumfang einpassendes Wärmeleitkissen(Thermal Pad) sowie vier Distanzbolzen enthalten,umein idealesWärmemanagement zwischendenLeistungsbauteilenaufderPlatinenunterseiteunddemGehäuse der Anwendung sicherzustellen.

DerDC300WSbietetnebenderperJumperwählbarenDC-Ausgangsspannung (12V/19V/24V)eineRemoteOn/Off-Funktion(Active-Low-Logic)zurexternen SteuerungdesWandlers.FürdieeffektiveKompensationdesSpannungsabfalls bei langen Ausgangsleitungen steht ein Remote-Sense-Eingang zur Verfügung, um die nominale Ausgangsspannung an der Last präzise undkonstant zu erreichen. Vonseiner hohen Energieeffizienz, über die Flexibilität bei der AusgangsspannungsauswahlbishinzuseinemrobustenDesignmitSchutzfunktionen–derDC300WSistbereit,denAnforderungenverschiedensterAnwendungen gerecht zu werden

Dank seiner kompakten Bauform ist der DC300WS die ideale Stromversorgungslösung füreine Vielzahl vonSingle-Voltage-Mainboards und lüfterlosen Computersystemen. Der neue DC300WS wurde vonBickerElektronik speziell optimiert,umdie stabile StromversorgungaktuellerMainboards mitder neuesten Generation Intel-Core-Prozessoren sicherzustellen. Diese CPUsweisen eine hochdynamische Leistungsaufnahmemit teils extremen Leistungssprüngen innerhalb kürzester Zeit auf.Bei der Auswahleiner geeigneten Stromversorgung ist es daher wichtig,dieses Verhalten zu berücksichtigen.Das Schaltungsdesigndes DC300WS gewährleisteteinehervorragende Regelstabilität, selbst beianspruchsvollen CPU PowerLevels (PL2) www.bicker.de

MEHR LEISTUNGSDICHTE

VerbesserteGaN-basiertePFCSchaltungen

Moderne elektronische Systeme sind aufkleine, leichteund hocheffiziente

Stromversorgungen angewiesen.IndiesenStromversorgungen müssen kosteneffektiveMethoden genutzt werden, um die Energie ausdem Wechselstromnetzsoumzuwandeln, dass sie vonder Elektronik genutzt werden kann.

ren,undSchaltbausteineaufderBasisvonGalliumnitrid (GaN) sind wegen ihrer geringen parasitärenAusgangskapazität (COSS)und ihrer hohen Ein- und Abschaltgeschwindigkeithervorragendgeeignet,diese hohen Schaltfrequenzenzuerzielen.Nochbesserkommtdiemit GaN-SchalternmöglichehoheLeistungsdichte jedoch zumTragen,wennmanfortschrittlicheRegelungsmethodenanwendet.

ZurVerdeutlichungdieser Tatsache wirdindiesem ArtikeleineServer-StromversorgunginFormeiner PFCSchaltung (Power-Factor Correction) mit 5kWLeistung beschrieben. Um die Stromversorgung mitder maximal praktikablen Schaltfrequenz zu betreiben, kommen Hochleistungs-GaN-FETs zur Anwendung.Mithilfe einer neuartigen Regelungstechnik wirdaußerdem das Performance-PotenzialdieserGaN-FETsinmaximalemUmfang ausgeschöpft,sodassunterdemStricheinhocheffizientes, kompaktesDesignmiterhöhterLeistungsdichteentsteht.

DasSystemimÜberblick

BekanntlichwerdenhocheffizientePFC-Schaltungenmit hoher Leistungoftmalsauf Basis der Totem-Pole-Topologierealisiert(Bild 2).Für S1 undS2 werden dabeiGaNSchalterverwendet,diemitFrequenzenzwischen70kHz und1,2MHzbetriebenwerden,währendS3 undS4 mitder Netzfrequenz von50 bzw. 60 Hz schalten,weshalb hier

Silizium-MOSFETsausreichen. Während der positivenHalbwelle der Netzspannung fungiert S2 als Regelungs-FET und S1 alsSynchrongleichrichter.S4 ist etsein- und S3 stetsabgeschaltet. Während der negativenHalbwellesinddieVerhältnisseumgekehrt.

SchaltenimSpannungs-Nulldurchgang manS1 undS2 mitGaN-Schalternbestückt,diesich geringereEin-undAusschaltverlusteauszeichnen, sich der Wandler mit höheren Schaltfrequenzen beeiben. Noch weiter angehoben werden kann die Schaltequenz allerdings, wenn man die GaN-Schalter genau annungs-Nulldurchgang einschaltenlässt (Zero ltage Switching,ZVS). Tatsächlich strebt man bei dem beschriebenenDesignan,dasEinschaltenunterallen -und Lastbedingungen genau im Spannungs-Nullhgangerfolgenzulassen. Hierfürmüssenjedoch Voraussetzungen erfüllt sein. Zumeinen muss eine Rückmeldung an den Regler erfolgen, ob die ZVS-Bedingungerfülltist.AußerdemwirdzumErzieleneinesgeringen Oberschwingungsgehalts ein Algorithmus benötigt, deraufeinemechtzeitfähigenMikrocontrollerläuft. Die ersteBedingung lässt sich mithilfe eines ZVD-Sensors(ZeroVoltageDetector)erfüllen,derindieGaN-Schalterintegriert wird[1]. Das ZVD-Signal wirdhier auf High gesetzt,wennderSchalterimSpannungs-Nulldurchgang einschaltet.WirddasZVS-Kriteriumdagegennichterfüllt, bleibtdasZVD-SignalimLow-Status.DieIntegrationdieser Funktion in die GaN-Schalter bringt gleich mehrere Vorteilemitsich,nämlicheineMinimierungdesBauteile-

2: Grundprinzip der Totem-Pole-PFC-Schaltung

Bild

Bild:Texas Instruments

aufwands, eine geringe Latenz und eine zuverlässige ErkennungderZVS-Ereignisse.

Wiesoebenerwähnt,wirdnebendemZVD-Signalauch ein Algorithmus benötigt, mit dem sich die Timing-Parameter des Schalters so berechnen lassen,dasseinerseits das ZVS-Kriterium erfüllt undandererseits ein geringer Oberschwingungsgehalterreichtwird. Bild 3zeigt die Hardware, diezur Implementierung desAlgorithmus erforderlich ist. Durch Auflösen der Zustandsebenefür das ZeroVoltageSwitchingbeidenresonantenZustandswechselnderDrain-Source-Spannung(VDS)desGaN-FETerhält man den Algorithmus fürdas Design.InBild4sind die Drain-Source-Spannung des GaN-FET,der Spulenstrom unddie RegelungssignaleimZeitbereich sowiedie Zustandsebenedargestellt.Die Bezeichnungeninder Zustandsebenen-DarstellungvonBild4bedeutenfolgendes:

ƒ „j“ ist der normalisierteStrom am Beginnund am Ende eines jeden Totzeit-Intervalls

ƒ „m“ist die normalisierteSpannung

ƒ „θ“steht fürdie normalisierten Timing-Parameter DieNormalisierungs-Beziehungengehenebenfallsaus derAbbildung hervor.Der in Bild 3dargestellteMikrocontrollerlöstdieinBild4angegebenenZustandsebenenGleichungen so auf,dass das System im Spannungs-Nulldurchgangschaltetund gleichzeitig aufeinen idealen Leistungsfaktor kommt. Dabei liefert dasZVD-Signal die notwendigeRückmeldung,umdenMikrocontrolleranzu-

weisen,wiedieSchaltfrequenzzurErfüllungdesZVS-Kriteriumsanzupassenist.

Bild5gibtdieSignalverläufewieder,wenndieFrequenz zu niedrig(links),genau richtig(Mitte) oder zu hoch (rechts) ist. Wieman sieht, haben beide ZVD-Signale nur dannHigh-Status,wenndieFrequenzihrenIdealwerthat. Der ideale Betriebspunkt ist somit erreicht, sobaldbeide FETsimSpannungs-Nulldurchgangschalten

Bild 3: Hardware fürdie ZVD-basierteRegelungsmethode.

Bild 4: Herleitung des ZVSRegelungsalgorithmus.

Bild 5: Signale, Spannungen und Ströme der Regelungsschaltung, wenn die Frequenz zu gering,idealund zu hoch ist (links, Mitte, rechts).

Bild:

Bild:

Te

Bild 6: Spulenströme(ILA und ILB) und VDSder GaN-FETs bei maximaler Leistung unter folgenden Bedingungen: (a)VIN «VOUT/2, (b)VIN =VOUT/2, (c)VIN »VOUT/2.

Bild 7: Wirkungsgrad und Oberschwingungsgehalt einer zweiphasigen PFC-Schaltung über denLastbereich bei 230V Netzspannung

Hardware-Performance

UmgesetztwurdedasbeschriebeneKonzeptineinerGaNbasierten PFC-Schaltung mit einer Leistungvon 5kW, derenwichtigsteKenndaten in der folgenden Tabelle aufgeführtsind.DerverwendeteMikrocontrolleristvomTyp TMS320F280049C,undalsHochfrequenz-GaN-FETskommenBausteine desTypsLMG3526R030 zumEinsatz

In Bild 6sind die Spulenströme (ILA und ILB)sowie der VerlaufvonVDS derGaN-FETsbeiderPhasen(AundB)dargestellt.DiebeimaximalerLeistungaufgezeichnetenKurvengebendreiverschiedeneBetriebsbedingungenwieder, wobei jeweils das Zero Voltage Switching undeinesinusförmige Strom-Hüllkurve erkennbar sind.Inallen Darstellungen gilt: VIN =230 VRMS,VOUT =400 Vund P=5 kW bei200V/div,20A/divund2µs/div.InBild7zeigtsichder gemesseneWirkungsgradundOberschwingungsgehalt.

ReduzierungdesPlatzbedarfs

GaN-Schalter eignen sich dafür,die Leistungsdichtezu reduzieren,indem sieden Betriebmit höherenSchaltfrequenzenermöglichen. Unter anderem durch dieVerwendungfortschrittlicherRegelungsalgorithmenlässt sichderPlatzbedarfnochweiterverringern. (mr)

Tabelle 1: Spezifikationen des exemplarischen Designs.

kühlen schützen verbinden

Miniaturlüfteraggregate

•aktive Entwärmung aufkleinstem Raum

•homogene Wärmeverteilung durch innenliegende aufdie Lüftermotoren angepasste Rippenstruktur •direkte Platzierung auf derLeiterkarte •integrierte Nutgeometrie für Einrasttransistorhaltefedern •starke kugelgelagerte Axiallüftermotoren •mechanische Bearbeitungen nach Kundenangaben

Mehr erfahren Siehier: www.fischerelektronik.de/mla

Fischer Elektronik GmbH &Co. KG

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DEUTSCHLAND

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Wir stellen aus: Electronica 2024 12.-15.11.2024, Messe München Halle B3, Stand 243

VERFASST VON FrankStocker Field Application Engineer (FAE) Power Supplies Schukat electronic VertriebsGmbH

REDUNDANZBETRIEB

Erhöhte Anlagenausfallsicherheit

DieAnforderungen an dieStabilitätvon Stromversorgungen steigen mitzunehmender technischer Entwicklung.Umdie Ausfallsicherheit vonAnlagen zu maximierenund kostenintensiveAnlagenstillstände zu vermeiden, helfen redundant aufgebauteStromversorgungen.

Redundant aufgebauteStromversorgungen werden in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt oder wenn bei einemAusfallder VersorgungsspannungmithohenKostenoderDatenausfälleninkritischen Systemengerechnetwerdenmuss.DabeiteilensichmehrereNetzteile im Parallelbetriebdie Versorgung eines angeschlossenenVerbrauchers. Im Gegensatzzur reinen Parallelschaltung vonStromversorgungen, dieauf eine Leistungserhöhungabzielt, sind bei einerredundant aufgebautenStromversorgungdieparallelgeschaltetenNetzteile so ausgelegt, dass bei einem Ausfall eines Netzteils die noch funktionierenden Stromversorgungen den LeistungsbedarfderLastinallenBetriebszuständenweiterhin problemlosdeckenkönnenunddieAnlagensicherheitbei AusfalleinerStromversorgungweiterhingesichertist.Im störungsfreienBetriebwirdsomitderLeistungsbedarfder Last anteilig auf die in das RedundanzkonzepteingebundenenStromversorgungenverteilt.

UmdieZuverlässigkeiteinesSystemszuerhöhen,wird häufigeinsogenanntes1+1Redundanzkonzeptmitzwei integrierten Stromversorgungen eingesetzt. Dabei teilen sich zwei ausreichend dimensionierteNetzteile dieVer-

sorgungderLast.Beimn+1Redundanzbetriebteilensich mehr als zwei Netzteile(n=Anzahl)die Versorgung der angeschlossenenLast.FürdenRedundanzbetriebmüssen dieLastsowiedieeingesetztenStromversorgungenbeider Planungsoaufeinanderabgestimmtwerden,dassbeiAusfall einer Stromschiene der Leistungsbedarf der Verbraucher weiterhin gedeckt ist. Eine nachträgliche Änderung oder Erweiterung einer Anlage durch größereVerbraucherdarfdannnurunterBerücksichtigungderLeistungsfähigkeitder einzelnenangeschlossenenStromversorgungenerfolgen.

WirdderLeistungsbedarfbeispielsweiseim1+1-Betrieb über die Leistungsfähigkeit der einzelnen Stromversorgung hinauserweitert,sokanndie gesamte Stromversorgung im fehlerfreien Regelbetrieb ggf. nochdie geforderteLeistungerbringen.BeiAusfalleinesNetzteilskannder Betrieb der Anlage jedoch nicht mehr sichergestellt werden; dieredundanteSicherheitist nichtmehrgewährleistet. Einesolche Überlastung ist auszuschließen bzw. solltejenach Anwendung der Stromfluss durch die angeschlossenenNetzteile überwachtwerden, um dieSicherheitzuerhöhen.

Bild 1:

500 Watt 1+1 Redundanzstromversorgung

Oben -> konventionell aufgebaut mit Blockdioden.

Unten →aufgebaut mit zwei Mean Well StromversorgungenUHP500R mit integriertenMOSFETs zur Entkopplung

AufbaueinerredundantenStromversorgung

Der einfachsteAufbau einer redundanten Stromversorgung besteht darin, zwei identisch dimensionierteNetzteile ausgangsseitig parallel zu schalten, wobei an jedem Netzteilausgang(+V)eineBlockdiodeinReihegeschaltet wird(sieheBild1)DurchdieDiodensinddiebeidenStromversorgungenvoneinanderentkoppeltundauchimFalle eines Kurzschlusses am Ausgang eines derbeidenNetzteilekannaufgrundderunidirektionalenLeitfähigkeitder Diodedie Last weiterhin vomzweiten Netzteilversorgt werden(sieheBild1).

BeiderDimensionierungderDiodenistjenachverwendetem Netzteil auf einen ausreichendgroßenDurchlassstrom(doppelter Netzteilstromzur Schonung derDiode) und eine Sperrspannungoberhalb der Netzteilspannung zuachten.JeniedrigerdieDurchlassspannungderDiode ist, destogeringer sind dieVerluste– dasempfiehlt den EinsatzvonSchottky-Dioden.Dadurchreduziertsichzwar die Wärmeentwicklung,aber auf den Einsatz vonKühlkörpern kann in derRegel nicht ganz verzichtetwerden DasführtzueinemgroßenAufbauundmachtdieseSchaltungmitsteigenderLeistungschnellunpraktisch

DiezentraleAC/DC-StromversorgungisteineKernkomponenteinjeder Anlage, die oft auch die amhöchsten belasteteKomponenteimGesamtsystemdarstellt.Daher istein redundanterAufbau absolutsinnvoll, sollteaber auchschonvordemNetzteilberücksichtigtwerden.Denn einFehlerkannnatürlichbereitsvordemAC/DC-Netzteil inderNiederspannungsversorgungauftreten.Darumsollte füreine optimale Auslegung der redundanten StromversorgungjedesangeschlosseneNetzteilübereineneigenenPhasen-/Sicherungskreisversorgtwerden,umeinen Anlagenstillstand durchden Ausfall einer Phase auszuschließen.

Um dersteigendenNachfrage nach einereinfachen Umsetzung füreinen Redundanzbetrieb gerecht zu werden,führtderHerstellerMeanWellverschiedenestandardisierteRedundanzmoduleimPortfolio.Umdieaktuellen AnforderungenanBaugrößeund Wirkungsgrad zu erfüllen, sind auch dieseRedundanzmodule fürdie Hutschienenmontage bzw. fürden Geräteeinbau der Serien DRDN20/40 und ERDN20/40nicht mit Dioden,sondern mitMOSFETs zurEntkopplungder Stromschienenbestückt.

Dergeringe Einschaltwiderstandder MOSFETsreduziertdie Verlustleistungen deutlich. Durch den Einsatz vonMOSFETswirdnichtnureineeffizientereLösungrealisiert, sondern auch dererforderliche Kühlkörper minimiert,waswiederumdieGrößeunddieGesamtkostendes Systemssenkt.

Die Serien DRDN20/40und ERDN20/40sind 20 Aund 40ARedundanzmodule,dieuniversellmitverschiedenen Netzteilen betriebenwerdenkönnen, um dieStabilität undZuverlässigkeitdes Gesamtsystemszuverbessern. Diese Module unterstützen 1+1und 1+N Konfigurationen (siehe Bild 2) und decken mit 5V/12V /24V/48V Systemspannung undeiner Belastbarkeitvon max. 40 A Nennstrombzw.60ASpitzenstromfürbiszu5Sekunden ein breites Leistungsspektrum für die wichtigstenindustriellenAnwendungenab

Bei den Redundanzmodulensteht dieZuverlässigkeit derAnlageimVordergrund.ImFalleeinesKurzschlusses eines angeschlossenesNetzteilsschütztdas RedundanzmodulsichervoreinerRückspeisungunddieVersorgung der Last ist jederzeit gewährleistet.ImFalledes Ausfalls

Bild 2: 1+1 Redundanzsystemaufgebaut mit den Mean Well Hutschienenmodulen DRDN40 links und n+1 System mit zwei bzw. einem speisenden Netzteil je Redundanzmodul rechts.

Bild 3:

Abbildung derAll-InOneDC-USVDRS480 links und des 500 Watt Netzteils UHP-500R mitintegrierter Redundanzfunktionrechts.

einerangeschlossenen Einspeisung oder einer Störung, z.B.Ausfallder Netzversorgung/Phase, solltedas Redundanzmodul in der Lage sein, sofort eine Information an die zentrale Steuerung zusenden, um die schnellstmöglicheBehebungdes Fehlerszuermöglichen.Die Mean Well Redundanzmoduleüberwachendaher beideDCStränge und sind mit Fernmeldekontakten ausgestattet, umeinenAusfall,Über-oderUnterspannungzumelden

EineFragederGröße

Ob im Schaltschrank oder im Endgerät -Redundanzmodule bieten eine flexible undeinfach zu installierende Lösung. Allerdings ist ein Redundanzmodul, so kompakt esauchseinmag,immernocheinzusätzlichesGerät,das im Platz-beschränkten Einbauraum montiert undverdrahtetwerdenmuss. Eine weitereMöglichkeit sind Schaltnetzteilemit integrierter Redundanzfunktion.Diese werden z.B.vom HerstellerMeanWell mit den Serien UHP-200R,UHP-350RundUHP-750Rangeboten.Siesind ab Werk miteinem DC_OKMeldekontakt sowie einem MOSFETzur Entkopplung ausgestattet. Beim Einsatz dieser Serien entfällt die Notwendigkeit eines zusätzlichen Redundanzmoduls vollständig (siehe Bild 1). Die UHP-Serienmit integrierter Redundanzfunktion werden bis750 WattAusgangsleistungals Standardartikelgefertigt.Die SeriedecktStandard-Industrieausgangsspannungenvon 3,3Voltbis55Voltab.DerTeilvergussschütztbeimEinsatz

in rauenUmgebungsbedingungen, unddas Entwärmungskonzept ist dank Kontaktkühlung lüfterlos ausgelegt.Zertifizierungen fürIndustrie und Haushalt wieEN 60335-1,EN62368-1 undEN61558-1/2-16qualifizieren dieseProduktefürvieleAnwendungen.

Neben den Produkten zur redundanten Absicherung bietet der HerstellerMean Well weitereMöglichkeiten, um Systemeund Anlagen auch bei kurz-oder längerfristigenAusfällenz.B.imNiederspannungsnetzzuschützen. FürlängerandauerndeAusfälle,dieimdeutschenNiederspannungsnetzeherseltenvorkommen, kann eine Absicherungz.B.mit denDC-USVs DRS-240und DRS-480 erreicht werden (siehe Bild3). Diese All-In-One-Geräte beinhalten eine AC/DC-Stromversorgung,einen Batterieladerund eine Monitor&Control-Funktion.Übereine Programmierfunktion können Blei- oder Lithium-Batterien an das DRS angeschlossen undgeladen werden, um eine vollständige unterbrechungsfreie Stromversorgung zu realisieren. Im Niederspannungsnetz kommt es häufigerzukurzzeitigenStromunterbrechungenimMillisekundenbereich. Um diese kurzen Einbrüche abzufangen oder aber auch um Lastschwankungen auszugleichen reicht es oft aus, ein zusätzliches Puffermodul zu berücksichtigen. Die24VoltDIN-SchienenPuffermodule DBUF20undDBUF40speichernEnergieinElektrolytkondensatorenundgebendiesebeiBedarfwiederab.SoüberbrücktdasDBUF40bei40ALaststromeinenZeitraumvon ca. 250 mS.Solltedieser Zeitraum verlängert werden, lassensichmehrerePuffermoduleparallelschalten.

UnterstützungfürdieKunden

DerDistributor Schukatbietetein breitesPortfolio an hochwertigen und effizienten AC/DC-und DC/DC-Stromversorgungen, Redundanzmodulen undweiteremZubehörwie PuffermoduleoderEinschaltstrombegrenzer Kunden profitierenvon einerhohen Verfügbarkeitfür kurzfristigenBedarfauchbei großen Stückzahlen, die Schukat durch sein automatisiertes Logistikzentrum in MonheimamRheinermöglicht.Darüberhinauserhalten KundenfürdieStromversorgungsproduktedeslangjährigenPartnersMeanWellBeratungzur Produktauswahl durcheinspezialisiertesVertriebsteam (mr)

Bild: Mean We ll/Schuk at

VONSI-MOSFETS BIS ZUSIC-MOSFETS PWM-Controller-ICs

Rohm hat externe FET-Controller-ICs mit PWM-Stromregelungentwickelt,diefürdie AC/DC-Stromversorgung in verschiedenen industriellenAnwendungenoptimiertsind Die Massenproduktion wurdebereits für vier Varianten zur Ansteuerung einerbreitenPalettevon Leistungshalbleitern gestartet: BD28C55FJ-LB fürNiederspannungsMOSFETs, BD28C54FJ-LB fürMittel- bis Hochspannungs-MOSFETs,BD28C57LFJ-LB fürIGBTsund BD28C57HFJ-LB fürSiC-MOSFETs.

Je nach Eingangs-WechselspannungsbereichderAnwendungwirdeineVielzahlvon Halbleitern fürdie Stromversorgungsschaltung verwendet.

Jeder dieser Halbleiter erfordert unterschiedliche Unterspannungs-abschaltungen, um ein thermisches Durchgehen bei einem Abfall der Versorgungs-/Gate-Spannung zu verhindern. ZurLösung dieses Problems bietet Rohm nun vier Varianten mit unterschiedlichen Unterspannungsabschaltstufen an. www.rohm.com

LEISTUNGSMODULE

VORWÄRTSSPANNUNG VON1,27V

1200 VSchottky-Dioden

Toshiba erweitert seinPortfolioanSiliziumkarbid-(SiC)-Dioden um zehn neue 1200 VSchottky-Barriere-Dioden(SBDs)imbedrahtetenGehäuse. Die TRSxxx120Hx-Serie besteht aus fünf Produkten im TO-247-2L-Gehäuse und fünf im TO-247-Gehäuse. Durch die Implementierung einer verbesserten Junction-Barrier-Schottky-(JBS)-Strukturermöglicht die TRSxxx120Hx-Serie eine sehr niedrigeVorwärtsspannung(UF)vonnur1,27 V(typ.). Die in die JBS-Struktur integrierte PiN-Schottky-Diode reduziert die Diodenverlustebei hoher Stromstärke.

Die TRS40N120H der neuen Serie unterstützt einen Vorwärtsgleichstrom (IF(DC)) vonmaximal 40 Aund einen nicht wiederholbaren Spitzenstoßstrom (IFSM)von maximal 270A,wobeisichdie maximale Gehäusetemperatur (TC) aller Bauteile auf +175°C beläuft

ZumBeispiel bietet die TRS20H120H-Diode im TO-247-2L-Gehäuse bei einerSperrspannung (UR)von 1200 Veine gesamtekapazitive Ladung (QC)von 109 nC und einen Rückstrom (IR)von 2µA. www.toshiba.semicon-storage.com/eu/

Silizium und Siliziumkarbid in einem Modul

UmElektromobilitäteinembreiterenMarkt zugänglichzumachen,isteineKombination aus hoher Leistung und Effizienz zu vergleichsweisegeringenKostenentscheidend. Daher bringt die Infineon das HybridPack Drive G2 Fusion auf den Markt. Das HybridPack Drive G2 Fusion ist das erstePlug-andPlay-Leistungsmodul,dasdieSilizium-und Siliziumkarbid (SiC)-Technologien vonInfineon kombiniert. Der Hauptunterschied zwischen Silizium und SiC in Leistungsmodulen besteht darin, dass SiC eine höhere Wärmeleitfähigkeit, Durchbruchspannung undSchaltgeschwindigkeit aufweist, wodurchdieBauteileeffizienter,aberauchteurerals siliziumbasierteLeistungsmodule sind.MitdemneuenModulkannjedochder

SiC-Anteil proFahrzeug bei gleicher LeistungundEffizienzdesFahrzeugsundgeringerenSystemkostenreduziert werden.Das HybridPack Drive G2 Fusion-Modul liefert bis zu 220 kW in der 750-V-Klasse. www.infineon.com

www.elektronikpraxis.de/heftarchiv

ImElektronikpraxis-HeftarchivstehenIhnen dieAusgabenundSonderhefte dervergangenenJahrekostenloszumLesen alsPDFodere-PaperzurVerfügung.

www.elektronikpraxis.de/heftarchiv

125-V-HIGH-SIDE-GATE-TREIBER

Schutz im Fehlerfall

Bild: Inf ineo nT echnologies AG

In batteriebetriebenen Anwendungen wieMotorantrieben und Schaltnetzteilen erfordert die Architektur der Stromversorgung häufig,imFehlerfall ein Modul vonder Hauptversorgungsschieneabzutrennen.DafürwerdenüblicherweiseHighSide-Trennschalter (z.B.MOSFETs) eingesetzt, um zu verhindern, dass einLastkurzschlussdie Batterie beeinträchtigt.InfineonbringtnundenEiceDRIVER1EDL8011 auf den Markt, einen High-Side-Gate-Treiber zum SchutzbatteriebetriebenerAnwendungenimFehlerfall, beispielsweise bei kabellosen Elektrowerkzeugen. MitseinemhohenGate-StromermöglichtdasBauteil ein schnelles Ein- und Ausschalten vonn-Kanal-HighSide-MOSFETs. Es besteht aus einer integrierten LadungspumpeundeinemexternenKondensator,derfür einen starken Anlauf sorgt. Die Ladungspumpe liefert dieMOSFET-Gate-SpannungbeiniedrigerBetriebsspannung.DerGate-Treiber-ICverwaltetdenEinschaltstrom undbietetFehlerschutz.DerUVLO-Schutz(UndervoltageLockout)beiderEingangsspannungverhindert,dass das Bauteil unter gefährlichenBedingungen arbeitet. www.infineon.com

42 V/200 MA Hochleistungs-LDO-Regler

Nisshinbos neue NR1700-Serie bietet eine außergewöhnliche Kombination aus Leistung,Zuverlässigkeitund Flexibilität füreine Vielzahl vonVerbraucher-, Industrieund Automobilanwendungen. Die NR1700-Serie zeichnet sich durch ihreFähigkeitaus,Eingangsspannungenvonbiszu42V zu verarbeiten, und verfügt über eine maximale absolute Bewertung der Eingangsspitzen-Spannung von60V, wasauch in herausfordernden Umgebungen füreine robusteLeistung sorgt.

EinweitererwesentlicherVorteildesLDOistseineeinstellbareAusgangsspannung von1,2 bis 24 Vmit hoher Präzision, wasdie Designkomplexität und die Entwicklungszeiterheblichreduziert.DurchdieMöglichkeit,die AusgangsspannungeinfachmitexternenWiderständen anzupassen,wirdderEinsatzmehrererfesteingestellter Regler überflüssig,was den Designprozess und das Bestandsmanagement vereinfacht. Diese Flexibilität ist besonders in den frühen Entwicklungsstadien vonVorteil,wenndieAnforderungenandieAusgangsspannung noch festgelegt werden. www.nisshinbo-microdevices.co.jp/en/

TEMPERATURBEREICH BIS 150°C TSC600V-Super-Junction-MOSFETs

NeuimPortfoliovonSchukatelectronicsind die 600V-Super-Junction-MOSFETs derNESerie (TSM60NExx) vonTaiwanSemiconductor,die zur Verbesserung der Effizienz und LeistungsdichteinHochspannungsanwendungenentwickeltwurden.Sieintegrierendie Super-Junction-Technologie der 4 Generation, die einen außergewöhnlich niedrigen Durchlasswiderstand (RDS(on))bei einerniedrigenGate-Ladungskapazität(QG) ermöglicht –damit bietendiese MOSFETs eine ausgezeichneteSchaltleistung und Effizienz. Im Vergleich zu alternativenOptionen erzielt diese neue MOSFET-Version einenhöheren Wert in vielen Hochspannungsanwendungen und zugleich eine hohe Gate-Rauschimmunität.

ZENERDIODEN

Gegen Rauschen und Überschwingungen

Nexperia kündigt zwei Erweiterungen des umfangreichenZenerdioden-Portfolios an, diebeidedasunerwünschteÜberschwingen und Rauschen beseitigen und damiteinen wichtigen Fortschritt in der Zener-Technologiedarstellen.Zumeinenwirddieneue50 µA-Zener-SeriemitB-Selektion(Uz +/-2Prozent)und einem Uz-Bereich von1,8 Vbis 51 VinStandard- und Automotive-qualifiziertenVariantenangeboten. Damit sind sie ideal fürAutomobilanwendungen wieOnBoard-LadegeräteinElektrofahrzeugen(EV) sowie füreine breitePalettevon Industrieund Verbraucheranwendungen wie Allzweck-Computereinheiten, Batteriemanagementsysteme, Geräteladegeräteund

Smartwatches. Die neue Serie von50-µABausteinen vonNexperia bietet die volle Zener-Funktionalität auch bei hohen Spannungen(biszu75V).Siewurdenentwickelt, um das Rauschen und Überschwingen zu eliminieren. www.nexperia.com

Je nachTyp reicht der maximale Durchlasswiderstand von0,069Ohm bis zu 0,285 Ohm, die Gate-Ladungskapazität bei 10 V von22bis 114, und dieSperrverzugsladung (Qrr)ist um 11 Prozent niedriger www.schukat.com

eine Markeder ROHRERGmbH Mess- &Systemtechnik, München

Potentialfreie Isolationsverstärker

• DC bis300kHz

• >15Messbereichebis 3kVRMS/DC

• Übersteuerungsbereich bis5kV

• Überspannungsfestigkeit bis17kV Puls,z.B.bei Notabschaltung vongetaktetenAntrieben /Schaltimpulsen

TVS-DIODEN

Schutz von SiC-MOSFET-Gates

Bild: Litt elfuse, Inc

Littelfuse stellt asymmetrische, oberflächenmontierbareTVS-DiodenderBaureihe SMFAvor.DieersteasymmetrischeTVS-LösungaufdemMarkt,diespeziellzumSchutz vonSiliziumkarbid-MOSFET-Gates (SiCMOSFET-Gates)vor Überspannungenentwickelt wurde. Da SiC-MOSFETsaufgrund ihrer schnelleren Schaltgeschwindigkeiten undihrer im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-MOSFETsund IGBTsüberlegenen Effizienzimmer beliebter werden, warder BedarfaneinemrobustenGate-Schutznoch nie so groß wie heute.

DieasymmetrischeBaureiheSMFAwurde speziellfürdieeinzigartigenGate-Schutzanforderungen vonSiC-MOSFETsentwickelt. ImGegensatzzuherkömmlichenLösungen, die mehrereZener-oder TVS-Dioden erfordern, schützt die SMFA-Baureihe mit nur einem einzigen Bauteil effektivvor Schwingungs-undÜberschwingungsphänomenen in Gate-Treiber-Schaltungen. www.littelfuse.com.

Lineare4-QuadrantenLeistungsverstärker bisüber40kVA

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Qualifizierung von Schaltnetzteilen:

Wasist dabei zu beachten?

REGLERSTABILITÄT

Qualifizierung von Schaltnetzteilen:Teil7

Eine ausführliche Qualifizierung vonSchaltnetzteilen ist unbedingt anzuraten. Diese Beitragsserie gibt Tippsund Hilfestellungenzur

Qualifizierung vonselbst entwickelten Schaltnetzteilen

IndenerstensechsTeilendieserReihehabenwirunsmit denGrundlagendesDesigns,desLayoutsundderSimulation,den einzelnenSchritten einertypischen Messung,der Qualifizierung vonPhänomenenwie Spannungsverhalten,Temperaturund Ripplesowie derVerhinderung desSwitch Node Ringing beschäftigt. In diesemsiebtenundabschließendenTeilderReihegehtesum dieQualifizierungderRegler-Stabilität.

QualifizierungderReglerstabilität

ImRahmendieserMessreihewirddieStabilitätdesSchaltnetzteilsuntersucht.Dabeisollerreichtwerden,dassdessenRegelungsoparametriert ist, dass die Ausgangsspannung unter allen Lastszenarien innerhalb der Testmaske (Pass/Fail-Kriterien)bleibt.

Lastsprünge

ZunächstistdieFragezuklären,wiesichderSchaltwandler bei schlagartigemZu- und Abschalten einer „idealen“ ohm’schenLastverhältundwiebeischlagartigemZu-und Abschalten einer realen Last (z.B.durch FPGAs oder Pro-

zessorenmittels „Dummy-Load“). Ziel istes, herauszufinden, ob die Grenzwertefür Über-bzw.Unterspannung eingehalten werden. Bleibt der Regler stabil oder kommt eszueinerunkontrolliertenOszillation?

