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Heft 1 · Januar 2000 · 14. Jahrgang · 14,– DM · 110 öS · 14,– sfr

E LEKTRONIK -M AGAZIN

FÜR

C HIP -, B OARD - & S YSTEM -D ESIGN

Embedded-Betriebssysteme

STPC Industrial System-on-Chip für CompactPCI

Echtzeitbetriebssystem Embedded-System auf Basis von Linux

Verifikation Code-Coverage verkürzt Design

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IM BLICKPUNKT

Von Zeitpunkten und Zeitabläufen Obwohl die Zeit laut Einstein relativ ist, spielt sie doch im Leben der Menschen eine gewichtige Rolle. Bei den Urmenschen und den heute noch lebenden Naturvölkern wurde und wird die Zeit und damit ihre Einteilung weitgehend von den natürlichen Umgebungsbedingungen – sprich Tag und Nacht – bestimmt. Dieser beschauliche Zeitablauf ist den modernen Menschen aber mittlerweile fremd geworden – Zeit hat heute fast niemand mehr. Und das, obwohl die Messeinheiten der Zeit doch immer gleich lang sind – also eine eher subjektive Relativität des Zeitbegriffs. Mit der zunehmenden Technisierung der menschlichen Lebensbedingungen wurden die Zeit und ihr Ablauf messtechnisch erfasst. Angefangen hat dies wohl mit den Sonnenuhren und ging über Peter Henleins mechanische Taschenuhr bis zu den heutigen sehr präzisen Atomuhren. Präzise zeitliche Abläufe sind in unserer technisierten Zeit nicht mehr wegzudenken. Ein einfaches Beispiel ist der Taschenkalender oder heute besser »persönlicher digitaler Assistent«, in dem unsere Termine gespeichert sind. Ein Weiteres, wie unser Schwerpunkt »Embedded-Betriebssysteme« ab Seite 19 zeigt, sind die Echtzeitbetriebssysteme, die computerisierten industriellen oder EmbeddedSystemen den Determinismus, also das richtige Reagieren nach einer definierten mehr oder weniger kurzen Zeitspanne einhauchen. Dieses Echtzeitverhalten wird in immer mehr Embedded-Systemen benötigt: Man denke nur an das Automobil, das wohl bald nicht mehr mit einem Lenkrad, sondern mit einer Art »Joystick« gelenkt werden wird. Stichwort: Drive-by-Wire. Die Flugzeugindustrie hat es bereits vorgemacht. Solche Systeme müssen vorhersehbar und vor allem sicher reagieren. Ein weiteres menschliches Phänomen im Zusammenhang mit der Zeit ist das Festlegen von Zeitpunkten. Man denke an die Geburtstage oder die

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Jubiläen, die überall gefeiert werden. Hier sind es insbesondere die »runden« Zahlen 10, 20, 25, 30 und so weiter, denen besondere Beachtung zukommt. Ein Meilenstein in dieser Beziehung ist wohl das gerade erfolgte »Umschalten« auf das Jahr 2000. Obwohl das 20. Jahrhundert genaugenommen erst mit Ablauf des Jahres 2000 beendet ist, wurde weltweit doch

der Beginn des Jahres 2000 euphorisch gefeiert. Und das gefürchtete Chaos, das Y2K-Problem, blieb – zumindest bisher – aus. Ein solcher »Meilenstein« in der Zeitrechnung ist immer gut, einen neuen Anfang zu markieren. So wird die Systeme ab dieser Ausgabe generell vierfarbig gedruckt und die neue Rechtschreibung verwenden – ein neues Erscheinungsbild im »neuen« Millenium. Und auch unsere Internet-Dienstleistungen werden noch kräftig ausgeweitet, sodass sie rechtzeitig zur richtigen Jahrtausendwende zur Verfügung stehen werden. In diesem Sinne ein glückliches und erfolgreiches Jahr 2000. Ihr

Wolfgang Patelay

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INHALT

RTP-Hardware und Citect-Software OO-Technologien für Automotive Der Solutions-Provider PEP Fairchild auf Wachstumskurs Epson: Seit zehn Jahren in Europa Embedded Systems 2000 Kontaktlöcher mit 30 nm Durchmesser Neue Lithium-Polymer-Batterie-Technologie 3Soft kooperiert mit Rational »Tigerhai«-DSP für die Telekommunikation EMV 2000 in Düsseldorf Drei Chips übereinander im Gehäuse Matsushita Automation firmiert um

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Titel-Story »STPC Industrial« im Einsatz auf CompactPCI

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Embedded-Betriebssysteme Beschleunigte Software-Entwicklung POSIX für Embedded-Anwendungen Das Betriebssystem ist entscheidend Evaluierung von RTOS für DSP Debug-Support für Echtzeitbetriebssysteme Entwicklungsumgebung mit Embedded-OS Tornado-II-Portierung für TriCore OSEK-Echtzeitbetriebssystem Software-Pflege über das Netz Windows CE und industrielle Applikationen Verkürzte Entwicklungszeiten durch IDE Embedded-System auf Linux-Basis Marktübersicht: Echtzeitbetriebssysteme

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Elektronik-Focus Marktübersicht: Steckverbinder Produktmeldungen

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CHIP-DESIGN Code-Coverage verkürzt Verifikation Produktmeldungen

63 66

BOARD-DESIGN DC/DC-Wandlermodule für vielfältigen Einsatz Produktmeldungen

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SYSTEM-DESIGN Der professionelle Verdrahtungspunkt Steckverbinder im 2,0-mm-Raster Produktmeldungen

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Feste Rubriken Im Blickpunkt Inhalt Seminarführer Impressum Design-Navigator Im Fokus: Web-Kennziffern Inserentenverzeichnis Kennziffernfax Vorschau 4

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Drei Chips übereinander in einem Gehäuse Sharp-Ingenieure haben es geschafft, drei Siliziumchips übereinander geschichtet in ein Gehäuse zu packen. Eine Fertigungsanlage, die eine Million dieser Bausteine im Monat herstellen kann, wird im ersten Quartal 2000 in Betrieb gehen. Dieses Produkt zielt auf den Handy- sowie IT- und TK-Handheld-Markt. Der neu entwickelte Dreifachchip verwendet spezielle Technologien mit besonders dünnen Silizium-Wafern und speziell modifizierter Chip- und Drahtbondtechnik. So können drei Chips übereinander in einem einzigen Gehäuse verpackt werden. Ab Seite 14

»STPC Industrial« im Einsatz auf CompactPCI Die »System-On-Chip«-Technik ist die Fortführung der Integration von der Steckkarte in einen einzigen Chip. Bisher wurden die Chips kleiner, schneller und erhielten oft mehr Funktionen. Embedded-Betriebssysteme Durch die Fortschritte in der Prozesstechnik ist es jetzt möglich, ganze Systeme aus unterschiedlichen integrierten Schaltungen (in Form von IP und Cores) in einem Chip zu einem kompletten System zusammenzufassen. Dadurch ergibt sich eine ganz neue Dimension für die Integration und für die Funktionalität. Besonders wichtig ist die direkte Integration eines leistungsfähigen Grafikcontrollers im Prozessorchip. Ebenso sind ISA- und PCI-Bridges schon integriert. Diese Systemintegration ist arbeits- und platzsparend und senkt die Kosten. Weniger Bauteile bedeuten weniger Fehlerquellen während der Entwicklung, weniger Anschlüsse (Lötstellen) und damit höhere Zuverlässigkeit sowie geringeren Stromverbrauch und damit weniger oder keine aktive Kühlung. Ab Seite 16 Heft 1 · Januar 2000 · 14. Jahrgang · 14,– DM · 110 öS · 14,– sfr

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Markt

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STPC Industrial System-on-Chip für CompactPCI

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Echtzeitbetriebssystem Embedded-System auf Basis von Linux

Verifikation Code-Coverage verkürzt Design

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POSIX für Embedded-Anwendungen Bei steigender Komplexität moderner Software können SoftwareAnwendungen in die zwei Hauptkategorien Desktop und Embedded eingeteilt werden. Desktop-Anwendungen laufen auf Workstations oder PCs, während Embedded-Anwendungen auf Computersystemen Einsatz finden, die innerhalb einer größeren Einheit eingebunden oder verborgen sind. Die Betriebssysteme für diese beiden Anwendungsbereiche haben historisch unterschiedliche Entwicklungswege durchlaufen. Durch die Verbreitung des Internets in der Embedded-Welt ist heute jedoch eine Annäherung zur DesktopTechnologie deutlich erkennbar. Ab Seite 23

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INHALT

Code-Coverage verkürzt Verifikation Beim heutigen Systementwurf kann die Verifikationszeit bis zu 70 Prozent der gesamten Entwicklungszeit für sich in Anspruch nehmen. Es ist daher sehr wünschenswert, eine Methode zu finden, dank der möglichst viele Fehler schon in einer sehr frühen Designphase identifiziert werden können. Eine unabdingbare Voraussetzung dafür ist die Verfügbarkeit eines Kriteriums, wodurch sich die Güte der eingesetzten Verifikationsmethode quantitativ erfassen läßt. Die hier vorgestellte Code-Coverage-Technik ist eine solche Methode. Ab Seite 63

2. Generation von DC/DC-Wandlern Seit geraumer Zeit ist die Firma Vicor mit den DC/DC-Wandlern der zweiten Generation auf dem Markt. Mit dieser Generation wurde ein Meilenstein auf dem Gebiet der DC/DC-Wandler gesetzt. Begonnen hat alles Anfang der 80er Jahre mit der Einführung der VI-100Module (Ausgangsleistung 100 Watt). Dieser Generation folgte mit der VI-200-Serie eine Wandlerfamilie, die heute eine starke Akzeptanz am Markt findet. Ab Seite 73

Der professionelle Verdrahtungspunkt Weidmüller positioniert sich im Gegensatz zu anderen Unternehmen mit nur einem proprietären Anschlusssystem als Lösungsanbieter. Denn der Interface-Spezialist bietet »alle Anschlusssysteme« aus einer Hand an und kann so gezielt die verschiedenen Anforderungen in den globalen Märkten der Industrie-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung sowie der Verkehrstechnik abdecken. Der Einsatz der Anschlusssysteme erfolgt sowohl in passiven Produkten wie Reihenklemmen, Steck- und Leiterplattenverbindern wie auch in innovativen Produkten für die I/O-Ebene. Ab Seite 81

Im Fokus: Web-Kennziffern Haben Sie schon unseren neuen Web-basierenden Kennziffern-Service genutzt? Neben der herkömmlichen Art des Info-Faxes bieten wir Ihnen unter der Web-Adresse www.systeme-online.de/direkt (aber auch über unsere Home-Page www.systeme-online.de) die Möglichkeit, im Internet gezielt nach weiteren Informationen über Sie interessierende Produkte und Technologien zu suchen. Die Funktionsweise dieses neuen Services finden Sie detailliert beschrieben auf den Seiten 94 und 95.

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MARKT RTP-Hardware und Citect-Software

Redundante Systeme Die Kombination der Produkte RTP2200, einem redundanten System für die schnelle Messdatenerfassung und Prozesssteuerung von RTP und der Citect-Software, Version 5 von CI Technologies, erlaubt den Aufbau eines kostengünstigen und redundanten Steuerungssystems.

Works-Familie reicht von E m b edded-Prozessoren über Software bis hin zu Dienstprogrammen um Ethernet-vernetzte Applikationen zu ermöglichen. Das neueste Produkt von NETsilicon ist das Software-Modul NET+FAST IP, das die Akzeptanz von Ethernet in stabilen Echtzeitapplikatio-

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Hardware von RTP mit den hochentwickelten Transferalgorithmen und die Prozessleitsystem-Software von Citect sollen eine hohe Datenintegrität und einen stoßfreien, redundanten Betrieb gewährleisten. Die Software von Citect bietet neben der OPC-Funktionalität – dem neuen Standard für die Prozessindustrie – auch ActiveX-Interface, ODBC und SQL-Schnittstellen für Datenbankverbindungen. Die Client-/Server-Architektur ist skalierbar. (pa) Primation Tel.: 089/46 26 00 Citect Tel.: 0 81 61/87 29 16

BMW und Telelogic Eine strategische Partnerschaft zwischen BMW und Telelogic im Bereich objektorientierter Analyse und Design soll den Standard UML (Unified Modelling Language) auf die Anforderungen moderner Fahrzeugentwicklung optimieren.

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ie Anpassung von UML an die zukünftigen Anforderungen der Automobilindustrie wird im Rahmen des Projekts Automotive-Requirements-Engineering für Embedded-Systeme durchgeführt. Das Ziel ist, UML durchgängig für die Ent-

Stärkung des europäischen Markts

Ethernet-Vernetzung NETsilicon, ein Entwickler, Hersteller und Anbieter von Halbleiterbauelementen und Software-Lösungen für die Vernetzung von Embedded-SystemsAnwendungen, hat drei weitere Distributoren für die Vermarktung der NET+Works-Produktfamilie gewonnen. Martin Grzebellus ährend die Reselec AG NETsilicon in der Schweiz vertritt, vertreibt Allmos die Produkte in Österreich, der ehemaligen

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NETsilicon Tel.: 089/8129 94 64

OO-Technologien für Automotive

etzgeräte, Bussysteme und Prozessoren sind doppelt in diesem redundanten System vorhanden. Es besteht die Möglichkeit, stoßfrei zum Backup-System umzuschalten, ohne Daten zu verlieren oder die schnelle Datenerfassung zu behindern. Auch die Software-Kommunikation wie Netzwerke, Punkt-zu-PunktVerbindungen und die Datenerfassung ist vollständig redundant aufgebaut. Durch die Partnerschaft von RTP – in Deutschland vertreten von Primation – und Citect kann ein ausbaufähiges, skalierbares, offenes System mit durchgängiger Redundanz angeboten werden. Die duale

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nen in der produzierenden Industrie beschleunigen soll. Mit Hilfe dieser Software kann der Zeitaufwand für die Verarbeitung und Ausführung eines Befehls oder Datenpakets verringert werden. (pa)

Tschechoslowakei und den Balkanstaaten. In den Benelux-Ländern wird NETsilicon durch BESTools repräsentiert. Die NET+

wicklung der Fahrzeugelektronik bis hin zur Serienfertigung einzusetzen. Martin Grzebellus, Geschäftsführer der Telelogic GmbH

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in Deutschland, ist sich sicher: »BMW ist für uns der ideale Partner, um unsere Tau-Software-Entwicklungswerkzeuge weiter zu optimieren, da dieser Anwender hohe Anforderungen an die Qualität und Zuverlässigkeit der eingesetzten Tools stellt.« Weiterhin hat Telelogic einen Kooperationsvertrag mit Sterling Software unterzeichnet. Inhalt dieser Vereinbarung ist, daß Sterling Software Telelogic mit dem Source-Code seines UMLModellierungs- und CodeGenerierungswerkzeugs COOL:Jex beliefern wird. Teil dieser Partnerschaft ist die Durchführung gemeinsamer zukünftiger Entwicklungs-, Marketingund Vertriebsaktivitäten. Telelogic ist aktives Mitglied in verschiedenen Standardisierungsgruppen wie der OMG und der ITHT. (pa) Telelogic Tel.: 05 21/14 50 32 50

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MARKT Expansion fordert neue Strukturen

Der Solution-Provider PEP Fast zeitgleich mit dem Umzug ins neue, eigene Firmengebäude in Kaufbeuren wurde die PEP Modular Computers GmbH in die Business Units VME, PCI, SoftPLC und Systems gegliedert. Steigende Anforderungen der Kunden, stetig wachsendes Produktportfolio und der Schwerpunkt von Time-to-Market machten diese Umstrukturierung notwendig.

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uf ein stetiges Wachstum der Umsatzsteigerung in den letzten Jahren kann PEP zurückblicken. Im Jahr 1999 wurde im Vergleich zum Vorjahr ein Umsatzplus von knapp 40 Prozent erzielt. Dabei zeigte vor allem der asiatische Raum die größten Zuwachsraten, während das Europa-Geschäft anteilsmäßig zurückging. PEP setzt auch weiter auf VME-Lösungen. Norbert Hauser, Business Unit Manager VME, bestätigt: »VME wird für die nächsten Jahre die führende Busarchitektur bleiben. Der Markt wird von 1,4 Milliarden Dollar in 1999 auf 1,7 Milliarden Dollar im Jahr 2002 steigen. Eingesetzt werden hauptsächlich PowerPCund Pentium-CPUs. Für

unsere VME-Produkte ist Deutschland mit einem Marktanteil von 26 Prozent die umsatzstärkste Region.« Die Haupteinsatzgebiete von VME-Systemen sind der Industrial-Control/Energy-Bereich (60 Prozent), gefolgt vom Sektor Transportation mit 20 Prozent. Ehrgeizige Pläne verfolgt man auch mit der Business Unit PCI: Bis Ende 2000 soll der heutige Umsatz mit CompactPCI-Produkten verdoppelt werden. Zielmärkte sind vor allem die Bereiche Industrial-Automation, Communication und Electronics&Medical. Wolfgang Eisenbarth, der den PCI-Bereich leitet, sieht CompactPCI als führende Technologie der Zukunft: »Wir sehen die größten Steigerungsraten in

Das neue Firmengebäude von PEP Systeme 1/2000

den USA und Deutschland. Von uns sind bereits die ersten Pentium-II-Implementierungen verfügbar. Aber heute sind erst einige wenige PCI-Systemanbieter auf dem Markt tätig.« Und zur Untermauerung seiner Ausführungen zitiert Eisenbarth einen Report von Marketing and Technology Quarterly, wonach sich der Weltmarkt für CPCI-Produkte von größenordnungsmäßig 350 Millionen Dollar 1999 auf 1,3 Milliarden Dollar im Jahr 2001 vervielfältigen wird. Bei der neu vorgestellten CompactPCI-Baugruppe

24 V, 2,5 kHz), acht digitale Ausgänge (optoisoliert, nominal 24 V extern, 500 mA, kurzschlussfest), sechs differentionelle analoge Eingänge, vier differentielle analoge Ausgänge sowie ein programmierbarer Watchdog mit externer Kontrolle und Relais für Sicherheitsfunktionen verfügbar.

Vielfältige Erweiterungsmöglichkeiten Eine ganze Reihe von Erweiterungsmöglichkeiten für die VME-PowerPCCPU VMP1 wird mit einer

CompactPCI-Baugruppe mit Hardware-Sequenzer CP671 soll der Aufwand für Software-Treiber minimiert werden. Dank des Einsatzes von FPGAs läuft bei der Industrial-I/O-Baugruppe im 6U-CompactPCI-Format die Ablaufsteuerung der Messwerterfassung per HardwareSequenzer ab. Der Vorteil ist die hohe Software-Unabhängigkeit und die Minimierung des Portierungsaufwands. Auf der 6U-Single-Slot-Baugruppe sind verschiedene I/O-Funktionen mit industrieüblicher Anschlusstechnik zusammengefasst. Die industrielle Anschlusstechnik ohne Verteilung ist mittels 3,5-mm-Wago-Cage-ClampTerminals realisiert. Insgesamt sind acht digitale Eingänge (optoisoliert, nominal

neuentwickelten PMC-Trägerkarte angeboten. Wird die PMC-Karte VMP1-IO1 mit entsprechenden Modulen bestückt, so erlaubt sie beispielsweise den Anschluss verschiedener System-I/O-Komponenten wie unterschiedliche Feldbusse, Fast-Ethernet und Ultra2SCSI. Die Trägerkarte wird über die integrierte PCISchnittstelle auf der PowerPC-CPU VMP1 aufgebracht. Das Produkt ist kaskadierbar, das bedeutet, dass sich bis zu zwei PMC-Module auf der 3HE-VMECPU lokal integrieren lassen. (pa) PEP Tel.: 0 83 41/80 30

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MARKT Weitere Akquisitionen und Investitionen

orgesehen sind Weiterentwicklungen in den Bereichen Power-Management, Power-Conversion, Advanced-Small-Packaging, Low-Voltage und Schnittstellenkomponenten. Für Kirk Pond, President und CEO von Fairchild, ist klar, daß bei Investitionen in neue Produkte und Technologien die zukünftigen Entwicklungen und Trends in der Elek-

tronikindustrie genau verfolgt werden müssen: »Wir haben den Markt sorgfältig analysiert und glauben, dass Leistungshalbleiter das größte Wachstumspotential aufweisen. Wir werden daher in diesen Bereich kräftig investieren.« Pond strebt an, in jedem Marktsegment, in dem Fairchild tätig ist, einen Marktanteil von mehr als zehn Prozent zu erreichen. Seine hochgesteckten Expansionsziele will er zum einen durch internes Wachstum auf Basis von fokussierten Produktentwicklungen und zum anderen durch strategische Akquisitionen erreichen. So werden für Anfang dieses Jahres neuentwickelte Chip-ScalePackages für diskrete Komponenten vorgestellt. Im Bereich Logikprodukte konzentriert man sich auf spezifische Schnittstellenkomponenten, beispielsweise USB-Transceiver, TinyPackaging- und Lower-Voltage-Switches. Gearbeitet wird auch an analogen und Mixed-Signal-Bausteinen sowie an Lower-Power-Data-Convertern, M-IC-Motor-Treibern und SPS-ColdSwitch-Power-Komponenten. Nach den zukünftigen Akquisitionsplänen befragt, sagt Kirk Pond: »Wir planen weitere strategische Akquisitionen, aber dabei werden wir sicher selektiv vorgehen. Jedes Unternehmen, das wir kaufen, muss zu unserem MultiMarket-Konzept passen. Das heißt: Entweder können wir durch den Kauf unser Portfolio erweitern oder unsere Marktanteile in strategisch wichtigen regionalen Märkten vergrößern. Und als drittes Kriterium überprüfen wir, ob wir durch einen Zukauf Marktsegmente bedienen können, in denen wir heute noch nicht aktiv sind.« Pond weiter: »Fairchild wurde vor zwei Jahren quasi neu gegründet. Seitdem haben wir die Fähigkeit,

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Fairchild auf Wachstumskurs Einen aggressiven Marketingplan hat Fairchild Semiconductor International vorgestellt. Dabei setzt das Unternehmen auf innovative Halbleitertechnologien für seine Multi-Market-Produkte.

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MARKT

schnell zu wachsen und flexibel auf Marktanforderungen zu reagieren, mehrfach unter Beweis gestellt. Nicht zuletzt dank unserer Flexibilität konnten wir die Umsätze seit unserer Gründung verdoppeln.« Fairchild schloss das erste Quartal des Geschäftsjahres 2000 (Ende August 99) mit einem Umsatz von 325 Mio Dollar ab, was eine Steigerung von 114 Prozent gegenüber 151 Mio Dollar im gleichen Zeitraum des Vorjahres bedeutet. In diesem Ergebnis sind zum ersten Mal auch die Umsätze der

Power-Device-ProductsGruppe enthalten, die Fairchild im April 99 von Samsung übernommen hat. Gegenüber dem 4. Quartal 99 konnten die Umsätze im 1. Quartal 2000 um knapp 29 Prozent gesteigert werden. Gleichzeitig verbesserte sich der Bruttogewinn im 1. Quartal 2000 auf über 29 gegenüber 24 Prozent im 4. Quartal 99. Die Börseneinführung von Fairchild erfolgte im August letzten Jahres. (pa) Fairchild Tel.: 00 44/17 93 85 68 11

Epson: Seit zehn Jahren in Europa

Neuer Weg zum Systemintegrator Auf über 350 Millionen Mark will die Epson Europe Electronics GmbH in diesem Jahr ihren Umsatz steigern. Angefangen hat Epson in Europa vor über zehn Jahren mit der Gründung einer Niederlassung in München mit einem erzielten Jahresumsatz von 16 Millionen Mark (1989).

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asis für den Erfolg der letzten Jahre war unter anderem die Ausweitung des Produktfortfolios von Halbleiterbauelementen auf Board-Level-Produkte, Quartzbauteile und LCD-

Sales Director Rolf Aschhoff setzt auf KundenSupport Systeme 1/2000

Module. Einen weiteren Grund für das Wachstum erklärt Rolf Aschhoff, Sales Director von Epson Europe: »Wir wollen nicht nur die neuesten Technologien anbieten, sondern auch den bestmöglichen Support für unsere Kunden.« Deshalb werde man auch in Europa ein neues Electronic-Design-Center eröffnen. »Um unser Geschäft auch in Zukunft zu sichern, müssen wir uns auf die neuen Marktanforderungen schnell und in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden einstellen. Mobiltelefone, Smart-Phones, Set-Top-Boxen, Navigationssysteme für Automotive, PDAs sind einige Schlagworte für zukünftige

Herausforderungen.« Um seinen Anteil am europäischen ASIC-Markt zu erhöhen, hat Epson eine weitreichende Initiative gestartet. Die Strategie zielt dabei auf zwei Geschäftsbereiche ab: ■ einfache und preisoptimierte Lösungen mit Gate-Arrays für allgemeine Applikationen und ■ anwendungsorientierte ASICs, basierend auf den technologischen Schwerpunkten: niedrige Spannung, geringe Verlustleistung und niedrige NoiseIsolation. Der Low-Voltage-Prozess wird von Epson hauptsächlich für System-on-ChipLösungen im Bereich Mobilkommunikation eingesetzt. Diese Technologie erlaubt die Realisierung von Mixed-Signal-Chips bei einer Betriebsspannung von 0,9 V. Unter Verwendung des SOI-Prozesses (System on Insulator) fertigt man Bauteile, die bei einer Betriebsspannung von 0,5 V funktionieren. Das Ziel für die nächsten Jahre ist, mit dieser CMOS-Technologie, Gigahertzfrequenzen zu erreichen. Um die hochgesteckten Ziele zu erreichen, konzentriert man sich auf drei Säulen: effektives Vertriebsnetz von ausgewählten Designhäusern und Distributoren,

einfache Integration der verfügbaren Technologien in die Produkte der Kunden und eine spezifizierte Auswahl an applikationsspezifischen ICs. Die Produktpalette umfasst neben Gate-Arrays auch Standardzellen und Embedded-Arrays. Darüberhinaus stehen eine Reihe von IP-Modulen zur Verfügung, beispielsweise DRAMs, ROMs, ADCs, DACs und 32-Bit-RISCProzessoren. Auch im Bereich MCU kann man eine Neuentwicklung vorstellen: das ChipSet E0C37109 für mobile Terminals, basierend auf dem Hitachi-32-Bit-RISCS7709-Prozessor. Zusätzlich zu den bereits vorhandenen Peripheriefunktionen des SH7709 verfügt der Chip über einen eingebauten LCD-Controller, der verschiedene Schnittstellen wie PCMCIA, Compact Flash, Keyboard und Mouse beinhaltet. Diese Funktionen ermöglichen es, durch Zusatz von nur wenigen externen Bausteinen (Speicher und Treiber) tragbare Kommunikationssysteme zu konfigurieren. Es wird auch eine Version des E0C37109 angeboten, die unter WindowsCE lauffähig ist. (pa) Epson Tel.: 089/14 00 50

Monterey eröffnet Büro in München

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m dem Interesse europäischer Kunden nach lokalem Support Rechnung zu tragen, hat Monterey Design Systems am 1. Oktober 1999 ein Vertriebsbüro in München eröffnet. Monterey bietet komplette integrierte Lösungen für das PhysicalDesign von Deep-MicronChips an. Die von Monterey

anvisierte Zielgruppe sind System-, Subsystem- und Halbleiterhersteller sowie Halbleiter-Foundries, die vor der Notwendigkeit stehen, die Designzeiten und -kosten für hochintegrierte ICs reduzieren müssen. (pa) Monterey Tel.: 089/94 49 0216

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MARKT Embedded-Systems 2000

Infineon Technologies

Embedded-Forum wird internationaler

Kontaktlöcher mit 30 nm Durchmesser

Vom 16. bis 18. Februar 2000 findet in Nürnberg die Embedded-Systems statt. Wie laut Veranstalter Ludwig Drebinger erwartet, zeigt sich diese »deutsche Embedded-Systems für die Welt« wieder als weitaus bedeutendste europäische Veranstaltung der Branche. Sie ist bereits nahezu ausgebucht, und so gut wie alle Aussteller von 1999 sind wieder dabei. Die Anzahl der Aussteller aus dem Ausland nimmt weiter zu (etwa 10 Prozent mehr als zum vorjährigen Vergleichszeitpunkt), sodass auch hier die Globalisierung fortschreitet. Die europäische EmbeddedSystems Nürnberg wird, so Drebinger, »immer mehr zur weltweit beachteten Veranstaltung«.

Forscher bei Infineon Technologies in Erlangen und Dresden haben eine neue »Deep-UV-FotoResist-Technik« für die Halbleiterfertigung entwickelt. Mit diesem Prozeß wurden jetzt weltweit kleinste Kontaktloch-Strukturen von nur 30 Nanometern Durchmesser mit konventioneller optischer Lithographie erzeugt, einer Technologie, die nach bisheriger Meinung schon bei 70 NanometerStrukturen an die Grenzen der Auflösung stößt. Möglich wurde dies durch den CARL-Prozess.

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er von Infineon Technologies entwickelte CARL-Prozeß (Chemisches Aufweiten von Resist-Linien) umgeht dieses Problem mit einem Trick: Durch eine einfache chemische Nachbehandlung werden Löcher, die auf konventionelle Weise in eine dünne Foto-Resist-Schicht belichtet wurden, gezielt von 140 Nanometer Durchmesser auf 30 Nanometer verkleinert. Mit dem neuen Verfahren war es jetzt sogar möglich, diese kleinen Löcher in eine 633 Nanometer dicke Siliziumoxidschicht zu übertragen, wie sie in der Herstellung von Siliziumchips verwendet wird. Dabei übernahm das Resist-Test-Center bei International Sematech in Austin, Texas (USA) die Prozessierung des Foto-Resists, während Trikon Technologies Ltd. in Newport (UK) neueste Plasma-Ätztechnologien zur Strukturierung der Siliziumoxidschicht einsetzte. »Die CARL-Technik ist sowohl im Leistungsvermögen als auch in den anfallenden Fertigungskosten den alternativen Dünnschicht-Resisttechniken

überlegen«, sagt Gerhard Groß, Lithographie-Direktor bei International Sematech. »Keine der bekannten Lithographie-Methoden kann 30 Nanometer Kontaktloch-Strukturen erzeugen wie sie mit CARL unter Verwendung einer einfachen binären Chrom-aufGlas-Maske und Licht der Wellenlänge 193 Nanometer gezeigt wurden.« Die Basisversion des CARLProzesses – entwickelt unter Beteiligung an europäischen Forschungsprojekten – wird von Infineon in Regensburg bereits seit einigen Jahren erfolgreich in der Produktion von 4-Megabit-Chips eingesetzt. Die neuentwickelte ultra-hochauflösende Version, die bei den Belichtungswellenlängen 248 und 193 Nanometer verwendet werden kann, wird gegenwärtig in der Infineon-Pilotlinie in Dresden getestet. Clariant Electronic Materials AZ in Wiesbaden wird als Lizenznehmer das CARL-FotoResist-System im dritten Quartal 1999 auf den Markt bringen. (pa)

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it rund 13.000 m2 Hallenfläche und deutlich über 300 Ausstellern (Stand 1. 12. 1999) zeigt die Veranstaltung wiederum ein erfreuliches Wachstum. Allerdings hat sich auch in der Embedded-Branche die »Fusionslust« breitgemacht. Die durch Firmenkonzentration verlorengegangenen Aussteller und Standflächen wurden durch neu hinzugekommene Unternehmen aber mehr als wettgemacht. Der Veranstalter erwartet insgesamt ein Flächenwachstum von etwa 15 Prozent. Um den Ausstellern den Kontakt zu Bewerbern zu erleichtern, hat der Veranstalter eine Job-Börse eingerichtet, die sowohl Im Foyer der Messehalle als große Informationswand zur Verfügung steht, wie auch ab Januar 2000 im Internet genutzt werden kann. Dass die Embedded-Systems 2000 bereits vom 16. bis 18. Februar stattfindet, hat mit der Expo 2000 in Hannover zu tun, die alle anderen Hannover-Messen (z.B. auch die CeBIT) weiter in den Winter zurückgeschoben hat.

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In Zusammenarbeit mit der Ludwig Drebinger GmbH organisiert die Embedded University Inc die erste europäische Veranstaltung im September 2000 in Sindelfingen. Der vom 11. bis 15. September 2000 in Sindelfingen stattfindende praxisorientierte Schulungsevent für Entwickler und Anwender ist der erste seiner Art in Europa. In USA veranstaltet Embedded University Inc. ein Training in Mission College, Santa Clara, im Zentrum des Silicon Valleys, vom 3. bis 7. April 2000. Bei Embedded University Inc. sieht man in der Allianz mit Ludwig Drebinger GmbH einen Zusatznutzen für interessierte Ingenieure: Die Embedded-Systems Fachmesse präsentiert Produkt- und TechnologieInnovationen, jetzt bietet das Embedded-University-Training zusätzlich die Möglichkeit, sich noch im gleichen Jahr in Tutorials und anschließenden, Labsessions eingehend zu informieren. (pa) Ludwig Drebinger Tel.: 089/38 30 72 70

Infineon Tel.: 089/23 42 27 67

MARKT Sanyo

Neue Lithium-PolymerBatterie-Technologie Sanyo kündigt den Fertigungsstart einer neuen dünnen Hochleistungs-Lithium-Polymer-Batterie an. Diese ist besonders für Applikationen in portablen Informations- und Kommunikationssystemen geeignet. Die zugrundeliegende Technologie für diese weniger als vier Millimeter dünne Hochleistungszelle mit Gel-Elektrolyt wurde bei Sanyo intern entwickelt und inzwischen mehrfach patentiert.

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er neu entwickelte GeIElektrolyt ermöglicht überragende Lebensdauereigenschaften mit mehr als 500 Lade-/Entlade-Zyklen bei höchster Leistungsdichte (Energiedichte gravimetrisch 156 Wh/kg, volumetrisch 270 Wh/l). Typische Schwachpunkte bei Lithium-Polymer-Batterien sind die Eigenschaften unter Last

und Temperatur. Der neu entwickelte Polymer-Elektrolyt erlaubt durch hohe Ionen-Leitfähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen eine Entladung bis -20 °C. Es war möglich, neben ultradünnem Aufbau der Elektroden auch die Umhüllung aus dünner Aluminium-Laminatfolie zu realisieren, weil der Gel-Elektrolyt hohe Si-

3SOFT kooperiert mit Rational

Software-Entwicklung für Automotive beschleunigen

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ie 3SOFT GmbH und die Rational Software Corporation gaben ihre Kooperation bekannt. Gemeinsam wollen die beiden Unternehmen jetzt verstärkt auf die Bedürfnisse und Anforderungen der SoftwareIngenieure in der Automobilindustrje eingehen. Als Teil des Rational Unified Partner Programms werden 3SOFT und Rational eng zusammenarbeiten, um Werkzeuge, Entwicklungsprozesse, Schulung und Beratung auf die Bedürfnisse dieser Branche anzupassen. Ziel soll es sein, die Entwicklung von Systemen des

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In-Car-Computing, wie z.B. Motorsteuerung, Automatikgetriebe, Armaturenbrett oder Fahrerinformationssysteme, zu beschleunigen. 3SOFT, Dienstleister für Software-Lösungen auf dem Embedded-Markt, hat das Echtzeitbetriebssystem ProOSEK entwickelt, das eines der ersten kommerziell verfügbaren Implementierungen des OSEK-Standards war. Dieser Standard wurde von führenden europäischen Automobilherstellern und deren Zulieferern ins Leben gerufen mit dem Ziel, eine einheitliche Plattform für die Entwick-

cherheit bei eventuellen Lecks bietet. Die Spezifikationen der neuen LithiumIonen-Zelle: Modellbezeichnung UPF363562, Größe 3,6 mm x 35,0 mm x 62,0 mm, Gewicht etwa 13,5 g, Nennkapazität 570 mAh (bei 4,2 V Ladung), Nennspannung 3,7 V. Die Produktion erfolgt bei Sanyo Electric Co., Ltd., in der Soft Energy Company mit Sitz in Sumoto City nahe Osaka in Japan. Dort sollen bis zum Frühjahr 2000 rund 400.000 Zellen pro Monat hergestellt werden. Da der Bedarf an dünnen und leichtgewichtigen Akkus für tragbare Geräte kontinuierlich zunimmt, soll die Produktion der neuen Akkus in den folgenden Quartalen entsprechend gesteigert werden. Erste Lieferungen an ausgewählte Kunden erfolgen bereits seit September 1999. (pa) Sanyo Energy Tel.: 089/4 60 09 50

lung von Embedded-Systemen im Kfz zu schaffen. Derzeit wird OSEK von vielen US-amerikanischen und japanischen Herstellern geprüft, um einen weltweiten Standard für diesen Markt zu entwickeln. Rational und 3SOFT wollen ihr Knowhow zusammenführen, um ihre Lösungen für Echtzeitund Embedded-Software im Automotive-Markt zu optimieren. Die Unternehmen werden daher Rose RealTime – die Modellierungsumgebung von Rational für die Entwicklung von Echtzeitund Embedded-Systemen basierend auf der Unified Modeling Language (UML) – in das Echtzeitbetriebssystem von 3SOFT integrieren. (pa) 3Soft Tel.: 0 91 31/7 70 10

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MARKT Analog Devices

»Tigerhai«-DSP für die Telekommunikation Analog Devices kündigt den ersten Baustein an, der auf der neuesten DSP-Architektur des Unternehmens, dem TigerSHARC, basiert. Der Zielmarkt des ADSP-TS001 TigerSHARC ist die Telekommunikation und bietet eine neue Ebene der Integrationsdichte sowie die Fähigkeit, 8-, 16- und 32-Bit- sowie Fließkommadaten auf einem einzigen Chip zu verarbeiten. Jeder dieser Datentypen ist entscheidend für die nächste Generation von Telekommunikationsprotokollen einschließlich IMT-2000 (auch bekannt als 3G Wireless) und xDSL. Im Gegensatz zu allen anderen DSPs kann der ADSP-TS001 die Verarbeitungsgeschwindigkeit je nach Art der Daten beschleunigen. Darüber hinaus erreicht der Chip die leistungsstärkste Fließkommaverarbeitung.

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n der Telekommunikation sind Sprach- und KanalKodierungsprotokolle auf 16Bit-Daten ausgerichtet. Um die Signalqualität zu verbessern, werden in Telekommunikationsanwendungen indes oft Leitungsentzerr- und Echounterdrückungs-Techniken eingesetzt, die die Gesamtsignalqualität und Systemleistung verstärken. Diese Algorithmen profitieren von der zusätzlichen Genauigkeit der 32-Bit- und Fließkomma-Datenverarbeitung. Die gewöhnliche 8-BitVerarbeitung eignet sich dagegen gut für den Viterbi-Kanal-Decodier-Algorithmus sowie für die Bildverarbeitung, denn hier ist es einfacher und kosteneffektiver, die roten, grünen und blauen Komponenten des Signals mit 8-Bit-Daten darzustellen. Der ADSP-TS001 TigerSHARC DSP ist der höchst integrierte DSP am Markt. Auf einem Chip hat ADI 6 MBit SRAM (Synchronous Random Access Memory),

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Fest- und Fließkomma-Kern, vier bidirektionale LinkPorts, einen externen 64-BitPort, 14 DMA-Kanäle und 128 Register integriert. Mit 50 Prozent mehr On-chipSpeicher als bisher verfügbar unterstreicht der TigerSHARC die Position des Unternehmens in der DSP-Technologie und Speicherintegration. Für große und komplexe Systeme mit DSP-Clustern wurde die patentierte LinkPort-Technologie integriert, die eine direkte Chip-zuChip-Verbindung ohne komplexe externe Beschaltung ermöglicht. Speicher- und I/O-Integration sind sorgsam abgestimmt und erlauben so den jeweils maximalen Datenfluss zu und von den schnellen CoreRecheneinheiten. Die hohe Bandbreite des internen Speicherzugriffs entspricht 38.400 T1-Leitungen oder mehr als 900.000 Telefonverbindungen in einer Sekunde. Dieser hohe Durchsatz sichert den steten Datenfluss

von und zum DSP-Kern – und sorgt auf diese Weise für eine hohe Dauerleistung. Der TigerSHARC ist eine Static-Superscalar-Architektur, die laut Hersteller mehr Multiply Accumulates (MAC) in einem Zyklus ausführt als jede andere DSP-Architektur. Eine MAC-Operation ist ein fundamentaler Befehl in der Signalverarbeitung und wird weitverbreitet als Messwert der Leistung in Echtzeitsystemen benützt. Der Baustein verarbeitet 1,2 Milliarden MACs pro Sekunde in 16Bit-Festkommazahlen; die Festkomma-FFT-Leistung liegt bei 7,3 ms. Er führt eine FFT in 69 Mikrosekunden aus. Die FFT ist ein fundamentaler Algorithmus, der überall in Echtzeit-Signalverarbeitungsanwendungen vorkommt. Der Chip kann 900 MFLOPS verarbeiten, 50 Prozent mehr als die bisher leistungsstärksten SHARCDSPs von ADI. Die TigerSHARC-Plattform stellt DSP-Designern eine flexible Entwicklungsumgebung zur Verfügung, die sowohl C- als auch Assem-

bler-Programmierung unterstützt. Zum TigerSHARC angeboten werden robuste CCompiler-Tools mit einem Compiler-Wirkungsgrad von bis zu 70 Prozent. Für zeitkritische innere Schleifen können DSP-Programmierer zur Assembler-Sprache wechseln und so schnellesten Code garantieren. Trotz der fortschrittlichen Architektur ist die TigerSHARC-Plattform problemlos in Assembler programmierbar und bietet eine leicht zu erlernende algebraische Assembler-Syntax, vorhersagbare 2-Zyklen-Verzögerung für alle Berechnungen, 128 vollständig »interlocked general Purpose«Register und Verzweigungsvorhersage. Allgemein verfügbare Muster des ADSP-TS001 TigerSHARC DSP sowie die Einführung der Softwareund der Hardware-Tools sind für März 2000 geplant. Vollproduktion des ADSPTSOO1 ist für die zweite Jahreshälfte 2000 angesetzt. (pa) Analog Devices Tel.: 089/7 90 30

Quicklogic

Niederlassung in München eröffnet Die Quicklogic Corporation, ein Pionier auf dem Gebiet der Embedded Standard Products (ESPs), gibt die Eröffnung eines Vertriebsbüros in München bekannt. Als Regional Sales Manager Deutschland wurde Ralf Streicher verpflichtet, der seit 1. November – in Zusammenarbeit mit dem bestehenden Händlernetz – für den Ausbau der Unternehmensaktivitäten verantwortlich ist. Streicher verfügt über umfassende Erfahrung in Applikation und Vertrieb von Lösun-

gen für die Elektronikentwicklung. Seine berufliche Laufbahn führte ihn u.a. zu Racal-Redac und Synopsys. In seiner letzten Position betreute er als Senior Sales Representative Key-Accounts bei Cadence Design Systems. In seiner neuen Rolle will er einen Schwerpunkt auf die inzwischen gut im Markt positionierten »Embedded Standard Products« (ESPs) von QuickLogic setzen. (pa)

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Quicklogic Tel.: 089/93 08 61 70

MARKT Spoerle Electronic

Distributor für Micron

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poerle Electronic hat ab sofort Micron Semiconductor Products., einen der weltweit größten Hersteller von Speicherbausteinen, in sein Distributionsprogramm aufgenommen. Micron entwickelt und fertigt in eigenen Halbleiter-Fabs an vier Standorten unter anderem DRAMs, DRAM-Module, Flash-Speicher sowie SRAMs. Die unter höchster Qualität und entsprechend aller national sowie international gültigen Normen wie ISO 9001 bzw. ISO 14001 produzierten Halbleiterspeicher sind geeignet für den

Einsatz in Consumer-Produkten, Computern sowie industriellen und Embedded-Anwendungen. Zum Lieferspektrum gehören beispielsweise EDO/FPMDRAMs mit Kapazitäten bis zu 64 MBit, SynchronousDRAMs bis 128 MBit, DDR-SDRAMs bis 128 MBit sowie RambusDRAMs bis 144 MBit. Ferner werden SyncburstSRAMs mit Speicherkapazitäten zwischen 1 MBit und 8 MBit, ZBT-SRAMs mit 2 MBit bis 8 MBit, FlashSpeicher im Bereich von 4 MBit bis 16 MBit sowie

EMV 2000 in Düsseldorf

Internationale Fachmesse und Kongress für EMV Vom 22. bis 24. Februar 2000 findet die 8. EMV Fachmesse mit Kongress in Düsseldorf statt. Bereits fünf Monate vor Veranstaltungsbeginn waren schon 70 Prozent der Standfläche fest belegt. Die rege Nachfrage nach Standflächen und die Präsenz der führenden Anbieter unterstreichen, so Veranstalter Mesago, die Bedeutung der EMV in Düsseldorf als Europas Leitmesse für die Entscheidungsträger der Elektro- und Elektronikindustrie im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit.

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or dem Hintergrund der immer schnelleren technologischen Entwicklung werden die Anforderungen an die Elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten und Anlagen immer größer. In einer Vielzahl von Branchen (Elektronikfertigung, Elektrohandwerk, Gebäudesystemtechnik, Auto-

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mobilbranche, Mikrosystemtechnik, Elektroenergie- und Bahntechnik, Informations- und Kommunikationstechnik etc.) ist das Thema EMV ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Auch im Jahr 2000 bietet die EMV wieder die geeignete Plattform für eine umfassende Präsentation der neuesten

Compact-Flash-Cards mit 4 MByte bis 16 MByte angeboten. Darüber hinaus liefert Microtronica, eine 100prozentige Tochtergesellschaft von Spoerle, Speichermodule für PC-Anwendungen von Micron. Die diesbezügliche Produktpalette umfasst DRAM-Module von 4 MByte bis 256 MByte mit geringen Zugriffszeiten ab 50 ns, SDRAM-Module von 4 MByte bis 512 MByte bis zu 133 MHz sowie RAM-Bus-RIMM-Module mit Kapazitäten zwischen 64 MByte und 256 MByte bis maximal 800 MHz. (pa) Spoerle Tel.: 0 61 03/30 40

Produkte und Entwicklungen aus allen Bereichen der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Hier haben die ausstellenden Firmen die Möglichkeit, direkten Kontakt zu hochqualifizierten Messebesuchern und Kongressteilnehmern aus der ganzen Welt zu knüpfen. Bei der letzten EMV im März 1999 lag der Auslandsanteil der Fachbesucher bei 20 Prozent und bei den Workshopteilnehmern bei 17 Prozent, dies verdeutlicht die klare internationale Ausrichtung der Veranstaltung. Außerdem sind nach eigenen Angaben 85 Prozent der Fachbesucher der EMV direkt an den Beschaffungsentscheidungen ihres Unternehmens beteiligt. Parallel zur Fachmesse finden auf der EMV 2000 ein deutschsprachiger Kongress, Tutorials und englischsprachige Workshops statt. Zu dem umfangreichen Programm werden über 1000 Teilnehmer erwartet. (pa) Mesago Tel.: 07 11/61 94 60

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MARKT Drei Chips übereinander in einem Gehäuse

Matsushita Automation firmiert um

Neuer Weg in der Integration von Chips

Jetzt Matsushita Electric Works Deutschland GmbH

Sharp-Ingenieure haben es geschafft, drei Siliziumchips übereinander geschichtet in ein Gehäuse zu packen. Damit sind z.B. kleinere und leichtere Handys und PDAs herstellbar.

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harp Electronics hat den nach eigenen Angaben weltweit ersten dreifach gestapelten Chip entwickelt. Eine Fertigungsanlage, die eine Million dieser Bausteine im Monat herstellen kann, wird im ersten Quartal 2000 in Betrieb gehen. Dieses Produkt zielt auf den Handy- sowie IT- und TK-Handheld-Markt.

ebenso ein Modemcontroller zusammen mit dem zugehörigen Flash-ROM und einem normalen RAM-Baustein oder auch ein neuer, fortschrittlicher System-on-aChip-Telefonbaustein, der in einem Gehäuse den Mobiltelefon-Controller mit SRAM und Flash-ROM enthält. Zusätzlich zur Platzer-

eit dem 1.12.99 lautet der neue Name der Matsushita Automation Controls Deutschland GmbH Matsushita Electric Works Deutschland GmbH. Hintergrund der Namensänderung ist eine strukturelle Neuausrichtung des europäischen Matsushita-Electric-WorksVerbunds. Dadurch wird ein Rahmen geschaffen, der den Kunden ein noch vielfältigeres Produktangebot bietet. Neben den bisher angebotenen elektrischen Bauelementen und Industrieprodukten liefert Matsushita Electric Works künftig auch elektrotechnische Erzeugnisse für die Gebäudetechnik sowie elektrische Geräte

für den täglichen Gebrauch. Der Vertrieb dieser Produkte erfolgt unter dem Markennamen NAiS, vereinzelt aber auch noch unter den Namen National oder Matsushita. Das gilt selbstverständlich auch für alle anderen europäischen Landesgesellschaften. Bestehende Geschäftsbeziehungen werden durch die Namensänderung selbstverständlich nicht berührt. Das gilt auch für den Service. Ansprechpartner und Telefonnummern bleiben ebenfalls unverändert. (pa) Matsushita Electric Works Tel.: 0 80 24/64 80

Sun Microsystems, Microelectronics

Brian Forster neuer Director EMEA un Microsystems, Microelectronics, hat Brian Forster zum Director EMEA (Europe, Middle East, Africa) ernannt. In seiner neuen Position ist Forster für die SalesAktivitäten des Unternehmens in diesen Regionen sowie für den weiteren Ausbau des Geschäfts mit OEMTechnologien einschließlich CompactPCl-Boards und UltraSPARC-Prozessoren verantwortlich. Er berichtet an Barbara Gordon, Vice President Worldwide Sales, bei Sun Microsystems, Microelectronics. Der bisherige EMEA-Director des Unternehmens, Peter Harverson, wurde zum Director Corporate Accounts, Computer Systems, EMEA, bei Sun Microsystems ernannt.

Forster ist seit 1986 bei Sun und hatte in dieser Zeit verschiedene Positionen im Senior-Sales-Management des Unternehmens inne; zuletzt als UK Sales Director für Computer Systems. Im Rahmen dieser Tätigkeit hat Forster eine 150 Mitarbeiter starke Verkaufsmannschaft aufgebaut und ein kontinuierliches Wachstum der Geschäfte auf derzeit über eine Milliarde Dollar generiert. Bevor Forster zu Sun kam, war er im lT Sales bei Norwich Union, Rank Xerox und Whitechapel Computers inne. Er hat sein Computer Science Degree an der Universität von Portsmouth absolviert. (pa)

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Der neu entwickelte Dreifachchip verwendet spezielle Sharp-Technologien mit besonders dünnen Silizium-Wafern und speziell modifizierter Chip- und Drahtbondtechnik. Auf diese Weise können drei einzelne Chips übereinander geschichtet in einem einzigen Gehäuse verpackt werden. Das Ergebnis: Die Produkte mit den neuen Chips werden kleiner und leichter; auf den Platinen wird weniger Platz zur Chipmontage benötigt. Außerdem ermöglicht diese Neuentwicklung Verbundchips der nächsten Generation, indem beispielsweise drei einzelne Speicherchips in ein Gehäuse verbaut werden können, 14

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sparnis bei kleinen Geräten macht das »Drei-in-einemDesign« die Schaltkreise zuverlässiger und erlaubt auch höhere Geschwindigkeit durch die kürzeren Verbindungsdrähte zwischen den Bausteinen. Gewicht und Platzbedarf auf der Platine werden im Vergleich zu drei einzelnen Chips in getrennten Gehäusen schätzungsweise nur noch die Hälfte sein. Da das neue Gehäuse maximal 1,4 Millimeter hoch ist, kann es auch die bereits existierenden geschichteten Zweifachchips ersetzen, die Sharp seit April 1998 ausliefert. (pa) Sharp Tel.: 040/8 99 69 90

Sun Microelectronics Tel.: 089/46 00 80

MARKT IMEC und ASM International

Zusammenarbeit bei Atomic-Layer-CVD IMEC und ASM International haben eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit für die Entwicklung von AtomicLayer-CVD-Technologien geschlossen, die in der Fertigung von Siliziumbauteilen angewendet werden soll.