In Bild 1ist die Messung eines Lastsprungs von0Aauf 6 Aund dann wieder zurück auf0Adargestellt. Man erkennt,dassder Regler einen AC-Hub auf der Ausgangsschiene von12mVbzw.–26 mV hat. Dieser befindet sich innerhalbderzuvordefiniertenTestmaske,darumwurde in diesem Fall der Test als „Pass“ –also bestanden –vermerkt

Bode-Messung

Der Bode-Messung liegt die Ideezugrunde, dass mittels eines Signalgenerators eine Störspannung in die RegelschleifedesReglersinjiziertwird.Bild2zeigtdenschematischenMessaufbaufür dieBode-Messung. Da Regler, OszilloskopundGeneratordenselbenMassebezughaben, muss die Störspannung mithilfeeines Trenntrafos in die Regelschleife injiziert werden. Der Generator wird über derFrequenzgesweept. DasOszilloskop erzeugteinen Bode-Plot. Dabei wirddie Verstärkungdes Regelkreises gemessen,essollalso

A V V CH CH = 20 2 1 log geplottetwerden.

In Bild 3zusehen ist die Amplitudenreserve, d. h. der Abstand zwischen dem Betragsgang und der0-dB-Linie beieinemPhasengangvon–180°;jegrößerdieserist,destostabileristdasSystem.

DiePhasenreserve bildet sich ausdem Abstandzwischen der –180°-Linie unddem Phasengang bei einem Betragsgang von0dB; auch hier gilt: je größer dieser ist, umso stabiler ist das System. Wichtig ist, die Vorzeichen zubeachten.EsgiltPhasenreserve=180°– φ.DasSystem iststabilfür eine Phasenreservegrößer Null. Ist die Phasenreservegleich Null, so ist das System metastabil oder instabil füreine Phasenreservekleiner Null. TypischerweiseisteinePhasenreservevon+45°anzustreben.

DieÜbergangsfrequenzf0dB istdieFrequenz,beiderder Betragsgangbei0dBist;jehöhersieist,destoschnellerist das Reglerverhalten (schnelleres Regelverhalten wirdtypischerweisedurchkleineresÜber-undUnterschwingen beiLastsprüngensichtbar).

DieBode-MessungistbeiverschiedenenLastzuständen durchzuführen. Aufdiese Weise ist die Bestimmungder max.undmin.AmplitudenreserveundPhasenreservefür alleLastzuständedesReglerscharakterisierbar.

Dies warder letzteTeil unserer Reihe.Wir hoffen, wir konnten Ihnenwertvolle Tipps fürdie Qualifizierung vonDC/DC-Wandlernandie Hand geben. Es zeigtsich immerwieder: Eine umfassende Qualifizierung istvital fürdie Zuverlässigkeitdes Gesamtsystems. DieHeitecExpertensindjederzeitfürSieda,wennSieUnterstützung benötigen. (tk)

Bild 1:

Messung eines Lastsprungs von0 Aauf 6A und dann wieder zurück auf0A

Bild 2:

Schematischer Aufbau einer BodeMessung an Schaltreglern.

Bild 3:

Schematischer BodePlot einer Stabilitätsmessung

VERFASST VON KonstantinVilyuk

Hardware-Entwicklung, Geschäftsgebiet

Elektronik

Heitec AG

StefanLange

Teamleiter Systems Engineering, Geschäftsgebiet

Elektronik

Heitec AG

Visit us! Hall A3, Booth 232

ZUVERLÄSSIGKEITSTESTS IN DER LEISTUNGSELEKTRONIK

Methoden undStandards beim Halbleitertest

Bei der Entwicklung und Produktionvon Leistungshalbleitern spielen

Zuverlässigkeitstest eine wichtige Rolle. Sie helfen, mögliche Ausfallmechanismen frühzeitig zu erkennen und die Lebensdauer von Bauelementen wie SiC-MOSFETsoder GaN-HEMTs zu prognostizieren.

Zuverlässigkeitstests: Bei den Halbleitern fürdie Leistungselektronik müssen Tests an verschiedenen Entwicklungsphasen erfolgen.

EsgibtkeineuniverselleDefinitionfürdenBegriffZuverlässigkeitstest. Eine treffende Beschreibung ist folgende:Ein Zuverlässigkeitstest ist eineMethode, um herauszufinden, wie die Produktqualität verbessert werden kann und umsicherzustellen, dass ein Gerät den vielfältigen Belastungenstandhält,denen es nach der Markteinführung im realen Einsatz durch Kundenausgesetzt ist.Diese Testshelfen dabei, mögliche SchwachstellenaufzudeckenunddieLebensdauereinesProdukts unterrealen oder simuliertenBedingungen zu bewerten, bevoresingroßenStückzahlenproduziertwird.

Es gibt mehrereEntwicklungsphasen, in denen Zuverlässigkeitstests vonentscheidenderBedeutung sind: zu

nennen sind die Phase vonForschung und Entwicklung, dieVorproduktionsphase(kleineMengen)unddiePhase der Massenproduktion. Bei Forschung und Entwicklung (F&E) musssichergestellt werden, dass die in der DesignphasefestgelegtenEigenschaftenunddieZuverlässigkeit erfülltwerden.InderVorproduktionsphasewirddieMassenproduktionslinieinbegrenztenLosgrößeneingesetzt, umProblemezubewertenundauszuschließen,bevordie Massenproduktionbeginnt.

ZweiwesentlicheFehlerartenbeieinem Zuverlässigkeitstest

WennmanTestingenieurebittet,eineFunktionineinDiagramm zu zeichnen, werden sie wahrscheinlich eine Badewannenkurvezeichnen(Bild 2). Die Kurvezeigt eine ReihevonZeiträumen,indenenGeräteausfälleauftreten. AbhängigvonderPhasedesProduktlebenszykluskönnen Zuverlässigkeitsprüfungen unterschiedliche Herausforderungen, Methoden und wesentliche Einschränkungen mitsich bringen. In erster Linie werden sie verschiedene Fehlerartenaufdecken.Voneinem extrinsischen Indikator fürZuverlässigkeit spricht man, wenn die Robustheit gegenüberAusfällenaufgrundvon Fehlernund Prozessschwankungen geprüft wird. Dabei liegen die Ursachen außerhalbdertatsächlichenMöglichkeitenvonKonstruktionundWerkstoffen.Mansprichtvoneinerintrinsischen ZuverlässigkeitdesVerbindungshalbleiters,wenndasVersagenmitdemDesignderKomponentezusammenhängt (Bauelementstruktur,MaterialienundderenAbnutzung). Zusammenfassendlässtsichsagen,dassdieGeräteauf AusfallundAusfallmodushinbeansprucht,analysiertund entweder als extrinsisch (Ausfall zu Beginn der Lebensdauer) oder intrinsisch(Ausfalldurch Abnutzung) eingestuft werden müssen. Sind die extrinsischen Ausfallursachen beseitigt, können die primären Ausfälle auf intrinsischeUrsachenzurückgeführtwerden.DasDegradationsmodellhilftbeiderVorhersagevonLebensdauerund Ausfallrate.

DiespezifischenDegradationsmodellezur Vorhersage

MankannnichtJahrewarten,umzuuntersuchen,bisein Verbindungshalbleiterbauelementausfallenkann,dasauf

einer neuen Technik basiert. Um einenmöglichen Ausfallmechanismus zu beschleunigen, werden dieBauelementeeinererhöhtenBelastungausgesetzt.ImFallevon WBG-Leistungshalbleiterbauelementen (Wide Bandgap) bedeutet das, dass sieStrom,Spannung, Temperatur, Feuchtigkeit oder mechanischen Schwingungen ausgesetztwerden.

Die Anwendung spezifischer Degradationsmodelle ist der Wegzur Vorhersage der Ausfallraten unter den angegebenen Belastungsbedingungen undLebensdauern. Halbleiter mit großer Bandlücke(WBG)wie SiC undGaN sindaufgrundihrerelektrischenundthermischenEigenschaften Silizium überlegen. Dasist vorallembei leistungselektronischenSchaltanwendungen.Sie sind die De-facto-Bausteine vonStromwandlern,die in der elektrischen Mobilität, in Rechenzentren, bei Erneuerbaren Energien undStromnetzen eingesetzt werden. Kommen sieunter Hochspannung,hoher Leistung oder hohen Temperaturen zum Einsatz, sind alle neuen Schaltgeräte aufgrund der hohenelektrischen Felder undhohen Ströme, die während ihres Betriebs erzeugt werden,elektrischenund thermischenBelastungen ausgesetzt.Die WBG-Technik bietet umfangreichereund genauereAnsätzealsdieStandardrichtlinienerfordern.

ZuverlässigkeitssicherungundQualifikation vonHalbleiterbauelementen

JenachseinerBesonderheitverlangtjederMarktvonden Komponentenlieferanten,dasssie bestimmteBetriebsbedingungengarantieren. Hersteller testen ihreGeräte ausgiebig aufihreZuverlässigkeit.Ein Ansatz um dieZuverlässigkeitzugewährleisten bestehtdarin,anwendungsspezifischeRichtlinienundStandardszubefolgen. Es gibt Zuverlässigkeitsrichtlinienfür Raumfahrtanwendungen,diesichaufVerbindungshalbleiterwieGaAs beziehen,dietypischerweiseindieserIndustrieverwendet werden. Im Gegensatz dazu werden inder Automobilin-

Bild: Te ktr on ix

Die drei Phasen der Produktentwicklung beiHalbleitern.

dustrieinderRegeldiskreteSiC-MOSFETsverwendet.Um siefürdiefestgelegtenBetriebsspannungenmitSpannungen vonbespielsweise 1.200 Voder 1.700 Vund maximalen Betriebstemperaturen 175°Coder darüber zu qualifizieren, müssen die Zulieferer die Richtlinie des AutomotiveElectronicsCouncilAEC-Q101befolgen.AndereStandardswie JEDECsindfür dieindustrielle Nutzungder Komponentenqualifikation oder MIL-STD-xxfür dasMilitär.Fehlerszenarienfür neue Leistungselektronik, die aufVerbindungshalbleiternbasiert,könnenvielfältigund komplexsein.Sieallemüssenberücksichtigtwerden,um einensehrniedrigen ProzentsatzanFehlern miteiner signifikanthohenstatistischenSicherheitzugewährleisten. Die Physik fürdie Fehleranalyse wirdbei Wide-BandgapMaterialienimmerkomplexer,ebensowie dieVorhersagen über ihr Verhalten unter extremen Umweltbedingungen.

QualifizierungstestsmitihrenschnellansteigendenBelastungenhabenunterschiedlicheNamen.HTRBstehtfür

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Optisch reflexiver 2-Kanal-Digital/ Analog-Encoder iC

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•Betriebstemperaturbereich von –40°C bis +125°C

Bild 1:

Bild 2: Die Badewannenkurve zeigt verschiedene Zeiträume, in denen Geräteausfälle über die Zeit auftreten können

High-Temperature-Reverse-Bias-Test (HochtemperaturSperrspannungstest).DerTestzieltdaraufab,Ausfälleim Zusammenhang mit einer Gleichstromvorspannung von Vds an einem MOSFET zu analysieren. Im Gegensatz dazu stehtTDDBfürdenzeitabhängigendielektrischenDurchbruch. Es handelt sich umeinenAusfallmodus, der auftretenkann,wenndurchAkkumulationvonDefektenim DielektrikumdesMOSFETeinLeitungspfadentsteht.

EinGaN-HEMT(Gallium-NitridHighElectronMobility Transistors)wirdtypischerweiseeiner hohen Vorwärtsspannungausgesetzt,dienichtnureineGleichspannung, sondernaucheineWechselspannungseinkann.Beieiner BelastungmiteinemWechselstromsinddieDurchbruchzeiten länger als bei einem Gleichstrom.Außerdem variierensiestarkbeihöherenSchaltfrequenzenoderTemperaturen.

HunderttausendevonTeststundenmit zehntausendenTemperaturzyklen

Um diese Tests umfassend durchführen zu können, sind Hunderttausende vonTeststunden mit jeweils ZehntausendenvonTemperaturzyklenundFeuchtigkeitspunkten erforderlich.Nach der Qualifizierung müssen die HalbleiterherstellernochMillionen vonStunden an Daten sammeln,umeineFIT-Rate(Failure-in-Time)inderPraxis zuermitteln.

ImAnschlussisteineverlässlicheundpräziseProtokollierung der Messungen erforderlich. Nur so lässt sich die Modellierung derLebensdauervorhersage vervollständigenunddiegrundlegendeBerechnungdermittlerenZeit bis zum Ausfall (MTTF) freigeben. Letzterebasiert auf einem Algorithmus zur Vorhersagemodellierung.Sie wird Daten gespeist, die mittels Testmethoden wie derTDDB

für Test- und Debugging-Anwendungen in den Bereichen Automotive, embedded Systeme, Leistungselektronik undMechatronik.

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gewonnenwurden.DerZeitaufwandfürZuverlässigkeitstestskannbeträchtlichsein. DieGeschwindigkeit des Tests und die Menge der zuerhaltendenInformationen über die Zuverlässigkeit müssen gegeneinander abgewogenwerden.

DienotwendigenAnforderungenan eingesetzteTest-undMessgeräte

DieeingesetztenMess-undPrüfgerätemüssenimmeranspruchsvollerestandardisierteMethodenfürZuverlässigkeitstestsundFehleranalysenunterstützen.Dabeistehen FaktorenwieTestzeitundMessmöglichkeitenindirektem Zusammenhang mit derProduktionskapazität, den TestkostenunddemMaterialverlustimFalleeinesAusfallsder verbautenKomponente.DerProzessderTestoptimierung isteng mitder Fähigkeitverbunden,die Testautomatisierungweiterzuentwickeln

Halbleiterhersteller sind auf zuverlässige Quellen angewiesen. Die elektrischeBelastung kann sowohlunter statischen als auch unter dynamischen Bedingungen erfolgen,wobeigleichzeitighoheoderextremschnelleMessungenoderMessungensowohlnachdv/dtalsauchnach di/dt durchgeführt werden können. FürqualitativhochwertigeZuverlässigkeitsprüfungensindMessgeräteerforderlich, die Spannungen und Ströme mit hoher Prüfkapazität bei minimalen Kosten und Anforderungenan dieQuellengeräteliefern.PräzisionbedeutetGenauigkeit undWiederholbarkeitsowohlbeiderEinstellungderParametervonZykluszuZyklusalsauchbeiderMessung

EinweitererBedarfbestehtdarin,diegemessenenthermischenundelektrischenSignalekontinuierlichzuüberwachen und anzuzeigen. Über ein konfigurierbares Bedienfeldlassensichelektrische und thermische Stressszenarienhochladen,wobeidieBetriebskostenfürDatenerfassungs-undÜberwachungssystememinimalsind.

Anwendungsszenario:Zuverlässigkeitvon eingebettetenKomponenten

WielässtsichdiepotenzielllängereLebensdauervonSiCbasiertenGerätenerklären?Siesindeinerbiszuzehnmal höherenBetriebsspannungausgesetztalsihreVorgänger ausSiliziumundarbeitenwahrscheinlichinUmgebungen mit hohen Temperaturen. Typische Zuverlässigkeitstests fürSiC-MOSFETsenthalten die Belastung einerCharge vonMusterbauelementen über Hunderteoder Tausende von Stunden mit Vorspannungen,die größeroder gleich dernormalenBetriebsspannungsind.DabeisindsieTemperaturenausgesetzt, dieweitüberden normalen Betriebsbedingungenliegen.

WährenddieserBelastungwirdeineVielzahlwichtiger Betriebsparameter in bestimmten Zeitabständen gemessen.AuffälligeVeränderungeninderGeräteleistungkönnen auf einen Defekt im Bauteil hinweisen, so dass es zur Fehleranalyse herausgenommen werden kann, bevores denEndanwendererreicht

Einmehrkanaliges,programmierbaresNetzteillässt sich fürdie Stromversorgung und die Belastungdes Geräts verwenden. DieKanäledes Netzteilskannman in Reiheoderparallelschalten. Dadurcherhöhtsichdie SpannungoderderStromausgangdesverwendetenNetzteils. Programmierbare Stromversorgungenmit eingebauter Sweeping-Funktionalitäthelfendabei,die Belastungsroutine an die Testanforderungenanzupassen.Um die Testdichtezuerhöhen, können außerdem mehrere

WeitereFeatures:

Biszu10GByte/s Streamingüberden PCIe-Bus Biszu16GBinternerSpeicher Umschaltbare Single-und Differenzialausgänge Ausgangspegel: 1,0Vpp (Single) und 2,0Vpp (Differential) 4digitaleMehrzweck-I/O-Leitungen Optional:4 Pulsgeneratoren

Modi:Single-shot,Repeatedund Multiple Replay Systememit biszu16Kanälen perSync-Modul Kostenlose SDKs fürPython, C++, MATLAB, LabVIEWusw.

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GeräteparallelaneineinzigesNetzteilangeschlossenwerden. Bei der Messung bieten DMMs die Möglichkeit, den gewünschtenGenauigkeits-undAuflösungsgradesselbst zu wählen.Dieserkannentwedermit einer6½- oder 7½-stelligen Anzeige realisiert werden.Außerdemverfügen sie über Schaltfunktionen, welche die Anzahl der gleichzeitig getesteten Geräteerhöhen und die Gesamttestzeitverkürzen.MehrkanaligeDMMseignensichauch hervorragend fürdie Überwachung derTemperatur bei temperaturgesteuertenTests.

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Eine Software, die die gesamte Lösung steuert, kann die Integration und Einrichtungerleichtern, indemsie den Prozessautomatisiert.DieSoftwaresollteinderLagesein, Datenübereinen längeren Zeitraum zu sammeln,um TrendsindenKomponentenerkennenzukönnen.Dievon Tektronix entwickelteKickStart-Softwareverbindet die gesamteAnwendungmiteinerintuitivenSteuerungund einerlangfristigen Datenerfassung.Entwickler können jeden der Stromversorgungskanäle einzeln steuern und konfigurieren, eine konstanteBias-Spannung fürdie Belastung ausgeben oder die Ausgabesequenz mitder ListSweep-Funktionanpassen.

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Die Sweep-Punktekönnen direkt in der KickStart-Software oder durchImportieren einervorgefertigtenCSVDateidefiniert werden.Die Zeit fürjeden Sweeppunkt wirddurch die Einstellung der Listenhaltezeitgesteuert. Wird dieEinstellung aufPunktegesetzt,sindmehrere Messungen proSweepschritt möglich. Wird die Einstellung aufZeit geändert, kann eine benutzerdefinierteHaltezeit in Sekunden fürjeden Schrittfestgelegtwerden. Somitlässt sich dieauf dasGerät angewendeteBelastungssequenzanpassen.

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DasBeispieleinesTestsaufWaferebene unddieInstrumentierung

Am Beispieleines Tests auf Waferebende müssen die Ingenieure Tests wieChargeTrapping,NBTI enhanced hot carrier undTDDB enhanced NBTI einsetzen. DieMessmethodik erfordert DC-Belastung undMessungen bis zu einemPunkt,andemsowohlDC-alsauchPuls-Belastung eingesetzt werden, um den Degradations-Relaxationseffekt zu untersuchen. Die Instrumentierung vonKeithley umfasst das4200A SCSDeviceCharacterizationSystem, KeithleySMUs der Serien 2600 und2400,hochempfindlicheStromquellenundNanovoltmetersowieSchalt-und Datenerfassungssysteme.

DieseKomponentenlassensichinbestehendeTest-und Halbleiterlabors integrieren, indem sieinein in sich geschlossenesundvollautomatischesTestsystemintegriert werden. Viele dieser Gerätesind mit dem Test Script Processor (TSP)und TSP-Link fürUltra-High-Speed-Betrieb und Paralleltests ausgestattet. Damit sind mit eingebettetenTestskripten und komplettenTest-Subroutinen Tests ohnePC-Eingriffmöglich.DieGerätevonKeithleysindmit der ACS(Advanced Characterization Suite) ausgestattet. SieunterstütztTestszurBauelemente-Charakterisierung vongehäustenBauelementenundTestsaufWafer-Ebene mitProbes.

DieSoftwareenthältallgemeineBibliotheken,Funktionenund Demoprojekte, welche die Shared Stress ReliabilityTest Application unterstützen. Testbibliotheken auf

Grundlagedes JEDEC-Standards (JEP183Afür den Power MOSFETSiCReliabilityTest)sindebenfallsenthalten.Auf Wafer-EbenebietendieintegriertenACS-Testsystemevon KeithleyeinDienstprogrammzurWaferbeschreibungund eine Waferkarte. BenutzerkönnenWafer-BeschreibungsdateienmitintegriertenTestplänenerstellen.Farbcodierte Wafer-Maps werden während der Testausführung in EchtzeitaktualisiertundzeigendiePass/Fail-Metrikenan Damit sind die Testergebnisse transparentund die Testproduktivitätlässtsichvalidebewerten.

DerProber-ControllersteuertdieBewegungdesWafers währendder Testentwicklung, validiertTestkonfigurationenanrealen Strukturen und navigiert zu ProblembereichendesWafers.ACSsteuertFormFactor,MPI,Electroglas, TEL, ACCRETECH, Signatone, Semiprobe,HiSOL undandere Tester.ACS beinhaltet Testroutinen wieMakros, Skripteund benutzerdefinierteGUIs. Siekönnen jedes TSP-Instrument mit einem STM-Skript steuern. Das Systeminder ACSSoftwarev6.3unterstützt gemeinsame Belastungstests, um denDurchsatz zu erhöhen. Damit lassen sich verschiedene Zuverlässigkeitstestmethoden parallelauf großeGruppenvon Prüflingen anwenden. Eine Schaltmatrix steuertdie Belastungund dieMessungen.

JEP183AdefiniertdieMessungder Schwellenspannung(Vt)einesSiC-MOSFET

Der JEDEC-StandardJEP183A definiert die Messungder Schwellenspannung(Vt)einesSiC-MOSFETmitvertikaler N-Kanal-Struktur.SiC-Bauelementeweisen eine höhere Instabilität derSchwellenspannung auf alsSilizium.Die NormidentifiziertMessmethodenundschlägtRichtlinien fürdie Vorkonditionierung vor, um dieVt-Hysterese zu minimieren.DieDefekteimp-Typ-Halbleitersindfürdas Hysterese-Phänomenverantwortlich. DerJEP183A-StandardhateineneueRichtliniezurMessungderSchwellenspannung vorgeschlagen. Die Idee ist, vorder Messung

des Gate-Sweepseinen Vorkonditionierungsimpuls hinzuzufügen, um eingeschlossene Lochladungen freizusetzenund denSweep durchzuführen. EinLochentsteht, wenneinElektronausdemValenzbandeinesHalbleiters entfernt wird. Es hinterlässt eine Lücke, die als Loch bezeichnetwird.InderNormJEP183Agehtesprimärumdie MessungderSchwellenspannung(Vt)vonSiC-MOSFETs. Keithley-Systeme zusammen mit SourceMeter-Einheiten(SMUs)testenSiC-Leistungsmosfets mit Schwellenspannung.SourceMeter und Softwareunterstützen alle dreiJEDEC-Methoden.DasVerfahrenmitVorkonditionierungsimpuls und Sweep kann einfach mit TSP-Skripten durchgeführtwerden,dieaufdemGerätlaufenoderindie ACS-Softwareeingebettet werden können. Der Benutzer profitiert vonder grafischen Benutzeroberfläche von ACS. (heh)

Bild 3: Hier sind dieverschiedenen Stufen der Produktentwicklung und dafürnotwendige Testsysteme abgebildet.

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HF-Leistungselektronik: Mit dem HF-EMI-Analysatorlassen sichKomponenten fürden Einsatz im Fahrzeug untersuchen.

HF-ANALYSATOR

Vorab-Konformitätstestsinder Automobilindustrie

In der Automobilindustrieist es erforderlich, dass Entwicklerdie EMV-Leistung verschiedener Komponenten prüfen und validieren. Andernfalls kann es zu Störungen zwischen den elektronischen Gerätenkommen.Die notwendigen Messungenlassen sich am Beispiel desTBMR-110Merläutern.

Inder Automobilindustrieist es wichtig,die elektromagnetische Verträglichkeit zu prüfen, da fortschrittliche Elektronik und drahtlose Technologien zunehmend in Fahrzeuge integriert werden. Der HF-EMI-Analysatorist ein wichtiges Werkzeug,umden zuverlässigenund störungsfreien Betriebelektronischer Systeme in Kraftfahrzeugen zu gewährleisten. Automobilhersteller und-zulieferer prüfenihreProdukte mitHF-EMI-Analysatoren DieEntwicklerkönnen so sicherstellen, dass sie die EMVAnforderungenerfüllen,bevorsiesichzertifizieren.Dieser proaktiveAnsatzträgtdazubei,EMV-Problemefrühzeitig im Entwicklungsprozess zu erkennen undzulösen, wodurchdasRisikokostspieligerVerzögerungenoderNichtkonformitäten bei der endgültigen Zertifizierungverringertwird.

Diese Analysatoren sind in der Automobilindustrie für die Prüfungund Validierung der EMV-Leistungvon Motorsteuergeräten und Infotainment-Systemen wertvoll. HF-AnalysatorenmessenelektromagnetischeEmissionen

vonKraftfahrzeug-Komponenten, die andere Bordsysteme stören können. Die Messungen erfolgen gemäß Standards wie CISPR25oder OEM-spezifischen Anforderungen, um behördliche Richtlinien zu erfüllen. Der Hochgeschwindigkeits-EMI-Analysator TBMR-110M vonTekboxmitintegriertenMessfunktionen,Tracking-Generator, Oszilloskop,Demodulator und IQ-Stream-Generator ermöglichtEntwicklerndieAnalysevonEMI-Signalen.

DerHF-EingangistmiteinemschaltbarenDämpfungsgliedundeinerEingangsschutzschaltungverbunden.Anschließend folgt ein Vorselektor mit acht Kanälen. Der AusgangdesVorselektorsspeistzweiLNA.DieersteStufe hateineVerstärkungvon20dB,diezweitevon10dB.Verstärkungsanpassung von0bis 30 dB in 10-dB-Schritten. Das HF-Signal wirdabgetastet, A/D-gewandelt und in einem FPGA-Block mit kundenspezifischer Logik verarbeitet, bevoresineinem schnellen RAM gespeichert wird. DerMikrocontrollerliestdenInhaltundüberträgtihnan denComputer,wodasSpektrumverarbeitetundangezeigt

Bild: Meilha us

wird.DerTracking-Generatorbestehtauseinem250MHz DDS (Direct Digital Synthesis), gefolgtvon einemVerstärkerund einemschaltbaren 10-dB-Dämpfer. Er kann Eintaktsignale(CW)vonsehrniedrigenFrequenzenbiszu100 MHz mit einer maximalen Ausgangsleistungvon 0dBm erzeugen.

Der Analysator enthälteinen digitalen Empfänger mit einerkaskadierten schalt-und abstimmbarendigitalen Filterbank. Die maximale RBWist auf3,5 MHzbegrenzt. DieDemodulation, dieKurzzeit-FFT(STFFT) unddie parallele Filterberechnung erfolgen rechnergestütztunter VerwendungeinerleistungsfähigenMultithreading-und SIMD-Technik (SingleInput Multiple Data). EMI-MessaufbautenumfassenWandler wieMessantennen, HFStromüberwachungssonden oder LISN,umnur diegebräuchlichsten zu nennen. Alle Wandlerhaben Eigenschaften, die fürgenaueMessergebnisseberücksichtigt werdenmüssen.

Antennenfaktorenfürelektrischeund magnetischeFeldstärken

MessantennenwerdendurchihrenAntennenfaktorAFin [dB/m] charakterisiert undmit einer Antennenfaktortabellegeliefert. Addiert man den elektrischen Antennenfaktor zurSpannung am Antennenausgang in [dBµV], erhält man die entsprechende elektrischeFeldstärkein

EP-TIPP

Dateien werden anhand derErweiterung identifiziert: Kabeldateien: *. cac, LISN-Dateien: *.lsc, Antennendateien: *.ant und Verstärkerdateien: *.amp

[dBµV/m].Elektrische Feldstärke E[dBµV/m]= VANT [dBµV]+AFE [dB/m].Sind Antennen zur Messung magnetischer Felder ausgelegt, werden sie durch den magnetischen Antennenfaktor in [dB/Ωm] charakterisiert. MagnetischeFeldstärkeH[dBµA/m]=VANT [dBµV]+AFH[dB/ Ωm]. Die Antennenfaktoren sind immer frequenzabhängigund variiereningeringeremMaßejenachMessabstandzwischenAntenneundPrüfling

DieLeistungsimpedanz (LISN) zeichnet sich durch Impedanz, Phase, Isolation und Spannungsteilungsverhältnis aus. Der fürdie Messwertkorrektur relevanteParameteristihrSpannungsteilungsverhältnis,dasdasVerhältnis derSpannungamLISNRF-PortundderSpannungamPort LISNEUT(EquipmentunderTest)charakterisiert.

Der eigentliche Messaufbau kann zusätzliche Komponentenenthalten,diebeiderBerechnungdesMessergebnisses berücksichtigtwerden müssen.Zudiesen zusätzlichen Komponentengehören beispielsweise Kabel, Dämpfungsglieder,Filter,Begrenzer,Verstärker und andere Wandler. Alle dieseKomponenten zeichnensich durch logarithmische Parameter aus, die einfach zu den vomEmpfänger gemessenen Rohdaten addiertoder davonsubtrahiertwerdenkönnen.

DiefolgendeFormelistinderTBMR-110M-Softwareund in EMCviewimplementiert: Diagrammamplitude=Rohamplitude[dBµV]– Kabeldatei –LISN-Datei+ Antennendatei– Verstärkerdatei (heh)

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Die drei Modellreihen SDS800X HD, SDS1000X HD und SDS3000X HDbieten eine vertikale Auflösung von12Bit sowie Bandbreiten von70MHz bis 4GHz. Die ModelleSDS800X HD undSDS1000X HD sind typischerweise alle auf nur70µVrms Rauschen bei einer Bandbreitevon 200MHz spezifiziert. Bei allen hochauflösenden Oszilloskopen liegt die Spezifikation der DCVerstärkungsgenauigkeit bei 1,5 Prozent, wobeidieBereiche≥5mV/diveineGenauigkeit von0,5 Prozent aufweisen. Die Serie SDS3000X HD bietet eine Kanal-zu-KanalIsolierung vonbis zu 60 dB

Der zusätzliche hochauflösende Modus ERES sorgt fü mehrRauschunterdrückung. Das Äquivalent vonbis zu vier zusätzlichen BitsAuflösungstehtbeimSDS3000XHDzur Verfügung.Durch die Nutzung der hohen AbtastrateunddesgroßenSpeichersverbessert der Modus die Rauschleistung auf KostenderBandbreiteweiter.AlleModellesind mitmehrals50automatisiertenMessungen ausgestattet, unterstützen gleichzeitige ma-

thematische Operationen auf vier Kanälen und verfügen über einen Formeleditor.

Zusätzlich sind alle drei Oszilloskop-Serien mit FunktionenwieMaskentest, Bode-Plot,Leistungsanalyse, Sucheund serielle Dekodierung ausgestattet. Optional stehen 16 digitale Kanäle für die Analyse vonMixed-Signal-Designs bereit. Zusammen mit dem isolierten Signalgenerator SAG1021I oder einem beliebigen Arbiträrfunktionsgenerator kann mit demBode-PlotbeispielsweisederFrequenzgangeineszutestendenObjektserstelltwerden. Ferner können Verstärkung undPhasenlage an allen Punkten der Messkurve leicht ermittelt werden. Mittlerweile kann der gesamteBode-Plot mithilfe der Datenliste, der Cursormessung und der automatischenMessfunktionendetailliertanalysiert werden. Die drei Oszilloskop-Serien bieten Touchscreens mit sieben oder 10,1 Zoll, erweiterteRemotesteuerung per Webserver und Datenfunktionen fürNetzwerklaufwerke www.siglenteu.com

Bild: Siglent

MINIATURISIERUNG

TechnischerHintergrund dermSAP-Technologie

Präszision: Die mSAP-Technologieermöglichtdie präziseHerstellung feinster Leiterbahnen unter 50 µm und bietet dankverbesserterProzesse und Materialeigenschaften eine höhere Signalintegrität bei Hochfrequenzanwendungen, wie etwa in 5G- oder Automobiltechnologien.

Im ersten Teil unserer mSAP-Seriehaben wir Sie bereits aufeineReiseder Miniaturisierung mitgenommen–Nun tauchen wir tieferindie Technologie ein.

MitderfortschreitendenMiniaturisierungundden wachsendenAnforderungenandieSignalintegrität in der Elektronik geraten konventionelle FertigungsmethodenzunehmendanihreGrenzen.Vorallem bei Leiterbahnstrukturen unter50µm, wie sie in modernen High-Speed-Anwendungen und beiFrequenzenjenseitsvon1GHzalltäglichsind,stoßendieseVerfahrenauf erhebliche Probleme wieUnterätzungen und hohe Ausschussraten. Um den Anforderungen gerecht zu werden, sind neue technologische Ansätzeerforderlich –und genau hier setzt die mSAP-Technologie (Modified Semi-AdditiveProcess)an.

DerWandelvonsubtraktivenzusemiadditivenProzessen

TraditionelleÄtzprozesse,dieaufdemgroßflächigenEntfernen vonKupferberuhen,haben sich über dieJahre weiterentwickelt,dochihrePräzisionbleibtbegrenzt.Vor allem beiStrukturenunter 75 µm sind dieFehleranfälligkeitunddieVerlustedurchAusschussinakzeptabelhoch. Dies wirdbesonders bei den extrem feinen Leiterbahnen (<50 µm) zu einem Problem, die in High-Speed-Anwendungenerforderlichsind.DieUnterätzung,einbekanntes Problem des subtraktivenProzesses, führt dazu, dass die tatsächlichen Leiterbahnbreiten variieren unddie Querschnittenicht präzise kontrolliert werden können. Diese Ungenauigkeiten beeinflussen die elektrische Leistung der Leiterbahnen negativ, wasinsbesonderebei HochfrequenzsignalenzuunerwünschtenDämpfungenund Signalverlustenführt.

Der semi-additive Ansatz des mSAP-Verfahrens zeichnet sich durch eine wesentlich höherePräzision aus. Anstattdas Kupfer flächendeckend zu entfernen, wird es

Bild: RP Te c

gezieltnur dort aufgetragen, wo es benötigt wird.Das führtzueinerverbessertenKontrolleüberdieStrukturder Leiterbahnen.DiesepräziseFormgebungermöglichteine effizientereund leistungsstärkere Gestaltungder Schaltungen, wassichpositiv aufderen Gesamtperformance auswirkt.