Technik einige Vorteile gegenüber vergleichbaren Ansätzen aufweist. Atomic Layer-CVD ist, wie der Name schon sagt, die Ablagerung von Atomlage auf Atomlage. Sie zeichnet sich durch perfekte Schichtstärke und Gleichmäßigkeit aus und gewährleistet eine Steuerung der Zusammensetzung über große Substrate. Man will

diese Technik dazu benutzen, sehr dünne DielektrikaSchichten mit hohen K-Werten abzulagern. Dazu gehören die Verbindungen Al2O3, ZrO2 und HfO2 sowie deren Silikate als alternative Gate-Isolierungen. (pa) IMEC Tel.: 00 32/16 28 14 91

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euere Forschungsergebnisse von IMEC zeigen, dass unterhalb einer effektiven Oxid-Dicke von 2,5 nm die Zuverlässigkeit dünner OxidDielektrika schlechter ist als bisher angenommen. Dies ist ein ernstzunehmendes Hemmnis für die Skalierung von Bauteilen auf Strukturbreiten unter 100 nm. IMEC hat daher zusammen mit ASMI als strategischem Partner ein neues umfassendes Industriepartnerprogramm gestartet, das sich auf Dielektrika mit hohen KWerten konzentriert. »Wir laden alle interessierten Unternehmen, die über Erfahrungen auf diesem Gebiet verfügen, ein, bei dieser Initiative mitzuarbeiten«, betont Luc Van den hove, Vizepräsident Silicon Process Technology bei IMEC. Vor dem Hintergrund der sich kontinuierlich beschleunigenden SIA-Roadmap hängt vom Erfolg des Programms einiges ab. Um den engen Zeitrahmen einzuhalten, sind Fortschritte in einer derart kritischen Schicht eines IC nur über internationale Zusammenarbeit im großen Stil möglich. »Durch die enge Zusammenarbeit mit IMEC und verschiedenen anderen Halbleiterherstellern in einem gemeinsamen Programm haben wir eine reelle Chance, dass die passende Technologie rechtzeitig für die Fertigung von 100-nm-Bauteilen zur Verfügung steht«, sagt Ivo Raaijmakers, TechnologieEntwicklungsleiter bei ASM International. Von der Ausrichtung her weiß man, dass die Atomic-Layer-CVD-

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TITELSTORY »STPC Industrial« im Einsatz auf CompactPCI

SoC goes CompactPCI Die »System-On-Chip«-Technik ist die Fortführung der Integration von der Steckkarte in einen einzigen Chip. Bisher wurden die Chips kleiner, schneller und erhielten oft mehr Funktionen. Durch die Fortschritte in der Prozesstechnik ist es jetzt möglich, ganze Systeme aus unterschiedlichen integrierten Schaltungen (in Form von IP und Cores) in einem Chip zu einem kompletten System zusammenzufassen. Dadurch ergibt sich eine ganz neue Dimension für die Integration und für die Funktionalität. Besonders wichtig ist die direkte Integration eines leistungsfähigen Grafikcontrollers im Prozessorchip. Ebenso sind ISA- und PCI-Bridges schon integriert. Diese Systemintegration ist arbeits- und platzsparend und senkt die Kosten. Weniger Bauteile bedeuten weniger Fehlerquellen während der Entwicklung, weniger Anschlüsse (Lötstellen) und damit höhere Zuverlässigkeit sowie geringeren Stromverbrauch und damit weniger oder keine aktive Kühlung.

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ie Firma MEN hat die weltweit erste Anwendung mit der industriellen Variante der STPC-Familie auf eine CompactPCI-Karte integriert. Der STPC von ST Microelectronics ist ein komplettes PC-System auf einem Chip und für industrielle Anwendungen konzipiert. Damit kann MEN eine »kompakte« CompactPCI-Karte mit bisher nicht erreichter Volumenleistung auf den Markt bringen. »Durch

die Wahl des STPC-Prozessors in Verbindung mit der PC-Funktionalität zählt die F3 zu den robustesten und gleichzeitig kostengünstigsten Lösungen in der PCI-Welt – kombiniert mit den Vorteilen von CompactPCI«, meint Barbara Schmitz, MarketingManagerin bei MEN und beschreibt die Vorteile: »Die Funktionalität des STPC harmoniert perfekt mit den Anforderungen, die unsere Kunden an MEN-Produkte stellen und wofür wir als Spezialist bekannt ist. Der Chip bietet die komplette PCFunktionalität mit x86-Prozessor auf einem Board, ist industriell qualifiziert für extreme Umweltbedingungen und kompakt als 1-Slot-CompactPCI-Lösung im Einfach-Europaformat. Die Karte ist besonders kostengünstig im Vergleich zu PC/104Lösungen. Eine »Embedded-Version« als Ausführung Bild 1: Blockschaltung des STPC Industrial, der neue ohne CompactPCIDimensionen der Integration erschließt Anschluss ist eben-

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falls verfügbar.« Frau Schmitz weist auch besonders auf die verkürzte Entwicklungszeit (time-to-market) hin. Neben den zu erwartenden vollständig verfügbaren PC-Funktionen einschließlich TFT- und PC-CardSchnittstelle wurde der STPC um Funktionsblöcke erweitert, die besonders für industrielle Anwendungen benötigt werden. Dazu gehört aber auch die Ausführung in 3,3-Volt-Technik für besonders niedrige Leistungsaufnahme und damit Betrieb in einem weiten Temperaturbereich ohne zusätzliche Kühlung. Die UMA (Unified Memory Architecture) erlaubt preiswerte Embedded-Systeme. Der STPC kann vollständig mit einem FlashSpeicher betrieben werden. So werden mechanisch anfällige, rotierende Massenspeicher überflüssig. Der STPC von STMicroelectronics ist mit einem PC-kompatiblen x86Prozessor mit 100 MHz Taktrate, einem 80 MHz schnellen internen Bus, DRAM- und SVGA-Controller sowie ISA- und PCI-Bus ausgerüstet. Bis zu 4 GByte Adressraum stehen zur Verfügung. Ein im Prozessor-Core integrierter Befehls- und Daten-Cache mit 8 KByte beschleunigt die Programmabarbeitung ebenso wie die für verschiedene Betriebssysteme notwendige Floating-Point-Unit. Weitere integrierte PC-Funktionen sind DMA-Controller mit 2 bis 128 MByte Kapazität, PCI-Master/Slave/Arbiter für maximal drei interne Master, Timer und Powermanagement. Alle üblichen DRAM-Arten mit 60 bis 100 ns können eingesetzt werden. Die für PCIBetrieb notwendige Speicherlücke zwischen 1 und 8 MByte kann eingeblendet werden. Die bei PCs üblichen Schnittstellen wie z.B. Tastatur, Maus, serielle und parallel Ports sind ebenfalls vorhanden. Die Baud-Rate, Wortlänge, Zahl der Stopp-Bits und Parität für die serielle Schnittstelle können programmiert werden. Die Rückführung des Ausgangs auf den Eingang (loop-back) ist einstellbar. Bei der parallelen Schnittstelle wird auch der »Nibble«-Mode unterstützt. Der integrierte SVGA-Controller mit »2D-Graphic Accellerator« (64 Bit für Windows) ist VGA-kompatibel. Er liefert die Signale über den ebenfalls integrierten 135-MHz-RAMDAC (analog RGB) an einen Monitor in Auflösungen bis 1280 x 1024 Pixel im interlaced oder non-interlaced Modus

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TITELSTORY

bei bis zu 75 Hz Bildwiederholrate. Die Darstellung kann mit 8, 16, 24 oder 32 Bit je Pixel gewählt werden. Treiber für Windows und andere Betriebssysteme stehen zur Verfügung. In industriellen Anwendungen werden besonders häufig LC-Displays eingesetzt. Der STPC verfügt daher auch über eine TFT-Schnittstelle für Darstellungen im Bereich von 640 x 480 bis zu 1024 x 1024 Pixel für ActiveMatrix-TFTs mit 9-, 12- und 18-BitSchnittstelle. Je Takt können ein oder zwei Pixel an das TFT-Display übertragen werden. Kontrast und Helligkeit können über einen PWM (PulseWidth-Modulator) programmgesteuert geregelt werden. Die PanelLinkSchnittstelle wird unterstützt. Der PCI-Controller entspricht Version 2.1 der PCI-Spezifikation. Die Burst-Modes und Taktung mit 0,33oder 0,5-facher Geschwindigkeit wird unterstützt. Mit einem externen PAL können mehr als drei PCI-Master betrieben werden. Der ISA-Bus kann als Master oder Slave betrieben werden. Die üblichen Funktionen (Fast Gate A20, wait states, ROM in den C-, Doder E-Speicherblöcken) und Beschleunigungsmöglichkeiten (hidden refresh, buffered DMA und master ISA cycles) sind implementiert. Die PCMCIA-Schnittstelle kann als PC-Card- oder JEIDA-4.1-Variante betrieben werden. Powermanagement und Interrupts sowie DMA-Unterstützung für PCMCIA stehen zur Verfügung. Die »ExCA«-Funktion zur direkten Programmausführung von der PCMCIA-Karte ist implementiert. Der integrierte Peripheriecontroller ist 8237/AT-kompatibel mit 7-KanalDMA, hat zwei 8259/AT-kompatible Interrupt-Controller für 16 Interrupts für ISA und PCI, drei 8254-kompatible Timer/Counter und bietet Fehlerbehandlungslogik für die Coprozessorunterstützung. Das integrierte Powermanagement unterstützt die vier Energiesparfunktionen, SMM & APM, »I/O Trap & Restart« sowie RTC-, Interrupt- und DMA-»wake ups«. Außerdem sind ein programmierbarer Systamaktivitätsdetektor und ein unabhängiger Peripherie-»time-out«-Timer für die Überwachung einer Festplatte sowie der seriellen und parallelen Ports integriert. Neben der hohen Integration und damit geringem Platzbedarf wird auch die Zahl der benötigten Einzelkomponenten verringert, und vor allem viele fehSysteme 1/2000

Bild 2: Der STPC Industrial eigenet sich für den Einsatz in den unterschiedlichsten Applikationen leranfällige Lötverbindungen werden überflüssig. Der STPC ist ein »echter« PC, daher können auch die von STMicroelectronics unterstützten Betriebssysteme QNX und WindowsCE direkt eingesetzt werden. Windows 9x und weitere Betriebssysteme von anderen Anbietern wie OS-9, VxWorks und Linux können ebenfalls eingesetzt werden. Grafiktreiber, Referenzanwendungen und Informationen stehen zur Verfügung. Die Version mit 66 MHz ist für den industriellen Temperaturbereich E2 (-40 °C bis +85 °C) erhältlich. Alle Varianten stehen in einem 388-PinBGA-Gehäuse zur Verfügung. Auf Basis des STPC Industrial von STMicroelectronics hat MEN mittlerweile drei verschiedene Plattformen geschaffen. Eine CompactPCI-CPU im Einfacheuropaformat, die auch in einem 3HE/84TE-Baugruppenträger mit 7Slot-Busplatine angeboten wird, einen Single-Board-Computer im gleichen Format, jedoch ohne CompactPCI-Anschluß für »Deeply-Embedded«-Anwendungen und einen kundenspezifischen Single-Board-Computer, inklusive passendem Rack für eine MenschMaschine-Schnittstelle. Im Folgenden wird die CompactPCI-Variante, die derzeit die weltweit erste Anwendung von STPC Industrial auf CompactPCI darstellt, näher beschrieben. MENs jüngstes CompactPCI-Board ist eine echte 1-Slot-CPU im EinfachEuropaformat, optimiert für industrielle Steuerungs- und MSR-Anforderun-

gen hinsichtlich Funktionalität, Umweltbedingungen und Kosten. Durch die Wahl des STPC-Prozessors in Verbindung mit der PC-Funktionalität zählt die F3 zu den robustesten und gleichzeitig kostengünstigsten Lösungen in der PCI-Welt – kombiniert mit den Vorteilen von CompactPCI. Die Karte basiert auf dem x86-ProzessorCore mit sehr geringer Verlustleistung, dem mit 66 bis 100 MHz getakteten STPC Industrial von ST. Weitere für industrielle Anwender wichtige Funktionen umfassen verschiedene Watchdogs für die Überwachung von Temperatur, Spannung und Timeout, IDECompactFlash, PXI-Trigger-Leitungen (National Instruments) für anspruchsvolle Datenerfassungs- und Analyseaufgaben oder auch ein industrielles BIOS, beispielsweise für den Betrieb der Karte ohne Grafik. Dank der On-Chip-Funktionalität des STPC konnten alle Funktionsblöcke eines kompletten PCs zuzüglich der beschriebenen industriellen Komponenten auf einer einzigen Baugruppe im Einfacheuropa-Format untergebracht werden. Dabei benötigt die Karte auch nur einen Steckplatz am CompactPCI-Bus. Dies ist ein wesentlicher Vorteil in Anwendungen, die möglichst kompakte Elektronik erfordern. Ein weiterer Aspekt sind die niedrigeren Kosten der CPU-Einheit (nur eine Baugruppe in 3HE), des Gesamtsystems (kleinere oder keine Busplatine) und auch des Prozessors selbst, der zu einem attraktiven Preis

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TITELSTORY

angeboten wird. Sämtliche Funktionen der Karte werden durch Board-Support-Packages für Windows NT, Windows CE und VxWorks unterstützt. Die F3 wurde bereits in der Designphase für die in der späteren Anwendung oftmals geforderte industrielle Qualifikation vorbereitet wie z.B. Temperatur, Stoß, Vibration, chemische Einflüsse, Lackieren gegen Feuchte. Zusätzlich bietet MEN die Qualifikation und den Test gemäß DIN-, EN- oder IEC-Normen bzw. gemäß den individuellen Erfordernissen der Anwendung an. Hierbei erlaubt insbesondere der extrem verlustarme STPC-Prozessor problemlos den Einsatz bei einer Betriebstemperatur von -40 °C bis +85 °C (Temperaturbereich E2) und mehr. Damit stellt die Karte die geeignete Wahl für Anwendungen mit den denkbar extremsten Umweltbedingungen dar: Bahn, Schiff und Flugzeug. Über 100 Ein-/Ausgabe-Funktionen auf Mezzanin-Basis mit entsprechenden Trägerkarten für M-Module und PC•MIPs ergänzen die CPU-Funktionalität der Karte und ermöglichen so den Aufbau von maßgeschneiderten CompactPCI-Systemen für kompakte Anwendungen in rauher Industrieumgebung. Diese E/A-Palette umfasst ■ analoge und digitale Ein-/Ausgabe (Prozessein-/ausgabe), ■ Ein-/Ausgabe für MSR (Messen, Steuern, Regeln), ■ Ein-/Ausgabe für Antriebstechnik, ■ Feldbus- und ■ Kommunikationsschnittstellen sowie viele Spezialfunktionen. Dank der der kompakten Bauweise des STPC und damit der CPU-Bau-

Bild 3: Die Compact-PCI-CPUKarte F3 von Men 18

Bild 4: Beispiel für ein Mensch-Maschine-Interface mit integriertem STPC, das eine CNC-Maschine steuert gruppe sowie des bereits integrierten industriellen Grafikcontrollers eignet sich diese Kombination besonders gut zur Entwicklung von effektiven und kostengünstigen Mensch-MaschineInterfaces (MMI). Ein komplett neu entwickeltes MMI mit dem STPC Industrial als Herzstück steuert eine CNC-Werkzeugmaschine für die Herstellung von Präzisionsteilen. Der Augenblickszustand des Werkstücks kann im laufenden Zustand angezeigt werden. So ist der Fortgang der Bearbeitung kontrollierbar. Das gleiche MMI steuert einen Roboter in der Automobilfertigung. Besonders in der »Teach-in«-Phase ist die grafische Schnittstelle sehr wertvoll. So können Konflikte mit Objekten, die eine Roboterbewegung in direkter Linie behindern würden, erkannt und durch »Umfahrung« Kollisionen und Zerstörungen vermieden werden. Beide Anwendungen laufen unter dem Echtzeitbetriebssystem VxWorks. Der Rechner im Inneren des MMI, ein Single-Board-Computer ohne Busanschluss, macht sich etliche Funktionen des STPC für maßgeschneiderte Aufgaben zunutze: ■ Das TFT-Interface des STPC wurde aus Kostengründen auf STN mit einer Auflösung von 320 x 240 Bildpunkten umgesetzt. ■ Auf den Keyboard-Eingang des Prozessors wurde der Controller für die Folientastatur gelegt. ■ Der Drucker – über serielle Schnittstelle angeschlossen – wird direkt aus den Leistungsreserven des STPCs gesteuert.

■ Ethernet ist über den ISA-Bus des STPC angeschlossen. Des Weiteren verfügt die Rechnereinheit, die mit einer 24-V-DC-Versorgung ausgestattet ist, über zwei galvanisch getrennte RS485-Schnittstellen, eine Debug-Schnittstelle für SoftwareUpdates und den Download der Applikation. Über IDE angesteuertes CompactFlash dient für die Anwendung und ersetzt die Festplatte. Zwei Mezzanin-Steckplätze (ein PC/104-Steckplatz für ISA-Erweiterungen und ein PC•MIP-Steckplatz für PCI-Erweiterungen) stehen für flexible I/O-Erweiterungen – z.B. mit Modulen für Messund Steueraufgaben oder für die Kommunikation zur Verfügung. Mit dem Einsatz des STPC auf der F3Karte von MEN wird die hochkonzentrierte SoC-Technik erstmals in der harten industriellen Umgebung eingesetzt. So entstehen kompakte Anwendungen mit diesen »Kraftpaketen«, die bisher nicht denkbar waren, schon gar nicht zu bezahlbaren Preisen für Normalanwendungen. Nach diesem Konzept hat MEN auch eine hochintegrierte buslose (embedded) Variante sowie ein Komplettsystem vorgestellt. Durch die Weiterentwicklung der Chiptechnik kann die Taktrate für den STPC erhöht und gleichzeitig der Preis erniedrigt werden. Die hohe Integration verkürzt die Entwicklungszeit und beschleunigt die Markteinführung neuer Produkte wesentlich. (Hermann Strass, Technology Consulting) MEN Tel.: 09 11/99 33 50

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

Echtzeitbetriebssysteme sichern Produktqualität

Beschleunigte Software-Entwicklung Mehr Funktionalität heißt das Stichwort in der Embedded-SoftwareEntwicklung. Nicht nur bei Geräten der Post-PC-Ära wie PDA oder Set-Top-Boxen ist dieser Trend bemerkbar, sondern auch bei KfzFahrerinformationssystemen. Gerade die Automobilbranche ist ein gutes Beispiel, da der Wettbewerb Hersteller in Zukunft dazu zwingen wird, Systeme mit immer mehr Features in immer kürzeren Abständen einzuführen. Systeme, die Navigation, Spracherkennung, drahtlose Kommunikation, Web-Zugang, E-Commerce und andere Online-Services kombinieren, werden in den nächsten Monaten zum Standard werden. Für Fahrzeughersteller und Zulieferer bedeutet dies jedoch, dass sie über kurz oder lang vor demselben Problem stehen wie die Designer anderer Information-Appliances: Die meisten Betriebssysteme sind für einen derart schnellen Zuwachs an neuen Features nicht ausgelegt. Das Problem hat seine Ursache im traditionellen Embedded-Design, wo die Software während des kompletten Produktlebenszyklus nur wenig oder gar nicht geändert wird.

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as bedeutet, dass sich die Struktur von Betriebssystemen ändern muss, um heutigen Anforderungen von Seiten der Entwicklung zu entsprechen und damit die Time-to-Market zu verkürzen. Ziel ist es, den verschiedensten Branchen die Möglichkeit zu eröffnen, Applikationen »von der Stange« anbieten zu können. Installierte Systeme dürfen nicht mehr »geschlossen« sein, sondern »offen«, um sie so einfach wie möglich pflegen, aktualisieren oder erweitern zu können. Denn Features wie Web-Zugang mit XML oder Mul-

timedia-Plug-ins sind oft zu aktualisieren, wenn die Information-Appliances nicht bereits wenige Monate nach dem Kauf veraltet sein sollen. Viele kommerziell und firmenintern entwickelten Embedded-Betriebssysteme verwenden eine traditionelle »flache« Architektur, das heißt mit wenig oder gar keinen Hierarchien. Wie in Bild 1 dargestellt, werden bei dieser Architektur alle Software-Module in denselben Adressraum gelegt wie der Betriebssystem-Kernel; es besteht absolut kein Speicherschutz. Das

Bild 1: Eine »flache« Architektur bietet keinen Speicherschutz Systeme 1/2000

führt dazu, daß jedes noch so triviale Modul den vom Kernel verwendeten Speicher überschreiben kann – und somit das ganze System zum Absturz bringt. Es reicht schon ein einziger Programmierfehler – etwa ein ungültiger C-Pointer. Diese Architektur lässt offensichtlich wenig Spielraum für Fehler zu. Bei einem einfachen Embedded-Design ist das kein Problem, denn die meisten Probleme können dort bei der Integrationsprüfung ermittelt werden. Was aber, wenn das Projekt weiter wächst und 50, 100 oder 1000 Module umfasst? Mit Tausenden von Programmcodezeilen und Hunderten von aktiven Threads. Wo mit der Suche beginnen, wenn das System von einem verirrten Pointer zum Absturz gebracht wird? Selbst mit den besten Werkzeugen kann nicht immer das fehlerhafte Modul ermittelt werden. Wurde der Fehler behoben, muß die komplette Software wahrscheinlich neu getestet werden. Der Grund ist einfach: Wird unter einer »flachen« Architektur eine

»Flache« Architektur ist unsicher Programmcodeänderung durchgeführt, muss das komplette Abbild des Moduls im Speicher neu gelinkt werden, wodurch ein neues Abbild mit anderen Speicheradressen-Offsets gebildet wird. Ein Modul, das bisher einen unbenutzten Datenbereich überschrieben hat, könnte nun einen kritischen Datenbereich überschreiben, der von einem anderen Modul – eventuell sogar dem Betriebssystem-Kernel – verwendet wird. Dieses Problem kann durch Hinzufügen einer einzigen Programmcodezeile entstehen. Weshalb aber arbeiten noch so viele Betriebssysteme mit dieser Architektur? Der Grund lässt sich historisch erklären: Bis vor kurzem verfügten die meisten Embedded-Prozessoren noch über keine integrierte MMU. Ein weiterer Grund ist die Leistung: Viele kommerzielle und firmeninterne Betriebssystementwickler haben Schwierigkeiten, den zusätzlichen Overhead der MMU zu unterstützen. Manche behaupten sogar, dass Speicherschutz aus Leistungsgründen geopfert werden muss. Dies entspricht jedoch nicht unbedingt den Tatsachen. Wie später noch zu sehen ist, kann ein gut ausgelegtes Betriebssystem nicht nur um-

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SCHWERPUNKT

fangreichen MMU-Schutz gewähren, sondern eine Leistung bieten, die einer konventionellen »flachen« Betriebssystemarchitektur entspricht oder sie übertrifft. Bei dem Versuch, das Problem der »flachen« Architektur anzusprechen, greifen einige Programmierer von Embedded-Betriebssystemen auf eine monolithische Kernel-Architektur zurück (Bild 2). Bei dieser Architektur läuft jedes Anwendungsmodul in einem eigenen speichergeschützten Adressraum. Versucht eine Anwendung den von einem anderen Modul genutzten Speicher zu überschreiben, fängt die MMU den Fehler ab, sodass der Entwickler die fehlerhafte Stelle erkennt. Auf den ersten Blick sieht das gut aus. Der Entwickler muß nicht länger in Sackgassen nach subtilen Fehlern im Anwendungscode suchen. Alle »low-level«-orientierten Module wie Dateisysteme, Protokoll-Stacks oder Treiber bleiben mit demselben Adressraum wie dem Kernel verbunden. Eine einzige Speicherschutzverletzung in nur einem einzigen Treiber kann das System immer noch zum Absturz bringen, wobei eine nur schwache oder gar keine Spur des Fehlers übrig bleibt.

UPM-Architektur erhöht Zuverlässigkeit Dies stellt ein echtes Problem dar, da Entwickler von Embedded-Systemen viel Zeit mit der Entwicklung von »low-level«-orientierten Modulen verbringen. So verfügt beispielsweise der Switch einer Telekommunikationsanlage über einen großen Anteil an Protokollen und Treibern für kundenspezifische Hardware. Das führt dazu, dass

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Bild 3: Die UPM-Architektur schützt den Speicher für sämtliche SoftwareKomponenten einschließlich Betriebssystemmodule und Treiber die mit einer »flachen« Architektur einhergehenden Probleme den Entwickler immer noch plagen. Tage oder Wochen werden damit verbracht, korrupte C-Pointer aufzuspüren. Umfangreiche Prüfmaßnahmen sind für jede Programmcode-Änderung erforderlich, und es besteht die Gefahr, dass sogar ein triviales Modul das System zum Absturz bringt. Um diese Engpässe in der Entwicklung zu beseitigen, muß ein Betriebssystem die Architektur des »Universal Prozess Models« (UPM) implementieren. Wie aus Bild 3 zu erkennen ist, implementiert ein Universal-ProzessModel einen kleinen Satz essentieller Dienste innerhalb des Kernels selbst wie zum Beispiel Scheduling, Interprozesskommunikation und die Umleitung von Hardware-Interrupts. Alle übrigen Systemdienste werden durch optional hinzufügbare Prozesse bereitgestellt. Das führt dazu, daß jeder Treiber, jedes Protokoll, jedes Dateisystem, jeder I/O-Manager und jedes Gra-

Bild 2: Eine monolithische Architektur bietet Speicherschutz, aber nur für Anwendungen 20

fiksubsystem in seinem eigenen speichergeschützten Adressraum laufen kann. Dass diese Architektur die Zuverlässigkeit erhöht, ist offensichtlich. Erstens enthält der BetriebssystemKernel nur wenig Programmcode, der Fehler verursachen könnte. Zweitens ist es sehr unwahrscheinlich, daß irgendein Modul – auch ein schlecht programmiertes mit höchstem Zugriffsrecht – den Kernel korrumpieren könnte. Darüber hinaus läuft nun jedes Modul als unabhängiger Prozess; das bedeutet, dass sich jeder Teil des Software-Systems beliebig starten, stoppen, verändern oder aktualisieren lässt, ohne einen Neustart durchführen oder den Kernel neu erstellen zu müssen.

Geprüften Binärcode verwenden Wie bereits erwähnt, kann bei einem konventionellen Betriebssystem eine einzige Code-Korrektur für einen Treiber zu einer anderen Kernel-Abbildung führen, sodass umfangreiche Prüfungen erforderlich sind. Beim UPM umfasst der Kernel jedoch nur bestimmte essentielle Dienste, sodass derselbe Binärcode verwendet werden kann, der bereits vom Betriebssystemlieferanten im Labor geprüft und von jedem Anwender im Einsatz getestet worden ist. Darüber hinaus besitzt jedes Modul einen linearen virtuellen Adressraum, der mit 0 beginnt, sodass sogar der Binärcode jeder unveränderten Anwendung sowie jedes unveränderten Treibers, Betriebssystemmoduls und Protokoll-Stacks wiederverwendbar ist. Das Ergebnis: Bei den

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meisten Codeänderungen müssen nur die betroffenen Module getestet werden, nicht die komplette Software. Durch den geringeren Zeitaufwand für Prüfungen hat der Entwickler mehr Möglichkeiten, neue Features hinzuzufügen oder bestehende zu verbessern – auch während späteren Phasen des Entwicklungszyklus. Auch lassen sich verschiedene Versionen eines Produkts schneller freigeben. Zu beachten ist, dass einige Embedded-Betriebssysteme zwar ein eingeschränktes Prozessmodell unterstützen, aber nicht die beschriebene Methode verfolgen. Statt jedem Prozess eine virtuelle Adresse mit dem Startpunkt 0 zuzuordnen, verlässt sich das Betriebssystem auf Fixups und Offsets, um Prozesse und Treiber im Speicher zu positionieren. Das führt dazu, dass ein Binärcode nicht immer für die komplette Produktpalette verwendet werden kann. Findet dennoch ein und derselbe Binärcode Verwendung, muss sichergestellt sein, dass er in das vorhandene Schema der Speicherzuordnung passt. Bei konventionellen Betriebssystemarchitekturen muss jeder Entwickler möglicherweise die Funktionsweise jedes Moduls detailliert kennenlernen, einfach um zu verhindern, dass man sich nicht im Adressraum eines anderen aufhält. Bei zunehmender Komplexität einer Anwendung ist es manchmal erforderlich, mehr Zeit zum Erlernen des Quellcodebaums zu verwenden als ihn zu entwickeln. Beim UPM müssen die Programmierer das System nicht in-

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und auswendig kennen. Tritt eine Speicherkorruption auf, wird sie vom Betriebssystem identifiziert. Erfahrene Entwickler haben mehr Zeit, das zu tun, wofür sie bezahlt werden: Kernprobleme lösen und den Produkten echten Mehrwert hinzufügen. Auch Programmierer mit weniger Erfahrung werden schon viel früher produktive Lösungen schaffen. Da beim UPM die Fehlersuche in Maschinencode-orientierten Modulen mit Hilfe von Quellcode-orientierten Werkzeugen durchgeführt werden kann, können Programmierer, die nur Anwenderapplikationen geschrieben haben, nun auch Treiber, Dateisysteme usw. entwickeln.

Systemerholung ohne Neustart Das UPM beseitigt praktisch KernelFaults, verfügt aber über eine Anzahl weiterer eigener Features, durch die die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Embedded-Systemen erhöht wird. Dazu gehören eine automatische Wiederherstellung nach Software-Fehlern, ein schnelles Austauschen sowohl der Hardware als auch der Software sowie die Möglichkeit, Komponenten der Anwendung über multiple CPUs zu verteilen. Ganz egal, wie sorgfältig programmiert wurde, einige Fehler werden erst zur Ausführungszeit auftreten. Bei einer »flachen« Architektur ist ein Reset die einzige Möglichkeit zur Erholung

des Systems. Bei einer monolithischen Architektur ist eine Erholung ohne Neustart möglich, aber nur, wenn der Fehler auf der Anwendungsebene liegt. Beim UPM ist eine Erholung ohne Neustart möglich, und zwar auch dann, wenn der Fehler in einem Treiber, einem Protokoll-Stack oder in einem kundenspezifischen Betriebssystemmodul auftritt. Um das zu erreichen, nutzt man intelligente, anwendergeschriebene Mechanismen, die als »Software-Watchdogs« bezeichnet werden. Nimmt man beispielsweise an, dass ein Treiber fehlerhaft ist. Statt einen vollständigen Reset zu erzwingen, könnte ein SoftwareWatchdog Folgendes tun: ■ den Treiber einfach neu starten oder ■ den Treiber sowie eventuell dazugehörige Prozesse neu starten. In beiden Fällen kann der SoftwareDesigner genau bestimmen, welche Prozesse neu gestartet werden sollen. Beim Durchführen eines teilweisen Neustarts oder, falls erforderlich, eines koordinierten System-Resets, kann der Software-Watchdog auch Informationen über den Software-Fehler sammeln. Hat das System beispielsweise Zugriff auf einen Massenspeicher wie Flash-Speicher oder Festplatte, kann der Watchdog eine Speicherauszugsdatei des Prozesses erzeugen, die man mit Quellcode-orientierten Testhilfen betrachten kann. Diese Speicherauszugsdatei ■ kennzeichnet genau die Codezeile, die den Fehler verursacht hat und

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■ ermöglicht das Ansehen der Ressourcen wie zum Beispiel Variablen und eine History von Funktionsaufrufen. Vergleicht man diese Vorgehensweise mit den konventionellen Hardware-Watchdogs, die das System einfach zurücksetzen, ohne auch nur eine Spur des Fehlers zurückzulassen, ist die Wahl eindeutig. Der Fehler kann nicht nur nachvollzogen, sondern auch behoben werden. Darüber hinaus kann ein Software-Watchdog Systemereignisse überwachen, die für einen Hardware-Watchdog »unsichtbar« sind. Beispielsweise kann ein Hardware-Watchdog dafür sorgen, dass ein Treiber die Hardware bedient. Aber er kann nur sehr schwer feststellen, ob andere Programme korrekt mit dem Treiber kommunizieren. Ein Software-Watchdog dagegen kann auch diese Lücke abdecken und Maßnahmen ergreifen, bevor der Treiber selbst Anzeichen für Probleme aufweist. Natürlich sind Software-Fehler nicht die einzige Ursache dafür, daß ein System abstürzt. Anwender müssen häufig ihre »flachen« und monolithischen Systeme herunterfahren, um Treiber, Protokoll-Stacks oder Betriebssystemmodule auf den neuesten Stand zu bringen. Mit der UPM-Architektur kann man jedoch diese Module im Betrieb austauschen, ohne das System neu starten zu müssen. Zu beachten ist dabei, dass damit nicht das einfache Hinzufügen von Modulen bei einem aktiven System gemeint ist. Bei einigen monolithischen Betriebssystemen lassen sich beispielsweise Treiber am

Kernel dynamisch anbinden. Da diese Treiber dann jedoch im KernelRaum laufen, können sie nicht entfernt, neu gestartet oder ersetzt werden. Dagegen kann beim UPM jede Komponente beliebig hinzugefügt oder entfernt werden. Mit dieser flexiblen Kontrolle über »low-level«orientierte Module lässt sich auch veraltete oder defekte Hardware austau- Bild 5: Durch die UPM-Architektur wird die Treiberschen, und zwar entwicklung drastisch rationalisiert wiederum ohne das ment gelegt wird, Nachteile für die System neu starten zu müssen. VerLeistung? Die Antwort ist nein, nicht, sagt beispielsweise eine Ethernetwenn das UPM richtig implementiert Karte, kann der Treiber beendet werwurde: Beispielsweise kann ein UPMden, eine neue Karte eingesetzt und Betriebssystem wie QNX eine Kontexder Treiber mit den Parametern der tumschaltung, das heißt die erforderlineuen Karte gestartet werden. Es läsche Zeit zum Anhalten eines Prozesses st sich sogar eine neue Karte einund zum Neustart auf einem 133stecken, die einen anderen Chipsatz MHz-Pentium-Prozessor in nur 1,95 verwendet und dann der entsprechenµs durchführen. Das ist mehr als de Treiber starten. Durch eine ähnlischnell genug für praktisch jede leiche Vorgehensweise kann man sogar stungskritische Anwendung. so katastrophalen Situationen wie einem Festplattenabsturz begegnen. Versagt eine lokale Festplatte, lassen Betriebssystem sich Dateioperationen auf eine andere richtig wählen Festplatte im Netz umdirigieren. Das ist etwas völlig anderes als bei konZusammenfassend läßt sich sagen, ventionellen Betriebssystemen, wo dass die Wahl des richtigen Betriebssyssogar eine triviale Wartungsaufgabe tems entscheidend ist. Nicht nur in Bewie das »Upgrazug auf die Zuverlässigkeit und die den« eines MausLeistung des Systems, sondern auf die treibers ein Syeigentlichen Möglichkeiten, neue Prostem-Reset oder dukte unter engen Zeitvorgaben bereitein Neukompiliezustellen. Natürlich können auch ren des Kernels Werkzeuge einen Unterschied machen, notwendig machen doch können sie den erheblichen durch kann. konventionelle Betriebssysteme auferDie Vorteile der legten Aufwand für Fehlersuche, PrüUPM bei der Entfung und Wartung nicht ausgleichen. wicklung und wähBleiben Innovation, Time-to-Market rend der Ausfühund Zuverlässigkeit Wunschdenken? rungszeit wurden Kann ein Betriebssystem dabei helfen? aufgezeigt, doch Die Antwort ist definitiv ja, vorausgebleibt die Frage: setzt natürlich, es hat die richtige ArHat die Tatsache, chitektur. dass jede Anwen(Matthias Stumpf, QNX) dung, jeder Treiber und jedes BetriebsQNX Software Systems Bild 4: Bei konventionellen Betriebssystemarchitekturen systemmodul in ein Tel.: 05 11/94 09 10 ist die Treiberentwicklung unpraktisch und zeitaufwendig eigenes MMU-Seg22

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Desktop-ähnliche IDE und RTOS

POSIX für EmbeddedAnwendungen Bei steigender Komplexität moderner Software können SoftwareAnwendungen in die zwei Hauptkategorien Desktop und Embedded eingeteilt werden. Desktop-Anwendungen laufen auf Workstations oder PCs, während Embedded-Anwendungen auf Computersystemen Einsatz finden, die innerhalb einer größeren Einheit eingebunden oder verborgen sind. Die Betriebssysteme für diese beiden Anwendungsbereiche haben historisch unterschiedliche Entwicklungswege durchlaufen. Es gab bis heute kaum eine sichtbare Annäherung zwischen diesen beiden Welten. Daher funktionieren Anwendungen für Desktops nicht in einem Embedded-System und umgekehrt. Die Anforderungen an beide Systeme sind unterschiedlich, und die Leistungsmerkmale, die von den jeweiligen Betriebssystemen angeboten werden, auch. Durch die Verbreitung des Internets in der EmbeddedWelt ist heute jedoch eine Annäherung zur Desktop-Technologie deutlich erkennbar.

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s gibt zwei grundlegende Ursachen für diese Annäherung. Erstens hat die allgemeine Form eines Internet-Geräts den Effekt, dass traditionelle Desktop-Anwendungen in Embedded-Systemen eingesetzt werden. Klassische Desktop-Anwendungen wie z.B. E-Mail-Clients, Browser und computergestütztes Telefonieren sind Bestandteil des sich entwickelnden Markts der Internet-Geräte. Zweitens erfordert der Gebrauch des Internets als ein weltweites Nachrichtennetz in traditionellen Embedded-Anwendungen, dass diese Technologien – einst der alleinige Bereich des Desktops – für Embedded-Systeme verfügbar werden. Die Grenzen, die zwischen einer Desktop-Anwendung und einer Embedded-Anwendung liegen, beginnen zu verwischen. Neue Entwickler, unerfahren in der Welt der EmbeddedSoftware, werden sich eine gewohnte Programmierumgebung wünschen, die dem Desktop ähnelt. Der Desktop vertritt die Hauptlinie der Computersysteme. Jede neue Technologie, die entwickelt wird, ist zuerst für den Desktop, basierend auf den Standards für Unix und Microsoft Windows, verfügbar. Eine Brücke zwischen der Welt der Embedded-Systeme und der Welt des Desktops ist erforder-

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lich, um Software schnell auf Embedded-Systemen zu portieren. Wenn zum Beispiel ein Entwickler für EmbeddedAnwendungen die neuesten Verbesserungen des Caches in Web-Servern ausnutzen will, dann gibt es keine Möglichkeit, als diese Lösung von einer Unix- oder Windows-Plattform auf eine spezifische Embedded-Plattform zu übertragen. Was also gebraucht wird, ist ein Weg, die Anwendungen, die auf dem Desktop laufen, bzw. Technologien, welche anfänglich auf dem Desktop entwickelt wurden, auf ein EmbeddedSystem zu übertragen. Dies ist die Motivation für das Design der Version 5 des Echtzeit-Betriebssystems VRTX. Die Anforderungen an ein Embedded-System-Design sind anspruchsvoll. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass Embedded-Systeme immer kompliziertere Probleme lösen sollen. Sie werden in neuen Anwendungsgebieten eingesetzt, die umfangreiche und komplexe System-Software-Lösungen erfordern. Bis vor kurzem stellten universelle Primitive des Betriebssystems eine wirksame Lösung für viele Anwendungen dar. Dienste konnten überlagert werden, und eine lose Sammlung von Primitiven konnte kombiniert werden, um die Grundbedürfnisse vie-

ler Designs zu befriedigen. Seit kurzer Zeit fordern Anwendungen, dass echte Netzwerkbetriebssysteme, Multimediadienste und Multiprozessorunterstützung bereitgestellt werden. Trotz der Tatsache, dass die Anforderungen an die Embedded-Systeme wachsen und die Anwendungen zunehmen, bleiben auch die traditionellen Anforderungen an die EmbeddedSystem-Software bestehen. Dazu zählt die Notwendigkeit nach kleinen, schnellen und deterministischen Lösungen. Zusätzlich wird die Nachfrage für optimierte Systemlösungen auf einer breiten Vielfalt von Prozessorarchitekturen und ihren Varianten größer. Das VRTX-5-Entwicklerteam war sich im Klaren, dass die bestehende RTOS-Technologie (Real-Time-Operating-System) den Anwendungen nicht genügend Freiheiten erlaubt, auf Veränderungen der Programmierschnittstellen (Applications Programming Interface – APIs) zu reagieren oder Eigenschaften für eine spezifische Anwendung im Betriebssystem hinzuzufügen. Deshalb wurde das VRTX-5-System so entworfen, dass Änderungen an den Schnittstellen und Basisdiensten, die zu einer Anwendungsumgebung exportiert werden, ohne Entwurfsänderungen im SystemKernel realisierbar sind. Entwickler können schnell Erweiterungen vornehmen, um spezifischen Anforderungen vertikaler Anwendungen Rechnung zu tragen. Diese Fähigkeit ermöglicht es, schnell auf Veränderungen in der Technologie zu reagieren. Zusätzlich gestattet es Anwendern, die ihre eigenen internen Schnittstellen haben, ihre Software-Lösungen wiederzuverwenden. Damit umgeht man das Problem der Ausführungsgeschwindigkeit des Software-Schichtenmodells. Neue Programmierschnittstellen liegen parallel zu bestehenden. Neue und erweiterte Schnittstellen können mit VRTX 5 bereitgestellt werden, indem diese Dienste direkt mit Hilfe weniger Basisdienste implementiert werden, ohne dabei eine komplexe APISchicht über eine andere lagern zu müssen. Idealerweise sollte das Design für ein Embedded-Betriebssystem so ausgelegt sein, dass es mehr als eine Standard-Programmierschnittstelle unterstützen kann. Die Vielfalt von Anwendungen, in denen ein RTOS in Embedded-Designs benutzt wird, erschwert

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jedoch die Definition einer Umgebung, welche allen Anforderungen gerecht wird. Darüber hinaus zeigt uns die Geschichte, dass Standards, die heute weit verbreitet sind, bereits sehr bald veraltet sein können. Zusätzlich hat eine Übersicht über existierende APIs gezeigt, dass der größte Teil der Dienste innerhalb dieser APIs allgemein ist. Verschiedene kommerzielle Lösungen bauen Schnittstellen auf proprietären Diensten oder realisieren Schnittstellen mit Hilfe eines Mikro-Kernels unter Benutzung von Diensten des Nachrichtenaustausches. Jedoch zeigte es sich, dass diese Lösung (mehrere SoftwareSchichten) zu Ineffizienzen führen, die in Embedded-Systemen nicht akzeptabel sind. Allerdings wird von VRTX 5 gefordert, mehrere Schnittstellen möglichst parallel zu unterstützen, gleichzeitig sollen aber auch die wohlbekannten Einschränkungen des Software-Schichtenmodells vermieden werden. Das Design stellt auf der Basis eines kleinen System-Kernels, genannt Nano-Kernel, den notwendigen Satz von Diensten bereit, mit denen alle Standardschnittstellen und Umgebungen implementiert werden können. Diese Vorgehensweise erlaubt es, dass mehrere Schnittstellen in Anwendungen exportiert werden, ohne mehrere Software-Schichten übereinanderzulagern. In der Tat können mehrere APIs gleichzeitig unterstützt werden. Bis jetzt wurden drei verschiedene APIs realisiert: ■ VRTXpx bietet eine umfassende Untermenge der Funktionen des POSIX-Standards, soweit diese für Embedded-Systeme sinnvoll einsetzbar sind. Diese Schnittstellen werden in den Standards ISO/IEC 9945-1 (ANSI Std. 1003.1) und P1003.21 LIS DS5543 definiert. ■ Das erweiterte VRTXsa-API ist kompatibel sowohl zum aktuellen VRTXsa- als auch zum traditionellen VRTX32-Kernel. ■ Weiterhin ist die Nano-KernelSchnittstelle verfügbar. Sie dient als Ausgangspunkt für Entwickler, um neue Dienste bereitzustellen oder bestehende zu erweitern. So können Firmen die Programmierschnittstellen eines selbstentwickelten Echtzeitbetriebssystems auf den NanoKernel portieren. Damit ergibt sich für den Anwender die Möglichkeit, bestehende Applikationen wieder24

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zuverwenden und neue Programmteile mit dem offenen POSIX-Standard zu implementieren. Ein einheitliches mit dem Nano-Kernel integriertes I/O-System (IOS) bietet eine standardisierte, geräteunabhängige und POSIX-kompatible Schnittstelle. Es verkapselt die I/OAnforderungen von IFX (I/O und Dateimanager), der ANSI-C-Laufzeitbibliothek, SNX (dem STREAMS-basierenden TCP/IP-Subsystem) und VRTX 5. Das IOS stellt ein allgemeines Deskriptormanagement für VRTX 5 bereit. Dieses löst eine Vielzahl spezifischer Probleme, die Entwickler bei der Benutzung von kommerziellen Embedded-Betriebssystemen jahrelang getroffen haben, bei denen alle Software-Komponenten (Netzwerk, Dateisystem) eine eigene Deskriptorverwaltung unterstützten. Spezifische Merkmale werden durch das IOS zur Verfügung gestellt: ■ mit dem POSIX-Standard konforme I/O-Schnittstelle, ■ standardisiertes stdin, stdout & stderr-Verhalten für die Konsoleingabe und -ausgabe, ■ global oder pro Thread verwaltete Deskriptoren, ■ einfacher, direkter Mechanismus für die Entwicklung und Integration der vom Anwender entwickelten Gerätetreiber mit dem RTOS, ■ dynamisch installierbare und deinstallierbare Gerätetreiber und ■ Standard-Dateisysteme – MSDOS6.2-kompatibel. VRTX ist konform zum aktuellen Standard der ANSI-Definition für die Sprache C. Dies ermöglicht die Wiederverwendung von Anwendungen in unterschiedlichen Programmierumgebungen. Zusätzlich ist auch das bekannte Problem der Wiedereintrittsfähigkeit (reentrancy) der ANSI-C-Bibliotheksfunktionen gelöst. Mit VRTX ist sichergestellt, dass Bibliotheken, die ursprünglich für SingletaskingUmgebungen entwickelt wurden, in der Multitasking-Umgebung korrekt arbeiten. Die Bibliotheken sind vollständig mit dem IOS integriert, einschließlich der vollen Unterstützung von stdin, stdout & stderr. Weiterhin ist das Problem der Verlängerung der Task-Wechselzeiten behoben. Herkömmliche Echtzeitbetriebssysteme verwenden einen erweiterten Task-Wechselmechanismus, um Daten zu sichern, die nicht Bestandteil des Task-Kontrollblocks sind. Bei-

spielsweise benutzten verschiedene Echtzeitbetriebssysteme diesen Mechanismus, um die Variable »errno« der ANSI-C-Bibliothek (RTL) lokal für alle Tasks zu verwalten. Der gravierendste Nachteil zusätzlicher Funktionsaufrufe während des Task-Wechsels ist, dass mit steigender Anzahl von Tasks und lokalen Daten auch die Zeit für einen Task-Wechsel zunimmt. Die Lösung für dieses Problem ist die Verwendung lokaler Daten, die direkt vom Kernel für jede Task verwaltet werden (in der POSIX-Literatur auch als »Thread Specific Data« bzw. »Keys« bekannt). Sowohl die Unterstützung von Keys als auch die Integration der RTL mit dem IOS erbrachte eine deutliche Leistungsverbesserung im I/ODurchsatz. Eine Reihe neuer RTOS-Eigenschaften wurden mit VRTX 5 eingeführt. Sie stehen dem Anwender über entsprechende Erweiterungen im API zur Verfügung. Außerdem werden sie intern von der System-Software (RTL, SNX, Dateisystem usw.) benutzt, um eine bessere Integration zu gewährleisten. Damit konnten spezifische technische Einschränkungen früherer VRTX-Versionen behoben werden. Zum Beispiel findet der Mechanismus »Thread lokaler Daten« neben der RTL auch im IOS und SNX seinen Einsatz. Die Verwendung »Thread lokaler Daten« löst das Problem der Degradation der Task-Wechselzeiten infolge eines erweiterten Task-Wechselmechanismus. Weiterhin stellt der Nano-Kernel direkt Signale bereit. Damit entfällt die Notwendigkeit, Signale in allen APIs zu implementieren. In den jeweiligen Programmierschnittstellen (VRTXsa, VRTXpx) erfolgt nur noch die Anpassung an die entsprechende Semantik des jeweiligen Standards. Nachfolgend aufgeführte Dienste stehen sowohl im POSIX API als auch im VRTXsa API zur Verfügung. ■ Thread lokale Daten, ■ Signale, ■ mehrfache Programmierschnittstellen (Personalities) für Nano-Kernel und IOS sowie ■ virtuelle Timer. Beim Einsatz des transparenten Nachrichtenaustausches kann nicht davon ausgegangen werden, dass einzelne Anwendungsteile, die miteinander Nachrichten austauschen, über gemeinsamen Speicher verfügen. Die Aktivitäten der Kommunikation und

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der Synchronisation erfolgen daher über den Austausch von Nachrichten unter Benutzung von zum Teil unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen. Die Methode des transparenten Nachrichtenaustausches bietet die Möglichkeit, die zugrundeliegende Technologie für die Interprozesskommunikation zu wechseln, ohne die Anwendungs-Software selbst ändern zu müssen. Die meisten der kommerziellen Echtzeitbetriebssysteme bieten neben den traditionellen Synchronisationsdiensten auch Dienste für eine InterTask-Kommunikation. So erlauben beispielsweise Message-Queues das Senden und Empfangen von Daten zwischen Tasks. Semantisch ähneln Message-Queues den Semaphoren in der Weise, dass beide Dienste Tasks blockieren, während sie auf Nachrichten warten. Weiterhin kann eine Task verschieden viele Nachrichten sowohl an Semaphoren als auch an MessageQueues versenden. Allerdings kann eine Message-Queue im Gegensatz zu einer Semaphore auch Daten empfangen. Message-Queues kombinieren Eigenschaften der Synchronisation und der Kommunikation. Typischerweise sind die Daten, die übertragen werden, in ihrer Größe begrenzt. Entweder handelt es sich um eine Variable von der Größe eines Zeigers oder um ein paar wenige Worte Speicher. In einem Einzelprozessorsystem, in dem sich alle Tasks den Speicher teilen, ist es einfacher, einen Zeiger auf die Daten zu übertragen, anstatt die gesamte Nachricht von einer Speicherstelle zu einer anderen zu kopieren. Ähnlich verhält es sich beispielsweise mit Multiprozessorsystemen, die die Speicherverwaltung und den Nachrichtenaustausch über den VMEbus abwickeln. Die logische Erweiterung von Message-Queues ist die Möglichkeit des transparenten Nachrichtenaustausches, ohne der Notwendigkeit, gemeinsam benutzten Speicher zu verwenden. Die Vorgehensweise des Nachrichtenaustausches wie sie bei gängigen Echtzeitbetriebssystemen anzutreffen ist, funktioniert auch für Multiprozessorsysteme, solange gemeinsam benutzter Speicher verfügbar ist. Hat man jedoch mehrere Prozessoren und keinen gemeinsamen Speicher, muss die Implementierung des Nachrichtenaustauschs geändert werden. Der Rahmen für den Nachrichtenaustausch bleibt bestehen: Systeme 1/2000