DermSAP-Prozess-Präzisiondurch optimierteMaterialabstimmung

Um die geforderten Strukturenvon 30 µm und kleiner zuverlässigherstellenzukönnen,müssenallebeteiligten Prozesse undMaterialien optimalaufeinander abgestimmtsein. DermSAP-Prozess beginntmit der Applikation einer ultradünnen Kupferfolie auf dasSubstratmaterial. In der Fertigung vonYMT Co., Ltd. wird dazu eine spezielle Basisfolie miteiner Dickevon nur1,5 µm verwendet, die zusätzlich mit einem „Nanotus“-Treatment von0,4µmbeschichtetist.DieseKombinationausdünner Kupferschicht und spezieller Oberflächenbehandlung ist entscheidendfürdieQualitätderfinalenLeiterbahnen. ImGegensatzzuherkömmlichenKupferfolienmiteiner Dickevon 35 µm undkonventionellenOberflächenbehandlungen, dieoft 6µmerreichen,zeichnet sichdie Nanotus-Foliedurch eine deutlichgeringere Rauigkeit und gleichzeitig bessereHaftung aus. Die Oberfläche ist vergleichbarmit einemKlettverschluss. Dies ermöglicht nicht nur die Fertigung extrem feiner Leiterbahnen,sondern hat auch positive Auswirkungen aufdie Signalintegrität,dadie glatte Oberfläche wenigerSignalverluste verursacht.

Fotolithografieundgalvanisches Aufkupfern

Nach der Applikation der Kupferfolie wirdmittels FotolithografieeineMaskeaufdasSubstrataufgebracht,diedas

gewünschte Leiterbild definiert. DerEinsatz vonFotolithografieinKombinationmitderextremdünnenKupferfolie des mSAP-Prozesses ist entscheidend, um die notwendigen Strukturen unter 50 µm präzise zu erzeugen. Dabei werden die nicht benötigten Kupferbereiche maskiert, während die freiliegenden Bereiche durchgalvanischeAbscheidunggezieltaufgekupfertwerden

Diegalvanische Abscheidungstellt dennächstenwichtigen Schritt im mSAP-Prozess dar.Hier wirdKupfer in einer elektrolytischen Zelle auf die freiliegenden Leiterbahnbereiche aufgetragen,bis die gewünschteDickeerreichtist.DadieinitialaufgetrageneKupferschichtnur1,5 µm dick ist, können die nachfolgenden Aufkupferungsprozesse extrem präzisegesteuert werden. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die kurzen Ätzzeiten reduzieren die Unterätzung,was zu sauberer definierten und gleichmäßigenLeiterbahnenführt.

VERFASST VON LindaLüüs

Assistenz der Geschäftsleitung RPtec GmbH

DasEntfernenderMaskeundder Ätzprozess

Nach dem galvanischen Aufkupfernwirddie Fotomaske entfernt, um die ursprüngliche Kupferfoliefreizulegen.

Bild 2: Rauheit der Kupferfolienoberflächen im Vergleich.

Bild 3: Feine Leiterbahnstrukturen nach den Nanotus-Verfahren.

5: Darstellung der Dämpfungvon Kupferrauheit in Additionvon Dielektrizitätsverlusten -Polarinstruments GmbH

DiesewirdnunineinemgezieltenÄtzprozessentfernt,um die finalen Leiterbahnen freizulegen. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des mSAP-Prozesses: Durch die Verwendungderultradünnen1,5µmKupferfoliebleibtdieÄtzzeit extrem kurz,was die Gefahr derUnterätzungpraktisch eliminiert. Das Ergebnisist eine Leiterbahn, die nahezu perfekterechteckigeQuerschnitteaufweist.

DasexaktegeometrischeProfilderLeiterbahnenistfür dieImpedanzkontrollevongroßerBedeutung,besonders beiHochfrequenzanwendungen.Ungenauigkeiteninder Leiterbahnform können die Impedanz und damit die Signalintegrität negativbeeinflussen. Der mSAP-Prozess gewährleistet jedoch durch die präzise Steuerung der Fertigungsschritteeine gleichbleibend hohe Qualität, waszu stabilerenundzuverlässigerenLeiterbahnenführt.

OptimierteMaterialeigenschaftenfür

Hochfrequenzanwendungen

Nebender geometrischenPräzision derLeiterbahnen spielendie Materialeigenschaften des verwendeten KupferseineentscheidendeRollebeiderSignalintegrität,insbesonderebei hohen Frequenzen. Die Nanotus-Kupferfolie zeichnet sich durch eine besonders glatteOberfläche aus, die Signalverlusteminimiert. Dies istvor allem bei Frequenzenoberhalbvon5GHzwichtig,dadieRauigkeit des Kupfers bei steigender Frequenz zunehmend negativenEinflussaufdieSignalübertragungnimmt.

Die glatteOberfläche der Nanotus-Folie trägt nicht nur zurbesserenHaftungaufdemSubstratbei,sondernreduziertauchdieDämpfungderSignale.DieshatdirekteAuswirkungenauf dieLeistungsfähigkeitmodernerHochgeschwindigkeitsanwendungen, die aufeine stabile und verlustarmeSignalübertragungangewiesensind.DerVergleich zu herkömmlichen Kupferfolien zeigt, dass die Nanotus-FolieinsbesondereinHochfrequenzanwendungen, wieetwabei 5G-Technologien oder in der Automobilindustrie,entscheidendeVorteilebietet.

IntegrationvonFotoresistundÄtzprozessen

Ein zentraler ProzessschrittimmSAP-Verfahren ist die Verwendung spezieller Laminate, die als temporäreMaskierungdienen, um diegewünschten Bereiche fürdie galvanischeAbscheidungexaktabzugrenzen.DieseLaminatschicht wirdnachdem Aufbringen des Kupfers ent-

Lösungen für Ideen

Bild 4: Signalverlust der verschiedenen dicken derNanotus Folie

Bild

Bild:

fernt, um die endgültige Struktur derLeiterbahnen freizulegen.Hierbeiistesentscheidend,dassdasLaminat,der LaminatstripperunddasÄtzmediumoptimalaufeinander abgestimmt sind. Nur so lässt sich sicherstellen,dass die Leiterbahnenihrepräzise Form behaltenund keineBeschädigungendurchdenÄtzprozessauftreten.

Durch den Einsatz dieser optimierten Materialienund Verfahren istesmöglich, in derMassenfertigung konsistenteErgebnisse zu erzielen undgleichzeitigden Ausschuss auf ein Minimum zu reduzieren.Diesmachtden mSAP-Prozess zu einergeeigneten Lösung fürdie HerstellungfeinsterLeiterbahneningroßemMaßstab.

Fazit-mSAPalsSchlüsseltechnologiefür dieMiniaturisierung

Die mSAP-Technologie bietet eine Antwort aufdie wachsenden Anforderungen an die Elektronikfertigung,insbesonderebei hochpräzisenLeiterbahnenunter 50 µm. Dank deroptimierten Prozesse,der Verwendung ultradünnerKupferfolienunddergalvanischenAufkupferung ist es möglich, extremfeine Strukturen mit hoher PräzisionundZuverlässigkeitzufertigen.DieKombinationaus geringer Rauigkeit und stabiler Haftung sorgt zudemfür eine verbesserteSignalintegritätund geringereDämpfungsverlustebeiHochfrequenzanwendungen.

Mit Blick auf zukünftige Entwicklungen in derElektronikindustrie,sei es im Bereichder 5G-Technologie,in autonomenFahrzeugenoderinderMedizintechnik,wird dermSAP-ProzesseineSchlüsselrolle spielen. DieFähigkeit, Leiterbahnen mit hoher Präzisionund Stabilität zu fertigen,macht dieseTechnologie zu einerunverzichtbarenGrundlagefürdieElektronikderZukunft. (mbf)

Gegründet 2013, bietet RPtec maßgeschneiderteDienstleistungen, die vonder präzisen Planung über die Fertigung bishin zur Serienproduktionreichen. Mitbesonderer Expertise in innovativen Technologien wie dem modifizierten Semi-Additiv-Verfahren (mSAP), LTCC (Low TemperatureCo-fired Ceramic)und HTCC (HighTemperatureCo-firedCeramic) ermöglicht das Unternehmen die Entwicklung komplexerSchaltkreise,die eine verbesserteSignalintegritätund eine erhöhtePackungsdichtebieten. RPtecist daraufspezialisiert, eine Vielzahlvon Leiterplatten fürunterschiedliche Anwendungen zu liefern– vonPrototypenbis hin zu Großserienproduktionen. Ihr Portfolio umfasst neben flexiblen und starr-flexiblen Leiterplatten auch Sondermaterialien, Multilayer, Probecards und Backplanes. RPtec kann Projekterealisieren, die sowohl hohe thermische Beständigkeit alsauchmaximaleZuverlässigkeit erfordern. RPtec betreibt StandorteinDeutschland, Prag und Seoul. EP-INFO

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ELEKTROMAGNETISCHE VERTRÄGLICHKEIT

EMV-Konformitätmeistern! Filterbauelemente– Tipp 8

Bild 13: SMD-Ferrit, Impedanz-Verlust durch den Bias-Stromüberder Frequenz.

Bild 14: Dämpfung vonStörungenauf der Versorgungsleitung eines Oszillators mit Pi-Filter

VERFASST VON

Dr.-Ing.Heinz Zenkner

Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger fürEMV

Magnetische Materialien zeigen Sättigungseffekte, die über der Frequenz vorallemvon dermagnetischen Flussdichte, d.h. vomStrom, derdurch die Ferrit-Induktivität fließt, abhängen.Man spricht hier vonKernsättigung,ein Effekt, den die „Luftinduktivität“ nichthat.Bild13zeigtdieImpedanzinAbhängigkeitvon derFrequenzdes SMD-Ferrits mitunterschiedlicher Gleichstrom-Vormagnetisierung(Bias-Strom).

In Bild13ist zu erkennen, dass sich die Impedanz des SMD-Ferrits bei seinem „Rated Current 1“,der Strom, bei demsichderFerritum20°Cerwärmt,bei40MHzhalbiert; die Impedanzsinkt von200 auf100 Ω.Deshalb muss in

Bild: Wü rth

Tabelle 5: Übersicht und Vergleich der wichtigsten Parametervon SMD-Ferrit, Keramik-Induktivitätund drahtbewickelter Ferrit-Induktivität.

Wü rth

Bild: Wü rth

der Applikation der maximal durch den Ferrit fließende Gleichstrom berücksichtigt werden. Der Rated Current 1 vonInduktivitäten mit Ferrit solltemindestens das Doppeltedes„Betriebsstroms“durchdasBauteilbetragen.Der FerritinBild13solltealsomit maximal100 mA beansprucht werden. Dieser Impedanzwert muss dann beim Filterdesignberücksichtigtwerden.

In Tabelle 5sind die verschiedenen Parameter vondrei Induktivitätstechnologiengegenübergestellt.Verglichen werden die typischen Eigenschaften der Bauteiletechnologien, da SMD-Ferritenicht in „Induktivitätswerten“angegebenwerdenundKeramik-Induktivitäten(Luftspulen) nichtindenWertebereichenderdrahtbewickeltenInduktivitätverfügbarsind.

Entsprechend dernotwendigen Filtereigenschaften muss die Technologiegruppe und innerhalb der TechnologiegruppedannderpassendeWertgewähltwerden.Ein praktisches Hilfsmittel fürdie Auswahl ist die Online-Simulations-PlattformRedExpert.

FilteranaktivenelektronischenBauteilen NebendenFilternanSchnittstellen(Tipp9)werdenFilterhäufig direkt auf der elektronischen Leiterplattezum Filtern vonhochfrequenten „Störungen“an den Versorgungsanschlüssenvon ICs verwendet. Die Wirkung des FilterslässtsichambestenanhanddesBeispielsinBild14 zeigen.DieStromversorgungzumQuarzoszillatoristüber dieInduktivitätWE-RFI744760327Aentkoppelt.DieDrossel hat eine Induktivität von2,7 mH, aber aufgrunddes Ferritkernes im Frequenzbereich über ca.100 MHz eine hohe Impedanz vonüber1,5 kΩ.Die Reduktion des Emissionsspektrums beträgt im Bereich von100 bis 400 MHz biszu30dB,über400MHzsinktdieDämpfungauf25dB, abfallendbisbei1GHzaufumdie10dB (kr)

Bild:

Spezialist in der Dünnschichttechnologie

Seit 1964 bietet Susumu (SSM) innovative und hochqualitative Dünnschichtwiderstände für alle Bereiche der Elektronikindustrie an. Als Spezialist in der Dünnschichttechnologie undeiner der weltweit größten Hersteller bietet das Unternehmen eine große Bandbreite hochwertiger Bauteile an,u.a.Chipwiderstände,Chipnetzwerke, Präzisionswiderstandsnetzwerke, HF-Dämpfungsglieder,HF-Abschlusswiderstände oder Stromsensoren.

RG-Serie: Verbesserte Dünnschicht-Widerstände

Susumu Deutschland hatmit der RoHS-konformen Serie PRG eine andereAusführung der RG-Serie vorgestellt,die trotz höherer Nennleistung eine hohe Präzision und Zuverlässigkeit beibehält.

Durchein anderes Design der Anschlüsse konnte dieWärmeableitung verbessertwerden; die Anschlüsse befinden sich auf der Längsseite. Diese Anschlussartist nicht für alle Anwendungen geeignet, daher wurdedie Bodenklemmeanden Schmalseiten vergrößert Damit können auchsolche Applikationen bedient werden,bei denen die unkonventionelle lange Bodenklemme nicht möglich ist. Durch ihreStabilitätauch unter rauen Bedingungen ist die neue Serie insbesonderefür Anwendungen in der Robotik sowie in der Ansteuerung von Gleichstrommotoren und Wechselrichtern geeignet.

Die RoHS-konforme Serie PRGist eineandere Ausführung derRG-Serie von Susumu

Dieinden Baugrößen 1206, 2010 und 2512 im Bereich 10 bis 250 kΩ lieferbaren Widerstände bestehen aus NiCr und sind sehr rauscharm. DerBetriebstemperaturbereich erstreckt sich von -55bis +155 °C bei einem TK von ±25 ppm/ °C und einer Drift von 0,1 bis 0,5 %. Die Nennleistung beträgt 1bis 3W.Aufgrund der kleinen Bauformen sind die Widerstände bis 1GHz einsetzbar. Die hohe Langzeitstabilitätwird durch eine anorganische Passivierung erreicht.

Wir sindhier:

Elektromobilität, Robotik, Präzisionsmessgeräte –das sind nur drei Beispiele für Anwendungsgebiete,bei denen Komponenten mit hoher Genauigkeit, Robustheit und Langzeitstabilität unabdingbar sind. Für diese und ähnliche Einsatzgebiete sind diePräzisionswiderstände der Serie RGV bestens geeignet.

Die Metallfilm-Chipwiderstände der RGV-Familie überdecken den Widerstandsbereich von 120 kΩ bis3MΩ(Ausführungen für 0,25 Watt) beziehungsweise 120 bis 4,3 MΩ (Ausführungen für 0,33 Watt). Dabei eignen sie sichfür Hochspannungsanwendungen mit maximal 700 Volt beziehungsweise 1000 Volt. Die anorganische Passivierung sorgt für ausgezeichnete Langzeitstabilität. Die hohe Präzision dieser Widerstände wird durch ihre extrem enge Toleranz von nur ±0,1 %verdeutlicht. Ihr äußerst niedriger Temperaturkoeffizient von ±25 ppm/°C zeigt, dass der Widerstandswert auchunter höheren Temperaturen stabil bleibt. Ihr Betriebstemperaturbereich von -55 bis 155 °C qualifiziert die RGV-Widerstände zum Einsatz auchunter rauen Umgebungsbedingungen.

•Für den Einsatz im Automobil-Umfeld sind die Widerstände der Baureihe RGVnatürlich nach dem Standard AEC-Q200 zertifiziert.

Halle A5 ·Stand 428

RGV-Serie für Hochspannungs-Anwendungen: Präzision und Langzeitstabilitätfür Elektromobilitätund Robotik

•Aufgrund der Summe dieser Eigenschaften eignen sichdie RGV-Chipwiderstände perfekt zum Einsatz im Antriebsstrang und in Batteriemanagementsystemen von Elektrofahrzeugen, in industriellenund RobotikAnwendungen, Messinstrumenten und in Hochspannungsausrüstungen.

RGA-Serie

Susumu hatbei der Serie RG durch den Einsatz von Goldkontakten anstelle der üblichen Zinnkontakte den zulässigen Betriebstemperaturbereichauf 230 °C erweitern können. Allerdings ist hierbei ein Derating zu beachten, die volle Nennleistung kann im Bereich von -55 bis +125 °C genutztwerden. Gleichzeitig gestatten die Goldkontakte die Verwendung leitfähiger Kunstharze, wodurchKleben möglich wird. Der erweiterte Temperaturbereich erleichtert den Einsatz der Bauteile in derAutomobilindustrie, in Bohrgeräten und allgemein in Geräten, die im Betrieb hohen Temperaturenausgesetzt sind. Ferner sind diese Bauteile RoHS-konform und 100 %blei- und halogenfrei. Hervorzuheben sind die kleine Drift von <±0.1 %und einTK von ±10 ppm/°C. Die Widerstände sind in den Bauformen 0402, 0603 und0805 erhältlich. Die Nennleistung beträgt 1/32 bis 1/10 W, der Widerstandsbereich 47 Ωbis 1MΩ.

Hochspezialisiert.

WiranIhrerSeite.

Als Unternehmenmit 36 Jahren Erfahrung im technischen Vertrieb vonelektronischen Bauelementen positionierenwir uns im Markt nichtalsklassischerDistributor,sondernvielmehralsSparringspartner unserer Kundenmit einem umfangreichen technologischen als auch kommerziellenDienstleistungsspektrum. Fokusist stets eine fundiertetechnische Beratung und ein effizienter wienachhaltiger Design-In-Support.

In engerAbstimmung mit den BedürfnissendesAnwenderswerden geeignete Komponenten identifiziertund ausgewertet, baugleiche

AlternativenundbesondersgängigeSpezifikationenundBauformen empfohlenund bereits im frühen Auswahlprozess auch wesentliche

kommerzielle Aspekte wie Preis, Verfügbarkeit,Lifecycle und alternativeProdukte(„SecondSources“) berücksichtigt.

In derDistributionübliche Dienstleistungen wie etwa individuelle Logistikkonzepte, Konsignationsund Sicherheitslager,EDI,Kanban, JIT alsauch kundenoptimierte Barcodierung ergänzen unser Angebot

Wasdürfenwir fürSietun?

Als autorisierter Distributor von 31 international renommierten Herstellern für frequenzbestimmende Bauelemente (Quarze & Oszillatoren)habenwirunsinden vergangenen Jahren eine bedeutende Positionimdeutschsprachigen Raum erarbeitet.Dabei verstehen wir uns keinesfalls als Spezial-Distributor für Taktgeber, sondern haben auch im Bereich passiver und elektromechanischer Bauteile sowie Batterien (PEMCO) eine Linecardaufgebaut,die sich sehen lassen kann. Mitüber40namhaften Franchises wird auch dasAngebot in Richtung PEMCOkontinuierlich ausgebaut.Hierzugehörenheute neben Widerständen, Kondensatoren, Drosseln und Spulen auch Schaltkreisschutzelemente und Dioden, Steckverbinder,HF- und Mikrowellenprodukte, Batterien und AkkumulatorensowieSchalter,Taster,Potenziometer und Encoder.

Unser erfahrenes Team berät Sie effizient,herstellerunabhängig alsauchtechnischkompetentund begleitet Sie aufdem Wegzur fürSietechnischwiekommerziell bestmöglichenLösung.

UnserProdukt-undHerstellerportfolio ergänzen wir kontinuierlich und nachhaltig um weitere Technologien und Lieferanten. Unsere Kunden profitierenvon unseren langjährigen und loyalen Partnerschaftenmit zahlreichen internationalenLieferanten. Gelebte Wertewie Zuverlässigkeit,gegenseitigesVertrauenundeinestetsoffene und ehrliche Kommunikation stehen, wie unsereKunden, stets imMittelpunktunseresHandelns.

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Sie sind aufder Suche nach einem erfahrenen, innovativen Expertenfür dieBeratung,Entwicklung und Herstellung von kundenspezifischen Schaltnetzteilen. Sie benötigen eine Stromversorgungslösung für industrielle,medizinische und LED-Beleuchtungs-Anwendungen, der Transport- und Verkehrstechnik,der Gebäudesystem- oder der Medien- und Kommunikationstechnik.

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IhrSpezialist für Bauelemente der Leistungselektronik

MJC Elektrotechnik bieteteine breitePalette an Bauteilen für denEinsatzinder Leistungselektronik.Wir verfügen über ein langjährigesKnow-howbei der Anwendung moderner technischer Lösungen. AlsProblemlöser bei der Beschaffung von

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SMD-Stromsensorender Serie C162-XXA

Hochisolierende Stromsensoren, die die Open-Loop-HallTechnologie für präzise und schnelle Messungen nutzen Sie sind in zwei Versorgungsspannungen erhältlich (5 Vund 3,3V DC) und bieten Messbereiche bis zu 100 A. Dieser SMD-Sensor bietet eine kompakte, kostengünstige undgenaue Lösung für dieErfassungvon Wechsel- oder Gleichströmen. Er isteineausgezeichnete Wahl für Motorsteuerungen,zur Lastüberwachungund -management, für dieSteuerung vonStromversorgungen und DC-DC-Wandlernsowie für die Invertersteuerung.

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Neue Netzthyristoren der B-Serie in Presspack-Gehäusen (Auflagefläche Ø19mm, 25mm, 34mm und 47mm)

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Neue 12V-DC-Lüftermit höchstem statischen Druck undLuftdurchsatz inder Branche

SANYO DENKI CO., LTD. hatden 38 ×38×28mmgroßen SanAce 38 DC-Lüfterdes Typs 9HVA0312P3K001 entwickeltund auf den Marktgebracht, derden höchstenstatischen Druck undLuftdurchsatzinder Branche bietet.

• Abmessungen: 38 ×38× 28 mm, Gewicht: 53 g

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3neue1200V-SiC-MOSFET im TO-247Plus4L-Gehäuse

Starpower stellt 3neue preiswerte SiC-Power MOSFETim TO-247Plus 4L-Gehäuse vor. Diese bieten extrem niedrige Durchlassverluste wie auch geringe Schaltverluste. Eineniedriginduktive Bauform vermindertdie Oszillationsneigung. Typische Einsatzgebietesindbeispielsweisedie Automobilindustrie, also die Anwendung in Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowieinWechselrichternfür Stromversorgungen und Motorantriebe

• DM170S12TDRB: VDSS =1200 V, RDSon =17mΩ, ID =118 A@ Tvj =175 °C

• DM400S12TDRB: VDSS =1200 V, RDSon =40mΩ, ID =55A@ Tvj =175 °C

• DM800S12TDRB: VDSS =1200 V, RDSon =80mΩ, ID =30A@ Tvj =175 °C

LÖTEN UNTER DEM MIKROSKOP Metcalstellt neue MicroFine-Produkte vor Metcal, Anbieter vonTischlötgeräten, hat seine neuen MicroFine-Lötkolben und Kartuschenspitzen fürden Einsatz unter dem Mikroskop vorgestellt. Die Produktesind kompatibelmitdenLötsystemenderMetcal MX-Serie undder ConnectionValidation (CV)-Serieund bieten die Prozesssteuerung vonMetcal SmartHeat in einem kompakterenund leichteren Format. Die MicroFineProduktlinie umfasst sowohl Löt-als auch Pinzettenhandstücke, die fürdie Bearbeitung vonsehr kleinen Komponenten wie 01005ausgelegtsind.Nutzerkönnensomit ihrenbestehendenMetcal-Systemenpräzise unter dem Mikroskop arbeiten, ohne in zusätzliche Systeme investieren zu müssen. Ergänzend dazu führt Metcal neue Arbeits-

PROTOLASER H4 VONLKPF

ständer ein, die freihändiges Einsetzen und Entfernen der Spitzen ermöglichen. Diese Verbesserungen sollen zukünftig auch in anderen Arbeitsständern zum Einsatz kommen. DieMicroFine-Handstückewurden mit einem ergonomischen, leichten Design entwickelt, das speziell auf die Anforderungen beim Arbeiten unter dem Mikroskop abgestimmt ist. Die Arbeitsständer bieten zusätzlicheSicherheit und Benutzerfreundlichkeit, wodurch das Arbeiten effizienter undkomfortablerwird.Seit1982entwickelt Metcalinnovative Technologien fürOEMs undElektronikmontagekundenausdenBereichen Automobil, Luft-und Raumfahrt, Medizintechnik und Militär. www.metcal.com

Mehr Funktionen im kompakten Gehäuse

Der LPKF ProtoLaser H4 vereint Laser-und mechanischeBearbeitungstechnikenfürdie Strukturierung vonLeiterplatten. Die neue VersionhatdieLeistungsfähigkeitweitergesteigert und das Anwendungsspektrum erweitert, um den wachsenden Anforderungen an Prototypenentwicklung und Reparaturen gerecht zu werden. Die HauptinnovationdesneuenProtoLaserH4liegtinderum 25 %gesteigerten Laserleistung von16auf 20 Watt. Dies ermöglicht eine noch schnellereund präzisereStrukturierungvon Leiterplatten.ErgänztwirddiesdurcheineverbessertemechanischeBearbeitung:DieZahl derWerkzeughalter wurde von6 auf14erhöht, waseine höhereAutomatisierung ohne manuelleWerkzeugwechsel ermöglicht. Zudem wurde die Spindeldrehzahl von 60.000 auf100.000 U/mingesteigert, was

kürzere Bearbeitungszeiten und präzisere Ergebnisse bei Bohrungen bis zu 0,2mm und beim Trennen vonPCBs, auch aus flexiblen Materialien, ermöglicht

AuchdasArbeitsumfeldwurdeweiterverbessert:EineoptimierteAbsaughaubesorgt fürdie vollständige Entfernung vonMaterialresten aus dem Arbeitsbereich, wasdie Bearbeitungsqualität weiter erhöht. Ein integriertes MTM-Device (Material Thickness Measurement)misstdie Materialdickeund sorgtfür eine optimale Fokussierung des Lasers in einem selbstkalibrierenden Prozess. Der Arbeitsbereich des ProtoLaser H4 wurde auf 310 mm x230 mm x8 mm erweitert, wasmehr Flexibilität bei der Bearbeitung größerer Leiterplatten bietet. Der Verkaufsstart warimSeptember 2024. www.lpkf.com

PANASONIC INDUSTRY EUROPE

Eine Weltmarkemit Kurs aufNachhaltigkeit

Mit über 100 Jahren Erfahrungund einem klaren Fokusauf grüne Technologien und Digitalisierungtreibt PanasonicIndustry Europe die Zukunft in den Bereichen Elektromobilität, SmartHomes und Automatisierung voran.

DiePanasonicIndustryEuropeGmbH,TeilderglobalenPanasonicHoldingsCorporation,zähltheutezu denführendenAnbieternvonIndustriekomponentenundTechnologieninEuropa.MiteinerbeeindruckendenHistorie,die bis ins Jahr 1918 zurückreicht, vereint Panasonic über 100 JahreErfahrungund Tradition mit einer zukunftsorientierten Wettbewerbsstrategie. Dieses Porträt gibt einengründlichen Einblick in dieUnternehmensphilosophie, dieWettbewerbsherausforderungen und den Fokus auf technologische Entwicklungen und Nachhaltigkeit,diePanasoniczueinemderinnovativsten AkteureinderElektronikbranchemachen

Panasonic:EineglobaleKraftmitstarker europäischerPräsenz

Panasonic Industry Europe istintegraler Bestandteilder Panasonic Group,die weltweitals Technologieführer in einer Vielzahl vonSektoren bekannt ist. ZumGeschäftsjahresende 2024 meldetedie Gruppe einenNettoumsatz vonbeeindruckenden54,12 Milliarden Euro. DasUnternehmen beschäftigt weltweit über 225.000 Mitarbeiter und agiert in acht großen Geschäftseinheiten,darunter dieSpartefürIndustriekunden,zuderPanasonicIndustry Europegehört.InEuropaistPanasonicIndustryinvielen Schlüsselbereichen präsent, darunter Automobiltechnologien, Medizintechnik, Infrastruktur und Smart Living Dabei sticht das Unternehmen durch seineInnovationskraftundKundennähehervor.LokaleEntwicklungsteams in Deutschland, eigene Produktionsstätteninder Slowakei, Tschechische Republik undÖsterreichsowie modernsteLaboreinOttobrunn und Pfaffenhofenmachen PanasonicIndustry zu einem zentralenAkteurauf dem europäischenMarkt.

WachsendeHerausforderungenim europäischenMarkt

Der europäische Markt ist vonenormenHerausforderungen geprägt. Dazu zählen unter anderemdie Einführung von grünen Technologien, die wachsende Bedeutung der digitalenTransformationsowiedieUnsicherheitendurch sich ständigänderndepolitischeVorgabender EU,insbesondereimBereichderNachhaltigkeit.Panasonicstellt sichdiesenHerausforderungenmiteinerklarenStrategie: DasUnternehmenstrebtdanach,weiterhinführendeSpitzentechnologien anzubieten und gleichzeitig dieAbhängigkeitvonglobalenLieferkettenzuverringern,umauch inturbulentenZeitendieVersorgungssicherheitfürseine Kunden zu gewährleisten. Besonders die Anforderungen der europäischen Mobilitätsbranche,der Arbeitskräftemangel in der Produktion und der immergrößereFokus aufnachhaltigeLösungentreibenPanasonican,kontinu-

Service: Kunden, die zum Beispiel spezifische Anfragen und Anforderungen jenseits der Standardanwendungen haben oder besonders widrige Betriebsbedingungen fürihreDesignstestenmöchten, können einen Termin in den Laboren buchen und Unterstützung vonden technischen Relais-Expertinnen und -Experten vonPanasonicIndustry erhalten

ierlichWettbewerbsstrategie,umauchkünftigindiesem dynamischenUmfeldbestehenzukönnen

Unternehmensphilosophie:Traditiontrifft aufModernität

Panasonics Unternehmensphilosophiebasiert aufden Grundsätzen des Firmengründers Konosuke Matsushita. Der Fokus liegt auf der Verbesserung der Lebensqualität unddemBeitragzurGesellschaft.DiesePhilosophieprägt nicht nur die Beziehungen zu Kunden, Partnern und Mitarbeitern, sondern spiegelt sich auch in den zahlreichen technologischen Innovationen wider,die dasUnternehmenindenletztenJahrenhervorgebrachthat.

DieBeziehungenzudenKundenstehendabeiimMittelpunkt.Panasonicstrebtdanach,ProdukteundLösungen zu entwickeln, die exakt aufdie Bedürfnisse der Kunden abgestimmt sind. Gleichzeitig wirdgroßer Wert auf FairnessundZusammenarbeitmitPartnerngelegt.Innerhalb desUnternehmensfördertPanasoniceineKulturderkontinuierlichen Verbesserung, in der Mitarbeiterermutigt werden,aktivanderEntscheidungsfindungteilzuhaben.

Diese tief verwurzelteInnovationskultur zeigt sich besondersimSloganderIndustrieabteilung:„YourCommittedEnabler“.Damit bringt Panasonic seineMission zum

Automotive- und Transportation-Komponenten: Mit mehr als150.000 Teilenummern liefertPanasonic Industry weltweit elektronische Komponenten undGeräte fürElektrifizierung,Fahrwerk und Sicherheit, Interieur sowie HMI-Systeme.

RelayLab: Panasonic Industry hatin Ottobrunn und PfaffenhofenzweiLaborefür Tests und Analysen seines Relais-Portfoliosund weiterer elektromechanischer Komponenten eingerichtet.

Bild: Pa naso nic

Smart Home: Die Steuerungund Überwachung vonsmartenUmgebungen wirdzunehmend automatisiert, vernetzterund nachhaltiger.Panasonic Industry liefert dieKomponenten und Geräte, die fürdie Entwicklung neuer SmartHome-Produkteerforderlich sind.

Ausdruck,alszuverlässigerPartnergemeinsammitseinen KundendieZukunftzugestalten.

TechnologischeInnovationskraftund globaleReichweite

Einer der Schlüsselfaktoren, die Panasonic vonanderen Unternehmenunterscheiden,ist dieKombination aus globaler Reichweiteund regionaler Expertise. Panasonic IndustryEuropekannnichtnuraufdieumfassendenglobalenForschungs-undEntwicklungsressourcenderMuttergesellschaft zugreifen, sondern betreibt auch eigene EntwicklungszentrenundLaboreinEuropa.Sowerdenin denmodernenLaboreinrichtungeninOttobrunn,Pfaffenhofenund Lüneburg umfassendeTests undAnalysen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Produkteden höchsten Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards entsprechen. Einbesonderes Highlight ist die Rolle vonPanasonic Industry in der Elektromobilität. DasUnternehmenbietetzahlreicheLösungenfürdenAutomobilsektor,

darunter seit je her ein großes Angebot an hochzuverlässigen passivenund elektromechanischen Komponenten fürdie Elektrifizierung vonFahrzeugensowie fürden gesamten Bereich der EV-Charging-Installationen. Diese Technologiensindentscheidend,umdieHerausforderungender Mobilitätswendezumeistern. Darüberhinaus unterstütztPanasonic Industry dieEntwicklung von Smart-Home-Geräten, die auf eine vernetzteund nachhaltigeZukunftabzielen.MitneuestenKomponentenfür Haushaltsgeräte, die Energieeffizienz undKomfort steigern,positioniertsichPanasonicIndustryauchindiesem Wachstumsmarkterfolgreich.

SmarteApplikationenals Innovationstreiber

PanasonicIndustryEuropehat seit Jahrzehnten durch innovativeProdukteinverschiedenenIndustriebereichen vonsich reden gemacht. Besonders hervorzuheben sind die hochpräzisen passivenBauteile wie Kondensatoren undWiderständesowieeinumfangreichesRelaisportfolio, dasLösungenfürAutomobil-undIndustrieanwendungen bietet. Im Bereich Wireless- undSensortechnologie setzt PanasonicMaßstäbemit IoT-Modulenund drahtlosen Steuerungssystemen, die die Effizienz steigern. Zudem leistet dasUnternehmen einen wichtigen Beitrag zur Ladetechnologie fürElektrofahrzeuge undunterstütztden Ausbau vonLadestationen zur Reduzierung der Umweltbelastung.AuchimSmart Home-Bereich fördert PanasonicnachhaltigeLösungendurch dieVernetzungund Automatisierung vonHaushaltsgeräten,einschließlich Matter-fähigerGeräteundfortschrittlicherSensorik

FokusaufNachhaltigkeitundgrüne Technologien

PanasonicsetztseitJahrenverstärktaufnachhaltigeTechnologien,umeineCO₂-neutraleZukunftzugestalten.Das

Bild: Pa naso nic

Bild: Pa naso nic

Komponenten und Gerätefür dasLaden vonElektrofahrzeugen: Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen trägt erheblich zur Reduzierung der Umweltbelastung beiund offenbart zahlreicheweitereVorteile

Unternehmen hat sich ehrgeizige Zielegesetzt, um bis 2030CO₂-NeutralitätinseinenglobalenProduktionsstättenzuerreichen. EinBeispiel fürdieseBemühungenist die Entwicklung vonPerowskit-Solarzellen, die in der Lage sind, den Energieverbrauch erheblich zu senken und einenachhaltigeEnergieversorgungsicherzustellen.