■ beschaffe lokalen Speicher, ■ fülle diesen mit Daten und ■ übermittle den Zeiger auf diese Daten im Systemaufruf für die Nachrichtenübertragung. Auf der Empfängerseite sind die gleichen Schritte wie im Fall von gemeinsam benutztem Speicher auszuführen. Der Empfänger erhält einen Zeiger zu den Daten, die sich im lokalen Speicher der Task befinden. Diese müssen transparent ohne Abhängigkeit von gemeinsamem Speicher sein. Das heißt, die Nachrichtenübermittlung erfolgt direkt von Task zu Task ohne eine Zwischenspeicherung im Kernel bzw. in einer Message-Queue. VRTX unterstützt den transparenten Nachrichtenaustausch und bietet dafür vielfältige Funktionen. Mit beiden Systemschnittstellen, VRTXsa und VRTXpx erhält der Entwickler Zugriff auf Funktionen, die eine lokale Nachrichtenübermittlung erlauben. Nachrichten können zwischen Tasks eines Kernels bzw. Prozessors ausgetauscht werden. Der transparente Nachrichtenaustausch ist integraler Teil des VRTX-Nano-Kernels. Dies führt zu einer effizienten Implementierung ohne den Zwischenschritt über Basisprimitive. Sowohl mit VRTXpx als auch VRTXsa ist es möglich, Anwendungen zu entwickeln, die auf dem Paradigma des synchronen Austausches von Nachrichten variabler Länge basieren. Die VRTXpx-Schnittstelle entspricht dabei dem POSIX.21-Standard-API für die Kommunikation in verteilten Echtzeitsystemen. Viele Anwendungen benötigen sowohl transparenten Nachrichtenaustausch als auch den Austausch von Nachrichten über gemeinsamen Speicher. VRTX 5 bietet Abstraktionen für beide Methoden des Nachrichtenaustausches. Der Entwickler hat somit die freie Wahl der Systemfunktionen bei der Entwicklung seiner Applikation. VRTX 5 kennt weder Prozesse noch eine virtuelle Speicherverwaltung. Dennoch bleibt die MMU nicht ungenutzt. Bei CPUs wie dem PowerPC 860 von Motorola wird über die MMU unter anderem auch der Cache gesteuert. Für das Erreichen der maximalen Leistung dieser CPU ist die korrekte Initialisierung der MMU unumgänglich. Deshalb bietet VRTX die Möglichkeit, für unterschiedliche Adressbereiche unterschiedliche Cache-Attribute zu setzten. Neu mit der VRTX Version 5.B ist die Unterstützung des

Zugriffsschutzes für bestimmte Speicherbereiche. Der Anwender kann hier die MMU benutzen, um: ■ Programmbereiche vor dem Überschreiben zu schützen, ■ Datenbereiche als nicht ausführbar zu kennzeichnen, ■ nur das Lesen für konstante Daten zu erlauben, ■ das Überlaufen und Unterlaufen des Stacks einzelner Task zu verhindern, ■ das Überschreiben des Stacks durch andere Tasks auszuschließen, ■ Speicherzugriffe über Zeiger mit dem Wert Null abzufangen und ■ vor Zugriffen auf ungültige Adressbereiche zu schützen. VRTX bietet umfangreiche Sicherheitseigenschaften, die die grundlegenden Geschwindigkeitscharakteristiken des Kernels nicht beeinflussen. Damit sind Speicherschutzfunktionen nicht nur für das Debugging, sondern auch in der endgültigen Applikation sinnvoll anwendbar. Beim Auftreten einer entsprechenden Schutzverletzung kann der Anwender selbst entscheiden, wie das Gesamtsystem auf dieses Ereignis reagieren soll, z.B. mit einem Neustart des Systems oder dem Beenden der entsprechenden Tasks. Daten, die eine Task im Arbeitsspeicher des Kernels besitzen bzw. über den Heap anfordern, werden mit VRTX nicht vor dem Zugriff durch andere Tasks geschützt. Ein derartiger Schutz würde eine deutliche Verschlechterung der Leitungsfähigkeit des Gesamtsystems bedeuten. Wäre z.B. der Zugriff auf diese Daten durch andere Tasks geschützt, dann können Nachrichten zwischen Tasks nur im Kernel-Modus ausgetauscht werden. Dies hätte zur Folge, dass die Zeit für einen Task-Wechsel von der Anzahl und der Länge der zu übertragenden Nachrichten abhängt. In diesem Fall könnte nicht mehr von einem deterministischen Kernel gesprochen werden. Mit VRTX 5 hat der Anwender direkte Kontrolle über die Behandlung von Hardware-Interrupts. Zusätzlich wurden bedeutende Verbesserungen in Bezug auf die Ausführungsgeschwindigkeit und Vorhersagbarkeit von Interrupts durch die Einführung eines neuen Gerätetreibermodells mit dem IOS erzielt. (Thomas Ulber, Mentor Graphics) Mentor Graphics Tel.: 089/57 09 60

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Fehlertoleranz, Programm- und Datensicherheit

Das Betriebssystem ist entscheidend In der kommerziellen und industriellen Datenverarbeitung werden speziell für Aufgaben, die hohe Ausfallsicherheit erfordern, große Anstrengungen unternommen, kritische Systemzustände zu verhindern und auftretende Fehler sicher abzufangen. Die Faktoren, die einen ausfallsicheren Systembetrieb ermöglichen, sind fehlertolerante Programmausführung, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur sowie vorbeugende Wartungs- und Serviceprozeduren. Es müssen folglich schon beim Design des Systems Sicherheitsvorkehrungen in der Hard- als auch in der Software berücksichtigt werden. Die Definition und Einführung des CompactPCI-Standards für industrielle Systeme ist ein sehr gutes Beispiel für den Hardware-Bereich. Ergänzend dazu stehen heute Betriebssysteme zu Verfügung, die dank ihrer integralen Sicherheitsmechanismen die Entwicklung von Anwendungen vereinfachen und die Entwicklungszeiten reduzieren. Der nachfolgende Artikel beschäftigt sich mit den Fragen der Sicherheit von Echtzeitbetriebssystemen (RTOS: Real Time Operating System) und deren Auswirkung auf die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit »eingebetteter« Computersysteme.

U

nter Fehlertoleranz wird die korrekte Reaktion eines Systems auf Fehlfunktionen seiner Komponenten verstanden. Fehlfunktionen können vielfache Ursachen haben. Hardware oder Software kann die direkte Ursache von Störungen sein, oder erst das Zusammenspiel beider Bestandteile führt zu unerwünschtem Systemverhalten. Die Fehlfunktionen können zufällig oder regelmäßig auftreten und von Programmfehlern wie falscher Adressierung oder falschen Instruktionen herrühren.

Bild 1: System-Software-Module 26

In getesteten und für die Produktion freigegebenen Anwendungen können im Durchschnitt 10 bis 50 Fehler pro 1000 Zeilen Programmcode festgestellt werden. Tabelle 1 zeigt eine Aufstellung über den Zusammenhang der Codegröße und der Fehlerhäufigkeit in Embedded-Systemen. Wie wirkt sich nun diese Statistik auf die Zuverlässigkeit industrieller Rechner aus? Bild 1 gibt einen Überblick über die wesentlichen Software-Komponenten in Embedded-Systemen. Das Fundament bildet das Echtzeitbetriebssystem (RTOS). Es entkoppelt die Anwendung von aufwendiger und nicht portabler, Hardware-naher Programmierung und ist damit eine wesentliche Voraussetzung für die zügige Projektrealisierung. Die I/O-Software steuert die gesamte Interaktion mit der Peripherie wie zum Beispiel die serielle oder Netzwerkkommunikation, den Datenaustausch mit Speichermedien, grafischen Systemkomponenten und ASCI-Terminals. Diese Software ist je nach den speziellen Ausprägungen bereits Bestandteil des Betriebssystems oder sie muß gesondert erstellt werden.

Darüber hinaus kann es aus Kostenund Zeitgründen notwendig sein, Zusatzprodukte wie »Protocol Stacks«, Grafik- oder gesonderte Funktionsbibliotheken von Drittherstellern zu erwerben und zu integrieren. Diese Produkte sollten idealerweise ohne Modifikation mit dem Betriebssystem und den wichtigsten Bestandteilen der Anwendung ablauffähig sein. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Wege, fehlertolerante Software zu erstellen: ■ die Programmierung von fehlerfreier Software unter Einsatz eines Echtzeit-Betriebssystems mit Funktionsmerkmalen, die den Anforderungen an die System- und Ausfallsicherheit gerecht werden. Der Wunsch, fehlerfreie Software zu erstellen, ist nach wie vor ein utopisches Unterfangen. Projektdruck, kurze Entwicklungs- und Testzeiten sowie komplexe Anforderungen, die allesamt Kompromisse erfordern, müssen ganz einfach zu »nicht-perfekten« Systemen führen. Als wesentliche Vereinfachung bietet sich hier an, erprobte Mechanismen des Systemschutzes, sozusagen »Sicherheit von der Stange«, einzukaufen. Dabei ist es notwendig, sich fundiert mit den Schutzmechanismen des Betriebssystems auseinanderzusetzten und die angebotenen Verfahren der Behandlung von Ausnahmezuständen proaktiv in das Systemdesigns mitzuintegrieren. Da das Betriebssystem als wichtigster Mittler zwischen Hardware-Funktionen und Anwendungsprogrammen fungiert, übernimmt es auch eine zentrale Rolle in der Fehlerbehandlung. In einigen Fällen greift das Betriebssystem auf Funktionen der Memory-Management-Unit (MMU) zurück, um Zugriffsfehler im Speicher zu verhindern. Dieser Mechanismus ist zwar essentiell für die Systemsicherheit, trotzdem genügt er bei weitem nicht den heutigen Anforderungen an die Ausfallsicherheit. Es gibt zwei wesentliche Unterscheidungsmerkmale, die Betriebssysteme charakterisieren und sich auf die Ablaufsteuerung von Programmen, das »Multitasking«, beziehen: ■ Das »Thread«-basierende Modell und ■ das Modell mit Prozessarchitektur. Das Bild 2 stellt diese Merkmale gegenüber. Bei einer Architektur mit »Threads« haben die einzelnen ausführbaren Programme alle gleichbe-

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Embedded-Betriebssysteme

rechtigt und scheinbar ungeordnet Zugang auf die Systemressourcen wie beispielsweise den gesamten Systemspeicher. Dieses Konzept ermöglicht im Prinzip einen schlankeren Aufbau des Betriebssystems, das auch schneller von einem »Thread« auf den anderen umschaltet. Erkauft werden diese Vorteile durch Kompromisse im Systemschutz und durch funktionale Einschränkungen bei wachsenden Anforderungen von Anwendungen. Die »Threads« können ohne vorgegebene Restriktionen auf Systemressourcen zugreifen und damit das Gesamtsystem im Fehlerfall zu unkonditionierten Abstürzen bringen. Im wahrsten Sinne des Wortes hat solch ein Ereignis den Erstflug der Ariane 5 scheitern lassen. Sie musste nach einer unkontrollierten Kursabweichung gesprengt werden. Die Untersuchung des Vorfalls ergab, dass ein »Thread«, der nach dem Start der Rakete bereits ausgeführt und abgelaufen war, den Speicher nicht ordnungsgemäß verlassen hatte. Ein für die weitere Steuerung des Flugs benötigtes Programm »stürzte« durch einen fehlerhaften Speicherzugriff ab. Der Flug der Rakete war folglich nicht mehr steuerbar, und sie musste aufgegeben werden. In diesem Fall ein kleiner Fehler mit großer Auswirkung. Betriebssysteme mit einer »ThreadArchitektur« sind also schlanker, benötigen weniger Systemressourcen und ermöglichen schnellere TaskWechselzeiten, dafür können mit ihnen aber keine wirklich ausfallsicheren und fehlertoleranten Systemumgebungen realisiert werden. In einem Betriebssystem mit dem Konstruktionsprinzp »Prozessmodell« dagegen wird die sichere Überwachung der Vergabe von Systemressourcen selbst gesteuert. Beansprucht zum Beispiel ein Programm in dieser Umgebung Systemspeicher, ohne ausdrückliche Zugriffsrechte dafür aufzuweisen, wird dieser Vorgang erkannt, registriert und in einem sicheren Zustand übergeführt. Das Gesamtsystem Anzahl der Programmzeilen

Bild 2: »Threads versus Prozessmodell« in Betriebssystemen wird seine weiteren Funktionen sicher ausüben, und die Fehlfunktion kann aufgrund der Aufzeichnung des Vorgangs nachträglich analysiert werden. Mit einer »Prozessarchitektur« können Funktionen im Betriebssystem realisiert werden, die automatisch Fehlfunktionen erkennen, bereinigen und den sicheren Betrieb des Gesamtsystems ermöglichen. Diese Eigenschaft hat natürlich auch ihren Preis. Gegenüber dem »Thread-Modell« werden die Speicheranforderungen für RAM und ROM minimal größer, und die leistungsbestimmenden Parameter wie z.B. die Task-Wechselzeiten werden etwas länger. Diese Nachteile werden aber immer mehr durch kostengünstige und leistungsfähige Hardware ausgeglichen. Eine Daumenregel besagt, dass bei einem System mit einem Prozessor mit mehr als 25 MHz Taktfrequenz und mit mindestens 128 KByte RAM und ROM diese Nachteile zu vernachlässigen sind. Werden zum Beispiel Netzwerkfunktionen unter TCP/IP benötigt, so weist hinsichtlich der Speicheranforderungen und des Leistungsbedarfs ein Betriebssystem mit »Prozessmodell« Vorteile auf. Es stellt Funktionen zur Verfügung, die komplexe I/O-Abläufe einfacher und effizienter behandelt. Etwas verallgemeinernd kann man feststellen, daß bei höheren Anforde-

Fehlerhäufigkeit

kleiner als 2 K 0 bis 25 Fehler pro 1000 Programmzeilen (KLOC) 2 K bis 16 K 0 bis 40 Fehler pro KLOC 16 K bis 64 K 0 bis 50 Fehler pro KLOC 64 K bis 512 K 2 bis 70 Fehler per KLOC 512 K und mehr 4 bis 100 Fehler per KLOC Quelle: »Programm-Qualität und Programmier-Produktävität« (Jones 1977)

Tabelle 1: Programmgröße und Fehlerhäufigkeit Systeme 1/2000

rungen an die Sicherheit und Komplexität eines Systems, eine »Prozessarchitektur« des Betriebsystems in der Regel wesentlich vorteilhafter für ein sicheres Ablaufen der Anwendungen ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Fehlertoleranz ist, die Integrität der Daten und der Anwendungen bei Speicheroperationen sicherzustellen. Auch diese Funktion ist eng verbunden mit dem Aufbau eines Betriebssystems. Der Systemprozessor ist heute in vielen Fällen mit einer »Memory-Management-Unit« ausgestattet. Diese Funktionseinheit organisiert kontrolliertes Lesen und Schreiben von Daten aus dem bzw. in den Systemspeicher, ohne Beeinträchtigung der Prozessorleistung. Ein Betriebssystem mit Prozessmodell kann alle Möglichkeiten, die eine MMU anbietet, umfassend unterstützen. Im Gegensatz dazu ist ein System mit »Thread-Architekur« hier Beschränkungen unterworfen. Es werden bei diesen Konzepten in den meisten Fällen MMU-Systemaufrufe in Software-Bibliotheken hinterlegt, auf die dann die einzelnen »Threads« zurückgreifen können. Damit wird jeder einzelnen »Task« faktisch ein Prozessmodell unterlegt und der Vorteil dieser Systemarchitektur zum Teil wieder aufgehoben. Systeme mit hohen Sicherheitsanforderungen und integrierter MMU werden in der Regel mit einem Betriebssystem mit Prozessmodell ausgestattet sein. Ist Hardwareseitig keine MMU vorgesehen, kann mit solch einem Betriebssystem die Emulation einer MMU in Software vorgenommen werden, also sogenannte SSMs (System-Sicherheits-Module) eingeführt werden, die somit diese Funktion wieder zur Verfügung stellt.

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SCHWERPUNKT

»Hot Swap Modell« »Non-hot swap« »Basic hot swap« »Full hot swap« »High availability hot swap«

Embedded-Betriebssysteme

Funktionalität während des laufenden Betriebs kein Austausch von HW Software »connect/disconnet« über Anwendersteuerung automatischer Software »connect/disconnet« die System-Software steuert alle »HW & SW connect/ disconnect«-Prozesse

Tabelle 2: Die vorgeschriebenen »Hot-Swap-Modelle« Natürlich müssen in diesem Fall etwas größer dimensionierte Systemressourcen vorgehalten werden. Wie wird die Systemsicherheit während der Ausführung eines Programms sichergestellt? Die MMU hindert Prozesse daran, anderen Programmen »ins Handwerk zu pfuschen«, das heißt Prozesse werden voreinander geschützt. Aber was passiert, wenn eine Anwendung versucht, sich selbst zu zerstören? Die Brisanz dieser im Augenblick etwas eigentümlich klingenden Frage wird bei der Thematik von Computerviren deutlich. Diese Viren können sich in Anwendungsprogramme einschleichen. Von dort modifizieren sie während des Programmlaufs die Anwendung und beginnen mehr oder weniger schnell ihr zerstörerisches Wirken. Die meisten Betriebssysteme stehen bezüglich des Virenschutzes auf schwachen Beinen, und Virenschutzprogramme von der Stange für Embedded-Systeme gibt es schlichtweg nicht. Das kann besonders für Anlagen in vernetzten Umgebungen fatale Auswirkungen haben, denn dort können sich dann Computerviren ungehindert von Rechner zu Rechner fortpflanzen. Das bewährte Echtzeitbetriebssystem OS-9 mit Prozessarchitektur weist hier einen bewährten Schutzmechanismus auf. Ein ausführbares Programm unter OS-9 besteht aus einem Programm-Header, dem

fehlerfreie Anwendungen laufen stabil weiter. In manchen Betriebssystemen sind die Mechanismen der Fehlererkennung und -behandlung ausschließlich in den Systemkernen integriert. Der Anwender kann ohne Zugriff auf die Programmquellen dieser Systemkerne keine Eingriffe zur Überwachung von außen durchführen. Treten also Ausnahmezustände oder Programmfehler während des Betriebs auf, können keine intelligenten und flexiblen Mechanismen zur Fehlerbehandlung angewendet werden. Im Gegensatz dazu ermöglichen Betriebssysteme wie zum Beispiel OS-9 über speziell erstellte Routinen den Zugriff auf den Betriebssystemkern und damit das gezielte Ab-

Programm und einem »Cyclic Redundancy Check Value« (CRC), der eine Überprüfung der Plausibilität des Programms vornimmt. Im Fall eines »Virenbefalls« gibt der CRC eine Fehlermeldung aus, das Programm wird nicht ausgeführt, und dem Benutzer wird dieser Vorfall über eine Fehlermeldung automatisch mitgeteilt. Ein spezieller Virenschutz ist nicht vonnöten. Ein weiterer Mechanismus, um für erhöhte Systemsicherheit zu sorgen, ist die formale Unterscheidung zwischen System- und Anwendungsprogrammen. Programme können in dieser Umgebung entweder im »System-State« oder Bild 3: Überblick: System- und User-State »User-State« zur fangen von Ausnahmesituationen. Mit Ausführung kommen. Die Systemdieser Vorgehensweise kann das Fehlfunktionen und das Betriebssystem verhalten aufgezeichnet werden. werden immer im »System-State« ausDurch eine nachfolgende Analyse des geführt und strikt von AnwendungsVorfalls können dann erfolgreiche programmen getrennt. Auf diese Weise werden System- und AnwendungsStrategien der Fehlerbehandlung einkontext voneinander geschützt. Fehler, geführt werden, die maßgeblich zu eidie durch Anwendungen verursacht zu ner ausfallsicheren Anwendung mit Programmabstürzen führen, haben beitragen. Die Bilder 4a bis 4c zeigen dann keine Auswirkungen auf den Abam Beispiel des Echtzeitbetriebssystems OS-9 die verschiedenen Modi der lauf von Systemfunktionen. Das SysFehlerbehandlung. tem ist weiterhin funktionsfähig, und Bild 4a gibt einen Gesamtüberblick dieser Architektur. Die verschiedenen Kategorie Systemeigenschaft Prozesse von OS-9 können über defiRTOS Architecture »Thread oder Prozess-Modell« ? nierte Ausnahmekonditionen das beDatenintegrität Unterstützung einer Memory Management Unit (MMU)? triebssystemeigene Modul für die BeWird eine MMU vorausgesetzt oder nur als Option? handlung von Ausnahmesituationen, Datensicherheit von Prozessen, Falls keine MMU verfügbar? den »Exception Handler« ansprechen, sichere ProgrammSchutzmechanismen bei der Programmausführung? der den fehlerhaften Prozeß terminiert. ausführung Mechanismen für Virenschutz eingeführt? Das gesamte System wird somit in ei»System-User State« Weist die Systemarchitektur diesen Sicherheitsnen gesicherten Zustand versetzt. DaAbgrenzung mechanismus auf? rüber hinaus kann dieser »Exception Fehlererkennung Ist ein »Exception-Handler« integriert? Handler« ein Programm aufrufen, das und -korrektur Umfang und Komfort des »Exception-Handlings«? ein gezieltes, »anwendungsspeziKann anwendungsspezifisches »Exception-Handling« realisiert sches« Abfangen von Fehlern und werden ? Ausnahmesituationen ermöglicht. Das MultiuserIst das RTOS dafür ausgelegt? Bild 4b erläutert den »automatischen Architektur Wie viele Gruppen/Benutzer IDs werden unterstützt? Fall«. Das Fehlverhalten wird festgestellt und registriert. Der fehlerhafte Tabelle 3: RTOS-Auswahlkriterien für fehlertolerante Systeme 28

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»Hot Swap Modell« »Non-hot swap« »Basic hot swap«

»Full hot swap« »High availability«

Systemeigenschaft – RTOS modular oder Kernel-System? Dynamisches Nachladen von Programmen möglich (im aktiven Betrieb)? Sind die Prozesse »position independent und reentrant«? Dynamischer Austausch von Programmen möglich (im aktiven Betrieb)? Dynamischer Austausch von Programmen gleicher Funktion möglich (im aktiven Betrieb)? Können zwei gleiche Programmmodule zur selben Zeit dem System zur Verfügung stehen?

Tabelle 4: Kriterien für hohe Systemverfügbarkeit Prozess wird gesichert terminiert, und die verwendeten Systemressourcen wie z.B. Speicher werden an das System wieder zurückgegeben. Andere Programme wie zum Beispiel der Prozess 2 werden von diesem Vorgang nicht berührt und laufen ungestört weiter. Im Fall 4c kann das System zusätzlich über anwendungsspezifische »Abfangroutinen« gezielt in vordefinierte Zustände versetzt werden und somit jederzeit in einen sicheren Betriebszustand überführt werden. Einzelne

Prozesse oder besser Anwendungsprogramme sind somit nicht in der Lage, das System ungewollt »abzuschießen«. Einige wenige Echtzeitbetriebssysteme weisen neben den bisher diskutierten Funktionen auch eine umfassende Benutzerverwaltung auf. Dabei wird jedem Prozess eine Benutzergruppe bzw. ein einzelner Anwender zugeordnet. Diese Systemfunktion hat zwar in erster Näherung wenig Einfluß auf die Ausfallsicherheit, aber durch die gezielte Vergabe von Zugriffsrechten kann 4a ein sicheres Systemdesign realisiert werden, mit letztendlich positiver Auswirkung auf die Systemstabilität. Neben den bereits diskutierten Aspekten der »Fehlertoleranz« mit den entsprechenden Auswirkungen auf die Ausfallsi4b cherheit gibt es zusätzlich Funktionen, die den Austausch von Hardware im laufenden Betrieb ermöglichen und somit eine hohe Systemverfügbarkeit garantieren. Für CompactPCI-Systeme wurden beispielsweise vier Klassen 4c sogenannter »Hot Swap«-Funktionalitäten eingeführt. In der Regel könBild 4: Die verschiedenen Modi der Fehlerbehandlung nen »Basic Hot am Beispiel OS-9 Swap«-Funktionen Systeme 1/2000

SCHWERPUNKT

mit prozessbasierenden Echtzeitbetriebssystemen realisiert werden. Sind aber die Funktionen »Full hot swap« bzw. »High availability hot swap« wichtige Designkriterien, so ist die gesamte Architektur des Betriebssystem ausschlaggebend für die erfolgreiche Umsetzung. »Full hot swap«: Die hier benötigte Systemeigenschaft ist die Fähigkeit eines Betriebssystems, die entsprechenden Treibermodule im laufenden Betrieb und während des HardwareWechsels zu entfernen bzw. zu laden. Das Betriebssystem muß in der Lage sein, beim Herausnehmen der Hardware die Hardware-spezifischen Prozesse zu erkennen und gesichert zu terminieren. Bei der Installation der neuen Hardware muß diese automatisch erkannt werden und dann anschließend mit den notwendigen Software-Treibern in die laufende Funktion integriert werden. »High availability hot swap«: Zusätzlich zu »Full hot swap« wird hier höhere Systemsicherheit durch Redundanz erzeugt. Es wird davon ausgegangen, daß die auszutauschenden Hardware-Komponenten im System doppelt bzw. mehrfach vorhanden sind. Das Betriebssystem markiert eine auszutauschende Einheit und schaltet dann automatisch auf die redundanten Komponenten um, wobei die gesamten aktiven Systemzustände mit überführt werden. Ist der Umschaltprozess beendet, so kann der Hardware-Austausch durchgeführt werden. Auf diese Weise wird neben der hohen Verfügbarkeit auch noch Fehlertoleranz im System eingeführt. Damit kein Datenverlust eintritt, die wesentliche Vorraussetzung für Fehlertoleranz, muß neben den Betriebssystemeigenschaften für »Full hot swap« noch der Austausch von Software-Treibern in einer aktiven Systemkomponente möglich sein. In Tabelle 2 sind die Eigenschaften zusammengefasst, die bei dem Design eines fehlertoleranten, Embedded-Systems zu berücksichtigen sind. Sie sind kurz beschrieben und für die Auswahl eines Echtzeitbetriebssystems mit den notwendigen Systemvorraussetzungen hinterlegt. Die Tabelle 3 gibt in der gleichen Weise eine Entscheidungshilfe für Systeme, die auch noch mit »Hot Swap«Funktionalität realisiert werden sollen. (Peter Schuller, Microware) Microware Tel.: 0 81 02/7 42 20

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

Evaluierung von Echtzeitbetriebssystemen für DSP

Auf die Anwendung maßgeschneidert Applikationen für digitale Signalprozessoren (DSP) werden immer komplizierter. Deshalb muss DSP-basierte Applikations-Software in Zukunft so entwickelt sein, dass sie unter der Kontrolle eines Echtzeitbetriebssystems läuft und Marktanforderungen wie Systemflexibilität, Code-Wiederverwendbarkeit und schneller Projektumsetzung genügt. Die meisten Echtzeitbetriebssysteme (Real-Time Operating Systems, RTOS) haben ihre Wurzeln im Mikroprozessor- oder Mikrocontrollerbereich. Dies ist zwar keine schlechte Ausgangsbasis, dennoch ist es unwahrscheinlich, dass ein Standard-RTOS die für heutige DSPApplikationen benötigte Leistung bringt. Ein klügerer Weg ist es, ein RTOS zu wählen, das speziell auf die Anforderungen der digitalen Signalverarbeitung zugeschnitten ist. Hier bietet AK Elektronik mit RTXC von Embedded Power Inc. ein flexibles, erprobtes Echtzeitbetriebssystem für DSPs und eine Vielzahl von 8-, 16- sowie 32-Bit-Mikroprozessoren bzw. Controllern.