Zusätzlich istPanasonic seit Jahrzehnteninder Entwicklung vonWasserstofftechnologien aktiv, die in der Kusatsu-Fabrik bereits zur Erzeugung vongrünem Wasserstoffgenutztwerden.

Der Fokus auf Nachhaltigkeit isttief in der Unternehmensstrategie verankert und wirddurch den „Panasonic Green Impact“ untermauert, derauf denumfassenden EinsatzgrünerTechnologienabzielt.

FürPanasonic bedeutet dies nicht nur technologische Weiterentwicklung,sondern auch gesellschaftliche Verantwortung,indem es aktivzur Bekämpfung des Klimawandelsbeiträgt.

Fazit:EineInnovationskulturfürdie Zukunft

Mit einer klaren Fokussierungauf Nachhaltigkeit,Digitalisierungund Kundenorientierung hatsichPanasonic Industry Europe als Innovationsführer in derElektronikbrancheetabliert.DiestarkeregionalePräsenzinEuropa, kombiniert mitglobalerExpertise,ermöglichtesdem Unternehmen, flexibel aufMarktveränderungenzureagierenund gleichzeitig langfristige technologische Trendsvoranzutreiben.

PanasonicstehtdamitnichtnurfüreinebeeindruckendeUnternehmensgeschichte,sondernauchfüreineklare VisioneinernachhaltigenundvernetztenZukunft.Durch den unermüdlichen Einsatz fürtechnologischeSpitzenleistungenunddenBeitragzurgesellschaftlichenWeiterentwicklungbleibtPanasoniceinVorreiterinderElektronikindustrieundeinverlässlicherPartnerfürdieKunden vonmorgen.

Service: Kunden, die zum Beispiel spezifische Anfragen und Anforderungen jenseits der Standardanwendungen haben oder besonders widrige Betriebsbedingungen fürihreDesigns testen möchten, könneneinen Termin in den Laboren buchen und Unterstützung vonden technischen Relais-Expertinnen und -Expertenvon Panasonic Industry erhalten.

Das Matsushita-Musem: Der Gründer vonPanasonic, KonosukeMatsushita, begründeteeine Managementphilosophie, die besagt, dass einUnternehmen eine öffentliche Einrichtung der Gesellschaft ist.

EP-INFO

Panasonic IndustryEurope: InnovationinZahlen

Panasonic Industry Europeist Teil der Panasonic Group und bietet mit einem Umsatz von54,12 MilliardenEuroweltweit fortschrittliche Lösungen füreine Vielzahl vonIndustrien. Das Unternehmen beschäftigt globalüber225.000 Mitarbeiter und beliefert Märkteinden Bereichen Automobil, Medizintechnik, Smart Living und mehr.Die regionale Präsenz in Europa mit Entwicklungszentren in Lüneburgund Produktionsstätten in der Slowakei und Tschechien ermöglicht maßgeschneiderteLösungen füreuropäische Kunden. Innovativ,globalvernetzt und lokal präsent, treibt Panasonic die Industrievoran.

Bild: Pa naso nic

Bild: Pa naso nic

BessereSoftware-Qualität durch Continuous Observability

Bei der Entwicklung vonEmbedded SoftwarewirdBeobachtbarkeit (Observability) meist nurreaktiveingesetzt, etwa beim nachträglichen Debugging oder durch Log-Analysen. HöchsteZeitfür einen proaktiven Ansatz, derinder Lage ist, auch sporadische Fehler früh einzufangen.

Bild 1: Da SoftwareimAuto zunehmend mehr Funktionen übernimmt, wirdesimmer wichtiger,den Programmcode genauimBlick zu behalten und zu verstehen, wasertut.

ModerneeingebetteteSystemestellentraditionelle Entwicklungs- und Testmethoden vorkomplexe Herausforderungen. Ein Beispiel istVolvoselektrischesFlagschiffmodellEX90,dasmitmodernstenTechnologienwieLiDAR-Sensoren,NVIDIAsComputersystem und Qualcomms „Snapdragon Cockpit Platform“ausgestattetist,sowie zahlreicheninternentwickeltenSoftwarekomponenten. Ursprünglich für2022geplant,verzögertesich die Auslieferung aufgrund vonProduktionsproblemenbisSeptember2024.DieerstenModellerollten noch ohne funktionierendes LiDAR vomBand. VerzögerungenwiedieseverursachtenKosteninMilliardenhöhe. Als Antwort auf diese Herausforderungen wurdedas Konzept der kontinuierlichen Beobachtbarkeit(ContinuousObservability)entwickelt. In Softwaresystemen bezeichnet Observabilitydie Fähigkeit, interne Systemzustände durch die Analysevon Outputs wie Logs,Traces undSpeicherauszügen zu erfassen. Traditionell warObservability reaktiv: Entwicklersetzten Debugging-Tools erst ein,wenn Probleme auftraten. Dieser Ansatz reicht abernichtaus,umsporadischeoderaußerhalbdesLabors auftretendeProblemezulösen.ContinuousObservability verfolgt einenproaktivenAnsatz: DieDatenerfassung ist standardmäßigaktiviert,die Berichterstellung automati-

siert. So stehen beietwaigenProblemen stets DiagnosedatenzurAnalysebereit.DieserAnsatzerstrecktsichvon derfrühenSoftwareentwicklung biszum Einsatzvor Ort. Durch Kombination automatisierter und tiefgreifender Observability lassen sich Fehler,Leistungsprobleme und Systemanomalien früh erkennen, die Problemlösung beschleunigenunddieSoftwarequalitätverbessern. ModerneeingebetteteSystemeintegrierenoftverschiedeneSoftwarefunktionendurchMultithreadingundasynchrone Ereignisse,was zu schwer vorhersehbaren Schwankungen in der Softwareausführung führt. Diese Komplexität erschwert Verifizierung und Debugging erheblich. Selbst nachDeployment enthältEmbedded SoftwaregenerellnochetwadreiFehlerpro1000Codezeilen. Edge-KonnektivitättreibtdieSystemkomplexitätweiter in dieHöhe und setzt die Systeme gleichzeitig Cyber-Bedrohungenaus.Paradoxerweisebietetdie Konnektivität aberauchpotenzielleLösungsansätzedurchOver-the-Air (OTA)Updates und Remote Observability.Die KombinationausbeidemrevolutioniertdieArtundWeise,wieEntwicklerdemThemaSoftwarekomplexitätbegegnen.

BeispielSoftwaredefinierteFahrzeuge

DerTrend zu Software-Defined Vehicles (SDVs) verdeutlicht denWandel in der Embedded-Entwicklung.SDVs definierenAutomobilarchitekturneu,indemsieSoftware ins Zentrum der Fahrzeugfunktionalität rücken. Anders als Fahrzeuge mit eigenständigen elektronischen Modulen setzen SDVs aufzentralisierteHochleistungsrechner, die Funktionen in Softwareschichten organisieren. Das ermöglichtOTA-Updates,dynamischeBereitstellungvon Funktionen und eine permanenteVerbindung zu externenSystemen.DochbringtderAnsatzauchneueHerausforderungen mitsich. Häufige Updates, vielfältige Konfigurationen und die kontinuierliche Weiterentwicklung der Software schaffen eine Umgebung,inder es fast unmöglichwird,jedespotenzielleSzenarioimLebenszyklus einesFahrzeugs vollständig zu testen.DieserKonflikt zwischen traditionellen, hardwareorientierten Ansätzen undder agilen,softwaredefinierten Zukunftvon SDVs setztEntwicklerunterenormenDruck,einGleichgewicht zwischenSicherheit,LeistungundInnovationzufinden. In diesem KontextwirdContinuousObservability –branchenübergreifend –unverzichtbar. Siebietet perma-

Bild: ©A ka ra tP hasur ast ock.ado be. co m

nenteEinblickeindasSystemverhaltenundhilftEntwicklern sicherzustellen, dass Updates, Funktions-Rollouts und SystemkonfigurationenKernfunktionen wieSicherheitoderLeistungnichtbeeinträchtigen.

Observability-DrivenDevelopment(ODD)

BeiineffektivemManagementderKomplexitätmoderner Embedded-SystemedrohenschwereFolgen,besondersin Branchen, in denen Systemzuverlässigkeit oberstePrioritäthat.MehrereprominenteBeispieleverdeutlichendies:

EinAutomobilhersteller mussteüber eine Million zwischen 2020 und 2022 ausgelieferteFahrzeuge zurückrufen.Ein Fehler in der Software-und Sensorkombination des Insassen-Klassifizierungssystems(OCS)beeinträchtigtedieAirbag-Auslösung,wasbeiTestsunentdecktblieb EinMedizingeräteherstellermusste2018eineReihe Insulinpumpen zurückrufen, weil Hackerper SchwachstelleKontrolleüberdiePumpenerlangenkonnten.

Die Entdeckung der Linux/OpenSSL XZ-Backdoor im Jahr 2024 offenbartedie Gefahr durch kompromittierte Open-Source-Softwarekomponenten. DieserAngriffauf die Software-LieferketteinjiziertebösartigenCodeüber dasBuild-System,ohnedenQuellcodezuverändern

Hier setzen Continuous Observability und Observability-DrivenDevelopment (ODD) an. ODD integriert Beobachtbarkeit in jeder Phasedes Entwicklungszyklus und bietet Echtzeit-Einblickeindas Systemverhaltenvon der frühenEntwicklungbiszumEinsatzimFeld,mitSoftware Tracing als zentralem Instrument. Wird ODDdurch kontinuierliches Monitoring vonSoftware-Leistungsmetrikenerweitert,könnenSystemeabnormalesVerhaltenund potenzielle Ausfallrisiken in der Runtime quasi „selbsterkennend“identifizieren. So können EntwicklerProblemefrühzeitigerkennenund beheben, bevorsie zu großflächigen RückrufaktionenoderVerzögerungenführen. ContinuousObservabilitybietetfortlaufendeEinblickein dasVerhaltenvonSystemeninrealenUmgebungen.Dies ermöglicht es, Anomalien zu erkennen,die Leistung zu

Pe rc epio

Bild 2: Mit Tracealyzerfür die Entwicklung, Detect fürden Systemtest und DevAlert fürden Feldeinsatz, bietet Percepio eine umfassende Continuous-ObservabilityLösung

CEO Percepio AB Bild: Pe rc epio

optimieren und die Sicherheit sowie Zuverlässigkeit von ProduktenauchnachderAuslieferungzugewährleisten.

DerWegindieEmbedded-Zukunft

Ein Zeitalter des „softwaredefinierten Alles“ steht bevor. EsstelltsichnichtmehrdieFrage,obEntwicklerContinuousObservability undODD-Praktiken anwenden sollten, sondernwann und wie sie diese am effektivsten implementieren. Die Fähigkeit, Softwareleistung überden gesamten Produktlebenszyklus hinwegkontinuierlich zu beobachten, analysierenund verbessern istein unverzichtbarerBestandteilmodernerEntwicklungsstrategien. ODD erfordert, dass Beobachtbarkeit vonAnfang an eingeplantwird, um alle folgenden Phasen der Produktentwicklungund-wartungzuunterstützen.Diesistnichtnur ein Anliegen der Software-Qualitätssicherung unddes Testmanagements, sondern ein Schlüsselfaktor fürLeistungundWettbewerbsfähigkeit.

Percepio bietet mitseinerContinuous-ObservabilityLösungeineAntwortaufdieseHerausforderung.DasPortfolio aus Tracealyzer fürdie Entwicklung, Detect fürSystemtests und DevAlert fürdie Bereitstellung deckt den gesamtenProduktlebenszyklusab.DieSkalierbarkeitder Lösung vonkleinen IoT-Knoten bis hin zu leistungsstarkenMulticore-SoCs demonstriert beispielhaft, wie Continuous Observability in Embedded-Systemen implementiertwerdenkann. (sg)

Bild:

VERFASST VON Andreas Lifvendahl

aReady.COM: leistungsstarke Embedded-Bausteine (BuildingBlocks) fördern die Effizienz, Leistung und Anpassungsfähigkeit von COMbis zur Cloud.

EDGE-COMPUTING

So integrierenSie COMs einfachinIhr Projekt

aReady.COMs vereinfachen dieIntegration vonComputer-on-Modules in OEM-Applikationen signifikant. Denn sie entkoppelndie Systementwicklung weitestgehend vonder Applikationsentwicklung und ermöglichen so eine beschleunigteTime-to-Market.

VERFASST VON AndreasBergbauer

Manager Solution Management Congatec

Computer-on-Modules(COMs)habensichalsdiedominierende Produktkategorie auf Board-Ebene im Embedded-undEdge-Computingetabliert.Gerade fürOEMs,dieGeräte,Maschinen,Roboterundautonome Fahrzeuge entwickeln, bildenCOMs die Basis fürindustrielleSystemdesigns.

Denn einerseits lassen sich standardisierteCOMs einfacherinein applikationsspezifisches Carrierboardinte-

grieren als ein Prozessor in ein vollständig individuelles Design.AndererseitsbietenCOMseineSkalierbarkeit,die überProzessorsockelundHerstellerhinausgeht.Somuss beiAktualisierungennicht jedesMal neubegonnenwerden. Stattdessenbleibtdie Investitioninein spezifisches Carrierboard über denLebenszykluseines Prozessors hinaus wertbeständig– zwei zentrale Faktoren fürviele Industriedesigns

Bild: Co ng at ec

KnackpunktSoftwareintegration

GrundsätzlichistdieIntegrationvonCOMsfürHardwareDesigner relativeinfach.Dennsie könnenauf DesignRichtlinienundReferenz-Carrierzurückgreifen,zumTeil mit entsprechenden CAD-Daten fürdas Platinendesign Diesermöglicht,aucheinzelneLayout-Elementeeffizient wiederzuverwenden. Demgegenüber steht dieTatsache, dassdieAnbindungvonKundenapplikationenandieModul-Plattform eine erhebliche Herausforderungdarstellt. Der softwareseitige Integrationsaufwandübersteigt häufigden hardwareseitigen Aufwandund geht miteiner komplexenundzeitaufwendigenEntwicklungeinher

Je nach Carrierboardund Applikation lagder Entwicklungsaufwand vonSoftwarezuHardwareinder Vergangenheitbei einemVerhältnisvon durchschnittlich3:1

Dieses Verhältnis nimmt jedoch mit den steigenden Anforderungen an IIoT(Industrial InternetofThings)-Konnektivität, Cyber Security,KI(KünstlicheIntelligenz)-Integration, Predictive Maintenance undneuen HMI(HumanMachineInterface)-FunktionenwieSprachsteuerung undBilderkennung immerweiterzu. Derzeitliegt der Entwicklungsaufwand vonSoftware zu Hardwareschätzungsweise bereits bei 10:1. Um diese Hürde zu nehmen, sindCOM-Herstellerbemüht,ihreProdukteapplikationsfertig zu machen und stellen Anwendern Firmware und

Bild:

aReady.COMs: die Investitioninein spezifisches Carrierboardbleibt über den Lebenszyklus eines Prozessors hinaus wertbeständig

hardwarenahe Low-Level-Softwareüber Board-SupportPakete(BSP)zurVerfügung

Wasapplikationsfertigbedeutet

DerBegriff applikationsfertig oder anwendungsreif bezieht sich bislang darauf,dass einCOM zusammen mit

2conga-aCOM/ mRLP:

Das COM-HPC-MiniModul eignet sich bestens fürAnwendungen,die eine hohe Leistung in einem kleinen Formfaktor erfordern.

einem Carrierboard, einer passenden Kühllösungund einemBSPdieInstallationeinesBetriebssystemsundeiner OEM-Anwendungermöglichen.Damit bieten siebereits einesolideGrundlage fürdie Entwicklung undden Einsatz spezifischer Anwendungen.Das BSPstellt dabei die

EP-INFO

Congatecs aReady.-Strategie

aReady.COMs (Application-Ready-Computer-onModules) vereinfachen die Integrationvon Computer-on-ModulesinOEMApplikationen signifikant. Denn aReady.COMs entkoppeln die Systementwicklung weitestgehend vonder Applikationsentwicklung,und ermöglichen so eine beschleunigte Time-to-Market. Der Aufbau im Einzelnen (Bildebenen vonoben nach unten):

Customer Application: Nutzer können aufdieser Ebene ihre Anwendungen aufaReady.COMs reaktionsschnell aufbauen.

notwendigeSoftwareunterstützungzurVerfügung,indem es alle Treiber fürdie standardisierten Schnittstellen des ModulsfürunterschiedlicheBetriebssystemeenthält,die direktinstalliertwerdenkönnen.SosindsiefürTestsoder sogarfürdendirektenEinsatzinderSerienproduktionder Applikationbereit.

Mitder obenerwähnten zunehmendenKomplexität modernerAnwendungen,dieFunktionenwieIoT-Anbindung,KI, Virtualisierung und Cybersicherheitumfassen, reichtdieherkömmlicheDefinitionvonapplikationsfertig allerdingsnichtmehraus.

Denn OEMs müssenzusätzlichzum Carrierboard und BSP-Adaption fürdedizierteCarrierboard-Schnittstellen noch erheblichen Aufwand in die Integration und Absicherung ihrer Applikation mittels spezifischer Firmware undMiddlewaresowie in dieSoftwarevalidierung und -tests investieren. Hinzukommt dielaufendeSoftwarepflegewährenddesBetriebs.

ApplikationsfertigaufneuemNiveau

Um diesen Herausforderungen zu begegnen und die Application-Readiness vonCOMs auf ein neues Niveau zu heben, habenAnbieterbegonnen, Strategien zu entwickeln, die eine höhereWertschöpfung versprechen. Ein Vorreiter auf diesem Gebiet ist Congatec mit der im Rahmen der Messe Embedded World vorgestellten aReady.Strategie. Dieseumfasst weiterführende Software-Building-Blocks wie die integrierteHypervisor-Technologie, BetriebssystemesowieverschiedeneIoT-undCloud-Apps, die den Integrationsaufwand fürOEMs signifikant redu-

SoftwareLayer:Vorgeprüftefunktionale Softwarebausteine minimieren den Entwicklungsaufwand und die Kompatibilitätsprobleme für Anwendungsfälle wie KI, Sicherheit, IoT und Mensch-Maschine-Schnittstelle.

OS Layer:Jedes aReady. COM-System ist dank der vorinstallierten, vorkonfigurierten und lizenzierten Betriebssysteme, die auf Kundenbedürfnisse zugeschnitten sind, sofort einsatzbereit; inklusiveneuester Sicherheitspatches. VirtualizationLayer:Hypervisor-on-Module, Congatecs innovatives Firmware-Feature, ermöglicht die Konsolidierung mehrererAnwendungen auf einem einzigen physischen Modul, um so alle Ressourcenvoll auszunutzen. HardwareLayer:Congatecs aReady.COM-qualifizierteComputer-on-Module bieten einen eingelöteten Massenspeicher Basierend aufoffenen Standards erleichtern sie die flexibleIntegrationund ermöglichen einfache Upgrades zur Verlängerung der Produktlebenszyklen. Bild: Co ng at ec

zierenunddieEntwicklungundWartungvonSoftwarefür COMs vereinfachen. Entwicklerkönnen dieseSoftwareBuilding-Blocksbedarfsgerechtzusammenstellen, die individuellkonfiguriertenaReady.COMs sofort booten undihreApplikationeninstallieren.Dadurchlässtsichdie KomplexitätdesIntegrationsaufwandsunterhalbdesApplication-LayersundfürdievielfältigenIIoT-Funktionalitäteneines Embedded- undEdge-Computing-Systems deutlichreduzieren

ImRahmenseinesaReady.COM-AngebotsbietetCongatecUnterstützung fürUbuntuPro,RTLinux sowiedas Linux-basierende Betriebssystem fürdie Industrie ctrlX OSvonBoschRexrothan.MitctrlXOSerhaltenAnwender zudemZugangzurgesamtenctrlXOSWorldundzumumfangreichen App-Angebot des ctrlX Stores,das SPS-Anwendungen, Motion Control, Kommunikation sowie Engineering-Toolsumfasst Entwickler können zudemauf eine Vielzahl vonIoTundCloud-Appszugreifen,einschließlichgrundlegender Funktionen wieFirewalls undVPN-Clients.Weitere aReady.-Angebotesindgeplant.

DieseCOMssindeinsatzbereit

GenerellistdasgesamteCOM-AngebotvonCongatecauch in einer aReady.-Ausführungerhältlich.UmAnwendern den Zugang zu erleichtern, stelltCongatecaktuell zwei exemplarische aReady.COMs zur Evaluierungzur Verfügung.Sie basieren auf dem COM-HPC-Standardund der 13.Generationder Intel-Core-Prozessoren(Codename „RaptorLake“):

ƒ Das COM-HPC-Mini-Modul conga-aCOM/mRLP eignet sich bestens fürAnwendungen, die eine hohe Leistungineinemkleinen Formfaktorerfordern.

ƒ Das leistungsorientierteCOM-HPC-Client-Size-AModul conga-aCOM/cRLP richtet sich an anspruchsvollereAnwendungen, die eine höhereRechenleistungbenötigen.

Beide Moduleintegrieren applikationsfertige Hypervisor-,Betriebssystem- undIIoT-Softwarekonfigurationen, dieKundenbedarfsgerechtzusammenstellenkönnen. DiesevollständigvalidiertenCOMsermöglichenesOEMs, ihreAnwendungen nahtlos zu integrieren und die Systementwicklung vonder Anwendungsentwicklungzu entkoppeln.

DieaReady.-Strategiebietetdamiteinedeutlichhöhere WertschöpfungfürCOMs,daCongatecdieunterhalbund neben der Kundenapplikation benötigtenSoftware-Building-Blocks in der benötigten Konfiguration funktionsvalidiert bereitstellt. Dies macht die Nutzungder COMs deutlichkomfortablerundeffizienter

NeuesZeitalterfürEmbedded-Entwickler

Mit der Einführung der erstenBeispielkonfigurationen aus der aReady.COM-Produktfamilie und derdamit verbundenenaReady.-StrategiepositioniertsichCongatecals VorreiterinderVereinfachungderImplementierungmoderner Basistechnologien über den gesamtenLebenszyklus vonKundenapplikationen. Die aReady.COM-Produktlinierepräsentiert einen signifikanten Fortschritt in der WeltderEmbedded-undEdge-Computing-Technologien, indemsie Entwicklern ermöglicht,sich rundumauf die Applikationsentwicklungzukonzentrieren unddie Markteinführungszeit ihrer Produktedeutlichzuverkürzen. (mk)

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KünstlicheIntelligenz: hält vermehrtEinzug in Industrieund Robotikanwendungen und erfordert spezielle Entwicklungskits.

Lösungen mitden QualcommKits RB3Gen2/RB3 Gen2 Lite

KI-Leistung fürlanglebige Industrie-und Robotikanwendungen bieten Qualcomms neuesteEntwicklungskits Qualcomm RB3Gen 2und RB3 Gen2 Lite.

Qualcomm bietet fürseine Entwicklungskits RB3 Gen 2und RB3 Gen 2Liteein umfassendes HardundSoftware-Paket.Kundenkönnensoraschneue Produkteentwickeln, die aufenergieeffizienteEdge-KIAnwendungen und branchenführende Leistung setzen Die RB3-Gen-2-Kits basieren aufQualcomms hochintegrierten ProzessorenQCS6490 undQCS5430,die IntegrationundLeistungfürEdge-KI-AnwendungenwiebatteriebetriebeneHandhelds,TabletsundEdge-Boxenbieten. DieserBeitraginformiert zunächst über Qualcomms RB3-Gen-2-KitsausderPerspektivederHardwareundder unterstützenden Software. Anschließend wird überdie MöglichkeitenderQualcomm-Prozessorenunddieunterstützenden Softwarekomponenteninformiert, die diese neuenEntwicklungskitsvonQualcommergänzen

DieKitsRB3Gen2undRB3Gen2Lite

DieHardware-Entwicklungskits Qualcomm RB3Gen 2 und Qualcomm RB3 Gen 2Liteentsprechen der offenen

Hardware-Spezifikationvon96Boards.Dasbedeutet,dass sie als eine Sammlung vongestapelten,miteinander verbundenen Mezzanine-Boards konzipiert wurden.Die HardwareindenQualcomm-KitsRB3Gen2undRB3Gen 2LitebestehtauseinerHauptplatine,diemiteinemSOM undeinerInterposer-Platineverbundenist.DiesePlatine beherbergt den QCS6490-Prozessor im Qualcomm RB3 Gen2unddenQCS5430-ProzessorimQualcommRB3Gen 2Lite. Die Leistungsfähigkeit und die Unterschiede der ProzessorenwerdenspäterindiesemArtikelbehandelt. DasSOMenthältweiterewichtigeKomponentenwiedie Stromversorgung,RAM-und Flash-Speicher sowie leistungsstarkeunddrahtloseKonnektivität.Zusätzlichwird einVision-Mezzaninebereitgestellt,daszweivorintegrierte Kameras umfasst: eine hochauflösende Kamerabasierend auf Sonys IMX577-Bildsensor und fürRobotik-AnwendungenisteineUnterstützungfür5GaufeinemMezzaninefürmobileKonnektivitätverfügbar.Außerdemgibt es einSensor-Mezzanine, dasUnterstützung fürIMU, Magnetometer,DrucksensorenundMikrofonefürAudio-

ROBOTIK

anwendungenbietet.Die5G-undSensor-Mezzaninesind nicht standardmäßig enthaltenund müssenbei Codico separat bestellt werden. Um den Kundendie Produktentwicklung zu beschleunigen,stehen die Entwurfsdateien fürQualcomms RB3 Gen 2und RB3 Gen2Liteauchauf Qualcomm.comzurVerfügung

Sowohl Qualcomms RB3 Gen 2als auch dasRB3 Gen 2 Litewerdenals Vision-Kits und Core-Kits angeboten.Ein detailliertdokumentiertesSetvonWerkzeugenundSDKs unterstützt die Funktionender Entwicklungskits. Diese sind in eine LTS-Yocto-Linux-Distribution integriert, bekannt als Qualcomm-Linux-Software-Stack.Dadas Qualcomm-Linux auf einem LTS-Kernel basiert,erhaltenEntwicklerüberdiegesamteLebensdauerindustriellerGeräte hinwegSoftware-Support fürSicherheitsupdates und Fehlerbehebungen.

Eine weiterewichtige Software-Ressource fürdie Qualcomm-Kits ist Qualcomms AI Hub.Diese Plattform vereinfachtdieEntwicklungvonKI-Anwendungendirektauf Geräten, die vonQualcomm-Prozessoren betrieben werden undoptimiert die Leistung und Batterielebensdauer Die Plattform bietet eine Sammlungvon voroptimierten KI-Modellenund -Werkzeugen, um effiziente undleistungsstarkeKI-Lösungenzuerstellen.QualcommsAIHub bietet zahlreiche maschinelleLernmodelle,die fürspezifische Aufgaben wieBildverarbeitung, Sprachverarbeitung und natürlicheSprachverarbeitungoptimiert sind.

VERFASST VON ThomasCarmody

Business Development and Product Management Codico

Die Plattform vereinfacht den Entwicklungsprozess, indem sie Werkzeuge und Ressourcen bereitstellt, um KIModelle fürverschiedeneauf Qualcomm-Technologie basierendeBausteinezukonvertierenundzuoptimieren. Entwickler könnensovoroptimierte Modelle undEntwicklungswerkzeugenutzen.

Qualcomm-SoCsQCS6490undQCS5430

DieLeistungderEntwicklungskitsRB3Gen2undRB3Gen 2Litebasiert auf den Bausteinen vonQualcomm, die diese Kits antreiben. Die SoCs QCS6490 und QCS5430 sind Pin-kompatible Prozessoren, dieunterschiedlicheSegmenteund Produkteinder IoT-Branche ansprechen. Die wesentlichenLeistungsunterschiedeliegeninderCPU,KI und Kamera-ISP.Die Architektur ist bei beiden Geräten identisch, sodass Kunden ihreHardware- und SoftwareInvestitionenüberbeideGerätehinwegfürverschiedene Produktenutzenkönnen.

Der SoC QCS5430 bietet zusätzliche Vorteile in Form vonFunktionspaketen, die schrittweise Leistungssteigerungen hinsichtlich CPUund KI ermöglichen. Dies ist besondersnützlichfür Anwendungenmit zusätzlichem Rechenbedarf,die aber nicht den Wechselzum QCS6490 rechtfertigen.

Ingenieure könnendie Funktionspaketeübereinen Evaluierungsschlüsseltesten. (mk)

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Entwicklungsteams stehen unterdem Druck, die Produktauslieferung zu beschleunigen, auch wenn die KomplexitäteingebetteterSysteme zunimmt.In-Circuit-Debugger (ICDs)spielen hier eineentscheidende Rolle, da sie helfen,Fehler schnellzuerkennen und zu beheben.

Herkömmliche Debugger sind sperrig, unflexibel und schwerzuverwenden und somit ungeeignet fürheutige Entwicklungsanforderungen. Statteines herkömmlichen Debuggerskann jedoch einemodernereLösung verwendet werden, die kompakt ist, einen größeren Funktionsumfang hat und entwicklerfreundlichereToolsetsbietet.InsbesonderesollteneineUnterstützung füreine schnelle Entwicklung und ProduktaktualisierungimLaborundimFeldgefundenwerden

DieserBeitragbeschreibtdieRolleunddieAnforderungenvonICDs.AnschließendwirdeineLösungvonMicrochip Technology als Beispiel dafür vorgestellt, worauf bei einem modernen ICD geachtet werden sollte. Ebenfalls enthalten sind kompatible Entwicklungstools, Tipps für

denEinstiegundeineKurzanleitungfürdieVerwendung einesICDinProduktionsumgebungen.

VorteileundHerausforderungenvonICDs

Ein ICD stellt eine Verbindung zu einem in der ZielhardwareinstalliertenProzessorher.DieseVerbindungermöglicht den Echtzeitzugriffauf den Prozessor,während das Systemarbeitet,underlaubtAufgabenwiedieschrittweise Ausführung und die Überprüfung desSpeichers. Ein In-Circuit-Programmierer (ICP)bautauf diesen FähigkeitenaufundermöglichtdasSchreibenvonCodeundDaten indenProzessorspeicher.BeideFunktionensindentscheidendfürdenEmbedded-Entwicklungsprozess.

Bild 1: Die Abbildungzeigt eine Übersicht über das MPLAB PICkit 5 mit den wichtigsten Funktionen.

Bild: DigiK ey

Bild 2:

Die Adapterplatine AC102015 bietet Platz füreine breite Palettevon Schnittstellen.

Herkömmliche Debugger erfordernjedochspezielle Kenntnisse undEntwicklungsumgebungen, dieihren Nutzen einschränken können. Diese Debugger können auch bei der Fehlersucheinder Produktionshardwarean ihre Grenzenstoßen, und sie benötigen oftJTAG-Verbindungen,dieausKosten-undPlatzgründenaufderProduktionshardwarenicht implementiert werden können. AußerdemkönntediefürdieFehlersuchebenötigteSpezialsoftwareund -hardwareumständlich sein,wennsie vor Orteingesetztwird.

DerICD/ICPMPLABPICkit5(PG164150)vonMicrochip Technology überwindet diese Beschränkungen. Er kann unteranderem über eine Smartphone-Anwendung mit BluetoothLowEnergy(BLE)verwendetwerden.Dadurch können Code-Images vorOrt bereitgestellt werden,was die Möglichkeiten fürFehlerbehebungen und SoftwareUpdateserheblicherweitert.

WichtigsteMerkmaledesMPLABPICkit5

Das MPLAB PICkit 5ist ein vielseitiges Produkt, dasfast alleMikrocontroller(MCUs)unddigitaleSignalcontroller (DSCs)vonMicrochipTechnologyunterstützt,einschließlichPIC-,dsPIC-,AVR-undSAM-(Arm-Cortex-basierende) Produkte.WieinBild1zusehenist,verfügtesübereinen microSDHC-Kartensteckplatz,deresermöglicht,mehrere Gerätespeicherbilderzuspeichern.

DasMPLABPICkit5wirdübereinKabelvomUSB-Typ-C mitdemHostverbundenundkannentwederüberdieses Kabel oder über das Ziel mit Stromversorgt werden.Der Debugger verfügt außerdem über eine BLE-Vernetzung, dieesdenBenutzernermöglicht,übereinSmartphoneauf dasToolzuzugreifen.

Der Debugger verfügt über einen 8-poligenProgrammieranschlussaufderZielseite,derverschiedeneSchnittstellenunterstützt.Dazugehören 4-Draht-JTAG,Serial Wire Debug(SWD),Ethernet, rückwärtskompatibles 2-Draht-JTAGund In-Circuit Serial Programming(ICSP). MicrochipTechnology bietetdie Adapterkarte AC102015 (Bild2)an,diealldieseSchnittstellenunterstützt

DerDebugger unterstützt Zielgerät-Versorgungsspannungen von1,2 bis 5,0 Vfür den Einstieginden Niederspannungs-Programmiermodus und von1,8 bis5,0 Vfür denEinstiegindenHochspannungs-Programmiermodus. ErkanndasZielgerätauchdirektmit150mAversorgen.

WeitereFunktionensindeinVirtualCommPort(VCOM), mehrereHardware- undSoftware-Breakpoints,eine

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Tabelle 1:

Das MPLAB PICkit 5 bietet viele Vorteile gegenüber seinen Vorgängern

StoppuhrfürdieZeitmessungunddieMöglichkeit,Quellcode-Dateiendirektzudebuggen.DerDebuggerwirdvon einerMCUATSAME70N2mit300MHzbetrieben,aufder einEchtzeitbetriebssystem(RTOS)läuft,sodassbeimUmschalten zwischen denGeräten keineVerzögerungen beim Herunterladen der Firmware auftreten.Diese integrierteIntelligenz ermöglicht es demDebuggerauch, neueZielgeräteundFunktionenzuunterstützen

WesentlicheVerbesserungen

MPLABs-PICkit-SeriewurdekontinuierlichweiterentwickeltundjedeneueVersionverbessertdieFlexibilität,Geschwindigkeit und Gerätekompatibilität. Tabelle 1fasst die wichtigsten Neuerungen des MPLAB PICkit 5imVergleichzuseinenVorgängernzusammen.

UnterstützteEntwicklungsumgebungen

Das MPLABPICkit5 unterstützt mehrereEntwicklungsumgebungen,darunter:

ƒ Die integrierteEntwicklungsumgebung (IDE) MPLAB X, ein umfassendes Softwarepaket fürdie Entwicklung vonEmbedded-Systemen.

ƒ DieintegrierteProgrammierumgebung(IPE)MPLAB, eine vereinfachteAnwendung,die einen Produktionsmodus fürdiejenigen enthält, die Produkteauf

der Basis vonProzessoren vonMicrochip Technology entwickeln.

ƒ Die Funktionalität MPLAB-Programmer-To-Go (PTG), die in MPLAB Xenthalten ist undmit der Smartphone-App MPLAB Xfür iOS und Android funktioniert.

BesondershervorzuhebenistdieSmartphone-App(Bild 3),dieesermöglicht,dieZielhardwareineinemeinfachen VerfahrenausderFernezuprogrammieren:

ƒ Der Code wirdmit MPLAB Xentwickelt und in eine .ptg-Hex-Datei kompiliert, in der Code, Daten und Konfigurationsinformationen enthalten sind.

ƒ Die Hex-Datei wirdauf eine im MPLAB PICkit 5 eingelegtemicroSDHC-Karteheruntergeladen.

ƒ Aufder microSDHC-Kartekönnen mehrere HexDateien gespeichert werden, so dass der Benutzer bei der Programmierung der Zielgeräteflexibel ist.

ƒ Das MPLAB PICkit 5wirdindie Zielhardware eingesteckt.

ƒ Mit der Smartphone-App wählt der Benutzer ein gespeichertes Programm-Image auf der Speicherkarteaus, um das Ziel zu programmieren.

MPLABPTGistbesondersnützlichinabgelegenenoder mobilen Umgebungen, in denen zusätzliche Geräteunpraktisch sind. Es kann Gerätedirekt im Feld ohne einen Computerprogrammieren,wasdasMPLABPICkit5inein eigenständigesProgrammierwerkzeugverwandelt.

Bild 3: Die Smartphone-App MPLAB PTGbietet eine übersichtliche Oberfläche.

Dies erleichtert schnelle Firmware-Updatesvor Ort,beschleunigt dieEntwicklungszyklenund verkürzt die Markteinführungszeit.DanachkannMPLABPTGverwendet werden, um andereFeldgeräte zu aktualisieren, was eine schnelle Einführung vonProdukt-Upgrades ermöglicht.

DasTooleignetsichauchfürNotfallszenarien,indenen eine schnelle Neuprogrammierungzur WiederherstellungderGerätefunktionalitäterforderlichist

ErsteSchrittemitdemMPLABPICkit5

Die Verwendung des MPLAB PICkit 5mit der MPLAB X IDE ist ein Prozess, der allen Beschäftigteninder Embedded-Entwicklungvertrautseinsollte.Diegrundlegenden Schrittesind:

ƒ Installation:Die neuesteVersion der MPLAB XIDE muss installiert sein. DasMPLAB PICkit 5wirdinder Regel ohne zusätzliche Treiber unterstützt, aber man sollte sich auf der Websitevon Microchip Technology über die aktuellen Hinweise informieren.

ƒ Projekteinrichten:Beim Erstelleneinesneuen Projekts kann das PICkit 5als Hardware-Tool fürdie Programmierung und das Debugging ausgewählt werden, und zwar in den Projekteigenschaftenunter derKategorie„HardwareTool“.

ƒ Programmieren:Nachdem einProjekt konfiguriert und der Code vorbereitet wurde, kann dieMCU durch Betätigen der Schaltfläche „Makeand Program Device“programmiert werden. DieMPLABIPEbieteteineneinfacherenProzessineiner Produktionsumgebung. Diewichtigsten Schrittebei der VerwendungdiesesToolssinddiefolgenden:

ƒ Konfiguration:Das MPLAB PICkit5 sollteaus den verfügbaren Tools ausgewählt werden. Anschließend müssen das Zielgerät (MCU-Modell) und die fürdie Programmierung vorgesehene Hex-Datei ausgewählt werden.

ƒ Programmieren:Wenndas Gerät und die Hex-Datei ausgewählt sind, kann dieMCU durch Drückender Taste„Program“programmiert werden. Falls erforderlich, löscht die MPLAB IPE das Zielgerät, programmiert es und verifiziert dieProgrammierung In beiden Umgebungen treten technische Schwierigkeiten häufig auf.Oft sind diese Probleme auf einfache Ursachen zurückzuführen, die wie folgt angegangen werdenkönnen:

ƒ ÜberprüfenderVerbindungen:Die Verbindungen mit dem Host und demZielgerät sollten überprüft werden. Bei Verwendung einer ICSP-Schnittstelle sollteauf die Ausrichtung des Steckers geachtet werden.

ƒ Leistungseinstellungen:Die Einstellungen fürdie Stromversorgung sollten überprüft werden. Einige Gerätekönnen direktüber das MPLAB PICkit5 mit Stromversorgt werden, währendandereeineexterne Stromversorgung benötigen.

ƒ Firmwareaktualisieren:Firmware-Updates fürdas MPLAB PICkit 5werden in regelmäßigen Abständen vonMicrochip Technologyveröffentlicht. Stellen Sie sicher,dass die neuesteVersion installiert ist

KompatibleEntwicklungskits

Das MPLAB PICkit 5ist mit verschiedenen Entwicklungskits kompatibel, die fürBildungsaufgaben,das Prototyping und die Entwicklungvon Anwendungen konzipiert wurden. So sind etwadie Curiosity-LPC-Entwicklungsboards(LowPin Count)wie das DM164137,die 8, 14 oder20 Pins unterstützen, fürExperimentemit PIC-MCUskonzipiert.DieseBoardsbietenzwarofteinenintegriertenProgrammiererundDebugger,abereinexternesToolwiedas MPLAB PICkit 5kann zusätzlicheFunktionenübernehmen. Es sollte geprüft werden, ob der Onboard-ProgrammerübereineBrückeabgeschaltetwerdenkann Xpress-Evaluierungsboards wie das DM164140 fürden PIC16F18855sindeinweiteresBeispiel.DieseBoardssind

fürdasRapidPrototypingmitbestimmtenPIC-MCUskonzipiert.SiewerdenmiteinemeingebautenProgrammierer undDebuggergeliefert.EskannaberdasMPLABPICkit5 verwendet werden, um die Konsistenz zwischen den Projekten zu gewährleistenoderumspezielle Funktionen diesesDebuggerszunutzen.

MicrochipTechnologybietetauchStarterkitsanwiedas PIC32MX-XLP-EvaluierungsboardDM320105,dasdienotwendige Hardware undSoftwarefür einen schnellen Entwicklungsstart bereits integriert. Das MPLAB PICkit 5ist fürdieProgrammierungunddasDebuggingderindiesen Kits enthaltenen MCUs nützlich und bietet eine nahtlose Erfahrung

Fazit

ModerneIn-Circuit-Debugger könnenhelfen, EntwicklungszyklenzubeschleunigenundProduktaktualisierungenimFeldeinzuführen.DasMPLABPICkit5unterstützt einbreiteresSpektrumanZielgeräten,Verbindungsoptionen und Softwaretools als ältereDebugger,was ihm ein hohesMaßanFlexibilitätundNutzenverleiht.Besonders hervorzuheben ist die Smartphone-App,die den Einsatz des MPLAB PICkit 5inUmgebungen ermöglicht, die mit herkömmlichenDebuggern nurschwerzugänglich sind. (mk)

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Disruption: UnvorhersehbareEreignisse,wie z.B. die Havarie des Containerschiffs EverGiven im Suez-Kanal(2021), könnenharteBrüche in der Lieferkettenach sich ziehen. Die Hoheit über das eigene Chip-Design kann hier wesentliche Vorteile bringen.

CHIP-DESIGNS UND -FERTIGUNG

WieASICs mehr Kontrolleüber dieeigeneLieferkette schaffen

Disruptionen durch Pandemie oder Krieghaben gezeigt,wie leicht globale Lieferketten zum Stillstandkommen. OEMsmüssenwieder mehr eigene Kontrolle erlangen –und zugleich zukunftssichere Systeme bieten. Ein Wegdorthin könnteüberklassischeASICsführen.

DieNachwirkungenderCorona-Pandemiehabengezeigt, wie leichtLieferketten zum Stillstand kommenkönnen.OEMswarennichtinderLage,selbst relativeinfacheBauteilefürihreLeiterplattenzubeschaffen, weil Halbleiterhersteller anderen Produktlinien Vorrang eingeräumt hatten,umangesichtsder Engpässe profitabel zu bleiben. WeitereKomplikationen –wie der BrandbeiRenesas,dieBlockadedesSuez-Kanalsoderder Russland-Ukraine-Krieg –setzten die Lieferketten weiter unterDruck.Auch2024kommenpolitischeund wirtschaftliche Komplikationen hinzu: Einige Prognosengehenetwadavonaus,dassderKonfliktzwischenIsraelund GazadieWeltwirtschaftineineRezessionstürzenkönnte. OEMsmüssenversuchen,dieKontrolleüberihreLieferketten wiederzuerlangen. Dabei gibt ihnen der Wegüber ASICs mit kostengünstigen,kundenspezifischen Halbleiterdesigns dieFlexibilität, Transparenz, Stabilität und Widerstandsfähigkeitzurück,dieeineLieferkettebraucht.

Schutz,wennwichtigeBauteileveralten

Ein klarer Vorteil derASIC-Methodeist Konsolidierung mehrerer vorhandener Bauteileineinem einzigen Chip –unter Berücksichtigung der Systemarchitektur. Das reduziertdie Zahl derfür dieFertigstellung desSystems erforderlichen passiven Bauelemente. Das senktdarüber hinaus dieMontagekosten undsorgt fürein einfaches

PCB-Layout: Durch die Integration lässt sich etwader BedarfanhochdichtenVerbindungsleitungenaufderLeiterplatteverringern.

Die Einführung eines ASICfür grundlegende Teile des Endprodukts.bietetauchlangfristigVorteile.DaihreMargen ständig unter Druck stehen, bewerten Hersteller von StandardproduktenihreProduktlinien häufig neu. Abgesehen vondenen, fürdie sie langfristige Verpflichtungen eingegangen sind, werden weniger beliebteBauelementehier schnell als veraltet eingestuft. Die Zulieferer bieten Kunden, die auf die betroffenen Teile angewiesen sind, oft noch die Möglichkeit eines Last-Minute-Kaufs. Sobald aberdie Lagerbestände erschöpft sind, steht der OEM vorder Wahl, entweder ein teures Redesign durchzuführenoderseineeigenenProdukteveraltenzulassen. Anbieter wie TSMC und GlobalFoundries haben aber selten etablierteProzesstechnologien eingestellt –wenn überhaupt.FührendeFoundrieshabendieProduktionvon Wafern fürTechnologienbeibehalten,die erstmals vor mehr als zwei oder drei Jahrzehnten eingeführt wurden DiesschaffteinhohesMaßanVertrauen,sodasseinASIC, der sogar auf einem ausgereiften Prozessknoten hergestelltwurde,vieleJahrelanginProduktionbleibenkann. Außerdem besteht in Zeiten der Knappheit das Risiko, dassFoundriesdieNachfragenichtbedienenkönnen.Für ASIC-Kundenistdieswenigerwahrscheinlich:InderRegel wirddiefüreinDesignbenötigteMengeanWafernlange

vorProduktionsbeginn ausgehandeltund gebucht, kann abereinerbestimmtenZuteilungunterliegenodereswird einPreisaufschlagerhoben,umdieKapazitätzusichern

KostenbeiASIC-Neuentwicklungensenken

Jeder ASIC, der zum Schutz vorwirtschaftlichenProblemen in der Lieferketteerstellt wird,muss möglichst kosteneffiziententwickeltwerden. Ja,ASICs habenden Ruf, teuerzusein;dasmagstimmen,wennmanwieTeslaoder FacebookaufderSuchenachneuen,kundenspezifischen HalbleiterningeringenStückzahlenimSub-7nm-Bereich ist.AbereingutkonzipierterASICmussnichtteuersein.

Die Unterstützung fürnichtflüchtige Speicher,die Anzahl derLogikgatter,die Speicheranforderungen, die Spannungspegel,dieVerfügbarkeitvonIPunddieKosten sind allesÜberlegungen,die sich aufdie Prozessauswahl und dieinden ASIC integrierten Funktionenauswirken Oftsinddie analogen Schnittstellenund andere unterstützendeSchaltungen aufälteren Prozessknotenwirtschaftlicher,dadieTransistorenundanderenintegrierten Bauteile nicht in der gleichen Weise skalieren wie Logikoder Speichertransistoren.Sie laufen idealerweiseauf größeren, kostengünstigeren Prozessen. Wasaber,wenn dieFunktioneinenfortschrittlicherenProzesserfordert? Nehmenwir zumBeispiel einen kundenspezifischen ASIC füreine Automotive-Anwendung. Dieser benötigt einenMulticore-Prozessorkomplex,wie er in feldprogrammierbaren Highend-SoCswie dem AMDVersal zu finden ist. Diese SoCs werden in einem 7-nm-Prozess gefertigtund kombinierenmehrere hochleistungsfähige Arm-Coresmit einemFGPAund schnellenseriellen Schnittstellen. Sie eignensich daher ideal fürdas PrototypingunddieProduktionvonKleinserien Beider Umwandlung in einenASIClassensichdie FPGA-Schaltkreise auf deutlich älteren Prozessknoten effizient und zu geringeren Kosten implementieren. In diesemFall benötigte die Zielanwendung aber einenniedrigen Stromverbrauch sowie die hohe Taktrateund Speicherkapazität mehrerer Arm-Prozessor-Coresauf einem 7-nm-Prozess. Die Lösung bestand darin, einStandardprodukt zu wählen, das die Coresund seriellen Schnittstellenenthält.ÜberPCIewurdedanneineVerbindungzu einem begleitenden ASIChergestellt,der diegehärteten

FPGA-Logikschaltungen und alle nicht im StandardprozessorproduktenthaltenenFunktionenintegriert.

ProblemebeiderBauteilversorgungsenken DerobenbeschriebeneAnsatzsenktzwarStromverbrauch und Kosten, machtdas System aber auch wieder voneinem einzigen Unternehmen/Produkt abhängig– undist soanfälligfürEnd-of-Life-PhasenundVerfügbarkeitsprobleme. Um den ASIC (und das System) vondiesem einen Produkt zu entkoppeln, müssen mehrere Optionen zur Verfügungstehenund,fallserforderlich,alleFunktionen im ASIC dupliziert werden können. Im obigen Beispiel eines ASICs fürdie Automotive-Branche wurden zusätzliche I2C-und CAN-Schnittstellen hinzugefügt, um die Schnittstellenzuimitieren,diefürdieursprünglicheAuswahldesStandardprozessorsausschlaggebendwaren. BedenktmanbeimEntwurfdesASICsdielangfristigen Möglichkeiten fürandereKomponenten im System, lassensichauchderenLieferproblemeabmildern.Gibtesfür andereBauteilemitdergefordertenSpezifikationmehrere Anbieteroder nur einen? Wielassen sich Alternativen integrieren, ohne das System oder den ASIC, wieerentworfenwurde,zubeeinträchtigen?

Ein weiteres Beispiel ist einPatienten-Überwachungspatchfür einenKundenaus derMedizintechnik. Hier wurden einanalogesFrontend, BluetoothLow Energy

Relais mitzwangsgeführten Kontakten

Zuverlässig• Individuell• ZwangsgeführtnachIEC 61810-3

eSi-Crypto-Boards vonEnSilica:

Besitzen Unternehmen dieKontrolle über ihre ASIC-Designs, können sie die Abhängigkeit von Produktionslebenszyklen einzelner Hersteller verringern –und im Notfall schnell dieFab wechseln.

Schaltströmeab3mAbis 16 A, Antriebsleistung ab 200 mW,2 bis10Kontakte

Bild: En Silica

Aktuelle Strukturgrößen:

Überblick über die TSMC-Fertigungsprozesse (Stand 2023)

(BLE),einArm-CPU-CoreundFlash-Speicherbenötigt.All diesin55nm-Technologiezuintegrierenwürdeaufgrund derKostenfürMasken,BLE-IPundArm-Lizenzenmehrere Millionen US-Dollarkosten. Kosteneffizienter war, einenStandard-BLE-IC undein separatesanalogesFrontend-ASIC zu verwenden,das auf130 nm mitweniger IP entwickeltwurde.DiessenktedieEntwicklungskostenim VergleichzueinemvollintegriertenAnsatzerheblich.

Dieser Ansatzerfordert aber Redundanz, um langfristige Nutzung zu gewährleisten: Bei der Spezifikation des ASICshabenwirsichergestellt,dassermitmehrerenStandard-BLE-ICs zusammenarbeitet. DieseKompatibilität erfordertedie Duplizierung einiger FunktionenimASIC, z.B.ein zusätzlicherGPIO, sowie I2C- undSPI-Schnittstellen undPower-Management-Funktionen (DC/DC-Wandler), umden ASIC mit alternativen Standard-BLE-ICs von Nordic,STundSiliconLabskompatibelzumachen

DisruptionenundgeopolitischeEinflüsse

InmodernenLieferumgebungenwerdenhäufigalleKomponenteneinesSystemsauseinerHandbezogen,mitAusnahme der einfachsten. ASICs bieten einegewisse Flexibilität, diemit Standardbauteilennicht möglichwäre. SchließlichwerdendieKomponentenvondenZulieferern zugeschnitten, nicht aber die Prozesse in den Fertigungsstätten. Aber waspassiert, wenn eine Fabausfällt?BeispielesindeinBrand wie2021beiRenesasodereineDürrewie2021inTaiwan,diedieWassernutzunginRegionen mitFabsvonTSMCundMicroneinschränkteundsoderen Produktioneinschränkte.AuchErdbeben,Tsunamisoder KriegshandlungenzählenzudiesenSzenarien. Die Antwort liegt im Design fürFertigungssicherheit Hierwerden dieBeziehungen des ASIC-Entwicklerszu den Fabs genutzt, ummöglichst über mehrere Produktionsstandortezuverfügen.DassollkeinArgumentfürVerträgemitmehrerenWafer-Foundriessein:DieDesign-Kits werdensichunterscheiden,ebensowiedieVerfügbarkeit prozessspezifischer(harter)IPs,wasdasSchaltungsdesign und -layout mehrfachbeeinflussen und Kosten unangemessenerhöhenwürde.Aberesistmöglich,eineneinzelnenHerstellermitmehrerenFabszuspezifizieren.TSMC schützt sich z.B.vor Tsunamis und Erdbeben, indem es AnlagenaufderNord-undderSüdinselTaiwansunterhält.

DarüberhinausisteinegeografischeTrennungauchbei den größeren Foundries möglich, die fürihrebeliebten Prozesse weiterhin an mehr als einem Standort produzie-

ren.TSMChatvorkurzemeineFabinDeutschland,Japan undden USAangekündigt,und GlobalFoundrieshälteinigeseiner Prozessknoten in Singapurund Deutschland bereit.UndobwohldieseFertigungsstättennichtalleProzessknoten anbieten (TSMCDeutschland wirdbeispielsweise nur 28/22nm-Planar-CMOS und 16/12nm-FinFET produzieren), ist es möglich, den Prozess auszuwählen, umzusätzlicheWiderstandsfähigkeitzuschaffen.

Diegrößere geografische Reichweite bedeutet auch, dassmansichdaraufverlassenkann,wenneinKundeverlangt,dassBauteileineinembestimmtenLandhergestellt odergetestetwerden(oderauchnicht).

Die-/Chip-BänkeverschaffenZeit

Wasist,wennder schlimmste Fall eintritt? Wenn eine wichtigeFertigungsstättealseinzigemöglicheOptionausfällt, ohne dass es eine Sicherung gibt? Oderwenn eine FabdenBesitzerwechseltundeineZusammenarbeitnicht mehrmöglichist?

SelbstwennesnureineneinzigenProduktionsstandort gibt,der dasambestengeeigneteVerfahren anbieten kann, gibt es eine Sicherheit: Es ist möglich, den ASIC in Form vonWafern oder Chips zu lagern, waswesentlich günstiger ist als die Vorhaltungvon Bauteilen in Gehäusenund vollständig getesteter ICs. Solche Wafer- oder Die-/Chip-Bänkekönnen genügend Bauelementefür bis zu zwei Jahrebereitstellen. So ist man auch fürden Fall einesvorübergehendenAusfallsgewappnet,z.B.wenndie Produktionwegen einerDürreeingestelltwird: Die Bestände sind immernochverfügbar,wennsie benötigt werden. Ferner wirdZeit gewonnen, um im Worst-CaseSzenario ein Design auf eine alternative Produktionsstätte zu migrieren. Bei einem Chip-Vorrat fürzweiJahregewinntmanSpielraum,umaufeinenneuenBausteinüberzugehenunddiesenzuqualifizieren.

DerletzteSchritt beider Herstellung einesASICist OSAT (Outsourced Assemblyand Test). Auch hier haben diegrößerenOSAT-AnbietermehrereStandorte,dieeine Redundanz bei den Gehäuse- undTestvorgängen bieten. DieseSchrittewerdenmeistkurzvorderendgültigenAuslieferung des ASICsdurchgeführt. Die Verlagerung von OSATsistjedocheinvielschnellererundkostengünstigerer Prozess als die Verlagerung der eigenen Fertigung.Allerdings nimmt eine vollständigeQualifizierungnach AEC-Q100für die Automotive-Branche auch dabei viele MonateinAnspruch. (sg)

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Gelegen hei tz ue ine mp ersönl ic he nG esp räch mi tF ir me n, die Si ea uf Ihr em Lö su ngswe gb eg lei ten –s ei es mi t hil freich en To ols od er als Pa rt ner mi tw er tvol le mF achwi ssen .W ir sc haf fen id ea le Vo ra us setz un gen fü re in ent spannte sK en nenle rn en und Fa ch ge spräch eo hne Me ss erum me l und Ma rket inggetöse. Fü hlen Sie den Fir me na uf den Za hn , vergleic he nS ie und inf or mieren Sie si ch aus ers ter Ha nd.

Zugangs co de, de ri hn en den Onli ne -Z ugrif fa uf di es e

Be itr äge ermö glic ht. Abe ndp rog ra mm : Gerä ta uß er Kon trolle

On line-Pr ec onference „T ipps ,T ricks ,L ös un ge n“

Nu tze nS ie di eG ele genhei t, si ch in kurz er Ze it ein en

Ein bl ic ku nd Üb er bl ic kz uv er sc ha ffen ,w er und wa sI hn en

Es is tw ied er so we it :E SE-Zei ti nS inde lfi nge n. Die Emb ed ded Soft wa re Commun it yf re ut si ch dar au f, in die Emb ed ded-T iefe zu ge hen un dü be rd en Te ll erran dz us ch auen. Mi ti nsgesam t 11 4 Ein zelver ans taltun ge ns owi eü ber 40 Fa chauss tel le rn bietet der ES E Ko ngr es si de al eR ahm en bed ing unge n, di eT he me nu nd Tr end sz ue rk unden, di eE mb ed de d-Soft wa re en tw ickl er heute und mo rgen vo rH er au sf or de ru nge ns te llen .B ei der Vi el fa lt vo nK eyn ote s, Vo rt rä ge n, Sem in ar en , Disk ussione nu nd Ex pe rt en ge sp rä chen kom mt je de ra uf sei ne Ko ste n. Kom pa kt sem ina re –A uf frisch en, Ve rti e fen ,E rwe itern

zum Projek te rfolg ver he lf en kö nn te. Le rn en Si ed abei

Thom as Frö sc hle er forsch td ie

Ps yche von Apparat en und wie sie un sa uf die Ner ven ge hen .E rk ämpf tm ann ha ft mi t

Pe rsonen ,U nternehmen, Lö sung en und Pr odu kt ek ennen und knüp fe nS ie ers te Ko ntakte für ei ne Zus amm enar be it .

Beweg un gsm el der n, Sp rec hanl age nu nd Ent sa ftern .

Nebe nb ei erzäh lt der haup tamtlic he Za ube

kü nst le rv on de rb unt en We lt de rS ho w-

Au fgru nd de rs ehr pos it ive nR eson anz biet en wi rd ie kost enl os eO nli ne -P re co nfere nce „T ipps ,T rick s, Lös un gen “ auc hd ie ses Jah ra ls Ei ns ti eg und Er gä nz un gz um ESE

Eve ntb ra nc he ,v on Di sc oM agie rn, Mus enh änd lern und Cr osso ve rTe nör

Thom as Frö sc hle is tC om ed ian

Ill us io nis t. Se in Thema is t: Wo ent täus ch tu ns Te ch ni ku nd wi mach ts ie uns wahn si nn ig?

Frö sc hle is td er Meis te rd es

Wa ckelk onta kts un dd er ka lt en Lö ts tel le .S ei n

Program m„ Ge rä ta ußer

Ko nt rolle “w ur de mit dem

Bad en -

Kleinkunst pr eis

Wür tte mber ga us ge zei chnet.

Entsp an ne nS ie si ch na ch ein em lang en Ko ng re sst ag und la ss en Si es ic hm it Spa ßv er za ub er n.

Ko ngr es sa n. Au szei chnung fü rd ie bes te nV or tr ag end en Wa sw äre de rE SE Ko ngress ohn es ein eV ortragen den, di e tr otz

Die Ko mpa kt se mi nare am Mo nt ag ge be nI hn en di e Gele gen hei t, wi ch ti ge Th emen n ähe rk en nenzuler nen. So können Sie Ihr Wi ssen aktual is ier en und vert ie fe no de r ein fa ch Neu es en td ec ke n. D ie Ko mpak ts em inare bele uc hte n vie le wic ht ige Aspekt ed es Emb ed ded So ftwa re Eng in eeri ng: Neu es und Hi lfreic hes bei C+ +, So ftwa re -A rc hi tek tur, So ftwa re -Eros io ni ng roße nP roje kten, Rust ,H ack er nu nd

Hek ti ki mT ag es ge sch äf tZ eit und Le id en sch af t

KI-Systemen, AU RI X, Fi rmware Up date Man ag em en t, lize nz konforme nE mbe dde dSy stem en, Hi gh -Level-S ynt hes e zur Beschl eu nig un gv on C+ +, Do mä ne na naly se . Vo rträge –W issen ,E rf a hr un gen ,I nsp ira ti on Der Bei rat er hi el ta uch di eses Ja hr vi ele intere ssan te und spa nn ende Vo rsc hl äge fü rV orträge und Se mi na re. Es gi bt wie der Aktuel les und Gr un dl ag enw is sen zu Da ue rb re nn er n wie Arch it ek tur ,A uto motive ,E cht ze it ,O pen So urc e, Man ag em ent ,I mp lem ent ierun g, I oT ,S af et y, Secur ity ,T est & Qu ali tät sow ie So ftw are En gin eeri ng Man ag em ent. Ses si ons wie Agil eT ran sf orma tio n, KI ,M ac hi ne L ea rn ing un dI nnov ation bie ten Ge legenhei t, über de nT el lerra nd zu bl ic ken.

Facha uss te llu ng –T oo ls ,P artn er ,L ösu ng sw eg e

Die Au ss tell un gz eichnet si ch du rch kur ze We ge ,k ompeten te An sp re chp artn er und ei ne kl are Fok ussi eru ng au f

Ke yn ot e:

Do nn er st ag ,5 .D ez em be r2 02 4, 12 :3 5U hr

„. .. ob da ch lo sd ie Un ve rg än gl ic hk ei t“ –Ge ht Em be dd ed -S of tw ar em it de rZ ei t?

Di eB es ch äf ti gu ng mi td er Ze it is t ei nM en sc hh ei ts th em a, da s Kü ns tl er eb en so wi eG ei st es -u nd Na tu rw is se ns ch af tl er fa sz in ie rt . Do ch Ze it ha ta uc he in ek on kr et e

Se it e, di ed en Al lt ag vo nE mb edde dSo ft wa re en tw ic kl er n un mi tt el ba rb ee in flu ss t. In di es er

Ke yn ot eg eh te su md ie Di ch ot om ie vo nV er gä ng li ch ke it un d

Un ve rg än gl ic hk ei t–v on ma te ri el le nu nd im ma te ri el le nG üt er n.

Be so nd er ss pa nn en dw ir de s, we nn wi rd ie Ro ll ev on So ft wa re

be tr ac ht en :p ri nz ip ie ll un ve rg än gl ic h, ab er du rc he in fa ch e

Me th od en ve rg än gl ic hg em ac ht .

Di eK ey no te be le uc ht et di eF al ls tr ic ke ,d ie da zu fü hr en ,d as s

So ft wa re ge wo ll to de ru ng ew ol lt ni ch tz uk un ft sf äh ig is t. Ei n ze nt ra le rA pp el lr ic ht et si ch an En tw ic kl er :V er zi ch te nS ie au f

Tr ic ks ,d ie So ft wa re kü ns tl ic hv er gä ng li ch ma ch en .N ut ze nS ie al le ve rf üg ba re nM eth od en ,u ms ic he rz us te ll en ,d as sE mb edde dSo ft wa re ni ch tn ur in na he r, so nd er na uc hi nf er ne r Zu ku nf tf un kt io ni er t. Zi el is te s, fu nk ti on ie re nd eH ar dw ar ev on Em bed de dSy st em en vo rd er En ts or gu ng zu be wa hr en –n ur we il di eS of tw ar en ic ht me hr lä uf t. Dr .C ar st en Em de bl ic kt au fe in em eh ra ls 25 -j äh ri ge Tä ti gk ei t al sS of tw ar eEn tw ic kl er ,S ys te mIn te gr at or un dT ra in er zu rü ck .

Se in eS pe zi al ge bie te si nd gr ap hi sc he Be di en ob er flä ch en , ma sc hi ne ll eB il de rk en nu ng un dE ch tz ei tBe tr ie bs sy st em es ow ie di ej ur is ti sc he nA sp ek te be id er Ve rw en du ng un dW ei te rg ab e vo nO pe nS ou rc eSo ft wa re .S ei td er Gr ün du ng de rO pe n

So ur ce Au to ma ti on De ve lo pm en tL ab (O SA DL )e Gi mJ ah re

20 05 is te rG es ch äf ts fü hr er de sU nt er ne hm en s.

ot e: Mi tt wo ch ,4 .D ez em be r2 02 4, 12 :3 5U hr

Ke yn

In no va ti on un dd as Ge hi rn : Di eK un st de sk re at iv en De nk en s Wa sg es ch ie ht de nn ei ge nt li ch ge na ui nu ns er em Ge hi rn ,w en n wi rü be rI nn ov at io nn ac hd en ke n?

We lc he Ar ea le wer de na kt iv un d wel ch ed ea kt iv ie rt ?W ie ka nn ma n

In no va ti on un dK re at iv it ät ent sp re ch en dn eu ro lo gi sc h fö rd er n? Un dw ie ka nn ma nd em

Ge hir ns ei ne na tü rl ic ha ng eb or en eA ng st vo rV er än de ru ng ne hm en ?D ie se Fr ag en be sc hä ft ig te nB en ja mi nB ar ge tz ii m

Ve rl au fe se in er Fo rs ch un gs ar be it en vo nE ng la nd bi sn ac h

Si ng ap ur .E rz ei gt anh an dp ra xi sb ez og en er Be is pi el ea uf, wel ch eM yt he ni mB er ei ch de rI nn ov at io no ft ma ls ve rb re it et si nd un dw ie ma ne in eU nt er ne hm un gw ahr ha ft ig tr an sf or -

mi er t. Au ch Be is pi el ea us se in em Hi nt er gr un da ls St ar tu pGr ün de r un dI nv es to rz ie ht er hi nz uu nd sc hl äg ts od ie Br üc ke zw is ch en

Te ch no lo gi ez ur er fo lg re ic he nB ew äl ti -

Me ns ch ,B us in es su nd

gu ng vo nI nn ov at io ns hü rd en . Ba rg et zi pr äs en ti er te in eR ei he vo np ra kt is ch an we nd ba re n

To ol su nd St ra te gi en ,d ie he lf en ,d ie ei ge ne Pr od uk ti vi tä tu nd

Kr ea ti vi tä tu me in Vi el fa ch es zu st ei ge rn un db es pr ic ht , in wi ef er ns ic hb io lo gi sc he un dk ün st li ch eI nt el li ge nz en äh nl ic h un dd oc ha uc hf er ns in d.

Be nj am in Ba rg et zi is ti nt er na ti on al al sN eu ro wi ss en sc ha ft le r,

Te ch -I nv es to r, KI -S pe zi al is tu nd Ex pe rt ef ür In no va ti on be ka nn tu nd gi lt al sR is in gS ta ri nd er Si li co nVa ll ey -S ze ne .

Zu vo ra rb ei te te er in le it en de nP os it io ne nf ür Go og le un d

Am az on un de rf or sc ht ed as me ns ch li ch eG eh ir na nw el tb eka nn te nU ni ve rs it ät en in Ox fo rd ,L on do n, Si ng ap ur un dZ ür ic h.

Ke yn ot e: Di en st ag ,3 .D ez em be r2 02 4, 12 :3 5U hr

Ze it re is ei nd ie Zu ku nf t–Ch an ce nu nd

Ri sik en fü rd ie So ft wa re -B ra nc he Es is td as Ja hr 20 40 .S oe ini ge s ha ts ic hi nd en le tz te nJ ahr en ve rä nd er t. Ca ri na St öt tn er, Zu ku nf ts fo rs ch er in un dG esc hä ft sf üh re ri nd es Th in kt ank s Th em is Fo re si gh ts pr ic ht da rü be r, wo ra ni hr Te am fo rs ch t, wa ru m ih re Di sz ip li ne ig ent li ch

„Z uk ün ft e“ -F or sc hu ng he iß en mü ss te un dw el ch et ec hn ol ogi sc he n, ge op ol it is ch en ,w ir ts ch af tl ic he nu nd ge se ll sc ha ftli ch en En tw ic kl un ge nd ie näc hs te nJ ah rz eh nt ep rä ge nw er de n.

Wa sw ir ds ic hf ür di eE mb ed de dSo ft wa re -B ra nc he in de n näc hs te n1 6J ah re nv er än de rn ?W as si nd ne ue Bed ür fn is se

Ih re rK un de ni mI nd us tr ie -u nd Di en st le is tu ng sb er ei ch ?D ie

Ke yn ot ev er mi tt el t, we lc he Ri si ke nS ie in de nn äc hs te n De ka de na nt iz ip ie re nu nd we lc he Ch an ce nS ie nu tz en so ll te n.

Ca ri na St öt tn er is tG rü nd er in un dG es ch äf ts fü hr er in be i

Th em is Fo re si gh t. De rB usi ne ss Th in kt an kk on ze nt ri er ts ic ha uf

Zu ku nf ts fr age ne ur op äi sc he rU nt er ne hm en sl en ke r. Vo rh er wa r di eS oz io lo gi nu nd Me di en wi ss en sc ha ft le ri nb ei ei ne m

Zu ku nf ts fo rs ch un gs in st it ut ,i ne in er Ko mm un ik at io ns ag en tu r un di nd er Lu ft fa hr tt ät ig .N eb en ei ne mb re it en Bl ic ka uf di e Zu ku nf tf or sc ht si ez uK I, In du st ri e, Kl im aTr an sf or ma ti on un d Ge se ll sc ha ft .