W

ill ein Entwickler feststellen, ob ein RTOS für einen digitalen Signalprozessor (DSP) optimiert wurde, sollte er als erstes die Code-Effizienz betrachten. Ein effektives RTOS kann komplett in Assembler oder einer Mixtur aus Assembler und einer Hochsprache wie C geschrieben sein. Dabei sind im letzteren Fall die C-Compiler für DSP optimiert, um numerische Operationen (z.B. FFT) auszuführen, anstatt Kontrollfunktionen zu übernehmen. Schließlich ist die Hauptaufgabe des DSP das »Number Crunching«, während das RTOS verschiedene Kontrollfunktionen übernimmt. Außerdem produzieren DSP-Compiler einen Code, der für die Ausführung von Kontrollfunktionen nicht besonders geeignet ist. Nimmt der Anwender ein Mikroprozessor-RTOS und kompiliert es für einen DSP, wird zwar funktionsfähiger Code generiert, der aber sehr wahrscheinlich nicht den Leistungsanforderungen einer DSP-Applikation genügt. Um ein Mikroprozessor-RTOS zu entwickeln, das in einem DSP-System effizient läuft, muss der RTOS-Entwickler einige Arbeit investieren. Ein Teil dieser Arbeit ist es, den KontrollCode zu finden, den der Compiler nicht adäquat umgesetzt hat und wenn nötig, entsprechend zu bear-

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beiten. Um beispielsweise das Echtzeit-Betriebssystem RTXC von Embedded Power an einen bestimmten DSP (z.B. Motorola) anzupassen war es notwendig, einen Post-Compile-Prozess anzuschließen. Damit konnte der ineffiziente Code, der durch den Compiler generiert wurde, lokalisiert und durch alternative, effiziente Code-Sequenzen ersetzt werden. Das Ergebnis war eine CodeReduzierung von rund 20 Prozent, verglichen mit dem vom Compiler generierten Code. Dies hatte auch eine entsprechende Verringerung der KernelserviceAusführungszeiten zur Folge.

Der nächste Punkt betrifft die Leistungsanforderungen. Die traditionelle Sichtweise eines DSP bezüglich der Betriebssysteme ist die einer Schleife. Dabei kontrolliert die CPU der Reihe nach alle Punkte, um festzustellen, ob es im Prozess Freigabekriterien gibt. Sind diese gefunden, wird ein entsprechender Code ausgeführt. Um die Freigabekriterien in einem solchen Design zu testen, benötigt die Betriebssystemschleife bei jedem Durchlauf zahlreiche Maschinenzyklen. Ein typisches RTOS verwendet jedoch eine Multitasking-Struktur und keine Schleife. In einem MultitaskingDesign ist die Applikation in mehrere Tasks unterteilt, wobei jede Task entsprechend einer »Scheduling Policy« (Zeitplanregelung) abläuft. Das Betriebssystem wird nur dann aufgerufen, wenn ein Kernel-Aufruf für einen Service vorliegt. Der Kernel-Aufruf kann als Serviceroutine laufen und im Anschluss direkt wieder zur aufrufenden Task zurückkehren. Das Betriebssystem kann aber auch eine aufrufende Task blockieren, falls benötigte Ressourcen nicht verfügbar sind. In die-

Bild 1: Die meisten DSP-Entwickler betrachten ein RTOS als eine Art »Superschleife« mit Tasks, die – wenn einmal gestartet – so lange laufen, bis sie abgeschlossen sind.

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

sem Fall wird die CPU-Kontrolle an eine andere Task gegeben, damit sie ausgeführt werden kann. Die meisten Prozessorzyklen werden von der eigentlichen Task verwendet. Das Betriebssystem benutzt nur Prozessorzyklen, wenn die Tasks eine entsprechende Anforderung machen. Somit ist der RTOS-»Overhead« kein fixer Wert, sondern hängt davon ab, wie oft eine Applikation die RTOS-Services benötigt. Viele DSP-basierte Systeme hängen von externen Interrupts ab, die signalisieren, ob Daten abgerufen oder ausgegeben werden sollen, um dann in der verfügbaren Zeit das notwendige »Number Crunching« auszuführen. Die Antwort- und Switch-Zeiten zeigen, wie viele Interrupts pro Sekunde das RTOS bei einer vernünftigen CPUAuslastung beherrschen kann. Besonders wichtig ist die Zeit, die benötigt wird, um den Prozessorkontext zu speichern und wieder herzustellen. Während eines Kontext-Switches spei-

Bild 3: Bedienoberfläche von RTXC

Bei einem 100-MHz-DSP56307 mit einer Interrupt-Belastung von 25.000 Interrupts pro Sekunde werden nur zwei CPU vernünftig Prozent der verfügbaren Prozessorzyauslasten klen für das Speichern und die Wiederherstellung der 40 Registerinhalte chert das RTOS den Status der gerade benötigt (80*25.000*100/100.000.000). Da sehr oft ein vollständiger Kontextlaufenden Task inklusive der RegisterSwitch durchgeführt werden muss, hat inhalte, damit später der Task-Zustand die Effizienz der Speicher- bzw. Rückwieder hergestellt werden kann. Da ein speicherungslogik einen großen Eintypischer DSP über sehr viele Register fluss auf den gesamten Systemdurchverfügt – bei der DSP56300-Familie satz. Die optimale Konfiguration der von Motorola sind es zum Beispiel Speicherung bzw. Rückspeicherung mehr als 40 – kann das Speichern dieder Register und die Methode, die dies ser Register während eines Interrupts durchführt, variieren mit der Prozesoder Kontext-Switches schnell sehr sorarchitektur und Applikation. viele Prozessorzyklen belegen. Neben der Anzahl der zu speichernden Register können Prozessorarchitekturen auch einen maßgeblichen Einfluss auf das Betriebssystem ausüben. Der Gebrauch von separaten I/O- und CodeSpeicherbereichen, die Segmentierung des Speichers in Bild 2: Damit andere Tasks ablaufen können, verwenmehrere Speicherden moderne Echtzeitbetriebssysteme »Preemptive bereiche und die Scheduling« und »Suspending Tasks«. Diese Arbeitswei- Verwaltung des se kann jedoch Probleme hervorrufen, wenn sogenann- P r o g r a m - S t a c k s ter »Alter DSP-Code« aus vorherigen Projekten wieder- sind Architekturmverwendet werden soll. Ein RTOS für DSP muss Funk- erkmale eines DSP, tionen liefern, damit dieser »Alte Code« effektiv gean die das RTOS handhabt wird. angepasst werden Systeme 1/2000

muss. Es ist üblich, dass ein DSP spezialisierte Hardware für die StackUnterstützung bei schnellen internen Speichern verwendet. Solche StackArchitekturen sind effizient für traditionelle schleifenbasierte SoftwareDesigns. Sie stellen jedoch oft eine große Herausforderung für den RTOS-Entwickler dar, der einen effizienten Stack-Swapping-Code schreiben muss.

Ein DSP ist kein Mikroprozessor Da sich DSPs sehr von typischen Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern unterscheiden, muss das DSP-RTOS auf die speziellen Eigenarten eines DSPs zugeschnitten werden. Diese Eigenarten sind Teil der DSP-Architektur und sorgen bei bestimmten Operationen für besonders hohe Effizienz. Wenn der RTOS-Entwickler diesen Details jedoch nicht die notwendige Aufmerksamkeit widmet, geht ein großer Teil der Effizienz verloren. Ein anderes effizientes Leistungsmerkmal, das es zu betrachten gilt, ist die Blockdatenübertragung durch ein RTOS – eine essentielle Aufgabe in vielen DSP-Applikationen. Typischerweise sammelt ein System Datenblöcke und transformiert diese, zum Beispiel von Integer- in FloatingPoint-Daten, bevor das eigentliche Number-Chrunching beginnt. Um diese Transformationsprozesse auszu-

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

RTXC – flexibler Realtime-Kernel Der RTXC ist ein flexibler und erprobter Multitasking-Realtime-Kernel für eine Vielzahl von Embedded-Applikationen. Er ist für 8-Bit- und 16-Bit-Mikrocontroller, 16-Bit- und 32-Bit-Mikroporzessoren sowie digitale Signalprozessoren erhältlich. RTXC ist primär in »C« geschrieben und verfügt über ein ApplicationProgramming-Interface (API), mit dessen Hilfe verschiedenste Aufgaben schnell gelöst und die Investitionen in die Software minimiert werden. Außerdem bietet RTXC einen umfassenden Satz an KernelServices, die das Task- und Zeitmanagement ausführen, die Tasks mit den Events synchronisieren und Daten zwischen den einzelnen Tasks transferieren. Aber RTXC geht bei diesen Basisanforderungen noch einen Schritt weiter und bietet zusätzliche KernelServices für das RAM-Management und exklusive Zugriffe auf jede Entity. Die RTXC-Kernel-Services arbeiten auf sieben Klassen von Kernel-Objekten, die leicht verständlich und einfach zu handhaben sind. Darüber hinaus ist RTXC konfigurierbar, so dass der Anwender nur noch die gewünschten Services zur Applikation hinzufügen muss. RTXC ist komplett und beinhaltet den gesamten Source-Code. Der Kernel enthält alles was benötigt wird, um eine Applikation innerhalb einer Multitasking-Software-Architektur zu entwickeln. Der Anwender bekommt den RTXC-Realtime-Kernel, die Konfigurations- und Debugging-Tools sowie Applikationsbeispiele und Treiber. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Entwickler die CompilerTools verwenden kann, die er am besten kennt. Dabei wird sichergestellt, dass der Compiler den Code kompiliert und der Linker die Objekte richtig zusammenfügt. Deshalb muß weniger Zeit für die Systemsoftware spendiert werden und es bleibt mehr Zeit für die eigentliche Applikationsentwicklung. Weitere Vorteile des RTXC:

führen, sollte das RTOS über Funktionen verfügen, die dafür sorgen, dass die Applikation die Datenblöcke so wenig wie möglich belastet und mit minimalem Overhead auskommt. Denn unnötig erzeugte Kopien der Datenblöcke sind wahre Leistungskiller. Ein effizienter Weg, um die Datenblöcke zu transferieren, sind sogenannte »Pipes«, die den Datenfluss von einer Task zur nächsten beschleunigen. Allerdings beeinflusst dies wiederum

»Alten Code« aktualisieren das Speicher-Handling des Prozessors. Darüber hinaus beeinträchtigen ineffiziente Datenübertragungen durch das RTOS natürlich auch den Durchsatz und die Leistungsfähigkeit eines DSPSystems erheblich. Ein weiteres wichtiges Funktionsmerkmal ist der Umgang des RTOS mit »Altem Code« aus früheren Designs. »Alter Code« schließt sowohl in der Vergangenheit entwickelte Routinen als auch fertige abgeschlossene Routinen von unterschiedlichen Zulie32

■ Leistung: RTXC verarbeitet die speziellen Features des verwendeten Prozessors, da der C-Code für jeden unterstützten Prozessor optimiert wurde. Das führt zu dem Ergebnis, dass er mit jedem Kernel konkurrieren kann, der in Assembler geschrieben ist und den zusätzlichen Vorteil der Portierung durch C hat. ■ Einfache Handhabung: Die verständlichen Konzepte und Kernel-Services-Namen in RTXC machen es leicht, sie zu verstehen und zu lernen. Die schnelle Einarbeitungszeit verbessert die Software-Entwicklung und verkürzt die »Time-To-Market«. ■ Code-Umfang: RTXC ist klein, gerade dann, wenn alle Services verwendet werden und komplett skalierbar. Dies erlaubt die Wahl einer Kernel-Konfiguration, die am besten zu einer spezifischen Applikation passt. ■ Dokumentation: Informationen, die benötigt werden, sind »On-Your-Fingertips«. Die Bedienungsanleitung des RTXC beschreibt den gesamten Kernel in leicht verständlichen Ausdrücken. Ein zusätzliches Manual behandelt Details, zum Beispiel, wie RTXC den jeweiligen gewählten Prozessor und Compiler unterstützt. ■ Kosten: RTXC kann in das Produkt »Royalty-Free« eingebracht werden. Noch wichtiger ist, RTXC arbeitet »Out-OfThe-Box« und spart wertvolle Zeit, damit das Marktfenster nicht verpasst wird. ■ Support: Sollten Fragen aufkommen, kann der Anwender mit den Entwicklern Kontakt aufnehmen, die auch den Code von RTXC geschrieben haben. Er erhält die richtigen Antworten, und zwar dann, wenn sie gebraucht werden. Die AK Elektronik bietet für RTXC ein kostenloses Evaluierungs-Kit.

feranten ein. Es gibt zwar einige sogenannte »Clean Sheet«-Projekte, bei denen sich der Entwickler um diesen »Alten Code« keine Sorgen machen muss, jedoch gilt dies bei den meisten Projekten nicht. Das Problem bei »Altem Code« ist, dass er mit dem Schleifenmodell des RTOS entwickelt wurde. Hierbei wird der Code solange ausgeführt, bis er abgearbeitet ist, ohne Vorsorge für andere gerade ablaufende Operationen zu treffen. Bei einem modernen Multi-Tasking-RTOS ist die Behandlung des »Alten Codes« eine Aufgabe der »Suspension«- oder »Preemption«-Mechanismen, die auf Interrupts oder dem Gebrauch von Kernel-Ressourcen basieren. Daher muss der Entwickler »Alten Code«, der als Task betrieben werden soll, eine Art von Blocking-Kernel-Service hinzufügen, damit dieser adäquat ausgeführt wird. Ein DSP-Echtzeit-Betriebssystem sollte deshalb einen Mechanismus aufweisen, der die Ausführung von »Altem Code« schützt, wenn das RTOS keine speziellen Build-in-Funktionen dafür hat. Andernfalls müsste es für die

Behandlung der Tasks mit »Altem Code« alternative Wege aufzeigen und zum Beispiel für Tasks mit hoher Priorität einen Scheduling-Mechanismus mit wenig Overhead anbieten. Es mag gerade deshalb notwendig sein, den »Alten Code« nochmals zu überarbeiten, um einige Services hinzuzufügen, die den korrekten Ablauf unter einem RTOS ermöglichen. Bei den vielen Problemen, die ein DSP-basiertes Projekt mit einem Echtzeit-Betriebssystem mit sich bringt, glauben einige Designer, dass sich der ganze Aufwand nicht lohnt. Dieser Gedanke ist gerade bei erfahrenen DSPEntwicklern verbreitet, die sich durch ihr Projekt kämpfen, um, wo immer möglich, Prozessorzyklen zu sparen. Es ist in der Tat so, dass ein RTOS zahlreiche Prozessorzyklen belegt, das heißt aber nicht, dass moderne Echtzeitbetriebssysteme in DSP-Applikationen keine Zukunft haben, wie das Echtzeitbetriebssystem RTXC beweist. (Udo Langhans, AK Elektronik) AK Elektronik Tel.: 0 82 50/9 99 50

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Embedded-Betriebssysteme

Debug-Support für Echtzeitbetriebssysteme

»Echt Zeit« für neue Debug-Lösungen Mit der integrierten Entwicklungsumgebung fast-view66 für die Infineon-C166-Mikrocontrollerfamilie erhält der Entwickler ein Werkzeug, mit dessen Hilfe auch RTOS-basierte Applikationen schnell und komfortabel debuggt werden können.

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chtzeitbetriebssysteme (RTOS) werden zunehmend häufiger eingesetzt. Diese Feststellung gilt sogar für Anwendungsfälle, in denen vor noch nicht allzu langer Zeit aufgrund der geringeren Komplexität die Software vollständig aus eigenentwickeltem Code bestand. Richtig eingesetzt bietet ein RTOS für die Applikation jedoch Vorteile, die bei vollständig selbsterstelltem Code nur schwer oder mit unverhältnismäßig hohem Entwicklungsaufwand erreicht würde. Speziell die Möglichkeiten des determierbaren Zeitverhaltens der Applikation sowie die Interprozesskommunikation über Mailboxen etc. erleichtern das Design von Steuerungsapplikationen und verkürzen die Zeit bis zur Produktreife erheblich. Für einen erfolgreichen RTOS-Einsatz spielen natürlich die Faktoren der Auswahl des für die entsprechende Aufgabe geeigneten RTOS sowie in hohem Maße die Bereitstellung eines

leistungsfähigen Debug-Tools eine bedeutende Rolle. Die C166-Mikrocontrollerfamilie von Infineon, auf deren Entwicklungsunterstützung pls spezialisiert ist, kann mit der integrierten Entwicklungsumgebung fast-view66 einen HLL-Debugger mit besonders für RTOS-Entwicklungen zugeschnittenen Features aufwarten. Die Entwicklungsumgebung bietet – teilweise schon in der Standardversion – Unterstützung für die Echtzeitbetriebssysteme PXROS (Hersteller: HighTec), CMX-RTX (CMX), RTX (Keil), Nucleus (Accelerated Technology) und OSE (EneaOSE). Dabei werden die Debug-Ausgaben der jeweiligen Kernel-Debugger in ein spezielles Terminal-Fenster, das sogenannte Simulated-COM/IO-Window, umgeleitet und angezeigt (Bild 1). Verglichen mit anderen auf dem Markt befindlichen Lösungen wird hier jedoch die gesamte Kommunikation zwischen dem Kernel-Debugger und dem Terminal-Window über den schon zum eigentlichen Debuggen verwendeten Kommunikationskanal abgewickelt. Diese Vo rg e h e n s w e i s e bietet eine Reihe von entscheidenden Vorteilen: Der Kernel-Debugger des Real-TimeOperating-Systems kommuniziert in der Regel über die RS232/ASCxSchnittstelle des C16x-Mikrocontrollers mit der Außenwelt, d.h. eiBild 1: Kernel-Debuggeroutput in fast-view66 nem ASCx-Termi-

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SCHWERPUNKT

nal. Soll nun die Kommunikation zum Zielsystem ebenfalls über die RS232/ASCx-Schnittstelle erfolgen, muß entweder die auf den SAB80C166-Controllern vorhandene zweite ASC benutzt werden oder bei den Derivaten mit nur einem ASC-Interface ist nur wechselseitig tiefergehendes Debuggen der Applikation bzw. Debuggen über den Kernel-Debugger möglich. Mit fast-view66 hingegen ist scheinbar paralleles Debuggen mit Hilfe des HLL-Debuggers und des Kernel-Debuggers möglich, da die gesamte Kommunikation zwischen Target und Debug-Host in dieser Konstellation über die RS232/ASCxSchnittstelle geleitet wird. Werden andere durch fast-view66 unterstützte Debug-Schnittstellen zur Kommunikation mit dem Target verwendet – zur Auswahl stehen hierbei CAN, SSC, JTAG/OCDS sowie ein spezielles, besonders schnelles und ressourcenschonendes 3-Pin-Interface – wäre bei herkömmlichen Lösungen neben dem eigentlichen Debug-Kanal zusätzlich die RS232/ASCx-Schnittstelle des Mikrocontrollers belegt. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass gerade bei komplexeren Applikationen – wie sie der überwiegende Teil der RTOS-Anwendungen darstellt – ein serielles Standard-Interface für die Applikation benötigt wird. Die mit fast-view66 geschaffene Anpassung stellt auch hier eine optimale Lösung dar, indem sämtliche Aus- und Eingaben vom und für den RTOS-Kernel-Debugger vom Debug-Kanal aufgenommen werden und somit die RS232/ASCx uneingeschränkt in der Applikations-Software einsetzbar ist. Gleichzeitig bietet sich der nicht zu unterschätzende Vorteil der wesentlich höheren Kommunikationsgeschwindigkeit zum Kernel-Debugger aufgrund der im Vergleich zur Standard-RS232 (maximal 115 kBit/s) leistungsfähigeren Debug-Interfaces. Bei CAN und SSC stehen hierbei Übertragungsraten von bis zu 1 MBit/s, beim 3-Pin-Interface sogar bis zu 2 MBit/s zur Verfügung, was den Datenaustausch mit dem Zielsystem erheblich beschleunigt. Ein weiterer Nebeneffekt – es wird nur ein einziges Kabel zum Zielsystem benötigt – ist gerade beim Applikations-Debugging im Feld interessant. Für das für die C16x-Familie populäre und seit mehreren Jahren bewährte Echtzeitbetriebssystem PXROS bietet die Entwicklungsumgebung ein weite-

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

werden. Durch Beschränkung auf bestimmte Tasks in der Anzeige sind sogar vergleichende Betrachtungen möglich, wie ersichtlich werden in Bild 2 die Task »InitTask« und der RTOS-Kernel »PXMon« selbst nicht Bild 2: Grafische Repräsentation von Betriebssystemzu- b e r ü c k s i c h t i g t . ständen in PXROS mit fast-view66 Weitere grafische Analysemöglichres interessantes Feature: die grafische keiten offerieren entsprechende Buttons Anzeige von Betriebssystemzuständen. für die Anzeige der Reihenfolge der Wie Bild 2 zeigt, kann zum Beispiel die Task-Aktivierung (Task-History, in lozeitliche Verteilung der Rechenleistung garithmischem Zeitmaßstab) und die auf die einzelnen Tasks der Applikation Stack-Auslastung der einzelnen Tasks. in einem Tortendiagramm dargestellt Sämtliche anderen Informationen, die

durch den Kernel-Debugger bereitgestellt werden (Mailboxen, Speicheranzeige etc.), stehen selbstverständlich ebenfalls zur Verfügung. Damit ist ein für die Entwicklung von RTOS-Applikationen für die C16x-Mikrocontrollerfamilie geeignetes Werkzeug erhältlich, welches auch aufgrund seiner Konzeption als integrierte Entwicklungsumgebung mit der Einbeziehung von Editor, Compiler, CASE-Tool, RTOS und anderen Komponenten eine effektive Anwendungserstellung und -test unterstützt. Eine Starter-Kit-Version ist kann angefordert werden. (Thomas Bauch, pls)

Entwicklungsumgebung mit Embedded-Betriebssystem

nose und Analyse und effektive CrossEntwicklung. Bild 1 zeigt dies am Beispiel der Tornadoarchitektur: In diesem integriertem Paket finden sich die traditionellen Werkzeuge zur Software-Entwicklung (Projektverwaltung, Editor, Compiler, Source-Code-Debugger) genauso wie die leistungsund geschwindigkeitssteigernden Werkzeuge moderner Umgebungen: ■ Systemanalyse und -diagnose (WindView), ■ Datenanalyse (StethoScope), ■ Speichermanagementanalyse (MemScope), ■ Performanceanalyse (Profiler, WindView), ■ Test-Coverage-Analyse (CodeTEST), ■ Interaktiver C-Interpreter für das Embedded-Betriebssystem (WindShell), ■ Source-Code-Browser (Visual SlickEdit) und ■ Simulator des Betriebssystems (VxSim). Die Komplexität moderner Anwendungen im Embedded-Umfeld erfordert diese Werkzeuge, da die Systeme sonst nicht mehr in angemessener Zeit beherrschbar sind. Die Offenheit dieses Systems wird in Bild 1 dargestellt. So ermöglicht beispielsweise WindView das sofortige Verstehen eines Systems, das prioritätsbasierend und pre-emtive arbeitet. In der Praxis bedeutet das, man kann die Übergänge zwischen Tasks grafisch verfolgen wie beispielsweise warum ein Scheduler

Post-PC-Ära stellt neue Anforderungen In den letzten 20 Jahren haben sich die Computer in unserer Umwelt ständig weiterentwickelt und an die wachsenden Anforderungen angepasst. Sie haben aber auch durch neue Fähigkeiten dazu beigetragen, dass neue Leistungsmerkmale von Computern gefordert werden. (Als Definition für Computer soll hier »ein Mikroprozessor/-controllerbasiertes Gerät« gelten.) Die Historie zeigt, dass in der Anwendung und dem Besitz von Computern ein Paradigmawechsel stattgefunden hat: Bis etwa 1980 wurde ein Computer (Mainframe) für viele Anwender eingesetzt. Von 1980 bis 1995 wurde der PC, also ein Computer für einen Anwender, verwendet, und ab zirka 1995 begann die Post-PCÄra, in der mehrere Computer für einen Benutzer verfügbar sind.