Kompaktseminare

KOMP AKTS EMINAR KOMP AK TS EM INAR KO MP AK TS EM INA R

Mit Plattf orm-basierten Ansätzen Sy nergien strategisch nutzen Gemeinsam mehr erreichen Martin Becker Fr au nhof er-I nst itu tf ür Exper im en telle s Softwar eE ng ineering IESE

Edge AI –e ine praktisch e Einf ührung Wird beim ESE Ko ngress 20 24 Schnee fallen? Loïc Domaigné, Doulos

Mas tering Ru st fo rE mb ed ded Firmw are De velo pm ent Introduction of baremetal Rust for software engineers David Cabani s, Doulos

Mit Pla ttform-basierten Ansätzen Synergien strategisch nutzen Fortsetzung

Einführung in die Bedrohungsanaly se Wa ss ol ls cho ns chiefg eh en?

Raimund Spe cht et al., genua

Agil es Requiremen ts Engineering jensei ts von User Stories -W or kshop Yin und Ya ng vereint Johannes Ber gsmann, Softwar eQ uality Lab

KOMP AKTS EMINAR

Ta g |M onta g, 2. De zem be r2 024

KOMP AKTSEM IN AR

Security-Fundament ef ür eingebettete System e Ke in eA us reden mehr ,n ic ht da mit zu beginnen Mar cus Gößl er, Micr oConsul t

Embe dde d-Software archi tek tur Mod ellierung, Dokume nt at io n, Ko mmu nikat ion Thomas Batt, Micr oConsult

09:30 –1 2:50

Mit Python fli egen Import Antigravity Loïc Domaigné, Doulos

0 SoftwareErosion und Re factor ings in gr oßen S of tware-Projekten Wie Sie Software-Eros io ne rk enne n, verfo lg en und beh and el nk önne n Rainer Ko schke, Univer sität Br emen

13:50 –1 7:1

Zephyr We nn es dem Tu xz ue ng wi rd Andr eas Klinger , IT -Kl in ger

Umsetzung eines industriell einsetzba ren Echtzeit-Linux-Sy stems Vo nd er Id ee zu mp roduk ti v nutzbaren Image Martin Steih, Lachmann &R ink

Lin ux Se cur ity and Is ol at io n AP Is Wo rksh op An introduction to the technologies underlying Linux containers and sandboxes

Entwic kl ungsbegl eitendes Te sten für Mikrocontroller-Projekte Unit, HW/SW-Integration und Systemtests

Einführung in Rust für absolute Anfänger Live coden auf einem EmbeddedMikrocontroller (MCBSTM32)

0 Automatisie rt, inte gr iert, dokumentiert Ko nsi sten tv on de nA nfo rderu ngen bis zum g etesteten Pr odukt

09:30 –1 7:1

Michael Ke rrisk, man7.or gT ra inin ga nd Consulti ng

Daniel Pe nning et al ., embeff

Alexander We ber, Siemens Ener gy

Johannes Tr ag es er, SodiusWillert

VORTR AGSRE IHE Automotive I

Vo nD at en zu Inf or matio nen Sein oder Sche in? Datenoder Informationstechnik? Albr echt Schwarz, ET AS

Software-T est manage me nt in Automotive-Projekt en Vo mQ ual itäts manag eme nt system zum Te stmanagement Wo lfgan gR oh é, Razor cat Development

ASIL-Dekomposition fü re in bessere s Embedded-Manageme nt ASIL-Dekomposition am Beispiel SafeTpack Anastasiia Sokolovska, Hitex

Benefi ti ng fr om Run ti me An al yse so n Virt ual ECUs Automated tests with automatic requirements analysis at ZF Benjamin Schatz et al., ZF Friedrichshafen

VORTRAG SREI HE Implementierung I

Effi zi en te Yo ct oEnt wi cklun gm it Building Blocks Entwurf, Ko mposition und Wa rt ung Yo cto -b as iert er Li nux-Syst eme Martin Homuth, emlix

Open-Sourc eB uild-T ools in professionellen Projekten CMSIS-T oolbox für Embedded-Entwicklung Christopher Seidl, Arm Germany

Instruc tion Tr acing ve rst ehen Eine Einführung

Nino Vidovi c, Segger Micr ocontr oller

Zephyr Schon wieder ein Ec htzeitbetriebssystem?

Loïc Domaigné, Doulos

VORTRAG SREI HE Architektur I

AI-P owered Co-Pilots for V-Model Proc esses Streamlining requirements ,m odels and data Sruthi Radhakr is hnan, itemis

g |D ienstag, 3. De zember 2024

VORTR AG SR EIHE Rust I

Software-Cities in der Praxis Visualisierung der Ko mp lexität von Softwareprodukten Colin Appel et al ., metio GmbH

08:50 –0 9:35 C++ ha tf er tig -j etzt kommt Rus t Oder do ch nicht? Martin König, bbv Softwar eS ervices

09:45 –1 0:25 Rust an s ch au li c he rk l är t E r f a h r u n g sbe r i ch t e ,K on zepte, Sprachelem ente, Eins at zb erei ch e H einz Häberle, Robert Bosch Po wer To ols

Ingo Budde, Fr au nho ferInsti tu tf ür En tw urf st ec hnik Mec ha tr on ik IEM UML ist tot, es lebe die SysML v2! Wie könnte UML 3. 0a ussehen und brauchen wir sie? Stephan Roth, oose

10 :35 –1 1: 15 Rust sicher nutz en Effektive Ans ätze zu rF ehle rver meidung

Rust: Bindgen, cx x ,c pp We ge, um Ru st in sB ro wn fie ld zu beko mmen Philipp Bormuth, awinia „De fin itio no fD on e“ in de r Architekturarbeit Systematische Vo llständigkeitsprüfung innerhalb des Architek tur-Prozesses Matthi as Künzi, visuellkl ar

11 :45 –1 2:25

KEY NO TE : Zeitr e is ei nd ie Zuk unft C hancen und Risiken für d ie So ftw ar eBr anc he Ca rina Stö ttner ,T hemis For esig ht

12:35 –1 3:15

VORTR AGSRE IHE Automotive II

VORTRAG SREI HE Software Engineering Ma nagement I

Cloud-basiert eE ntwicklung tr if ft auf aut omobile Realit ät Erfahrungen un dL ösungen Uwe Maier et al., ET AS

Remote Debugging fü r KI-Anwendungen Ko mpl ex eF el dtes ts mit mult idis zi plin ären

Entwicklerteams Jür gen Fi tschen, SSV Softwar eS ysteme

Integrated Virtual Te stbed for ADAS Evaluation

Enhancing the design and developm ent of AD AS systems Jessica Mariño, Fr au nhof er-I nst itu tf ür Exper im entelle sS oft war e Engineering IES E

Produktlinien wirklich beherrsche n Va rian ten -T oo ling mit fach li ch en Mo dellen und Code integrieren Klaus Bi rken, itemis

docs-as-code: Revolution für die Automobilindust rie Nirmal Sa sidhar an, Rob ert Bo sch

Simulationsgest ützte Entwicklung und Te st für Masch inenste ueru ng en Halten moderne Entwicklungskonzepte, was sie versprechen?

Robert Schachner, Embedded Ocean

High-Level-Synthese für FPGA-gestüt zt eF uSi Wie man mit HLS in der Autom obilbranche mehr Sicherheit sc hafft Florian Pr amme, Ostfalia Hochschule für angewandte Wiss enschaften

Mit AT AM die Ent wi cklun gsorganisation gestalten Qualität, Zukunftsfähigkeit und Skalie rbarkeit objektiv bewe rten Matthias Künzi, visuellklar

VORTRAG SREI HE Architektur II

Modularisierung eingebetteter Sys teme

Architektur einer robusten Ko mm unikation (Praxisbeispiel) Roman Ko ch, Gossen Metr awatt

SOLID vs. CUPID -e in Ve rgleich Zwei We ge zu besserem Code -d och welche r ist der Richtige? Stephan Roth, oose

Neues aus dem Land de rd igitalen Zwillinge We chselw irk ung mit Emb ed ded-S of tware Martin Becker Fr au nhof er-I nst itu tf ür Ex per ime nt elle sS oft wa re Engineering IESE

Legac yC ode? Clean Code! Schrittweise Rückeroberung mithilfe gez ielte r Experimente Rupert Eibner

VORTR AG SR EIHE Rust II

14:45 –1 5:25 Rust für Embedded-System e We nn di eH AL zur Hürd ew ir d Philipp Bormuth, awinia

15:35 –1 6:15 Sa feguardi ng Yo ur Pr ogr a m‘s Concurrency Writing safe as ync cod ei nR us t M a rtin M o sl er Zühlke Engineering

Ein satz von Ru st zu mF uß ba lls pielen mit Ro botern beim Ro bo Cu p Hera u sf orderu n ge nu nd Er fahrungen in ei ne mg roß en So ftw ar ep rojekt

16 :4 5–17 :2 5

Hend rik S ieck, Zü h lke Eng ineering

17:35 –1 8:15 Vo n0 zum gr afi sc he nU se rI nte rfac e in Rust Resp o nsive B enutzerschnitt st ellen mit Slint umse tzen To bia sH unger , Slint

ENTWICKLERP ARTY –K ÜHLE BIE RE ,G UTE GESPRÄCHE, ENTSP AN NTE AT MOSPHÄRE

Sponsoren: ELEKT RON IKP RAXIS und Mic roC onsul t

19-2 1U HR KICKERTURNIER ab 9:00 Uhr –A us stel l un g: bb vS of tw ar eS er vi ce s, Bl ac kB er ry QNX ,C lo ud fli gh t, Cr ank AM ET EK ,D an ub eDyn am ics, EL EK TR ON IK PR AX IS ,E mb ed de dO ffi ce ,E mb ed de dW iz ar d, em be ff ,G LI WA,

18:30 –2 2:00

G re en Hi ll sS of tw ar e ,H el bl ing, Hi tex, in fo te am So ft wa re ,i nv en io ,I SC UE ,i Sy st In te ll ig ent eSys te me ,K DA B, La ut er ba ch ,M AT HE MA En gi ne er ing, Ma th Wo rks, Mic ro Co ns ul t, o os e, Op enSyn er ,Pgy ar as of t, Pe rf or ce ,P LS ,P RO TO S, Qt Qu al it yA ss ur an ce ,R az or ca t, Ro hde &S ch wa rz ,S EG GE R, Sl in t, So di us Wi ll er t, Sy st em te ch ni kL eb er ,T AS KI NG,

T ux er a, Ve ct or In fo rm at ik ,V er ifys of t, wo lf SS L

Ausführliche Inf ormati onen zu mV or trag sprogr am mu nd zu d en Vo rtragend en auf www .e se-k on gre

VORTR AGSRE IHE Safety I

Memory Saf et y Buffer Overfl ow su nd andere Märchen au sd em Spei cherwald Martin Becker, MathW orks

Regulatorische Vo rgaben automatisie rt einhalt en Nie wieder den Fa den verl ieren Johannes Tr ag ese r, SodiusWillert

Sicherheitskult ur in den No rmen de r Funkt ionalen Sicherhe it Die menschlichen und sozialen Dimensionen To mS cot tK oslo wski

ML Assura nce in Li gh to ft he AI Act Ve rifi ca tion of hig h-r isk AI systems Jessica Ke lly , Fr au nhof er-I nst itu tf ür Ko gn it iv eS yst eme IKS

VORTRAG SREI HE Implementierung II

Visual Studio Code für Embedded-Projekt e? Möglichkeiten und Grenzen Daniel Pe nning, embeff

Po rtie ru ng vo nK IMode ll en aus Python Deployment von ne uronalen Ne tzen und moderner Signalverarbeitung Ludwig Kürzinger , Ingeni cs Di gi tal

Die Antwort kommt (zum) Prompt Code-Entwicklung mit Gi tHub Copilot –Fluch oder Segen?

René Gr af, Siemens Di gital Industries

MicroZig -e ine ne ue Sprache, ein neues Embedded Framework Ist Zig eine Alternative für C? Felix Quei ßner Endr ess+Hauser Conducta

VORTRAG SREI HE Requirements

Agiles Requirements Engineering jenseits von User Stories Yin und Ya ng vereint Johannes Ber gsmann, Softwar eQ uali ty Lab

Getting Func tional Requirements Righ t with Simulation Bridging MB SE to MBD with requirements in the loop David Eduar do Di az Ascenci oe ta l. Dassaul tS yst èmes

VORTR AG SR EIHE Open Sour ce &R echt

08:50 –0 9:35 Open Source und rechtliche Anforder ungen B rauche ich eine Lizenz und we nn ja, wie erhalte ich eine? Car sten Emde, Open Sour ce Automation Devel op me nt Lab (OSADL )

09:45 –1 0:25 FOSSLi zenzSca nni ng un dS BO M Ein Üb erb lic k J an Alte n b e rg Open Sour ce Automation Devel op me nt Lab (OSADL )

10 :35 –1 1: 15 SBOMs im OSSelotPr ojek t Erstellung und Wied er verw en du ng von SBO Ms für Free und Open Sour ce So ftw are Astrid Spur ae ta l., Open Sour ce Automation Developme nt Lab (OSADL) KI im Requirements Management un d Engineering Umsetzung, Analyse, Bei spiele und Ausblick To bi as Somme rfe ld et al ., Schaef fler Te chnol ogi es

Software-Bill-o f-Mat eri al Markus Wa mser, Ingenics Digital KI als Tu rbo für Te st fälle? Automatische Ableitung aus natürlich-sprachigen Requirements Martin Hei ninger et al ., HEICON Gl obal Engineeri ng

11 :45 –1 2:25 Vo mC od ez ur SB OM un dd arü be r h in au s Z we ck, N u t ze nu nd Er s tel lung eine r

KEY NO TE Innovation und das Gehi rn: Die Kun st des kr eat iv en Denk en s Ben jamin Ba rg etzi, Neur owisse nschaftler ,T echI nvestor ,K ISpezi al is t

12:35 –1 3:15

VORTR AGSRE IHE Safety II

VORTRAG SREI HE Implementierung III

VORTRAG SREI HE Künstl iche Intelligenz

VORTR AG SR EIHE Sof tw are E ngi ne e ri ng Management II

Entwicklung eine s Safety-Systems Agile Entwicklungskonzepte in einem Safety-Projekt anwenden André Schmitz, Gr ee nH ills Sof tw ar e

Agile

How-T o Gute Praktiken beim Programmieren

Michael Thoma, Hensoldt Sensor s

14:45 –1 5:25 Software-Liefer k etten mana gement im Unternehmen Wa sk om mt na ch der SBO M? Nils Grunwald et al., Robert Bosch Wa sb rin gt GenAI in der Softwareentwic klung? Erfahrungsbericht aus der Praxis mit realen Projekten To bi as Kniep et al ., Zühlke Engineer in g C++

Nur Fliegen ist schöner Lernen von der jung geb liebenen Großmutter DO-1 78 Ingo Nickles, Ve cto rI nformat ik

Immer diese Unent sche idbarkeit Umgang mi tE inschränkungen statischer Softwareanalyse Sebastian Krings, Qt Gr oup

Entwicklungspraxis vs. Normen und Assessment si nd er FuSi Fragen un dL ösungsansätze zu technischen Streitpunkten Stefan Akatyschew , cogitr on

Effi zi en te sC ++ Tipps un dT ric ks aus dem Alltag Andr eas Fertig, Unique Code

KI-Spielereien für Anfänger mit ChatGPT Eine lauffähige Mikroc ontrollerlösung mit UML und C++ erstellen Alexander Huwal dt SiSy Solutions

15:35 –1 6:15 The EV Bo xL ivi qo GUI -F ro m0 to GU Challenges in ad d ing aG UI to an existing prod uct platfo rm Claudio Carbone

Rust als Erstsprache? Ko nzep te und Er fah run gen bei der Ve rmi ttlun g von Rust Matthi as We rner TU Chemni tz

16:45 –1 7:25 Ve rt rag sb as ie rtes En gin ee ri ng komplexer Systeme Reißen wir d ie Silos ein -o der d o ch ni cht? Jan Richter, Siemens Digital Industries So ftwar e Te stv er fahr en für ML -b as ie rt eS ys teme Ko nsi sten tes und vo llstän di ge sT es ten vo n Forward-Netzen Hans-W erner Wiesbr ock, ITP ower Sol utions

Sponsoren: EL EKT RONIKPRAXIS und MicroConsult ndSta

GUI-Entwicklung auf ressource narmen Systemen Spagat zwischen Speicher ,P er formance und Design Manuel Melic, TA RA Systems

17:35 –1 8:15 Evolution der Effi zi en z How-T of ür kons o lid ie rte und int egrierte To olCh ai ns Hartmut Schäfer, ReQonsult Einsatz neuronaler Netze auf Embedded-Prozess or en CNN-Netze auf Prozessoren mit integrierter NPU Claudio Senator e, F&S Elektr onik Systeme

18:30 –2 2:00 ABENDBUFFET &B ÜHNE NS HOW G e rät au ße rK on trolle Comedian Thomas Fröschle erforsc ht die Psych ev on Appar aten und wi es ie uns auf die Ner ven gehen.

ab 9:00 Uhr –A us stel l u ng: bb vS of tw ar eS er vi ce s, Bl ac kB er ry QNX ,C lo ud fli gh t, Cr ank AM ET EK ,D an ub eDyn am ics, EL EK TR ON IK PR AX IS ,E mb ed de dO ffi ce ,E mb ed de dW iz ar d, em be ff ,G LI WA,

G re en Hi ll sS of tw ar e ,H el bl ing, Hi tex, in fo te am So ft wa re ,i nv en io ,I SC UE ,i Sy st In te ll ig ent eSys te me ,K DA B, La ut er ba ch ,M AT HE MA En gi ne er ing, Ma th Wo rks, Mic ro Co ns ul t, o os e, Op enSyn er ,Pgy ar as of t, Pe rf or ce ,P LS ,P RO TO S, Qt Qu al it yA ss ur an ce ,R az or ca t, Ro hde &S ch wa rz ,S EG GE R, Sl in t, So di us Wi ll er t, Sy st em te ch ni kL eb er ,T AS KI NG,

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Wir haben eine Idee, aber haben wir ein Produkt? Innovation ist 1% Inspiration un d 99% Tr anspiration

René Gr af, Siemens Digital Industries

Wie bewerte und verkaufe ich meine Innovat ionside e? Bewertung, Auswahl, risikobasierte Implementationsplanung

Andr eas Stu c k i, Solce pt

Less is More Wa sw ir vo nf rugale nI nno va tion en lernen können

Christoph Schmie dinger borisgloge rc onsulting

Minimum Viable Product s( MVP) Eine Idee im Realitätscheck Mar co Schmid, Schmid Elektr onik

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Let So ft wa re Qu al ity Be Yo ur Gui de

Quality-driven software devel opment to master technical debt

Andr eas Hor n, Ve cto rI nf ormatik

Va ria nt en und Pr od ukt lin ie nt esten Ko mpl ex it ät beim Te st red uzi er en Thomas Schütz, PRO TO SS of twar e

VORTRAG SREI HE Ec htzeit I

Hype -H yper -H ypervis or Chancen und Herausforderungen in Embed ded Mar cus Gößl er Micr oConsul t

g, 5. De zembe r2 024

VORTR AG SR EIHE Se curity I

Softwareentw icklung im Licht der neuen EURegu la tor ik C yber Res ilience Act, NIS -2, Pro d ukthaftung und C o. Stefan Haßdenteufel, Witzel Erb Backu &P artne rR echts anwälte

08:50 –0 9:35

Do Hypervisors Really Solve All Software Pa rtitioning Iss ues ? How separation kernel tec hnology provide s safe software pa rtitioning Mar cus Nissemark, Gr een Hi lls Sof twa re

09:45 –1 0:25 Cyb er Resil i ence: I st Ih re Software sicher genug? Strategien und B est Practices fü rS ec urity by Desig n Jür gen Messer er, bbv Softwar eS ervices

Zeitdiskret eT es twar e Der Schlüssel zu unabhängigen, skalierbaren Te st systemen Manfr ed Fel kl , iSyst Intel lige nte Systeme

Interchip Timing Synchronization Us in g Inexpensive MCUs Making good use of phase adjustable timer s Christian We nzel -Benner et al ., GLIW A

Coverage -e in unerreichbares Zie l?

Vo mT est über Jus ti fic ation sz u 10 0% Co vera ge Sabine Po ehler Ve rifys of tT echnol ogy

Last-Minute Lifesavers Code tweaks for immediate performanc eg ains Skanda Naglapur Ra mamur th ye ta l. , MathW orks

10 :35 –1 1: 15 Cyber Resi lience Act un dN IS-2 Zerti fi kat ea ls si ch er eM asc hi ne ni de nt itäte n Ger ald Richter, ECOS Te chnologie

Anwendungsuna bhä ng ige SW-K omponenten im Ko nt ext von IEC 6 2443

11 :45 –1 2:25

Analyse und Entwicklung am B eis p iel

Flexible Safety RT OS Roman Kir chner Embedded Offi ce

12:35 –1 3:15 KEY NO TE „... obdachlos die Unve rg ängl ichk eit“ –G eht Emb ed ded-S oftware mit der Zeit?

Car sten Emde, Open Sour ce Automa tion Devel opment La b( OSADL )

VORTRAG SREI HE Te st &Q ua li tät II

VORTRAG SREI HE Ec htzeit II

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VORTR AGSRE IHE Management &I nnova tion 14:45 –1 5:25 Ex plaina bl eA I under Attack Eine Übers icht über d ie R is ik oland schaft vo n erklärbarer KI Fabian Langer , TÜV Informationstechnik Wie ic hm ich als Systemarc hitekt unsterblich in Zephyr verliebte Aus dem Le ben eines Systemarchitek ten To bi as Kä st ne r, TiaC Systems -T he Br idle Pr oj ect

KI-basierte Opt imie rung der Te stau swahl im CIProze ss Wie KI uns bei der Aus wahl von Te sts un te rstütz en kann Jens Bi el efeldt, Compl eo Char ging Solutions

Engpasskonzent rierte Strategie und Soziokratie Innovation von der Idee bis zur Lösung am Beispiel miniHIL Thomas Schütz, PRO TO SS of twar e 15:35 –1 6:15 Angriff der KI B rauchen wir eine ne ue Ve rteidig ung ?

Über das Willkommenspake th inaus Die Neugestaltung der Ei narbeitung für das 21 .J ahrhundert Camille Ferrièr e, Mar quar dt

Höchste Ve rfügbarke it durch saf eu nd sec ure Tr acing im Feld Softwarefehler im Feld effi zi en ta nal ys ieren Albr echt Mayer , Infi ne on Te chnol ogies

Markus Wa mser, Ingenics Digital Ko proz ess or an Linu x: Hö rs tD um ic h?

Echtzeitfähigkeit der IPC mit Linux und OpenAMP Malte Ka iser Ingeni cs Di gi tal

Befreie deinen Geist ! In Dimensionen denken und so die Dinge und ihre Beziehungen spielend verstehen Mar co Schmid, Schmid Elektr onik

Reporting th eC arbon FootprintChallenge or Opportunity? Open source as an enabler for the PCF and the Digital Product Pa ssport (DPP) Ta glin eT re ich el , Fr au nhof er-I nst itu tf ür Exper im entelle sS oft war e Engineering IES E ndSta

16:35 –1 7:15 Po st-Qua ntumKr yp togr aph i ea uf Steuerger ä ten Quanten-Co m p uting und C yber -S ec urit y: Steigt die Gefahr? Philipp Jungklass, IA VI ng en ieu rg esel lsc ha ft Au to und Ve rkehr Cac he-Nutzung bei Ec htzeitsystemen Wie ein Beschleuniger zur Bremse werden ka nn Alexander Bähr, Open Sour ce Automation Devel opment Lab (OSADL ) Te stf älle aus de mS ys tem sE ngi ne er ing wiederverwenden Tr an sfer vo mS ys tement wu rf in da s

Implementierungsmodell Hartmut Wittke, BTC -ES

wogtest: Google Te sts ohne Google Te st Einfaches Te sten auf dem Ta rg et Remo Markgr af, Micr oConsult

We nn di eT he or ie d en Angrei fe rt rifft Carmen Ke mpka, WIBU-SYSTEMS Ec htzeitanalyse im Hilbertraum Software Engineering mi tM ethoden der theoretischen Physik Fr an kS lo mk a, Univer si tät Ulm

Softwareschutz und Obfu ska tion

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nc e| Freitag, 29. No vemb er 2024

Ko st en los eO nline-Pr econference: Tipps, Tric ks und Lösung en vo nS pezi al ist en

Wo fin de ic hd as Pro gr amm der Preconferenc e? Das aktuelle Programm der Preconference fin den Sie ab Ende Oktober auf www .ese-kongress.de.

Wa nn findet di ev ir tue ll eP re con fere nce st at t? Am Freitag, den 29. November ,i nd er Wo che vor dem ESE Ko ngress.

Unsere ko stenlos eP rec onferenc eh ilft Ihnen au ch dieses Jahr wieder ,d iese und we itere Fr age nz ub ea ntwo rten. Lernen Sie dabei Pe rsonen, Fir men, Lösung en und Pr od uk te kennen und knüp fen Sie ers te Ko ntakte für eine Zusam menarbeit. Über 45 0T eilnehmer de rP reconferenc eb eim ES EK on gress 20 23 ze ig ten uns ei ndru cks vol l, wi eg roß da sI nte resse an de n Lösungen und Leistung en unserer Sp onso ren und Aussteller ist.

Die Suche nach ei ner pra kti schen Lö sung ist of ta uc hm it der Suche nach hilf reiche ru nd zuverläs si ge rU nterstützung ve rb un de n. Dab ei st el le nS ie sich mög liche rw eise Fr ag en wie di ese: We rh at äh nl ic he Her a usforde rung en scho ng emei st ert?

Wie nehme ich an der Preconference teil? Bitte melden Sie sich auf www .ese-kongress.de an. Die kostenfreie Te ilnahme an der Preconference ist unabhängig von einer Te ilnahme am Hauptkongress möglich.

Wir freuen uns darauf, Sie dort zu begrüßen.

We rh at Pe rso na lu nd Ka pazitäte n, um mich qua li fiz iert zu beraten und zu unt er stüt zen? We lche To ols und Pr oduk te beschleunigen mei nen Lö sungspro zess ,s paren Ko st en und helfen dabe i, Qual i t ät zu erzeug en und nachzuw eisen? We lc he

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Dan ke an all e, die mitma ch en

Dank ea nd en Kongressbei rat

Die Auswahl der Beiträge und die Strukturierung eines Ko ngr es ses erfor de rn vie lS ac hve rs ta nd ,i nte ns ive Disk ussi on und eine gesunde Meinungsvielfalt. Wir bedanken uns bei allen Beiratsmitgliedern aus Industrie, Forschung und Lehre, die uns mit Ideen, Rat und Ta tz ur Seite stehen.

Dank ea nd ie Vo rtragenden Insgesamt präsentieren über 10 0a usgewählte Vo rtragende aus rund 75 Unternehmen und Hochschulen ihre Ideen, Lösungen, Erkenntnisse und Erfahrungen. Jeder ,d er schon einmal einen Ko ngressbeitrag geleistet hat, weiß, wie schwer es in der Hektik des Ta gesgeschäfts ist, Zeit dafür zu fin de n.

Die zahlreichen Einreichungen machten es möglich, ein breites und vielfältiges Programm zusammenzustellen. Damit spiegelt es eine große Erfahrungsund Meinungsvielfalt wider .A nd ieser Stelle auch vielen Dank an alle Einreicher ,d ie es heuer leider nicht ins Programm geschafft haben. Nicht zu vergessen .. . die vielen Menschen, die mit ihrem Sachverstand und Fleiß meist unbemerkt im Hintergrund agieren. Ohne sie gäbe es weder Einladungen und We rbung noch We bsite, Registrierung und Unterlagen. Dies sind u.a. die Te ams von Vo gel Corpor ate So lu ti ons für Desi gn und Gestal tu ng und von Converia für We bprogrammierung.

Dank ea nd ie Go ldspo nso ren

Das Ko ngr es st ea mSa bi ne Pa gl er un dS il ke Bl uh mv on Mic roCons ult, Mar tina An nu s ch eit und Ma ri aB ey er -

Wir sind st ol zd ar au f, dass si ch di ese Firm en sc hon seit vielen

Ja hren für uns eren Ko ngress engagiere nu nd da durch dem Them aE mbedded So ftw ar eE ngineering eine ei gene Bühne geben, vo nd er alle pr ofi tieren .

Fistr ic hv on ELEKT RO NIK PR AXIS so wi eM ar ti na Ha fn er –be dankt sic hg anz he rz li ch be id en vi el en M en sch en, di e die sen Ko ngr es se rm ög li ch en. Nur durch das Engagem ent der Sponsoren und Aussteller ,d es Ko ngr es sbeir ats ,d er R efer en ten und Sem inar le it er sow ie vieler weiterer kreat i ver Kö pf eu nd helf ender Hände ist es möglich, diese Ve ranstaltung mi t1 14 B ei t r ägen, Be gegnungsmöglichkeiten, Ta gungsband und viel en Details zu st emmen.

Dank ea nd ie Aussteller und Spo nso ren Wa sw äre ein Ko ngr es so hn eA uss tell er und Sp on so re n? Wi r freuen uns ,d as sw ic htige Unternehmen im Em bed ded-Sektor den ESE Ko ngress akt iv daz un utzen, ihre Kund en und

Interessenten zu treffen. bb vS of tw ar eS er vi ce s, Bl ac kB er ry QN X, Cl ou dfl ig ht ,C ra nk AM ET EK ,D an ub eD yn am ic s, EL EK TR ON IK PR AX IS ,E mb ed de d

Of fic e, Em be dd ed Wi za rd ,e mb ef f, GL IW A, Gr ee nH il ls So ft wa re ,H el bl in g, Hi te x, in fo te am So ft wa re ,i nv en io ,I SC UE , iS ys tI nt el li ge nt eS ys te me, KD AB ,L au te rb ac h, MA TH EM A En gi ne er in g, Ma th Wo rk s, Mi cr oC on su lt ,o os e, Op en Sy ne rg y, Pa ra so ft ,P er fo rc e, PL S, PR OT OS , Qt Qu al it yA ss ur an ce , Ra zo rc at ,R oh de &S ch wa rz ,S EG GE R, Sl in t, So di us Wi ll er t, Sy st em te ch nik Le be r, TA SK IN G, Tu xe ra ,V ec to rI nf or ma ti k, Ve ri fy so ft ,w ol fS SL (Stand gemel deter Ausstel le rz um 08. 10 .24, aktuell eL iste s. www .ese-kongress .de)

Dan ke an Sie Wir bedanken uns für I hr I nt eresse an diesem Programm. Es ist Ihr Programm, denn es spi eg elt die Hera usforderung en wi der ,d ie w ir in viel en Pr oj ekt en, Gesp rä che nu nd Dis kus sione nm it Br anche ninsi dern erk annt ha be n.

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CodeMeter Certificate Vault hatdas „AWS IoT Greengrass“-Badge erhalten. AWSIoT Greengrass ist ein Open-Source-Edge-Laufzeit-undCloud-ServicefürdieEntwicklung, Bereitstellung und Verwaltung vonGerätesoftwareals auch auch fürdie Unterstüt-

zung vonEdge-Geräten.CodeMeterCertificateVault wurde fürRSA 2048-Verschlüsselungentwickelt.EsdientalssichererMechanismusfürSpeicherungundAustauschvon X.509-Zertifikaten sowie vonLizenzschlüsseln in einem Hardware-Token. CodeMeter CertificateVaultfunktioniert als PKCS#11konformer Token-Provider.Die in CmDongles aufbewahrten Schlüssel sind so vorVervielfältigungs- oder Manipulationsversuchengeschützt. Anwendungen, die PKCS#11-Schnittstellen nutzen, sind mit CodeMeterCertificateVaultkompatibel.Per OpenSSL lässt sich CodeMeter Certificate VaultauchmitanderenAnwendungenintegrieren, wie etwaeinem OPC/UA-Server www.wibu.com

DEBUG UND TESTFÜR RISC-V VirtualisierteRISC-V-Systeme

Lauterbach und Kernkonzept ermöglichen Architekten virtualisierter Software-Systeme, mit der Entwicklung und dem Test auf zukünftigen RISC-V-Plattformen zu beginnen, noch bevorentsprechende System-ona-Chip(SoCs)inSiliziumverfügbarsind.Der L4ReHypervisorvonKernkonzept,derEchtzeit-Workloads auch auf sehr kleinen Chips sicher voneinander trennt und nur eine minimaleCodebasisbesitzt,kommthierfürauf der in QEMU implementierten Generic RISC-V Virtual Platform zum Einsatz. Die Hypervisor-und OS-aware TRACE32 DebugundTrace-ToolsvonLauterbachzumDebugging der CPU und weiteren Coresermöglichen die Analyse des gesamten SoftwareStackseinschließlichdesL4Re-Hypervisors selbst und aller virtuellen Maschinen (VM) mit ihren heterogenen Betriebssystemen und Anwendungen. Die Tools ermöglichen dabei auch den Zugriff auf Hypervisor-und Betriebssystemstrukturen und -daten. www.lauterbach.com

Bild :L au te rbach

TOUCH-SENSORIK IM ÜBERBLICK

VonPCAPbis Metallgitter mitKupfer

Touch-Eingaben aufDisplays erfolgen aufsehrunterschiedlicheWeise.

PCAP-Touch, resistiverTouch oder Infrarot kommen zum Einsatz. Sie alle haben ganz unterschiedlicheVor-und Nachteile und eignen sich fürverschiedene Anwendungen. EineÜbersicht.

Hohe Designfreiheit durch MetalMesh-Touchsensoren:

Dank der Eigenschaftenkann VIA Optronics die wesentlichen Display-Trendsbedienen. Dazu gehörenneben der Designfreiheit, flache und gebogene Oberflächen, Funktionalitätund Beständikeit.

Bild:VIAOptronics

Touch-Sensorik hat längst die Welt derinteraktiventechnischen Anwendungenerobert,nicht nurin der Unterhaltungselektronik, sondern auch im Automobilbau sowieinindustriellen Anwendungen. Die EntwicklungenfürdieverschiedenenMarktsegmente unterscheidensichzumTeildeutlich–auch wennallendieForderungnacheinfacherBedienbarkeit und hoher Reaktionsfähigkeit gemeinsam ist –und basieren auf unterschiedlichen Verfahren. Hier ein kurzer Überblick über gängigeTouch-Techniken,ihreFunktionsweisen unddiejeweiligenVor-undNachteile.

Wenn ein Finger oder ein leitfähiger Stift sich einerElektrodenähert,störterdaselektromagnetischeFeldundverändertdieKapazität.DiePCAPTechnik funktioniert durch das Erkennen der Berührungen –diese Berührung wirdbeispielsweise durcheineGlasscheibeprojiziertundverändertdie Kapazität.

PCAP-TouchbasiertaufderMessungderKapazität an jeder adressierbaren Elektrode. Die Kapazitätsänderung wirdgemessenund in eine X/YPosition umgewandelt, so dass dasSystemdie Berührung zuordnen und die Position erkennen kann. PCAP-Touch kann im Freien eingesetzt werden, eignet sich fürdie Bedienung mit Finger, Stiftund Handschuh, unterstütztFormate bis110Zoll,Temperaturenvon-40bis90Grad Celsius und ist auchbei hoher Luftfeuchtigkeit einsatzbereit. Zudempunktet er mit hoherLangzeitstabilitätund guteroptischerDurchlässigkeit.

EinresistivesTouchpanelbesteht auszweielektrischleitfähigen Schichten, in der Regel ITO(Indium-Zinn-Oxid), auf einem Trägeraus Kunststoff/Glas und PET(Polyethylenterephthalat).Diebeidenleitfähigen Schichtensinddurch SpacerDotsvoneinander getrennt.WenneinFinger oder Stift die Oberfläche des Touchpanelberührt,werdendiebeidenleitfähigenSchichtenmit-

einander verbunden. Die obereleitfähigeSchicht wird nach untengebogen und berührt die darunterliegende leitfähigeSchicht.

NachteilevonresistivemTouchundwas Infrarot-Toucheingabebietet

DieuntereleitfähigeSchichtwirdunterSpannunggesetzt unddannbeiBerührungderbeidenleitfähigenSchichten die Veränderungen des elektrischen Widerstandsermittelt,derdiePositionderjeweiligenDruckstellewiedergibt. DieWiderstandsänderung wirddurch geeigneteElektronik(ControllerChip)andasSystemübertragenundsomit derBerührungspunktermittelt.

AuchdieseTechniklässtsichaußerhalbvonGebäuden einsetzen.Sie lässtsich miteinem Stift oder Fingerbedienen.EineBedienungmitHandschuhenodermehrere Berührpunkte(Multitouch) sindnicht möglich. Es sind nurFormate<30Zollmöglich.ResistiveTouchpanelssind

sehr robust undhaben eine ähnliche Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit wiedie kapazitive TouchTechnik.ResistiveTouchscreenssindpreislichattraktiver alskapazitiveTouchscreensund immernochweitverbreitet fürAnwendungen, bei denen einfacheEingabemethodenausreichen.

Der Infrarot-Touchscreen basiert aufeiner optischen Infrarot-Technik, wobei Infrarotsensorenineinem RahmenumdieTouchflächeeingebautwerden.DieeingebautenSensorenhabenSende-undEmpfängerfunktionalität, bilden einunsichtbaresLichtleiter-Gitternetz, wasbei Unterbrechung dergenauenDetektion desBerührungspunktesdient.

Infrarot-TouchscreenssindnichtfürdenAußeneinsatz geeignetundlimitiertinTemperatur-undFeuchtebeständigkeit, finden allerdings universellen Einsatz, vorallem beigroßeninteraktivenDisplayanwendungen.Siebieten Multitouch-Funktion und können zudem vonmehreren Nutzern gleichzeitig bedient werden. Infrarot-Touchsen-

Bild 2: Die vonVIA optronics verwendeten KupferMetallgitter-Sensorenbestehen aus hochauflösenden Metallgittern, die eine hohe Transparenz gewährleisten.

soren könnennachträglich montiert werden,was einen EinsatzunabhängigvomDisplayherstellerermöglicht.

BesserePerformancemitdem Touch-Controller

VERFASST VON Dr.JasminWagner

Chief Marketing Officer VIA optronics

Touch-ControllerinteragierenmiteinemBerührungssensor und messen kleine Kapazitäts- oderWiderstandsänderungen, die dann in digitale Signale umgewandelt werden. Es gibt viele Gründefür die Verwendung eines speziellenTouchscreen-Controllers anstelle derüblichen A/D-Wandler in einem Mikrocontroller.Beispielsweise kann die Implementierung einer kapazitivenAbtastung mit einer allgemeinen MCU (Micro Controller Unit) die Einschaltzeit drastisch erhöhen und erfordert möglicherweise mehr A/D-Eingänge als verfügbar sind. AndererseitskönnenTouch-ControllerundspezielleTouch-MCUs eine höhere Genauigkeit, Rauschunterdrückung, AlgorithmuseffizienzundUmgebungskompensationbieten.

VIAoptronicskanndenEinsatzinKombinationmitverschiedenenTouchsensor-TechnikenanbietenundTouchsensorfolien wie in gebogener oder flacher Ausführung auf verschiedene Substrateaufbringen.Jenach Anforderung könnendie Touchmoduledannunterschiedliche Funktionenerfüllen,wiebeispielsweiseSingle-oderMultitouch-Erkennung,Gestenerkennung,hoheUmgebungsanforderungen an Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Möglichkeitder Stift-und Handschuhbedienung sowie dieEinsatzfähigkeitverschiedenerDeckgläser.Aufgrund

Die Vorteile vonTouchsensoren aus Kupfer-Metallgitter-Sensoren

Zu den wesentlichen Eigenschaften derTouchsensorenaus KupferMetal-Mesh gehöreneine hohe Leitfähigkeit im VergleichzuITOSensoren. Außerdem sind die Kupfer-Metal-Mesh-Sensorenflexibel und biegsam, weshalb sie sich auch aufgekrümmten oder in faltbarenDisplays einsetzenlassen. Ihrehochauflösende Struktur desMetallgitters mit3µmermöglicht eine optische Transparenz.

wesentlich höhererLeitfähigkeit undFlexibilität/Biegsamkeit im Vergleich zu anderen Sensor-Techniken wie ITO-Sensoren istdas Anwendungsspektrum vonMetallgitter-Sensoren sowohl hinsichtlich Designs, aber auch Funktionalität sehr breit. DerHerstellerVIA optronics baut beiseinenDesigns –vor allembei kundenspezifischen PCAP-Anwendungen –auf Kupfer basierteMetallgitter-Technik,dieimVergleichzukonkurrierendenTechnologien eine deutlich höhereLeitfähigkeit undBeständigkeitaufweist.

Die hohe Leitfähigkeit erlaubt eine schnelle Ladezeit und somit schnelle Ansprechzeit der Funktion, den Einsatz vonStiftenund Handschuhen auch bei dicken Deckgläsernsowie hervorragendeMultitouch- undGestenfunktion.DadieMetallgitter-SensorenaushochauflösendenMetallgitternmiteinerAuflösungvon3µmbestehen, istdie Transparenzwesentlichbesserals beianderen Technologien,danureinBruchteilderFläche(transparente Folie)mit Metallgitter belegt werden muss. Die hochauflösendenStrukturenerlaubenes, dienotwendigen Leiterbahnen fürden Anschluss der Touchsensoren zu minimieren,was diezukünftigen Trends hinsichtlich Narrow Bezel und somit größerer Displayfläche wesentlich unterstützt. Im Vergleich zu ITO-Sensoren und anderenMetallmesh-SensorenistdieFlexibilitätundBiegsamkeit vonKupfer-Metallmeshhöher oder grundsätzlich gegeben –ITO-Sensoren sind nicht biegbar, andereMetallmesh-Sensorennureingeschränkt.Dadurchsindnicht nurflacheAnwendungenmöglich,sondernauchderEinbauingekrümmteOberflächen.

DieVorteilevonKupferalsSensorelement undKupfer-Metallgitter-Sensoren KupferwirdalsleitfähigesMaterialverwendetundisttemperatur-, feuchtigkeits- und lebensdauerbeständig,was denEinsatz im Automobilumfeldermöglicht. DieHerstellung der Kupfer-Metallgitter-Sensoren (Metal-Mesh) erfolgt über einen Rolle-zu-Rolle-Druck-und Montageprozess, dereinekostengünstigeFertigung in großen Stückzahlen gewährleistet. Hinsichtlich der Integration können die Kupfer-Metall-Gitter-Sensoren sowohl durch optisches Laminieren, optisches Bondenals auch durch einenIML-(Inmold-Labeling-)Prozessverarbeitetwerden. DieSensorenwerdengrundsätzlichkundenspezifischgefertigtunderlaubeneinehoheDesignflexibilität. (heh)

Deutschlands größterKongress für Embedded Software Professionals

EmbeddedSoftware Engineering Kongress

2. -5.Dezember2024, Sindelfingen kostenfreiePreconference am 29.November2024

Programm-Highlights:

VORTRAG

Rust anschaulicherklärt

Heinz Häberle

Robert BoschPower Tools

VORTRAG

Remote Debugging fürKI-Anwendungen

Jürgen Fitschen

SSVSoftwareSysteme

VORTRAG

Coverage –ein unerreichbaresZiel?

Sabine Poehler

Verifysoft Technology

InformierenSie sich unter: www.ese-kongress.de

WeitereInformationen: Sabine Pagler | +49 (0)8945061746 | s.pagler@microconsult.de Jetzt anmelden!

VERANSTALTER

Sicherbedienen:

Maschinen und Anlagen perToucheingabemüssen sich sicher bedienen lassen. Rafi hateine Technologieplattform fürdie Fertigung vonTouchdisplays gemäß PerformanceLevel d entwickelt.

MASCHINENUND ANLAGEN

SichereTouch-Bedienung mitPerformance Leveld

Miteinerneuen Technologieplattform hebt Rafi die Touchbedienung aufPerformanceLevel d. Damit wirddie funktionaleSicherheit von Touchdisplays fürmobile undstationäreMaschinen erhöht.Und das durchwenigerelektromechanischeSchalterund mit mehr Flexibilität.

Leiter Technologieund Innovationsmanagement Rafi Bild :R af i

TVERFASST VON FrankFleischer

ouchscreen-Bediensystemesteigern die Flexibilität undBedienerfreundlichkeit,weilsichverschiedenste Funktionen, Eingabefelder und Statusanzeigen variabel und anwendungsspezifisch abbilden lassen. Die intuitivenBedienoberflächenreduzierendieZahlelektromechanischer Taster und Schalter,die ansonsten in Steuerkonsolenmobilerund stationärerMaschinen verbaut werden müssen.Für sicherheitskritische Anwendungen mit besonderen Safety-Anforderungen gabeszur Touch-

bedienung bisher allerdings nur kostenträchtige Sonderlösungen. Jetzt hat Rafi eine neue Technologieplattform fürdiemarktreifeSerienfertigungvonTouchsystemenauf PerformanceLeveldentwickelt.

Als Spezialist fürdie Mensch-Maschine-Kommunikation verfügt Rafi über langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung industrietauglicher kapazitiver Touch-Displays und gehört mit seiner GLASSCAPE-Technik zu den Pionieren auf diesem Gebiet. Das Unterneh-

menhatseineKapazitätenamStammsitzBerg sukzessiveausgebautundkannsogutwiealle ProduktionsschrittefürdiegesamteProduktpalettemit Diagonalen von4,3 bis zu 24 ZollGLASSCAPE-Systemen auseiner Hand anbieten. Füreinesichere BedienungsorgenperformanteTouchcontrollermitleistungsfähigerAuswertelogik.Zuden speziellenEntwicklungen gehörenTwinTouch,HapticTouchundFlexscape SieerweiterndasFunktionsspektrumumeinehaptischeundtaktileRückmeldungundbietendieMöglichkeit, Betätiger auf der geschlossenenGlasfront zu applizieren.

MehrFunktionenperTouchunddie funktionaleSicherheitnachderIEC61508 ImmermehrFunktionenstationärerundmobilerMaschinenwerdenperTouchbedientundgesteuert.DieKombination vonAnzeige- und Eingabesystem ermöglichtim Vergleich zur elektromechanischenEingabetechnikwesentlich variablereBedienoberflächen mit hoher FunktionsvielfaltundintuitiverBenutzerführung.Damitsteigen aber auch die Anforderungen an die funktionaleSicherheit vonBediensystemen. Die branchenübergreifenden Grundlagen fürdie funktionaleSicherheitvon elektrischen,elektronischenoderprogrammierbarenelektronischenSystemen(E/E/PE)sindinderIEC61508festgelegt. JenachBrancheundMaschinentypwerdendieseKriterieninweiterenNormenwiederMaschinenrichtlinieEN ISO13849oderderfürTraktoren,Land-undForstmaschinengeltendenISO25119differenziert.Dementsprechend unterscheidensichauchdieNomenklaturen,nachdenen der Sicherheitsgrad der Steuerungselektronik bestimmt wird.Neben demSafetyIntegrity Level(SIL) istvor allem der in der EN ISO 13849 erfasstePerformance Level(PL) relevant, um Steuerungssysteme fürMaschinenund Anlagen entsprechend dem ermittelten Risikograd sicher auszulegen.

Bild 1:

Dervon Rafi entwickelteReferenzTouchscreen in PerformanceLevel d. Mit der Entwicklung sollen kostenträchtige Sonderanfertigungen entfallen.

Die Ermittlung des erforderlichen PerformanceLevelsbasiertaufeinerGefahren-und Risikoanalyse, diealle sicherheitsrelevanten Komponentenund derenEinflussaufdieBetriebssicherheit des Teil-oderGesamtsystemsumfasst Dabeiwirddas Gefährdungspotential,das vomAusfall jedersicherheitskritischenKomponenteausgeht,hinsichtlich der Schwere möglicher Verletzungen, der Eintrittswahrscheinlichkeitund der Möglichkeit der Schadensvermeidungermittelt.

Ein bewährtes Analyseverfahren zur Ermittlung möglicher Fehlerquellen und -auswirkungen istdie Failure Modes Effects andDiagnostic Analysis (FMEDA), mit der Risikofaktoren bereits ineinem frühen Stadium der Produktentwicklung identifiziert werden können. Je größer die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Versagen zu schwerwiegenden Schäden führt, destohöher muss dasdurch Entwicklungund Konstruktion zu erreichendeSchutzniveau sein. Um das geforderteSicherheitsniveau zu erreichen,sindeineReihevonFaktorenzuberücksichtigen, vonderStrukturderSystemarchitekturüberdenDiagnosedeckungsgrad und die mittlereAusfallratemit gefährlichenFolgen(MTTFd)bishinzurMöglichkeiteinesAusfallsgemeinsamerUrsache(CCF).

VondernotwendigenRisikoanalyse zumPerformanceLevel

Ausdem in der Risikoanalyse ermittelten Performance Levelergeben sich die Anforderungen an die Sicherheit, die eine Schaltung oder ein Steuergerät erfüllenmuss. Während beispielsweise bei PL aund bkeinredundanter

2: Die Risikoabschätzung bestimmt den erforderlichen PerformanceLevel.

Hardwareaufbau erforderlichist,können höherePerformanceLevelnurdurchzusätzlicheSicherheitsfunktionen wie Hardwareredundanz,Diagnosesoftwareund ausfallsichereKomponentenauswahlabgedecktwerden.Sicherheitskritische Funktionen, wie zum Beispiel dasStillsetzender Maschine oder dasAuslöseneines WerkzeugwechselsimlaufendenBetrieb,müsseninderRegelnach PLdabgesichertwerden(Bild2).

Im Gegensatz zu elektromechanischen Schaltelementen, die vergleichsweise einfach durch redundanten Aufbauabgesichertwerdenkönnen,istdieSicherstellungdes Performance Leveld beiTouchscreen-Systemen miteinem erhöhten Aufwand verbunden. DennTouchscreens könneneineVielzahlvonKomponentenundFunktionen integrieren, unterschiedliche Bedienoberflächenmit variierenden Eingabefeldern darstellen undmüssengegen unbeabsichtigte Berührungen geschützt werden.Zuden besonderen Herausforderungen gehören neben der Verifikation der exakten Signalübertragung der SensorkoordinateninsbesonderedasHerausfilternunbeabsichtigter EingabendurchzufälligeBerührungoderMedienkontakt sowie die Kontrolleder dargestellten Oberfläche undder eingeblendetenEingabefelder

EineTouchbedienungaufneuem Safety-Niveau

EineMöglichkeit,Touchscreen-SystemeaufPerformance Leveldzubringen, bestehtdarin,alle sicherheitsrelevantenSchaltungen zweikanalig auszulegen. Allerdings ist dasmiteinemhohenkonstruktivenAufwandverbunden und dementsprechend montage- undkostenintensiv. Rafi hat sich daher füreinen alternativen Entwicklungsansatzentschieden.AufBasisausfallsichererKomponenten wurde eine sehr zuverlässigeSystemarchitekturentworfen, diesoftwareseitigdurch einenhohen Diagnosedeckungsgrad abgesichert ist. Um alle potentiellen FehlerquellenmitsicherheitskritischenAuswirkungenzuüberwachen, hat Rafi neben einem neuen Touch-Controller und einer Prozessor-und Steuerungseinheit zur DisplayansteuerungundAusführungderTouchsignaleeinenzusätzlichenSafety-ControllermiteigenerLogikimplementiert.

DieseSafety-CPUüberwacht alsredundanteInstanz allesicherheitsrelevantenFaktorenvonderSensormatrix undDisplayanzeige überdie Plausibilitätder Befehlseinund -ausgänge bis hin zur zyklischen Funktionsprüfung imMillisekundentakt. ParametrierbareFilterfunktionen sorgen dafür,dassSensorsignale, die durch unbeabsichtigteBerührungen,Flüssigkeitenoderandereungewollte Toucheffekteausgelöstwerden,nichtalsEingabengewertet,sondernverworfenwerden.

ZurAbsicherung gegenFehleingabenkönnendie TouchscreensoptionalmiteinerKrafterkennungaufBasis derTwin-Touch-Technikausgestattetwerden.FürdieDisplayüberwachunghabendieExpertenbeiRafizusätzliche Komponentenintegriert,diezurLaufzeitdieAnzeigeauf demDisplay überwachen.Damit istjederzeit sichergestellt, dass die angezeigteBedienoberfläche mit den zur Verfügungstehenden Eingabemöglichkeiten übereinstimmt.

SupportfürTouchdisplaysim PerformanceLeveld

Dieneue Rafi-Technologieplattform bietet die fürPerformanceLevel derforderlichenSafety-Funktionen für TouchdisplaysinserienreiferAusführung. Dank zuverlässiger,langlebiger Hardware, redundanter ControllerArchitektur und einer umfangreichen Diagnosesoftware ist das Safety-Konzept deutlich flexibler als im Vergleich zudenfestverdrahtetenSicherheitsfunktionen. (heh)

Sicherheit bei Maschinen und Anlagen garantieren

Der PerformanceLevel d(PL d) ist eine wichtige Stufeinder Sicherheitsbewertung vonMaschinenund Anlagengemäß der Norm EN ISO 13849-1. Bei PL dhandelt es sich um die zweithöchste Stufe aufder fünfstelligen Skalader PerformanceLevel abis e. Ein Merkmalvon PL dist, dass die Wahrscheinlichkeit einesgefährlichenAusfallszwischen 10-7 und 10-6 proStunde liegt. Bei PL dwirdoft eine zweikanaligeArchitektureingesetzt, um Redundanz zu schaffen. Dasbedeutet, dass zwei paralle-

le Systeme vorhanden sind, die gleichzeitig arbeiten und sich gegenseitig überwachen. Fällt ein Kanalaus, kann der andere das System sicher weiterführen. Zudemmuss das System in der Lage sein, Fehler schnellzuerkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen, bevoreine gefährliche Situationeintritt. Schließlich werden nur qualitativ hochwertige und ausfallsichereKomponenten verwendet, die in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt werden können.

Bild

MULTITOUCH-CONTROLLERIMFAHRZEUG

Entwickelt fürDisplaysbis 24''

Infineon stellt mit dem Automotive PSoC Multitouch GEN8XL (IAAT818X)eine neue Generation vonTouchControllern vor. Der Touch-Controller wurde fürOLED- und MicroLED-Displaysbis zu 24 Zoll entwickelt. Er lässt sich auf berührungsbasierten Schnittstellen einsetzen wie Touchscreens,TouchpadsundSchiebereglern.Dabeierfüllter Automotive-Standards fürelektromagnetischeVerträglichkeit(EMCIEC61967),einschließlichEmissionenauf Chip-Ebene,leitungsgebundeneEmissionen(IEC62132) und abgestrahlteEmissionen(ISO 11452). DerPSoCAutomotiveMultitouchGEN8XListAEC-Q100qualifiziert sowieAuto-SPICE Level3 und ASIL-B konform. Er wird in128-Pin-und100-Pin-TQFP-Gehäusenangeboten.Der Touch-Controller funktioniert zuverlässig auchdann, wenn er vonWassertropfen, Kondenswasseroder Schweiß bedeckt ist. Auch die Bedienungmit HandschuhenbiszueinerDickevon4mmistmöglich.Durch dieImplementierung vonMulti-Chip-Architekturen können Bildschirme bis zu 55 Zoll unterstütztwerden. www.infineon.com

VON-40 BIS 80°C OLED-Kleinanzeigen bis 5,5''

Die OLED-Kleinanzeigen im Format 0,66 bis 5,5'' arbeitenineinem Temperaturbereichvon -40bis80°C.Bei40 °Cliegtdietypische Reaktionszeitnoch bei 10 µs ohne Nachleuchten. Die Auflösungenliegen zwischen 64 x48und 256 x64Punkten. In der Dicke messen sie zwischen 2und 2,5mm. Einetemperaturabhängige Kontrastdriftkennen sie nicht. Selbst bei rundum Betrachtungen über 360°bleibt ihre Anzeige kontrastreich und scharf.Das Kontrastverhältnis liegt bei über 1.000:1.

Die OLEDs gibt es in Weiß und kontraststarkem Gelb, mitundohnePolarisatorsowieSchutzglas.Siesindmit Pins imRaster von2,54 mm zum direkten Einlöten erhältlich.DaserspartteureMontagekonstruktionen,hilft beim schnellen Musteraufbau und vereinfacht die Serienfertigung.Aucheine ZIFF-Kontaktierungfür den AnschlussüberFlexkabelistmöglich.DerControllerist bereits integriert. Er wirdentweder über ein Pin-sparendes SPI-Interface oder den I²C-Bus angesteuert. Die Versorgungsspannung beträgt 3,3 V. www.lcd-module.de

Idealfür denEinsatz in Aussenanwendungen,auchunter extremen Bedingungen

. Robustes, ergonomisches undinnovativesDesign mit Schutzartbis zu IP6K9K Geeignet fürfunktionalsichere Anwendungen nach ISO26262

. IntelligenteHMIsmit CANBus-Anbindung

. Programmierbare 4-SegmentRGB Halo Ring Ausleuchtung

. AustauschbareISO 7000 oder kundenspezifischeSymbole

www.eao.com/09

Display Elektronik GmbH

LCD ·TFT ·LED ·OLED ·Touch Panels Bistabil· Tastaturen ·Drehknöpfe Standard&Kundenspezifisch

CONQUER

Asiens führender Designer und Hersteller vonSicherungen

Conquer ist eintaiwanesischer Herstellervon Chipsicherungen (LTCC) fürAutomotiveund Leistungssicherungen fürAC- und DCLadestationen, On-Board-Ladegeräte, BMSund PDU

DASINTERVIEWFÜHRTE

Maria Beyer-Fistrich

Chefredakteurin

ELEKTRONIKPRAXIS

SeitseinerGründungimJahr1977setztsichConquer seit vielen Jahren fürdie Sicherheit vonverschiedenen elektronischen Geräten ein. Das Unternehmen ist heuteder führende Entwickler und Hersteller vonSicherungen im asiatisch-pazifischen Raum. Conquer ist auffünfHauptproduktlinienspezialisiert,diesichanverschiedene Branchen richten, darunter Photovoltaik, Gesundheitswesen,Telekommunikation,Automobilbau, Drohnenund erneuerbareEnergien. Wirsprachenmit RyanChiu,VizepräsidentvonConquerinTaipeh.

ELEKTRONIKPARXIS:Was ist Ihre Hauptmotivation, aufdeutschenFachmessenwiederembeddedworld und der electronica auszustellen?

Ryan Chiu:Unser primäres Ziel istes, in deneuropäischen, US-amerikanischen und chinesischen Marktzu

ZURPERSON

expandierenunddieAnwendungvonSicherungeninden BereichenAutomobil,erneuerbareEnergien,Telekommunikation(5G/6G)undRechenzentrumsserverzufördern.

WelchessindIhrebestenProduktefürdendeutschen und europäischenMarkt?

WirsindeinHerstellervonEinweg-Sicherungen.WirwerdenunsereChip-Sicherung(LTCC)fürdieAutomobilelektronik und unsereLeistungssicherungsserie fürAC- und DC-Ladestationen,On-Board-Ladegeräte,BMS,PDU und mehrempfehlen.

NennenSieunsbittedreiherausragendeFunktionen dieserProdukte?

Die LTCC-Chip-Sicherung vonConquerverfügt über ein patentiertes Hohlraumdesign und bietet eine hervorragendeHitzebeständigkeitundeinehoheUnterbrechungsleistung,die ideal fürdie Bewältigung vonEinschaltströmenist.IhrepräziseSchmelzzeitgewährleistetdenSchutz empfindlicherElektronik,währenddasReflow-Löteneine direkteBefestigung auf Leiterplatten ermöglicht. Es ist mitverschiedenenSchaltungsdesignskompatibelunddie ersteWahlfürdieUnterhaltungselektronik

DieSicherungspatronenderACF-Seriewurdenspeziell fürdie Stromversorgungsanforderungen vonAI-Servern entwickeltundeignensichfürflinkeSicherungeninKommunikationsnetzteilen. Sieentsprichtden Sicherheitsnormen UL248-14 undIEC60127-7und bietet verschiedeneLösungen zum Schutz vonStromkreisen,vom Strom-

Ryan Chiu –ViceGeneral Manager

Ryan Chiu ist stellvertretender General Manager bei Conquer Electronics und verantwortetdie strategischeAusrichtung des Unternehmens. Unter seiner Führung hatConquer Electronics seine MarktpositionimBereich Automobilsicherungen gestärktund setzt aufkontinuierliche Innovationund höchsteQualitätsstandards. Besonders hervorzuheben ist sein Engagement fürVielfalt im Unternehmen, mit einem bemerkenswerten Anteil von41,5 %weiblichen Führungskräften. Chiu legt großen Wert aufdie Kundenorientierung undfördert die Weiterentwicklung vonProdukten und Prozessen, um dieWettbewerbsfähigkeit globalzusichern.

eingangbiszurHauptplatinedesSystems.Darüberhinaus istdiedielektrischeSpannungsfestigkeitdoppeltsohoch wie die Nennspannung,was die Sicherheitder Benutzer gewährleistet. Alle Materialien entsprechen den SpezifikationenderEU-RichtlinieübergefährlicheStoffe(RoHS) underfüllendie Standardsfür umweltfreundlicheProdukte.

Die QEV24-Sicherungsserie schließlichwurde fürdie Einhaltung derISO 8820-Normenfür Kfz-Sicherungen entwickelt und bietet Schutzlösungen fürFahrzeugschaltungen wie Batterien, Stromkreise undWechselrichter SiehateinenNennstrombereichvon60-125A,einenSpannungsbereichvon1000VDC/690VACundentsprichtder japanischen Automobilnorm JASO D622 sowie derNorm UL248-20.DarüberhinauserfüllendieseSicherungendie AnforderungenanStoßfestigkeit, Schlagfestigkeit,Beständigkeit gegen hohe Temperaturen undFeuchtigkeit undgewährleistensodieSicherheitderBenutzer

AufwelcheArtvonAnwendungzielenSiemitdiesen Produkten am meisten ab?

Da wir gerade davonsprechen, die ganzeWelt sprichtin letzterZeitüberdasgleicheThema,natürlichEV,aberaus unsererSichtwürdederzukünftigeHauptmarktauchum erneuerbareEnergien, 5G/6G Telekommunikation und KI-Server/Datenzentren gehen. Wirbietenverschiedene ProduktefürdenStromkreisschutzan.DieSicherheitdes LebensistfürdenMenschenvielwichtiger.DeshalbarbeitetunsergesamtesTeamintensivanderEntwicklungvon Serienprodukten,umdieAnforderungendesEV-Marktes zuerfüllen.

Unabhängig davon, ob das Fahrzeug selbst eine PDU (Power Distribution Unit), ein OBC, einBMS (Battery ManagementSystem)odereineexterneLadestationenthält, Conquer kann sie alle erfüllen. Unser Produkt erfüllt die Anforderungen vonAEC-Q200und ISO8820.Das gesamte elektronischeFahrzeugmussdurch FUSE geschützt werden.

Wiewichtig ist der technische Supportfür IhreProdukteundwiehandhabenSiedieseninDeutschland und fürEuropa?

Vorfast 30 Jahren, als viele taiwanesischeUnternehmen ihre Fabriken nach Chinaverlagerten,trafenwir eine wichtigeEntscheidung,inTaiwanzubleiben, da wirentschlossenwaren,mehrWertfür unserHeimatlandzu schaffen. Infolgedessen haben wir unsere Fähigkeitenzu 100% in Taiwan beibehalten, einschließlich derForschung undEntwicklung sowieder Entwicklungund Konstruktion unserer eigenen automatisierten Produktionslinien,dieallevonunsereneigenenMitarbeiternbetreutwerden.

UnserProduktportfolioumfasst Chipsicherungen, SMD-Sicherungen, Patronensicherungen,Subminiatursicherungen undLeistungssicherungen,die mit einem Automatisierungsgradvonüber99%undeinerstrengen Qualitätskontrollehergestelltwerden.DiesesEngagement hat Conquer zum führenden Herstellervon Sicherungen imasiatisch-pazifischenRaumgemacht.

In den vergangenen 50 Jahren haben wir dankdieses Engagements eng mit unseren Kunden zusammengearbeitet,umihneneffizientetechnischeUnterstützungund flexiblen Service zu bieten und gemeinsamzuwachsen. Obwohl wir in erster Linie Kunden in Taiwan bedienen, habenwir auch weltweiteVertretungen,die vorOrt Hilfe, UnterstützungundFlexibilitätbieten.

Welche weiteren wichtigen Informationen über Ihr Unternehmen möchten Sie den Lesern von ELEKTRONIKPRAXISmitteilen?

In diesem Jahr hat CONQUER den 27.Nationalen Qualitätspreiserhaltenund Taiwanserste vollautomatische Produktionslinie fürNetzsicherungen in Betrieb genommen, diepünktlichereLieferungen undverbesserte Dienstleistungengewährleistet.

Mit welchen Geschäftspartnern und Distributoren arbeiten Sie in Europa und Deutschland zusammen?

Zu unseren Geschäftspartnern und Händlern in Europa gehören Alfatec, Rutronik, TME undFarnell. Wirwerden auchgemeinsammitAlfatecaufderElectronica2024ausstellen.UnsereStandnummeristA5.421.

„UnsereZielmarktsegmentesind Automobilanwendungen,Systemefür erneuerbareEnergien,Telekommunikation (5G/6G)undServerfürRechenzentren.“

Ryan Chiu, VP Conquer

BitteerzählenSieunsmehrüberdieGeschichteIhres Unternehmens.

Conquer führt seit 2010 Maßnahmen zurEnergieeinsparung und Kohlenstoffreduzierung durch.Und seit dem Jahr2017habenwireinCSR-Teamorganisiert.Wirhaben festgestellt, dass der Stromverbrauch den größtenAnteil anunserenKohlenstoffemissionenhat,daherwaresunser Ziel, weniger Stromzuverbrauchen undweniger Kohlenstoffemissionen zu verursachen. Wirhaben begonnen, den Stromverbrauch in unserer Fabrik zu überwachen. Zwischen2010und2023habenwirerfolgreich4.824TonnenKohlenstoffemissionen reduziertund 9.122kWh Stromeingespart.

Seit 2022 sind wirmit einemProblem konfrontiert UnsereDatenzeigen,dassdieKurvedesRückgangsimmer flacherwird. Es gibt nicht viel, waswir tun können.Wir habeneinBeratungsunternehmengefunden,aberdiesagten,dasswiresnichtbessermachenkönnen,weilunsere derzeitigenAnlagenzuvielEnergieverbrauchen

Schließlich haben wir beschlossen, mehreregroße Investitionen zu tätigen. Dazu gehört der Einsatz eines intelligentenÜberwachungssystemsanstelledermanuellen Überwachung und Inspektion. Aufrüstung der Anlagen, einschließlich des Austauschs der Klimaanlagen in den BürosdurchGerätemitvariablerFrequenz.DruckluftwärmerückgewinnungfürelektrischeHeizungen.

Ersetzen des Hochfrequenzschweißens durch traditionelleLötmethoden.UmstellungallerLampenaufLED-Beleuchtung.Überwachung aller Ein- undAusschaltzeiten vonComputernundsoweiter Wirerneuern die ISO 14064 fürTreibhausgasemissionen und sind das zweiteUnternehmen in der Elektronikindustrie Taiwans, das die ISO50001 fürEnergiemanagementerhaltenhat.

InZukunftwerdenwirweiteraufdiesesZielhinarbeiten, um denAnschluss an internationale Kunden zu finden. (mbf)

PASSIVE BAUELEMENTE

55 JahreMELF-Widerstände

Firstohm hatüber 55Jahre Erfahrungmit MELF-Widerständen und ist eines der wenigen Unternehmen,das hochqualitativeund sehr zuverlässige Dünnschicht-MELF-Widerständeentwickelt.

DASINTERVIEWFÜHRTE

JohannWiesböck

Fachjournalist

Dasseit1969inTaiwanansässigeUnternehmenFirst Resistor&CondenserCo.Ltd.isteinHerstellervon MELF-Widerständen(MetalElectrode Leadless Faces).Zuden wichtigstenDünnschicht-MELF-WiderständengehörenWiderständefürdieAutomobilindustrie, oberflächenmontierbare Widerstände, Schmelzwiderstände, SMD-Widerstände, Chip-Widerstände, FestwiderständeundschmelzbareDünnschichtwiderstände,diein industriellenAnwendungen wieStromversorgungen, intelligenten Zählern, Solarwechselrichtern,Energiespeichern, Elektrofahrzeugen, Kommunikationsgeräten undmedizinischen Gerätenweitverbreitetsind. Wir sprachenmitSYLee,GeneralManagerbeiFirstohm,über die aktuelle Position vonFirstohm unddie neuesten EntwicklungenimBereichderMELF-Widerstände.

Wasist IhreHauptmotivation, aufdeutschen Messen wie der embedded world und der electronica auszustellen?

SY Lee:Messen wie die embedded world und die electronica sind wichtige Veranstaltungeninder Elektronikindustrie. Hier auszustellen hilftden Unternehmen, ihre Produkte und Technologien einem breiten Publikum zu präsentierenundihreMarktpräsenzzuerhöhen.