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er Trend zum Besitz vieler Computer ist auch jetzt noch ungebrochen. Neue Konsumprodukte verstärken ihn weiter. Heute finden sich Computer in vielen Geräten des täglichen Lebens wie etwa in Autos, Fernsehgeräten, Mobiltelefonen, Herzschrittmachern, Waschmaschinen, Getränkeoder Fahrkartenautomaten – und natürlich auch noch im traditionellen Desktop-PC. Moderne Kraftfahrzeuge enthalten oft bis zu 50 Mikroprozessoren. Man spricht auch von Embedded-Systemen, da diese Computer »einge-

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baut« und oft nicht sichtbar sind. In diesem Artikel werden eine Entwicklungsumgebung (Tornado) und verschiedene Betriebssysteme (VxWorks, IxWorks und MotorWorks) skizziert, die sich den sehr unterschiedlichen Software-Anforderungen der unterschiedlichen modernen Computersysteme stellen. Die Anforderungen an eine moderne Entwicklungsumgebung lauten unter anderem hohe Entwicklungsgeschwindigkeit realisiert durch eine integrierte Arbeitsumgebung, Werkzeuge für Diag-

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die Tasks umschaltet oder wie viele Mikrosekunden die Ausführung eines Interrupts dauert. Als zentrales Element in der Tornado-Architektur fungiert der »TargetServer«. Er abstrahiert das Target-System – also den Embedded-Computer – für die Entwicklungsumgebung, in dem er eine klar definierte, offene Schnittstelle (WTX-Protokoll) für die Werkzeuge bereitstellt. Diese Schnittstelle kann basierend auf einer der drei Sprachen »C«, tcl und C++ eingesetzt werden, so daß sich Drittprodukte und Kundenwerkzeuge über WTX leicht einbinden lassen. In einem Beispiel könnte ein Befehl eines eigenen Werkzeugs lauten: »Liefere mir 650 Byte ab Adresse 0xff008000.« Dieser Befehl würde über den Target-Server zum Debug-Agent weitergeleitet werden, der ihn ausführt und über den TargetServer das Ergebnis an das eigene Werkzeug liefert. Diese Offenheit geht noch einen Schritt weiter, weil auch das WDB-Protokoll IP-basierend ist. Dadurch kann der Anwender im gesamten Internet auf seine Embedded-Computer zugreifen. Speziell für Wartung, Upgrades und Fehlerdiagnose erweist sich das als sehr effizienter Weg. Die Umgebung Tornado zwingt aber nicht zum Einsatz von Wind-RiverSystems-Protokollen. Für die angesprochene »Fernbedienung« der Embedded-Systeme stehen auch Standardprotokolle wie http, ftp usw. oder marktübliche Protokolle wie etwa COM/ DCOM zur Verfügung. Dazu hat VxWorks die Komponente VxDCOM integriert. Sie erlaubt eine Kommunikation zwischen Windows-Rechnern und VxWorks-basierten Embedded-Computern oder auch bei VxWorks-basierten Systemen über die abstrakte COMSchnittstelle (Component Object Model). Dabei werden »in-process«- und »remote server«-Modelle von VxDCOM unterstützt. Ein Anwendungsbeispiel ist etwa die Realisierung von OPC-Servern: So können die verteilten, Embedded-Computer in einer Maschinenhalle von einer SCADA-Software mit OPCClient bedient werden. Als weitere Komponente realisiert das Werkzeug VxSim auch die schnelle Durchführung von Projekten. Mit VxSim kann ein Entwickler AnwendungsSoftware für sein Embedded-System bereits integrieren und testen, bevor die endgültige Hardware existiert. VxSim stellt dem Anwender die volle VxWorks-5.4-Schnittstelle zur VerfüSysteme 1/2000

SCHWERPUNKT

gung, so daß sich Applikationsmodule unabhängig von der Hardware unter Verwendung von »VxWorks-SystemCalls« auf einem Entwicklungsrechner testen lassen. Die Anforderungen an die Betriebssysteme von Embedded-Computern unterscheiden sich von denen für Desk- Bild 1: Tornado und VxWorks als Beispiel für eine intetop-Systeme. Dazu grierte Cross-Entwicklungsumgebung zählen unter anderem Prozessorunabhängigkeit, Zuverstehen. Zur Hardware selbst existiert lässigkeit, Geschwindigkeit, Determidas BSP, das die Hardware-Abhängignismus, Größe und Verfügbarkeit von keiten des Betriebssystems in etwa 30 Bibliotheken. Noch variieren aber auch Funktionen kapselt. Sollte dieses BSP noch nicht existieren, kann der Beginn hier die Anforderungen stark, sodass auch mit dem Simulator VxSim erfolgen. sich die Anforderungen aller EmbedIxWorks ist ein spezielles Betriebsded-Systeme nicht mit nur einem Besystem zur Steuerung von Ein-/Ausgatriebssystem erfüllen lassen. So ist es be-Hardware in Multiprozessorsystenur schwer möglich, einen kompletten men. Es entlastet die Haupt-CPU von TCP/IP-Stack mit http-Server in 1 der Kommunikation mit Ein-/AusgaKByte Speicher unterzubringen. Aus begeräten. Das Ziel war die Einhaltung diesem Grund bietet Wind River Sysdes »Intelligent-I/O-Standards« (I2O), tems in seiner Produktpalette mehrere dem IxWorks genügt. Hier sind weder Betriebssysteme an, die auf die jeweiliGrafik- noch HTML-Libraries notgen Anforderungen zugeschnitten sind. wendig, sodass der Umfang des BeBeim bereits angesprochenen triebssystems auf die erforderlichen VxWorks handelt es sich um ein SysMindestanforderungen des I2O-Stantem mit zirka 1500 Aufrufschnittsteldards reduziert werden konnte. len. Es kann in der Größe zwischen geMit MotorWorks stellt Wind River ringen 10 KByte und 2 MByte variSystems ein Betriebssystem zur Verieren, abhängig davon, ob ein minimafügung, das den 34 Funktionen des ler Kernel (wind) eingesetzt oder ob OSEK-Standards genügt. Es ist eine komplette Java-Virtual-Maschine 1 KByte groß und wird statisch konfi(JVM) mit Grafikklassen eingebunden guriert. Dadurch ist es möglich, beiwird. VxWorks ist dynamisch konfiguspielsweise in Kraftfahrzeugen die gerierbar, das erlaubt es, neuen Code samte Software im Mikrocontroller nachzuladen, neue Systemobjekte zu unterzubringen. Das bedeutet unter aninstanzieren oder Speicher zu allokiederem erhebliche Kosten- und EMVren. Dies kann zu sehr leistungsstarken Vorteile für die Hardware. In diesem Systemen mit Internet-Fähigkeit fühEinsatzbereich ist eine Basisfunktionaren, die eine lokale Bedienerschnittlität von einem Betriebssystem geforstelle haben. Über die angesprochenen dert. Um eine effiziente Fehlersuche zu Schnittstellen läßt sich ein solches Sysermöglichen, wurde sie mit modernen tem aber auch fernsteuern. Werkzeugen integriert. Auch in VxWorks existieren die Es ist nicht möglich, mit nur einem Schnittstellen WDB-Protokoll und BSP Betriebssystem alle Anforderungen (Board Support Package) als Verbinverschiedener moderner Embeddeddung zur Hardware. Das WDB-ProtoSysteme zu erfüllen, sondern dafür ist koll dient als Verbindungprotokoll für eine Familie von Betriebssystemen den Debug-Agent zu dem Target-Serdeutlich geeigneter. ver zur Kommunikation mit dem Ent(Christoph Marscholik, wicklungssystem. Es kommt auch zum Wind River Systems) Einsatz, wenn die Verbindung zum Embedded-Computer per Emulator erWind River Systems folgen muß, also weder serielle noch Tel.: 089/9 62 44 50 Ethernet-Schnittstelle zur Verfügung

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SCHWERPUNKT

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Tornado-II-Portierung für TriCore

Schnittstelle zur Prozessorarchitektur Projekte im Bereich der Embedded-Systeme aufzusetzen heißt, sich für ein echtzeitfähiges Betriebssystem entscheiden zu müssen. Den immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen und den ständig steigenden Ansprüchen an die Funktionsvielfalt werden nur noch Global-Player gerecht. Nur sie sind in der Lage, dem Anwender die benötigten Add-on-Produkte und eine breite Hardware-Unterstützung zu gewährleisten. Welcher Projektleiter kann heute schon sagen, ob sein Projekt nicht übermorgen bereits auf einer ganz anderen Architekturschiene laufen wird, die mit gesteigerten technischen Finessen sehr viel mehr überzeugt als die ursprünglich gewählte Architektur. Die Abstraktionsschicht »Betriebssystem« ist heute wichtiger denn je. Ein solches Betriebssystem mit Cross-Entwicklungsumgebung ist Tornado II von Wind River Systems. 3SOFT hat im Auftrag von Wind River Systems die Portierung auf eine weitere zukunftsträchtige Architektur vorgelegt: den TriCore von Infineon Technologies.

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it dem TriCore-Prozessor betritt Infineon Technologies erstmals das 32-Bit-Feld. Dieser Chip ist gegenüber dem erfolgreichen C16x eine komplette Neuentwicklung. Der TriCore-Mikrocontroller basiert intern auf einer Harvard-Achitektur. Chipinterne Speicherbereiche sind deshalb in Code- und Datenbereiche unterteilt. Im externen Speicher erlaubt die »External Bus Unit« als Teil des Chips die Koexistenz von Code und Daten. Intern finden sich auf dem Chip 192 KByte Code-RAM und 32 KByte Data-RAM. Dieser Speicher lässt sich teilweise als Cache konfigurieren. Dem Benutzer stehen 16 Daten- und ebensoviele Adressregister zur Verfügung. Funktionsargumente werden gemäß ihrem Typ entweder in einem Daten- oder einem Adressregister übergeben. Ein weiteres Highlight ist der »Context-Save-on-Function-Call«Mechanismus: Wo bei herkömmlichen Prozessoren der Compiler Code vor und nach einem Funktionsaufruf erzeugen muss, um Register zu sichern und wiederherzustellen, erledigt dies die TriCore-CPU vollautomatisch und parallel zur Programmabarbeitung. Dies führt zu einem gewaltigen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber konkurrierenden Architekturen.

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3SOFT hat die Entwicklung der TriCore-CPU von Anfang an aktiv unterstützt. So wurde das »Embedded Application Binary Interface« (EABI) in enger Zusammenarbeit mit Infineon Technologies bei 3SOFT erstellt. Dabei wurde bereits besonderes Augenmerk auf die bevorstehende TornadoPortierung gelegt. Im Laufe der Kooperation war die Kompetenz der Erlanger Realtime-Spezialisten auch beim Test von ersten Versionen des neuen Chips gefragt. Im Rahmen der Tornado-II-Portierung hatte 3SOFT die Aufgabe, den außergewöhnlichen Funktionsumfang des TriCore in der Tornado-Entwicklungsumgebung und speziell im Echtzeitbetriebssystem VxWorks zu integrieren, ohne das gewohnte TornadoLook&Feel oder die VxWorks-API zu beeinträchtigen. Vor Projektbeginn wurde deshalb vom späteren Entwicklungsteam eine Studie erstellt, die Konzepte zur Integration von TriCore in Tornado beinhalteten. Eine der Hauptaufgaben lag in der Unterstützung der automatischen Kontextverwaltung zur Beschleunigung der Task-Wechselzeiten. Dazu ein wenig Hintergrundinformation: Beim Initialisieren der CPU muß ein Speicherbereich zu einer Liste von freien

Kontexten (die sogenannte Freiliste) formatiert werden. Diese Liste wird danach von der TriCore-CPU intern verwaltet. Wird ein Kontextblock benötigt, so wird dieser aus der Freiliste entnommen und an das Ende der Kontextliste des jeweiligen Tasks geknüpft. Umgekehrt wird ein nicht mehr benötigter Kontextblock von der CPU wieder in die Freiliste zurückgehängt. Der Gesamtkontext der TriCore-CPU teilt sich in einen Upper-Context und einen Lower-Context. Der Upper-Context enthält die Register, die bei einem Funktionsaufruf unverändert bleiben sollen. Dieser Teil wird deshalb von der CPU bei jedem Unterprogrammaufruf (auch im Fall von Interrupts oder Exceptions) automatisch in einen Kontextblock gesichert. Der LowerContext enthält dagegen Register, die in Funktionen temporär genutzt werden. Zum Sichern des Lower-Contexts steht im Befehlssatz des TriCore-Prozessors eine spezielle Instruktion bereit. Bei einem asynchronen Kontextwechsel muß mit diesem Befehl nur noch der Lower-Context gespeichert werden. Der Upper-Context wurde bereits durch den den Kontextwechsel auslösenden Interrupt automatisch gesichert. Da bei einem synchronen Kontextwechsel der VxWorks-Kern immer durch einen Funktionsaufruf von der ausführenden Task betreten wird, wäre der gesamte relevante Kontext zu diesem Zeitpunkt bereits gesichert. Der Overhead für das Sichern des LowerContext ist aber so gering, dass selbst die simple Unterscheidung zwischen synchronem und asynchronem Kontextwechsel beim Reschedule zu einem ungünstigeren Zeitverhalten führen würde. Dies ist der Grund, weshalb VxWorks immer beide Kontexthälften sichert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Architekturen, bei denen während eines Kontextwechsels alle Register einzeln und sequenziell gesichert werden müssen, benötigt die TriCore-CPU nur wenige Zyklen, um ihren gesamten Kontext zu retten. Neben der eleganten Task-Umschaltung gab es noch weitere Stellen, an denen sich das Entwicklungsteam bei 3SOFT mit der automatischen Kontextverwaltung auseinandersetzen musste. Einen grundsätzlichen Unterschied zu allen anderen bisher unterstützten Architekturen bildet die Tatsache, dass die Prozessorregister eines Task-Kontexts nicht in der Task-Struktur sondern getrennt davon in einer Kontext-

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Bild 1: Typischer Desktop mit der Tornado-Cross-Entwicklung für TriCore liste abgelegt sind. Des Weiteren mussten Betriebssystemfunktionen zum Starten und Beenden einer Task sowie C-Bibliotheksfunktionen wie setjmp()/longjmp() angepasst werden. Etwas unscheinbarer, aber ganz und gar nicht ohne Tücke ist der Umstand, dass sowohl Daten- als auch Adressregister zur Argumentübergabe vorgesehen sind. Der Spezifikation folgend sind Integer- und Fließkommazahlen in Datenregistern zu übergeben, Zeiger dagegen in Adressregistern. Werden von einem Typ mehr Argumentregister benötigt als vorhanden, so werden alle weiteren Argumente dieses Typs auf dem Prozessor-Stack hinterlegt. C-Code nach Kernighan&Ritchie kann hier Probleme bereiten. Kernighan&Ritchie besteht nicht auf vollständigen Prototypen, was zu Inkompatibilitäten beim Linken von Modulen führen kann. Der konsequente Einsatz von ANSI-C und dessen Prototypen schafft hier Abhilfe. Die spezialisierten Argumentregister haben aber noch weitere Auswirkungen. So erlaubt die API von VxWorks dem Benutzer das Starten jeder beliebigen Funktion als Task. Die Argumente für die Startfunktion werden ohne Typinformation übergeben, was bei TriCore zu Problemen führt. Deshalb wurden sämtliche Systemroutinen, die sich mit dem Starten von Funktionen beschäftigen, mit einem typsicheren TriCore-Pendant versehen. Die dargestellte Problematik beschränkt sich aber nicht nur auf das Embedded-System. Auch die TornadoSysteme 1/2000

Entwicklungsumgebung ist betroffen. Tornado erlaubt es seinen Benutzern, aus der Entwicklungsumgebung jede Funktion auf dem Zielsystem aufzurufen. Zum Ausführen einer Funktion mit Argumenten muß der Aufrufmechanismus bei TriCore den Typ der Argumente kennen, um sie in die richtigen Argumentregister füllen zu können. Diese Information geht normalerweise bei der Übersetzung der Quelldatei durch den Compiler verloren. Daher spezifiziert das EABI weitergehende Symbolinformation, die für jede Funktion vom Compiler generiert werden muß. Beim Lesen der Symboltabelle eines Objekt-Files wertet der »TriCore Tornado Target Server« (Tornados Gateway zum Embedded-System) diese Extrainformation aus und bereichert seine interne Symboltabelle mit einfachen Funktionsprototypen. Darüber hinaus mußte das Kommunikationsprotokoll zwischen Target-Server und Target erweitert werden, sodass ein typsicherer Funktionsaufruf existiert. An der Schnittstelle zu den Host-basierten Tornado-Tools und in den Tools selbst konnten so größere Anpassungen vermieden werden. Der TriCore-Target-Server ist somit der erste typsichere Tornado-Target-Server und bildet hierdurch auch für TriCore die Basis für den gewohnten TornadoKomfort. (Uwe Reder, 3SOFT) 3SOFT Tel. 0 91 31/7 7010

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SCHWERPUNKT

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OSEK-Echtzeitbetriebssystem

Bessere Unterstützung für mehr Prozessoren Das Echtzeitbetriebssystem ERCOSEK von ETAS lässt sich bequem in verschiedene Entwicklungsumgebungen integrieren. Es spielt keine Rolle, ob eine herkömmliche C-Umgebung oder ASCET-SD verwendet wird, die Konfiguration des Betriebssystems und die Optimierung werden bei beiden Vorgehensweisen unterstützt. Es entspricht dem offenen, weltweit etablierten OSEK-Standard der Automobilindustrie und hebt sich von vielen anderen OSEK-Betriebssystemen dadurch ab, dass es sich bereits in Serienprojekten bewährt hat. Die überarbeitete Version ERCOSEK 3.0 ist um einige Anregungen aus der Praxis erweitert worden und bietet noch mehr Effizienz mit der bewährten Sicherheit.

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SEK ist die Abkürzung für »Offene Systeme und deren Schnittstellen für die Elektronik im Kraftfahrzeug«, und ist ein inzwischen weltweit akzeptierter Standard. Eine Kommission aus Automobil- und Halbleiterherstellern sowie führenden Softwareund Tool-Entwicklern, unter anderem ETAS, definierte einheitliche Schnittstellen; damit erhöht sich die Betriebssicherheit und Kompatibilität verschiedener Betriebssysteme. ETAS übertrifft sogar die Anforderungen, indem man zu ERCOSEK ein zusätzliches Treiberpaket namens »Automotive Services« anbietet. Es enthält Treiber wie etwa KWP2000-, CAN- und CCP-Treiber, Netzwerkmanagement, OSEK-COM-Transportschicht oder ein Gateway zur Protokollumsetzung.

Alle erwähnten Treiber gestalten die Schnittstelle zwischen Applikation und Hardware komfortabler und integrieren sich in die ETAS-Tool-Kette. BMW hat 1998 diese Firmenphilosophie honoriert und das Echtzeitbetriebssystem ERCOSEK für Steuergeräte mit dem Mikrocontroller MPC 555 von Motorola lizenziert. Innerhalb der hausinternen Standard-Core-Philosophie schafft man damit einheitliche Entwicklungsvoraussetzungen und erschließt sich und den Zulieferern die Vorteile der ETAS-Tools. Aber auch für viele andere Mikroprozessoren ist ERCOSEK 3.0 verfügbar, beispielsweise für die NEC V85x-Familie, die Infineon-C16x-Familie oder den Texas Instruments TMS 470, einen ARM-Core-basierten Controller.

Bild 1: Das RTOS fungiert als Schnittstelle zwischen Hardware und Applikation 38

Die Effizienz eines Betriebssystems lässt sich daran messen, wieviel Rechenzeit bei vorgegebener Funktionalität von einem Betriebssystem benötigt wird. Einer der wesentlichen Faktoren für die hohe Effizienz von ERCOSEK ist das gemischte Multitasking: Der Entwickler einer Steuergeräteanwendung kann für jede einzelne Task neu definieren, ob sie kooperativ oder preemptiv sein soll. Beim kooperativen Multitasking können Tasks nur an Prozessgrenzen unterbrochen werden, das heißt, eine anstehende höherpriore Task wartet, bis der momentan laufende Prozess fertig abgearbeitet wurde. Hier ist der Verwaltungsaufwand minimal, das betrifft sowohl die Laufzeit als auch den Speicherplatzbedarf. So muss zum Beispiel beim kooperativen Task-Wechsel kein Kontext gesichert und später wieder restauriert werden. Das preemptive Multitasking bietet die Möglichkeit, zeitkritischen Tasks eine schnelle Reaktionszeit zu gewährleisten. Preemptive Tasks können niedriger priorisierte Tasks auch während der Abarbeitung eines Prozesses unterbrechen. Weitere Rechenzeit gewinnt das Betriebssystem durch den Einsatz von Zeitsteuertabellen (timetables), von denen abzusehen ist, dass sie OSEKStandard werden. Sie verwalten periodische Tasks wesentlich effektiver als die OSEK-Alarmdienste. Ihre Funktion besteht darin, periodische Funktionsabläufe wie beispielsweise die Implementierung eines Reglers präzise zu steuern. Zusätzlich liefert es bei der Verwendung von Zeitsteuertabellen noch Korrekturwerte, um die jedem Echtzeitsystem anhaftenden Zeitjitter zu erfassen und in Berechnungen einfließen zu lassen. Zwei Verbesserungen in der neuen Version senken den Speicherplatzbedarf und machen den Kernel noch laufzeiteffizienter. Der Singleuser-Stack macht die individuelle Stack-Konfiguration jeder Task-Prioritätsebene überflüssig, während das »Priority Ceiling Protocol« intern vereinfacht und damit wesentlich beschleunigt wurde. Das Priority-Ceiling-Protocol hebt eine Task für die Zeit des Ressourcenzugriffs in der Priorität an, um die Datenkonsistenz und die korrekte Abarbeitung zu gewährleisten. Eine weitere neue Komfortfunktion ist die StackAnalyse, mit welcher der Anwender zu einem beliebigen Zeitpunkt ermittelt,

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triebssystem ist immer schnell konfiguriert. Das betrifft beispielsweise Prioritäten und Typisierung der Tasks oder deren dynamisches Verhalten. Bild 2: Beispiel für das kooperative Multitasking Das Betriebssystem bietet einen hohen Qualitätsstandard. Im Vergleich zu anderen Echtzeitbetriebssystemen ist es eines der wenigen, das bereits in Serie bei Motorsteuergeräten eingesetzt wird. Bild 3: Schnelle Reaktionszeiten bietet das preemptive Und bei der EntMultitasking wicklungsumgebung ASCET-SD wieviel Stack gebraucht wurde. sorgt es so unauffällig für einen reiDas bisher bewährte ETAS-Offlinebungslosen Betrieb, daß es kaum aufTool (OLT) wird von der Konfiguratifällt, welch solides Fundament den auonsumgebung ESCAPE abgelöst. Sotomatisch generierten Code verwaltet. mit steht dem Entwickler eine auf dem Die von ERCOSEK unterstützten ProOIL-Standard (OSEK Implementation zessoren sind: Infineon TriCore, InfiLanguage) basierende C-Entwickneon C16x, Motorola MPC555, Molungsumgebung zur Verfügung. EStorola 68HC12, Motorola 683x6, NEC CAPE bietet sich hauptsächlich bei ATOMIC, NEC PHOENIX und Ti kleineren Anwendungen an oder für TMS 470. (pa) Betriebe mit großem C-ErfahrungspoEtas tential. Ob grafisch mit ASCET-SD Tel.: 0711/89 6610 oder manuell mit ESCAPE, das Be-

Software-Pflege über das Netz

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b sofort ist die Field-Upgrader-Software von GoAhead in der Version 2.1 über Wind River Systems verfügbar. Sie übernimmt das Einspielen von Updates in Internet-fähige Embedded-Geräte wie SetTo-Boxen oder Informationsterminals. Völlig selbstständig lädt sie Updates vom Internet auf Peripheriegeräte oder Intranetze. Die kürzlich eingeführte Version adressiert Hersteller von Netzwerk-Infrastruktur und Internet-Anwendungen, die für ihre Produkte die Entwicklungsumgebung Tornado von Wind River Systems einsetzen. Mit Hilfe des Field-Upgraders aktualisieren sich Internet-Geräte regelmäßig und selbstständig, in dem sie sich über das Netz bei einem Upgrade-Server einwählen und nach Updates suchen. Per Remote kann die Software dann heruntergeladen werden. Für die Anwender bedeutet das einen deutlich vereinfachten Ablauf: Anrufe beim technischen Support entfallen, und sie sind

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stets auf dem neuesten Stand. OEMs profitieren von den verringerten Entwicklungsund Support-Kosten. Die Direktanbindung der Produkte an das Internet und eine damit verbundene wesentlich vereinfachte Handhabung bringt deutliche Wettbewerbsvorteile. Als erste kommerzielle Standard-Software erspart Field-Upgrader die Entwicklung von herstellerspezifischer Upgrading-Software. Das Programm ist auf die unterschiedlichen Größenanforderungen von Embedded-Anwendungen skalierbar. Eine integrierte Entwicklungsumgebung ermöglicht die einfache Entwicklung von sich selbst aktualisierenden Embedded-Systemen. Durch seine Kompatibilität mit Tornado erspart der FieldUpgrader den Entwicklern viel Zeit bei der Integration. (pa) Wind River Systems Tel.: 089/9 62 44 50

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Windows CE und industrielle Applikationen

Das falsch verstandene Betriebssystem? Die Einschätzungen von Windows CE gehen weit auseinander. Zielt es in erster Linie auf kommerzielle kleine PCs? Ist es nur ein weiteres Betriebssystem im Bereich der Embedded-Control-Anwendungen, das sich durch seine grafischen Fähigkeiten gegenüber den anderen absetzt? Oder ist es das kommende universelle Standardbetriebssystem für den Embedded-Bereich?