Diese Messen ziehen Fachleuteund Unternehmen aus der ganzen Welt an und bieten wertvolle Möglichkeiten zur Vernetzung.Die Aussteller könnenmit potenziellen Kunden, Partnern, Lieferanten und Branchenexperten in Kontakttreten.

Durch die Teilnahme an und die Ausstellung auf Messen können sich Unternehmen über Branchentrends, Innovationen und die besten Verfahren fürden Marktzugang aufdem Laufendenhalten. Miteinem Wort,wir können Einblickeindie Anforderungen des deutschen undeuropäischenMarktesgewinnen.

Wassind Ihreneuestenund am besten geeigneten Produktefür den deutschen und europäischen Markt?

Firstohmhatsichseit1969aufdieHerstellungvonMELFWiderständen mithoher Qualität spezialisiert. Unsere Produktewerden weithin in Märkten wie industriellen Stromversorgungen, intelligenten Zählern, elektronischen Fahrzeugen, PV-Wechselrichtern,Energiespeichersystemen, Ladestationen, automatisierten externen Defibrillatoren(AED)undElektrokardiographiekabeln(EKG) eingesetzt,undalleTechnikenderobengenanntenMärkte werden vondeutschen/europäischenUnternehmen angeführt.

Nennen Sie uns bittedreiherausragende FunktionendiesesProdukts?

EsgibtsechsArtenvonSpezial-MELF-Widerständen:SurgeMELF,Hochspannungs-MELF,Präzisions-MELF,Strommess-MELF,drahtgewickelte MELF undHochfrequenzMELF.NatürlichbietenwirauchaxialeVersionenderoben

ZURPERSON

SY Lee

General Manager vonFirst Resistor &CondenserCo. Ltd., einem taiwanesischen Herstellervon MELF-Widerständen.

genanntenSpezial-MELF-Widerständean,mitAusnahme derHochfrequenz-MELF-Widerstände,und auch Allzweck-MELF-Widerstände.

DieMELF-WiderständevonFirstohmsindfürhoheLeistungenausgelegt,diejenachModellbiszufünfWattoder mehrbetragen können. Die Überspannungsfestigkeit beträgtbis zu 15 kV.Darüber hinaus sind wirinder Lage, ProdukteundDienstleistungenentsprechenddenspeziellenAnforderungenunsererKundenanzupassen.

Aufwelche Art vonAnwendungzielen Siemit diesemProduktab?

Anti-Surge-Anwendung.WirverfügenübermehrereweltweitePatente im Bereich Anti-Surge-Anwendungen, die dieZuverlässigkeit vonSchweißpunktenverbessern, sodass sie gegensehr hohe Stromstöße eingesetztwerden können,ohnedassderSchweißpunktaufbricht.Wirsind daserste Unternehmen, dasdrahtgewickelte MELFWiderstände entwickelt hat. Sie sind auch in axialer Bauformerhältlich.

Welche Zielmärkteund Marktsegmentespricht Ihr Unternehmenbesondersan?

UnsereZielmärktesind die Automobilindustrie,die Prüfund Messtechnik, die Telekommunikation,industrielle Stromversorgungen, dieMedizintechnikund moderne LED-Beleuchtung

Welche weiteren wichtigen Informationen über Ihr Unternehmen möchten Sie den Lesern der ELEKTRONIKPRAXISmitteilen?

ImBereichderMELF-WiderständeistVishayunserHauptkonkurrent. Allerdings können wir unserenKunden sowohl eine kürzereLieferzeit alsauch einen niedrigeren Preisbieten.

UnseredrahtgewickeltenAnti-Surge-Widerständesind die besteLösung fürVorladeschaltungen.UnsereniederohmigeSWM-SerieinVerbindungmiteinemTVSisteine kostengünstige Alternative, um denISO16750-Test zu bestehen.

Wiewichtig ist der technische Supportfür Ihre ProdukteundwiehandhabenSiedieseninDeutschlandundaufdemeuropäischenMarkt?

In Deutschland und in ganz Europa haben wir lokale Vertreter und Händler,die uns vorOrt unterstützen und helfen können. Wirarbeiten seitüber 30 Jahren mit ihnen zusammenund habendabei starke undlebenslange Partnerschaftenaufgebaut.

Wirstellen umfassende Online-Ressourcen wie Datenblätter,AnwendungshinweiseundhäufiggestellteFragen zurVerfügung,damitunsereKundenschnellundeinfach Informationenfinden.WirschätzendasFeedbackunserer Kunden und nutzen es, um unsereProdukteund Dienstleistungenkontinuierlichzuverbessern (tk)

GuidancetoAccelerate

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16-BIT-PWM-TECHNOLOGIE

Möglichsindbis zu 281Billionen Farbvariationen

Lichtspielt in derAutomobilindustrie eineentscheidende Rolle, denn es sorgtfür Emotionen undgleichzeitig fürSicherheit. Brightek

Optoelectronicaus Taiwan bietet diepassenden Lichtanwendungen.

DASINTERVIEWFÜHRTE

JohannWiesböck Fachjournalist

LEDsundSensorenmachendasFahrerlebnisnichtnur sicherer,sondern fürFahrer und Mitfahrer auch individueller. Vorallem dieInnenbeleuchtung im AutohatsichzueinemzentralenElemententwickelt.Das taiwanesischeUnternehmenBrightekOptoelectronicverfügt über 23 JahreErfahrungmit LED-Komponentenund Sensoranwendungen. DasUnternehmen bietet seinen Kunden maßgeschneiderteEntwicklungen fürdie Automobilbrancheunddarüberhinaus.

Im Interviewgibt Chih-Hung Tzeng,General Manager vonBrightek, Einblickeindie aktuelle Entwicklungen, HerausforderungenundVisionenrundumdieintelligenteFahrzeugbeleuchtungunddieRollevonBrightekinder globalenElektronikbranche.

Herr Tzeng, mit Blick aufden deutschen und europäischen Markt. Wasist IhreHauptmotivation, auf MessenwiederElectronicaauszustellen?

Chih-HungTzeng:Deutschland ist ein zentraler Akteur in derglobalenAutomobil- undElektronikindustrie, bekannt fürIngenieurskunst undInnovation. Mit demwachsendenBedarfanintelligenten Fahrzeugen, smartenElektrogerätenund Überwachungssystemen müssen deutsche Unternehmen in der Lieferkettestarke Partnerschaftenmit zuverlässigenElektronikherstellern eingehen.

Unternehmen wieBrightek aus Taiwan stehen an der Spitzedieser technologischen Entwicklung.Wir glauben, dassdeutscheundeuropäischeUnternehmendurcheine Zusammenarbeitmit unsvon unsererExpertise in der Elektronikfertigung und unserem Mehrwert profitieren können, um wettbewerbsfähig zu bleiben und den sich änderndenMarktanforderungengerechtzuwerden.

Brightekverfügtübermehrals23JahreErfahrunginder optoelektronischenIndustrieundeinführenderAnbieter vonIC-LEDs fürdie Umgebungsbeleuchtung vonFahrzeugen undintelligenten Geräten. Unsere iCLed-Serie verbessert den Komfort in vernetzten Fahrzeugen. DarüberhinausbietenwireinebreitePalettevonSensorenund Überwachungssystemen an,die fürFahrzeuge,Häuser und Unternehmen zugeschnitten sind. UnsereProdukte verbessernnichtnurdieSicherheitunddenKomfort,sondern tragen auch zu einem sichereren Lebensgefühl bei. BrightekisteinzuverlässigerPartnerfüreuropäischeMarken, die sich an der Revolution des intelligenten Lebens beteiligenwollen.

Welches ist Ihr aktuellstes und bestes Produkt für dendeutschenundeuropäischenMarkt?

Lichteignetsichambesten,umsmarteFahrzeugezupersonalisieren. Deshalb sind Automobilhersteller stark in die Gestaltung hochwertiger,ästhetisch ansprechender

ZURPERSON

Chih-HungTzeng

General Manager vonBrightek Optoelectronic, einem taiwanesischen Unternehmen, das sich aufLED-Komponentenund Sensoranwendungen spezialisiert hat. Unter anderemwar er Sprecher aufder ISELED Conference

Ambientebeleuchtungen interessiert. Seit mehr als fünf JahrenarbeitenwirengmitAutomobilherstellernzusammen, um derenspezifische Herausforderungenzuverstehenundzulösen.

Unsere neue SerieEVO iCLedwurde entwickelt,um Probleme bei der Ambientebeleuchtung zu lösen. Diese LEDs bieten präzise Farbwiedergabe undHelligkeit, um denunterschiedlichenAnforderungenanverschiedenen InstallationsortenimFahrzeuggerechtzuwerden.Zudem halten sie Spannungsstöße im Fahrzeug ausund bieten eineaußergewöhnlicheFarbkonstanz.

Nennen Sie uns bittedreiherausragende FunktionendiesesProdukts!

DieSerieEVOiCLedbietetvierSchlüsselmerkmale.Dazu gehört zuerst diePWM-Farbmischungmit 16 Bit. Dasbedeutet,eslassensichbiszu281BillionenFarbvariationen fürfließende Farbübergänge erzeugen. Beider Helligkeit kommtdieLED-Serieaufbiszu7.000mcd(Millicandela), diedurchverschiedeneOberflächenimFahrzeugdringen kann.SomiteignetsichdieLED-SerieauchfürdieAußenbeleuchtungamFahrzeug. ZumThema Farbkonstanz bietet dieSerie 2SDCM (StandardDeviation of Color Matching), wasminimal wahrnehmbareFarbabweichungen bedeutet und damit die hohen ästhetischenAnforderungenvonLuxusfahrzeugenübertrifft.Schließlichseinoch dieSelbstdiagnosefür Temperatur undSpannungerwähnt. Dadurch erreichen unser LEDs eine stabile Funktionbis125°CundeinenwichtigenÜberhitzungsschutz Zusätzlich bieten wir die SoftwareUPP (UltimatePWM Program) an, die eine präzise Farbkalibrierung derLEDs ermöglicht,was fürverschiedeneMaterialienund OberflächenimFahrzeugunerlässlichist

AufwelcheZielmärkteundSegmentekonzentrieren SiesichmitIhrenProdukten?

DerAutomobilsektor steht imFokus, insbesonderemit RGB-Beleuchtung fürSmart Cockpits und Umgebungsbeleuchtung. Darüberhinausrichten wiruns an den Smart-Home-Anwendungen, insbesonderemit Überwachungssystemen fürSicherheitsanwendungeninHäusernundUnternehmen.

Welche weiteren Informationen möchten Sie über IhreneueEntwicklungenoderzukünftigeAngebote geben?

50 Prozentunseres Umsatzes stammenaus demAutomobilbereich. Neben LED-Komponenten bietenwir umfassendeEntwicklungsdienstleistungen, dieoptische, mechanische,elektrische und thermischeTechnologien umfassen. Wirfolgendem V2X-Trendund bieten fortschrittlicheSensorsystemewieToF(TimeofFlight),VCSEL undGassensorenan.

Bei der Überwachung fürSmart Homes undUnternehmen bieten wir Infrarot-Produkteinverschiedenen Bauformenan.UnserZielistes,einumfassenderAnbietervon optoelektronischen Anwendungenfür dieAutomobilundElektronikindustriezusein.Wirsindüberzeugt,dass wir ein verlässlicher Partner auf dem deutschen Markt sind,mit fortschrittlichenTechnologien undhochwertigenProdukten.

Wiewichtig ist technischer Supportfür Ihre Produkte,insbesondereinDeutschlandundEuropa? Wirarbeiten mit lokalenVertriebspartnerninDeutschland und anderen europäischen Ländern zusammen, vor

allemdort,wosichdiemeistenOEM-KundenfürdasAutomobilumfeld befinden. Die TeamsunsererVertriebspartner und FAEs (Field Application Engineers)besuchenregelmäßig unsere Kunden,umschnellenService zu gewährleisten. Als Hersteller unterstützen wirunsere PartnerundKundenvollumfänglichundstehenfürtechnische Anfragenjederzeitbereit.

UnsereFührungskräftebesuchen regelmäßig europäischeKunden,umdenMarktdirektzubetreuenundFeedback zu sammeln.Wir nehmen aktivaneuropäischen VeranstaltungenwiederelectronicateilundsindMitglied derISELED-Allianz,dieeinezentraleRolleimAutomobilbereichinEuropaspielt.

Langfristigplanenwir,indennächstenzweiJahrenNiederlassungen in der EMEA-Region zu eröffnen, um eine noch engere Zusammenarbeitmit unserenKundenund Partnernsicherzustellen.

Mit welchen Partnern und Distributoren arbeiten SieinEuropaundDeutschlandzusammen?

Wirhaben PartnerinDeutschland,Frankreich, Italien, Spanien,FinnlandundweiterenLändern,umdieglobalen Anforderungen unserer Kunden zu unterstützen.Besuchen Sie uns auf der electronica 2024 in München in der HalleB4amStand365. (heh)

Eigenschaftender LED-SerieEVO iCLed.

„LichtisteineintuitiveMethode,umsmarte Fahrzeugezupersonalisieren.“

Chih-Hung Tzeng,General Manager Brightek Optoelectronics

Bild 2: Dieverschiedenen

Bild: Bright ek

Bild 1: Mit der LED-Serie iCLed vonBrightek werden die Fahrzeuge nicht nur sicherer, sondern mit dem Licht lassen sich auch Emotionen auslösen.

Bild: Bright ek

AUTOMATISIERUNG UNDSICHERE NETZWERKE

Vonder Fabrikautomation bis zurNetzwerksicherheit

Fabrikautomation,Netzwerksicherheitund Medizintechnik sind die drei Kernbereiche des IEI. Warum gerade europäische Entwickler von diesemKnow-how profitieren können.

DASINTERVIEWFÜHRTE

JohannWiesböck

Fachjournalist

Sichereund gleichzeitigvernetzteAnlagen: Dasist das Geschäftsfeldvon IEIIntegration Corp ausTaiwan. Das UnternehmenliefertHard- und Software fürunterschiedlicheIndustrienwiebeispielsweiseFabrikautomation, Telekommunikation,Medizintechnik, Verteidigungund Netzwerksicherheit.WichtigeProdukte vonIEIsindeingebetteteSysteme,industriellePanel-PCs, Netzwerk-Appliancesund Virtualisierungsplattformen. DieProduktesinddaraufausgelegt,inrauenindustriellen Umgebungen zuverlässig zu funktionieren, und bieten Lösungen fürdie Verwaltung und Optimierung vondezentralenComputernetzen(Edge-Computing). Aufder Computex 2024 sprachen wir mit Y.T. Lee, Vizepräsident vonIEI.

HerrLee,wasistIhreHauptmotivationmitBlickauf Europa,aufMesseninDeutschlandwiederElectronicaauszustellen?

Y.T.Lee:IEImöchtemitseinenEdge-Computing-Plattformen zur Fabrikautomation den deutschen undeuropäischenMarktunterstützen.DiesePlattformenintegrieren

unser iRM-Remote-Management-Systemund das iVECVirtualisierungssystem. Unser Ziel ist es, neue Kunden und Wiederverkäufer in Deutschland zu gewinnen und dasLandalsBasisfürdieExpansioninEuropazunutzen. Dafür stellen wir auf Messen wie der Embedded World sowie auf IT-und Cybersicherheitsveranstaltungen wie der NürnbergMesse und der HannoverMesse aus. Der Fokus auf Cybersicherheit wird durch das neue CyberResilience Act(CRA) verstärkt. Zudem wollen wir mit unseren Netzwerk-Appliances, die bereits vonglobalenUnternehmengenutzt werden, im Markt fürCybersicherheit weiterFußfassen.

WelcheIhrerProdukteundDienstleistungenpassen besondersgutzumeuropäischenMarkt?

Unsere Edge-Computing-Produktewie dasmodulare Steuerungssystem, das lüfterlose Embedded-System für dieHutschienenmontageundunsereIndustrie-Panel-PCs sind fürden Einsatz in der Fabrikautomation optimiert. Sie bieten nicht nur eine zuverlässige Leistung,sondern kombinieren auch einansprechendes Design fürunterschiedlicheUmgebungen.

Die IEI Remote Management-Lösung(iRM) ermöglicht eineeffizienteVerwaltungundWartungvonGeräten,die überverschiedene Standorteverteilt sind (Bild 1). Unsere Virtualization Edge Computer (iVEC) bieten eine leistungsstarke Virtualisierungsplattform mitRemote-Desktop-Zugriff,idealfürOT-Profis(OperationalTechnology) Im BereichNetzwerksicherheitbietenwir dasPUZZLE-9040 an,eineSicherheitsappliancemit zwei IntelProzessorenundOCP3.0-Netzwerkschnittstellen,dieeine Gesamtdurchsatzleistungvon800GBit/sermöglicht.

Welche drei wichtigenFunktionen bieten IhreProdukteundDienstleistungen?

ZURPERSON

Y.T. Lee

Ist Vice President bei IEIIntegrationCorp. Er bringt Erfahrungen ausfrüheren Positionen bei QNAP Systems,Inc., NEXCOMInternationalund Thecus Technology Corp.mit.

Bei der Hardwareist zuerst unser modularesEmbeddedSystemTANK-XM811zunennen.EsbasiertaufeinemIntel Core-Prozessor und bietet zahlreiche Erweiterungsmöglichkeiten.WeiterhindaslüfterloseEmbedded-Systemfür die Hutschiene, welches mit einem Intel Celeron-Prozessorausgestattetist undübereineisolierte CAN-BusSchnittstellezumSchutzvorHochspannungstransienten undErdschleifen verfügt.Schließlich unserePanel-PCs als langlebige, robuste Industrie-Panel-PCs mit zahlreichenI/O-Schnittstellen.

AufSeiten der Software bieten wir mitdem Edge-Computing-Lösungspaketein integriertes Remote-Management-System (iRM), um den Systemzustand zu überwachen.DieVirtualisierungssoftware(iVEC)erlaubtes,mehrere industrielle Anwendungen auf einereinzigen Hardwareplattformlaufenzulassen. Dadurchwirddie Ressourcennutzungeffizienter,dieLeistungzuverlässiger und das Management in unterschiedlichen industriellen Umgebungenvereinfacht.

Welche Anwendungen adressieren dieseProdukte hauptsächlich?

UnsereProduktesindvorallemfürdieFabrikautomation konzipiert, insbesonderefür HMI-Anwendungen, EdgeComputing-Gatewaysund maschinellesSehen (Machine Vision). Weiterewichtige Zielmärktesind dasEdge-Computing,dieNetzwerktechnikunddieMedizintechnik.

Welche weiteren Informationen über Ihr Unternehmen möchten Sie denLesern vonELEKTRONIKPRAXISmitteilen?

Wirkonzentrieren unsauf drei großeGeschäftsfelder: Edge-Computing,NetzwerkkommunikationunddenMedizinsektor

Bei den Themen Edge-Computing und Embedded-Systeme bieten wir Anwendungen fürdie industrielle KI-Inspektion(maschinellesLernenfürDefekterkennung,Zählerablesung und Signalinspektion), das Energiemanagement (HMI-und Datenplattformen)sowie fürden Schienen- undSeeverkehr(Überwachungssystemeund

Virtualisierungskontroller). Zudem entwickeln wir energieeffizienteDisplayswiebeispielsweiseE-Paper(EPD).

In den Feldern Netzwerk-und Cybersicherheit expandieren wir in Europa und den USAmit SD-WAN-und 5GCPE-Plattformen.DiewachsendeNachfragenachHybridCloud-Anwendungenund Datenschutzstärktunser Wachstum im Markt fürSpeicher undServer. Bei der MedizinelektronikImmedizinischen Bereichnutzenwir künstliche Intelligenz,umneueAnwendungen zu entwickelnundunsereWettbewerbsfähigkeitzusteigern

Wiewichtig ist der technische Supportfür IhreProdukte?

Im industriellenUmfeld, dasein breitesAnwendungsspektrum umfasst, verfügt das R&D- und Support-Team vonIEIübereinehohetechnischeKompetenz.DieseFachkenntnisseermöglichenesuns,unserePartnerinEuropa effektivzuunterstützen und schnell Antworten fürkomplexeProblemezufinden.BeibesondersschwierigenFällenarbeiten wir direkt mitunseren Partnern zusammen, um denEndnutzerneineumfassendetechnische Unterstützungzubieten.

Mitwelchen Geschäftspartnernund Distributoren arbeitenSieinEuropaundDeutschlandzusammen? InEuropaarbeitenwirmitautorisiertenDistributorenwie ICPDeutschland(Spectra)inDeutschland,NCSSystemin Belgien/Frankreich,APLUS SystèmeAutomationin Frankreich,Koning&HartmanindenNiederlandenund ContradatainItalienzusammen. (heh)

Bild 1:

Die Remote-Management-Lösung (iRM) verwaltetund wartet verschiedene Geräte, die aufunterschiedlichen Standorten verteilt sind.

„BesondersinEuropasehenwirgroßes Potenzial,mitinnovativenTechnologien dieProduktionzutransformieren.“

Y.T. Lee, Vizepräsident vonIEI

Bild:

IOT-PLATTFORM FÜREDGECOMPUTING

Werbei KI an derEdgenicht mithält, bleibt zurück

Advantech treibtdie Verschmelzungvon IoT und künstlicher

Intelligenzmit einem Angebot vonEdge-Lösungen voran. Mit KI an der

Edge bleiben Unternehmenwettbewerbsfähig

DASINTERVIEWFÜHRTE

JohannWiesböck

Fachjournalist

UmdenTrendsvonIoT,BigDataundkünstlicherIntelligenzgerechtzuwerden,fördertAdvantechIoTHard-und Software mitdem Edge-IntelligenceKern WISE-PaaS (Web-based Intelligent Service Platform asaService).DabeihandeltessichumeineIoT-Plattform, diesowohlHardwareals auch Software integriert.Sie unterstützen Geschäftspartner undKunden dabei, ihre industriellen Wertschöpfungsketten zu vernetzen.DarüberhinausarbeitetAdvantech mitPartnerndaran,gemeinsam ein sogenanntes Business Ecosystem zu schaffen. In einem solchen Ökosystem agierendie Beteiligten nicht isoliert, sondern in enger Kooperation,umgemeinsame Zielezu erreichen,wie beispielsweise die Entwick-

lung neuer Technologien,die Verbesserung vonDienstleistungen oder dieOptimierung vonWertschöpfungsketten.Wir sprachen mitRex Lee, Senior Director der Embedded IoT Group bei Advantech, über Edge ComputingundKünstlicheIntelligenz.

HerrLee,AdvantechisteinführenderAnbieterbeim Edge Computing.Wann haben Sie erkannt, dass KI eineSchlüsseltechnologiefürdiesenMarktist?

RexLee:AdvantecherkannteKIalseinezentraleTechnologiebeimEdgeComputingetwaimJahr2019.Wirwaren bereits seit 2010 im IoT-Umfeld tätig,lange bevorviele unserer Mitbewerber diesen Markt fürsich entdeckten, wasmeist um 2013 und 2014 geschah. Unserefrühe Auseinandersetzung mit dem IoT führtedazu, dass wir unsereOrganisation in Service IoT,Embedded IoT und IndustrialIoTstrukturierten.

Während wir uns jedoch tiefer in den fragmentierten IoT-Markt hineinbewegten, stellten wir fest, dass reine IoT-Entwicklungen nicht ausreichten. Wirbegannen daher,uns intensivermit KIzubeschäftigen, um unser IoTPortfoliozuerweitern.Seit2019integrierenwirKIinunsere Anwendungen, waswir heuteals AIoT (AI +IoT)bezeichnen.DieswareinwichtigerSchritt,dadieBeschränkungen vonCloud-basierten KI-Anwendungen deutlich wurden, insbesonderedie Notwendigkeit, dass Edge-GeräteKI-Aufgabenlokalausführenkönnen.

Welche Rolle spielt HardwareinVerbindungmit intelligenter Softwarebei derEntwicklungvon KILösungen?WersindIhrewichtigstenPartner?

Advantech verfolgt einen diversifizierten Ansatz bei der Auswahl vonProzessoren. Wirarbeiten mitNvidia, AMD, Intel,Qualcomm,MediaTekundNXPzusammen.Früher konzentriertensichvieleUnternehmenaufeineeinzelne

ZURPERSON

RexLee

Er ist SeniorDirector der Embedded IoTGroup (EIOT) bei Advantech und warzuvor Director der Embedded Computing Group (ECG) bei Advantech.

Prozessorarchitektur,aber heuteist es entscheidend, verschiedeneAnbieterzuberücksichtigen,umdenAnforderungendesEdgeComputingsgerechtzuwerden.

DieJetson-PlattformvonNvidiaistzwarleistungsstark, aberaufgrundhoher Kosten und des Energieverbrauchs weniger ideal fürEdge-Anwendungen. Qualcomm und MediaTekhingegen bieten energieeffiziente Lösungen, diefürEdgeComputingundAnwendungenmitgeringem Stromverbrauchgutgeeignetsind.DiesemobilenProzessorenhabengroßesPotenzialfürindustrielleAnwendungen.

Wieist das Feedback der europäischen undinsbesondereder deutschenIndustrie zu Ihren Edge-KIProdukten?GibtesregionaleUnterschiede?

In Europa, und besonders in Deutschland, erfolgtdie Einführungvon KI-Technik im Vergleichzuden USAund Chinalangsamer.FührendeUnternehmensind jedoch frühe Anwender und arbeiten eng mituns undunseren Halbleiterpartnernzusammen,umKIinihreProduktezu integrieren.AllerdingsbefindensichvieleUnternehmen noch in denAnfängen, da dieEintrittsbarrieren fürKI hochsind.

FürkleineundmittlereUnternehmensindwireinwichtigerPartner,dawirintegrierteHard-undSoftwarelösungenanbieten, dieden Übergang zu Edge-KI-Techniken erleichtern.IndenUSAundChinaistdieEinführungvon KI schneller, da die Infrastruktur dort stärker ausgebaut ist.

Wiebeeinflusst die aktuelle Nachfrage nach EdgeKI-AnwendungendenMarkt?

Die Nachfrage nach Anwendungen derkünstlichenIntelligenz wächst rasch,insbesonderebeimMachine Vision DieTechnik istentscheidendfür dasVerkehrsmanagement: KI verbessert den Verkehrsfluss und die Verkehrsüberwachung;Fabrikautomatisierung:KIwirdinderautomatischen optischen Inspektion (AOI) zur Fehlererkennung und zur Überwachung vonArbeitsabläufeneingesetzt;medizinischeBildgebung:KIerhöhtdieGenauigkeit undEffizienz vonDiagnosen, Überwachung und Sicherheit:KIermöglichteineverbesserteBedrohungserkennungundschnellereReaktionen;Robotik:KIwirdinautonomenmobilenRobotern(AMR)undDrohneneingesetzt. KI verbessert die Objekterkennung,ermöglichtEchtzeitreaktionenundoptimiertdieHandlungsfähigkeit.

FürkleinereUnternehmen, insbesondereim medizinischenUmfeld,stelltderÜbergangvonFPGA-basiertenzu GPU-basierten Lösungen, wie sie vonNvidia angeboten werden, eine Herausforderung dar.Umdiese Hürdezu überwinden,bietenwirkostengünstigeNPUs(NeuralProcessingUnits)in CPUsan

WassindIhrenächstenSchritteinderEntwicklung vonKI-Anwendungen?

Eine der größten Herausforderungen fürkleinereUnternehmenist derEinstiegindie KI-Welt, da hohe Eintrittsbarrieren existieren.Umdas zuadressieren, bieten wir standardisierteEdge-KI-Plattformen an,die es kleineren Kundenermöglichen,ohnegroßeHardware-Investitionen in die KI zu starten. UnsereEntwicklungen umfassensowohl Hardwareals auch Software, wie etwa das Training vonKI-Modellenund dieIntegration dieser Modelle in kundenspezifischeAnwendungen

UnsereZusammenarbeit mit Halbleiterpartnern,wie Qualcomm, bietet Kunden Zugang zu offenen KI-Model-

lenund -Trainingstools, diesie an ihrespezifischenAnforderungen anpassen können. In den nächstendreibis fünf Jahren erwarten wir,dasssich der Markt stark entwickelt, da viele Unternehmen erst jetztbeginnen, KI in größeremUmfangeinzusetzen.

WieunterscheidensichdieAnsätzezurKünstlichen IntelligenzinTaiwan/Asien,denUSAundEuropa? IndenUSAliegtderFokusaufKI-Cloud-Diensten,diedie Benutzererfahrunginverschiedensten Anwendungen verbessern, etwaimEinzelhandel, in der medizinischen Bildgebung,Robotik, bei Drohnen und autonomen mobilen Robotern (AMRs). In Europa konzentriert mansich stärkeraufdieAutomatisierunginderFertigung,erneuerbareEnergien,intelligenteNetzeundElektromobilität.

AsiatischeLänderwieTaiwansetzenihrenSchwerpunkt aufdieBereitstellungrobusterHardware-Plattformenfür KI-Anwendungen.EineengeZusammenarbeitmit Halbleiterpartnern zurBereitstellung vonKI-Entwicklungswerkzeugen(SDKs)undToolkitsisthierzentral

Advantech fördert mitIoT-Hard- und Softwaremit dem Edge-IntelligenceKern WISE-PaaS.Die Wertschöpfungskette lässt sich mit Machine Visioninverschiedenen Bereichen verbessern.

„InEuropaerfolgtdieEinführungvon künstlicherIntelligenzdeutlichlangsamer alsindenUSAundChina.“

RexLee, SeniorDirector der Embedded IoTGroup bei Advantech

Welche langfristigen Ziele verfolgt Advantech, um kontinuierliche Innovationund Markterweiterung imEmbedded-Marktsicherzustellen?

UnsereVisionistes,eineintelligenteWeltzuermöglichen. Um die vielfältigen Anforderungen des AIoT-Marktes zu bedienen und auf geopolitische Einflüsse vorbereitet zu sein,wandelnwirunszueinersektororientiertenOrganisation.Dieserlaubtuns,dieregionalenBedürfnissebesser zu adressieren und maßgeschneiderteProdukte zu entwickeln.

UnsereStrategie umfasst die WeiterentwicklungunsererEdge-KI-Plattformen sowie die Umsetzung vonKI-Orchestrierungsstrategien,umKI-TechnikeninEdge-Anwendungen zu integrieren. Gleichzeitig arbeiten wir eng mitunseren Partnern zusammen, um sicherzustellen, dass unsereProdukteden Anforderungen verschiedener Märktegerechtwerden.EinwichtigerSchrittistdabeidie Anpassung vonbis zu 30 Prozent unserer ProdukteanregionaleBedürfnisse. (heh)

Bild 1:

INFRASTRUKTUROFFENSIVE

HöchsteZeitfür einUpdateder Infrastruktur

UmDeutschlands Infrastruktur ist es nicht gutbestellt.SieistanvielenStellenmarode,nichtdigital genug und zu wenig geschützt.Laut einer IpsosStudieistfasteinDrittelderDeutschenmitderInfrastrukturinDeutschlandunzufrieden.60ProzentderBefragten finden,dass Deutschlandmehr tun müsste, um seine Infrastruktur zu verbessern.Besonders schlecht schneidet diedigitaleInfrastrukturab.IminternationalenVergleich liegtDeutschland hier weit hinten.Für diedrittgrößte WirtschaftsnationderWeltistdasalarmierend.

DabeikannderWertderInfrastrukturnichthochgenug eingeschätzt werden; sie bildet das Rückgrat unserer Gesellschaftundistunerlässlichfürdenprivatenundberuflichen Alltag.Ganz besonders gilt dies vordem Hintergrund der aktuellenPolykrisen. In all diesen Bereichen

„Deutschlandsmarode Infrastrukturschreitnach einemdringendnötigen Update.“

Martin Steger,CEO iesy

Bild: ies y

gibt es Engpässe oderIneffizienzen, die zu suboptimalen AbläufenführenundVerbesserungspotenzialeungenutzt lassen. Verspätungen,hoheKosten, Ressourcenverschwendung oder tatsächliche Schäden und SicherheitslückensinddasErgebnis.

Wasmussalsogeschehen?

DieInfrastrukturbrauchtein„Update“–mitdemZiel,die Effizienz, Zuverlässigkeitund Nachhaltigkeit derInfrastruktursystemezuverbessern.DiedigitaleInfrastruktur spielt dabei eine entscheidendeRolle. Dazu gehören Rechenzentren, Glasfasernetze, Mobilfunkmasten und andere Einrichtungen. DieBundesregierung hatsichim Koalitionsvertrag zwar eine Digitaloffensive vorgenommen. Bisher kommtder Ausbau der digitalenInfrastrukturaberzulangsam voran. EinGrund dafürsindauch fehlende Investitionen der Wirtschaft. Im Vergleich zu anderen Ländern wie zumBeispiel den USAsind die Unternehmen hierzulande immernoch zurückhaltend. Ein wichtiger Schritt wäre,aus den zahlreichen infrastrukturellen Pilotprojekten flächendeckende Großprojektezu machen,diepolitischundwirtschaftlichgewolltsind.Bei der geplanten Digitaloffensive ist der Einsatz vonEmbedded Systemen ein wichtiger Baustein. Diese komplexen Rechnerlösungen sind in einer Vielzahl vonGeräten und AnwendungenzufindenundtragenzurAutomatisierung, SteuerungundÜberwachungvonInfrastruktursystemen bei.DieBedeutungvonEmbeddedSystemensteigtdurch diezunehmendedigitaleVernetzungstarkan.Nebendem VerkehrkommendieSystemeinkritischenBereichenwie derEnergieversorgungoderderVerteidigungvor.

Fürdas Updateder Infrastruktur sind Embedded SystemeeineSchlüsselkomponente.EinweitererAspektistdie Frage, werdiese Schlüsselkomponenten, die fürdie Digitalisierung der Infrastruktur notwendig sind, entwickelt undliefert.GeradebeiderkritischenInfrastrukturistdiese Frage aktueller denn je. Wenn Lösungen „Made in Germany“oderaus derEUfavorisiert werden,müssendie dazugehörigen Unternehmen und Ökosysteme die Möglichkeit haben, ihreAnwendungen in große Projekte einzubringen und im großen Maßstab implementieren zu können.PolitikundUnternehmen,kleinewiegroße,solltendas Updateder Infrastruktur daher gemeinsamangehen.

Es ist vonentscheidender Bedeutung,dass die öffentliche Hand und die Privatwirtschaft zusammenarbeiten, um dieheutigenHerausforderungen zu meistern.Nur durcheineengeKooperationundabgestimmteStrategien können wir sicherstellen, dassunsereInfrastruktur zukunftssicherundwiderstandsfähigist.Dieserforderteine umfassende Planung und Investition in verschiedene Bereiche, darunter Verkehr, Energie, digitale Netzeund öffentlicheEinrichtungen.DiebesteZeitdafüristjetzt! (mbf)

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