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erfolgt man die aktuelle Berichterstattung, so werden verstärkt Zweifel an der Ernsthaftigkeit von Microsoft laut, mit der der SoftwareRiese die Entwicklung und Positionierung von Windows CE im Markt vorantreibt. Auguren prognostizieren mit sachlich falschen Argumenten das nahe Ende dieses Betriebssystems. Betrachtet man jedoch die Funktionalitäten, ist Windows CE eines der flexibelsten Betriebssysteme, die heute verfügbar sind. Bekannt geworden ist Windows CE im Segment der »Personal Digital Assistants« (PDA). Hierzu zählen unter anderem Handheld-PCs (H/PC) und PalmsizePCs (P/PC). Fälschlicherweise sieht der Markt Windows CE daher oft ausschließlich als Betriebssystem für Geräte dieser Gattungen. Dabei existiert heute bereits eine Vielzahl von

Bild 1: Windows-CE-Oberfläche für einen CD-Spieler 40

und maximal einigen Millisekunden. Hiermit ist den Anforderungen von Embedded-Systemen in der Regel Genüge getan. Mangelnde Echtzeit stellt vor allem den Automatisierungsbereich vor Probleme. Doch Microsoft hat für den Sommer 2000 eine beschleunigte Reaktionszeit von 50 Mikrosekunden angekündigt. Betrachtet man die Struktur von Windows CE, so handelt es sich um ein von Grund auf neu entwickeltes modulares Betriebssystem, das außer ungefähr 1500 Win32-APIs und der Windows-Shell wenig mit anderen Windows-Betriebssystemen wie Windows 95, 98 und NT 4, aber auch Windows NTEmbedded gemein hat. Daher ist die Bezeichnung Windows CE eigentlich irreführend. In den meisten Fällen wird ein Gerät, das CE als Betriebssystem einsetzt, wohl auch mit einer eigenen Benutzeroberfläche ausgestattet, die der Anwendung entspricht und darüber hinaus die Möglichkeit der Differenzie-

Anwendungen, die mit Windows CE arbeiten, denen man dies aber auf den ersten Blick nicht ansieht, da die typische Windows-Benutzeroberfläche (Shell) fehlt. So reichen die Applikationen von Industriesteuerungen ohne Tastatur und Anzeige über mobile Terminals Windows NTEmbedded (NTe) ist im Grunde ein Windows und Messgeräte bis NT4 (Servicepack 5), das Microsoft um einige Funktionen für hin zu Kassensystemen und Datenter- Embedded-Systeme erweitert hat. So läßt sich NTe beispielsweiminals (Thin Cli- se im Gegensatz zu Windows CE von einer CD-ROM booten und ents). Nicht zu ver- ohne ein Pagefile betreiben. In der Regel funktionieren alle Treigessen ist auch der ber und Applikationen, die für Windows NT 4.0 geschrieben wurEinsatz in Informa- den, durch die Binärkompatibilität auch unter Nte. Zitat zum Foto von Axel Schäfer, General Manager, Europe bei tionssystemen im der BSquare Corporation: »Windows CE wird momentan fast Auto (Navigation und Unterhaltung), ausschließlich im PDA-Markt gesehen. Das Betriebssystem foS p i e l e k o n s o l e n kussiert aber auf eine breite Palette von Anwendungen, darunter (Sega Dreamcast) Industriesteuerungen, mobile Terminals und Meßgeräte, Spieleund Zugangsgerä- konsolen oder Set-top-Boxen.« ten für das Internet (Set-top-Boxen). Diese Segmente verrung gegenüber anderen Geräten biesprechen in den nächsten Jahren stolze tet. Dazu offeriert der Markt zahlreiche Wachstumsraten und werden wesentTools wie beispielsweise den »Interlich höhere Volumina erzeugen als das face Composer« von BSquare. Er kann Segment der PDAs. Allein die jede beliebige Grafik in eine Shell inStückzahlerwartungen in diesen Märktegrieren. Der Interface-Composer ist ten sind für Hersteller wie Microsoft COM-basiert und ermöglicht die ErGrund genug, sich ernsthaft zu engastellung von professionellen Obergieren. Allerdings benötigt jedes Beflächen innerhalb weniger Tage (Beitriebssystem eine gewisse »Reifezeit«, spiele siehe Bild 1 bis Bild 4). bis es den Anforderungen des Markts Im Gegensatz zu anderen Betriebsgerecht wird. So kann trotz hoher Aussystemen aus dem Hause Microsoft führungsgeschwindigkeiten bei Winunterstützt CE als einziges Betriebssysdows CE heute von Echtzeit, also einer tem verschiedene Mikroprozessoren verzögerungsfreien Reaktion einer und Mikrocontroller (MIPS, SHx, Routine auf einen Hardware-Interrupt, ARM, PowerPC und x86). Eine komnoch keine Rede sein. Die Latenzzeit plette Liste der unterstützten Prozessozwischen einem Ereignis und der Reren ist im Internet zu finden. Ein weiteres Plus von Windows CE: aktion der Software liegt zwischen unEs ist kommunikativ und »sprachgeter 100 Mikrosekunden – die sogewandt«, kommt ohne Massenspeicher nannte mittlere Anfangsverzögerung –

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aus und reduziert dadurch das Ausfallrisiko. Dazu kommen Vorteile wie geringere Kosten für Anschaffung, Wartung, Schulung und Support. Windows CE kann also in einem traditionell stark fragmentierten Markt einen Standard setzen, der langfristig erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Wie Windows 95, 98 und NT ist CE threadfähig mit preemptivem Multitasking. Aus- und anbaufähig ist es auf verschiedene Aufgabenstellungen skalierbar. Die Kunden, beispielweise OEMs, entscheiden, welche der etwa 60 Komponenten sie in ihren Geräten verfügbar machen. Die Systemintegration wird von »Microsoft Windows CE autorisierten Systemintegratoren« vorgenommen. Schulungen bieten autorisierte Trainingsunternehmen. Den Schlüssel für das Entwicklungskonzept von CE bildet die Connectivity, insbesondere zu Windows NT und dem Internet. Ein hervorstechendes Merkmal ist ein einfach zu implementierendes Treiberkonzept, das einen schnellen und problemlosen Anschluss der eigenen Hardware ermöglicht. Die Entwicklung erfolgt mit den bekannten Microsoft-Tools Visual C++ und Visual Basic, die sich bei Bedarf durch das CE-Tool-Kit um die zusätzlich benötigten Funktionen erweitern lassen. Für die Treiberentwicklung und die Anpassung des Kernels an die Hardware sorgt der »CE-PlatformBuilder« in der Version 2.12. Mit diesem Baukasten erstellt der Entwickler die auf die eigene Hardware angepaßte Windows-CE-Betriebssystemversion Diese Aufgabe kann je nach Anforderungen die Programmierung von zusätzlichen Treibern erfordern. System-

integratoren wie Windows CE Windows NT Embedded BSquare haben sich 40 K 16 MByte auf die Integration RAM minimal Speicher minimal 256 K 8 MByte von CE auf ver- Windows-NT-Anwendungen Können relativ leicht binärkompatibel schiedenste Hardportiert werden Subset (1.500 APIs) volle Unterstützung ware spezialisiert WIN32 API leicht auszutauschen, Windows-98/NT-Shell und bieten zudem Benutzeroberfläche Shell kann selbst umfangreiche Treientwickelt werden berbibliotheken so- Treiber Sample Treiber im große Auswahl an wie hilfreiche Tools. Source Code fertigen Treibern X86, MIPS, PowerPC; X86 Ungeachtet der unterstützte Prozessorfamilien ARM, SH3/SH4 Skeptiker und KriAnzahl Prozessoren 1 4 tiker wächst die Li- Booten von Flash oder ja ja ste der Unterneh- CD-ROM ja ja men, die auf Win- Headless Betrieb dows CE setzen. (ohne Tastatur und Anzeige) im ROM ja nein Besonders gute Ausführen (Execute in Place (XIP)) Marktchancen kön- Instant On ja nein nen sich die Häuser geeignet für ja nein ausrechnen, die ei- netzunabhängige Geräte meist ohne Festplatte meist mit Festplatte ne eigene Entwick- Festplatte verfügbare Applikationen steigend zahlreich lungsabteilung be- Real-time ab Q2 2000 nur als Zusatzprodukt sitzen sowie VARs, die kundenspezifi- Tabelle 1: Vergleich von Windows CE mit Windows NT sche Lösungen ent- Embedded wickeln. Für OEMs ve zur kleinen und mittleren SPS sind sind bereits spezielle Versionen von die CE-fähigen Bediengeräte »PCS Excel, Word, Powerpoint, Outlook und touch« und »NET touch« des schwäbiInternet-Explorer verfügbar. Für schen B&B-Spezialisten Lauer konziSteuerungsaufgaben hat Siemens die piert. Auch Pilz Industrieelektronik hat Software-SPS »Win LC« auf CE-Basis mit dem Touch-Terminal PMI (Pilz entwickelt. Andere Unternehmen konMachine Interface) ein CE-basiertes zentrieren sich auf SonderschnittstelProdukt für das Überwachen und Steulen, über PCMCIA anschließbare ern industrieller Prozesse auf den Modems und VGA-Karten. So wird Markt gebracht. Softing hat eine CANSofting mit der Version 3.0 ihr OPCBus-Implementierung für CE erstellt, Toolkit für Windows CE implemenIntrinsyc offeriert eine DCOM-Lösung tieren. und einen Internet-Server für CE. CE-basierte HPCs unterstützen Windows CE wird sicher nicht in Ärztevisiten, Reisekostenabrechnunden Bereich der Fahrzeugmikrocongen, Autohändler und Flugzeugkontroller vordringen, es ist zum Beispiel trollen. Sie dienen Behörden und Firaber als »Dirigent« zwischen den Mimen zur Umweltkontrolle, kommen krocontrollern durchaus denkbar. auf Baustellen, bei Auch könnte es in der Werkstatt zum Bestellungen, MeiEinsatz kommen: Mittels eines angenungsumfragen schlossenen Diagnosegerätes sieht der und Promotion-AkHersteller per Internet direkt in das tivitäten zum EinFahrzeug hinein. Ebenso wäre CE für satz. In Zusammendie Analyse und Fernwartung einer arbeit mit QualFertigungsstraße mit vielen Mikroconcomm und Proxim trollern zur Steuerung der Roboter bemacht Microsoft zustens geeignet. Windows CE hat begleich große Schritreits einen großen Schritt im Produktte in der Wirelessmarkt Industriecomputer gemacht. Technologie auf Dass es sich als Standard in diesem BeCE-Basis. reich etablieren kann, ist zumindest Siemens setzt das wahrscheinlich. neue Betriebssys(Klaus-Peter Rosenthal, tem verstärkt in MicroConsult) Automatisierungsanlagen und HausMicroConsult Bild 2: Windows-CE-Oberfläche in einer Automatisiehaltsgeräten ein. Tel.: 089/4 50 61 70 rungsapplikation Als eine AlternatiSysteme 1/2000

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Entwickeln von Embedded-Applikationen

Verkürzte Entwicklungszeiten durch IDE Die Software-Entwicklung für Embedded-Anwendungen bedeutet in den meisten Fällen Cross-Development. Das kann zu langen Entwicklungszeiten und einer erhöhten Fehleranfälligkeit führen. Warum keine komfortable Entwicklung im Zielsystem? Verwendet man ein skalierbares Echtzeitbetriebssystem mit grafischer Nutzeroberfläche wie QNX RTOS mit Photon microGUI von QNX Software Systems, kann man beides: Mit komfortablen Entwicklungswerkzeugen entwickeln und im Zielsystem testen. Was bisher fehlte, war eine IDE (Integrated-Development-Environment) wie sie aus dem Desktop-Bereich bekannt ist.

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it twIDE (the workbench IDE) von becom Software steht jetzt ein Werkzeug zur schnellen Entwicklung und zum Re-Engineering von SourceCode zur Verfügung. Neben StandardTools wie komfortablem Editor, Projektmanager und Debugger bietet twIDE auch einen Source-Code-Browser. Damit lassen sich gerade ältere Projekte und die damit vorhandenen Source-Codes wiederverwenden. Durch das nahtlose Zusammenspiel von PhAB (Photon Application Builder) und twIDE können oberflächenbasierte Applikationen schnell und fehlerfrei generiert werden.

Je nach Aufgabenstellung bietet sich bei der Entwicklung von EmbeddedAnwendungen der Weg über Cross-Development-Werkzeuge an oder die Entwicklung im Zielsystem. Die CrossDevelopment-Entwicklung steht konzeptionell vor dem Problem längerer Turn-around-Zeiten und der Verfügbarkeit der Ziel-Hardware. Neben dem eigentlichen Build-Prozess muß darüber hinaus das Ergebnis in das Zielsystem geladen und eventuell vorher mit dem passenden Boot-Image verlinkt werden. So gelungen auch die Integration von externen Debug-Schnittstellen sein

Bild 1: twIDE- visuell entwickeln, debuggen und analysieren 42

mag, so gibt es doch einige Nachteile, bedingt durch den Bruch zwischen Target- und Host-Betriebssystem. Ein Ausweg aus dieser Situation ist der Einsatz von Simulatoren. Allerdings bilden Simulatoren nur einen Teil des Verhaltens vom endgültigen Zielsystem ab und haben dadurch eine Lücke zwischen Abstraktionsebene und Realität zu schließen. Vorteil ist allerdings, daß der Anwender nicht seine gewohnte Rechnerumgebung mit Office-Applikationen verlassen muß. Der Preis, der für dieses Vorgehen zu zahlen ist, liegt in längeren Entwicklungszeiten und verminderter Stabilität. Einfacher und schneller ist eine Entwicklung in der Zielsystemumgebung. Damit ist nicht unbedingt zu verstehen, dass auf dem Zielsystem selbst entwickelt wird. Meist ist die Ziel-Hardware zu Beginn des Projekts noch nicht realisiert oder die Hardware-Ausstattung ist so gering, daß sich ein Entwicklungssystem nicht implementieren lässt. Dank der Fähigkeit von QNX, ein transparentes Netzwerk (seriell, Ethernet u.a.) wie FLEET mit zur Verfügung zu stellen, lässt sich allerdings auf einem Zielsystem so arbeiten wie auf dem eigenen Entwicklungsrechner. Dieser Mechanismus des »transparent distributed processing« ist umfassender als das RPC-Protokoll (Remote Procedure Call) und die darauf basierenden Anwendungen. Damit sind unterschiedliche Entwicklungsprozesse denkbar: Entwicklung und Ausführung finden auf demselben Rechner oder auf unterschiedlichen mittels FLEET vernetzten Rechnern statt. Gegenüber Cross-DevelopmentAnsätzen ist aber keine zusätzliche Betriebssystemschnittstelle zu überwinden. Es lassen sich alle Debug- und Test-Utilities direkt auf dem Zielsystemknoten starten und ausführen. Vorteil gegenüber dem Cross-Development ist eine direkte Einbettung von Entwicklungswerkzeugen und Applikationen in denselben Betriebssystemkontext. Gerade bei grafischen Applikationen, die ein GUI (Graphical User Interface) als Schnittstelle zum Anwender aufweisen, ist der Test mit der Ziel-Hardware unerlässlich. Dabei kann mittels Debugger, Shell-Kommandos und Trace-Programmen das Laufzeitverhalten direkt vor Ort untersucht und optimiert werden. Daher würde man auch nicht auf die Idee kommen, Programme mit GUI für Windows NT auf einem Macintosh-

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

Computer zu entwickeln. Das Lookand-Feel von Programmen ist stark mit dem Betriebssystem gekoppelt und im Entwicklungsprozess nur schwer von diesen zu trennen. Auch Java mit AWT (Abstract Window Toolkit) und Swing (a set of GUI components) tut sich in dieser Hinsicht noch schwer, obwohl abzuwarten bleibt, inwieweit sich dieser Trend in der Zukunft durchsetzen wird. Für QNX steht mit dem PhAB ein seit Jahren bewährtes visuelles Tool zur self-hosted Anwendungsentwicklung unter Photon microGUI zur Verfügung. Photon ist eine vollständige Microkernel-basierte Benutzeroberfläche mit allen Standardkomponenten wie sie aus dem Desktop-Bereich bekannt sind, z.B. mit Window-Manager, File-Manager, virtuellen Workspaces, Online-Hilfe, Browser und E-MailClient. Mit Photon kann der Entwickler seine täglichen Arbeiten komfortabel erledigen. Durch die Abdeckung einer breiten Schicht von unterschiedlichen Prozessoren ist es möglich, auf einem Pentium-Prozessor sein Ent-

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Bild 2: Source-Code-Browsing wicklungssystem zu installieren und über FLEET mit einer auf dem AMDElan-Prozessor ausgeführten ZielHardware zu testen. Der Entwickler ar-

beitet bei allen unterschiedlichen Projekten in seiner bekannten Entwicklungsumgebung. Was bisher fehlte, ist eine eigenständige IDE mit Make-

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SCHWERPUNKT

Wizard, Projektmanager, Editor, Debugger, Function-Browser, Class-Browser und Source-Code-Browser. Die Entwicklung fand hauptsächlich mit Standardwerkzeugen statt, die über die Kommandozeile aufgerufen wurden. Eine Integration in einen einheitlichen Framework ist so nicht gegeben. twIDE (Bild 1) bietet hier durch sein Konzept einen offenen und modular erweiterbaren Rahmen an. Zentrales Element ist das Projektfenster mit allen zum Projekt gehörenden Dateien. Der eingebaute Editor bietet neben selbstverständlichen Funktionalitäten wie Syntax-Highlighting, maus- oder tastaturorientierten Eingabeaktionen auch Function-Folding und freie Konfigurierbarkeit an. Interessant ist die Suchund Ersetzfunktion über alle Dateien im Projekt oder über alle Dateien ab einem bestimmten Unterverzeichnis. Ergebnisse solcher Anforderungen werden im Ausgabefenster genauso wie beispielsweise Compiler-Fehlermeldungen angezeigt. Man ist somit nur einen Doppelclick von der Information entfernt, da die entsprechende Datei dann in einem eigenen Editorfenster angezeigt wird. Mittels einer Plug-inSchnittstelle lassen sich auch Werkzeuge von Drittanbietern integrieren und an kundenspezifische Bedürfnisse anpassen. Eine C-ähnliche Makrosprache dient zur Automation von Standardarbeitsabläufen. twIDE unterstützt beliebige Compiler, die Konfigurationen für Watcom C/C++ und GNU C/C++ sind bereits

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Embedded-Betriebssysteme

enthalten. Über Plug-ins ist es sowohl möglich, Zusatzkomponenten einzubinden als auch selber zu entwickeln (ANSI-C). Der integrierte Source-Level-Debugger ermöglicht es, alle Debug-Sessions aus dem Editor heraus auszuführen. Das Anzeigen und Überwachen von Variablen (»watches«) sowie das einfache Setzen von »breakpoints« erlauben eine komfortable Bedienung. twIDE verkürzt durch hohe Integration verschiedener Systemkomponenten – Editor, Make-Wizard, Compiler und Debugger – die Entwicklungszeiten erheblich. twIDE bietet folgende Funktionalitäten: ■ Multiuser-Fähigkeit, ■ Make-Wizard, ■ automatische Projektverwaltung, ■ Steuerung des gesamten Programmflusses inklusive Debugging direkt aus dem Editor heraus, ■ konfigurierbare Bedienelemente (Toolbars, Syntax Farben, Marker), ■ dynamische Anzeige von Hilfen während der Eingabe (Funktionsprototypen, Strukturen etc.), ■ komfortabler Funktions-Browser, Prototyp und Funktion bei Eingabe des Funktionsnamens editierbar, automatisches Einblenden der OnlineHilfe, Browsen innerhalb eines Tree Files und ihrer »includes«, Funktionen und Prototypen, ■ automatische Fehlersuche ( »jump to error«), ■ Syntax-Highlighting: schnelles Erkennen der Struktur des Source-Codes,

■ »Name completion« für Funktionen und Variablen, ■ einfaches Setzen von Breakpoints, ■ Überwachung von Variablen (watches), ■ Direkte Unterstützung von RCS/ CVS sowie ■ Zusammenarbeit mit PhAB als Editor für GUIs. Eine besondere Eigenschaft von twIDE ist der Source-Code-Browser (Bild 2). Alle zum Projekt gehörenden Dateien werden im Projektübersichtsfenster in einer Tree-Darstellung präsentiert. Ein Doppelclick auf ein File öffnet ein Editorfenster mit der Datei; ein Einfachclick stellt die enthaltenen Funktionen oder Typdefinitionen dar. Ohne Compilerlauf kann man schon während der Entwicklungsphase in allen zum Projekt gehörenden Dateien – beispielsweise Source-Code- oder Include-Dateien – nach Definitionen suchen. Befindet man sich im Editorfenster, reicht es, sich mittels rechter Maustaste ein Kontextmenü zu einem Funktionsnamen aufzurufen. Über das Kontextmenü kann man die Datei mit der Funktionsdefinition direkt in das Editorfenster laden. Weitere hilfreiche Optionen sind die sogenannten Function- und Type-Completions. Während der Eingabe von Source-Code bietet twIDE über einen Balloon-Help die Parameter des Funktionsaufrufs oder die Elemente der Typdefinition zur Übernahme mit der TAB-Taste an. (pa) becom Software Tel.: 0511/96 52 50

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

Linux kombiniert mit Echtzeitbetriebssystem

Embedded-System auf Linux-Basis Die Entwicklung von Embedded-Systems-Anwendungen bringt heute neue Chancen und Herausforderungen mit sich. In Anbetracht der Dominanz der Embedded-Systeme auf dem heutigen Markt (95 Prozent aller Systeme gehören heute in die Kategorie der Embedded-Systems-Anwendungen) präsentieren sich dem Embedded-Systems-Entwickler zur Zeit immense Möglichkeiten. Der vielleicht größte Wachstumsmarkt für Embedded-Systems-Anwendungen existiert im Bereich Consumer-Elektronik, zu dem Mobiltelefone, Personal Digital Assistants (PDAs) sowie elektronische Spielzeuge und Spiele gehören. Bedingt durch diesen Trend sind die Lizenzgebühren ebenfalls zu einem relevanten Aspekt geworden. Als weitere Herausforderung kommt hinzu, dass viele der heutigen Embedded-Systems-Anwendungen in Umgebungen arbeiten müssen, die einen großen Gehalt an ThirdParty-Applikationen aufweisen.

L

ynx und Linux bieten gemeinsam eine Lösung für diese Herausforderungen an. Als Open-Source-Produkt ist Linux ohne Lizenzgebühren verfügbar und stellt damit eine wirtschaftliche und dennoch betriebssichere Lösung für die Entwicklung von Embedded-Systems-Anwendungen dar. Bereits jetzt genießt dieses Betriebssystem die Unterstützung durch eine große Zahl unabhängiger Software-Unternehmen. Lynx besitzt mehr als zehn Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Embedded-Systems-Lösungen, die Open-Source-Technologie nutzen, und ist ebenfalls versiert in der Unterstützung von Open-Source-Produkten. Außerdem ist Lynx bekannt für sein Eintreten für offene Systeme und Industriestandards, was an der Nutzung und Unterstützung von Standards wie GNU, Unix und POSIX deutlich wird. LynxOS als das Flaggschiff unter den Produkten stellt bereits das am engsten an Linux angelehnte EchtzeitBetriebssystem (Real-Time-OperatingSystem, RTOS) dar, so dass der LinuxSupport eine logische Ergänzung für die vorhandenen Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens bildet. Die Lynx-Linux-Initiative (L2I) stellt ein umfassendes Lösungsangebot für die Entwicklung von Embedded-Systems-Anwendungen dar. Es handelt

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sich dabei um einen betriebssicheren Satz von Produkten und Werkzeugen für Entwickler, die sich für das OpenSource-Konzept entscheiden und deren Embedded-Systeme mit Third-Party-Applikationen koexistieren müssen. Kernstück von L2I ist »BlueCat Linux«, das aus dem Betriebssystem »BlueCat Linux OS«, dem Linux-Development-Environment, den OpenSource-Utilities und den Add-on-Tools besteht. Außerdem stattet Lynx BlueCat Linux mit den gleichen SupportOptionen aus, die das Unternehmen bereits anbietet. »BlueCat Linux OS« ist eine ohne Lizenzgebühren verfügbare LinuxVersion speziell für den Einsatz in Embedded-Systems-Anwendungen. Die Grundlage ist Red-Hat-Linux 6.1 mit dem Linux-2.2.12-20-Kernel. Diese Umgebung unterstützt das Cross-Development von Linux-Embedded-Systems-Anwendungen mit Hilfe eines als Entwicklungs-Host dienenden unter Red-Hat-Linux laufenden PCs. Zu den Zielsystemen zählen gegenwärtig 32-Bit-Systeme auf Pentium- und PowerPC-Basis. Mit dem BlueCat-Linux-Development-Environment lassen sich Varianten des Embedded-LinuxBetriebssystems gemäß den individuellen Anforderungen des Anwenders erstellen.

Zur Wahrung des Qualitätsengagements wird BlueCat-Linux durch die automatischen Prüfabläufe, Qualitätssicherungsprozeduren und SoftwareVerfeinerungsprozesse qualifiziert, die auch für die aktuellen Lynx-Produkte verwendet werden. Um die LinuxKompatibilität zu gewährleisten, wird die enge Übereinstimmung von BlueCat-Linux mit künftigen Red-Hat-Releases sichergestellt. BlueCat bietet ein breites Spektrum von Tools und Fähigkeiten für LinuxEntwickler, die an Embedded-Systems-Anwendungen arbeiten. Traditionell nutzen Entwickler ihre gewohnten Workstation- oder PC-Umgebungen zur Entwicklung des Codes für eine Embedded-Systems-Anwendung. Anschließend erfolgt die Übertragung an die eigentliche Ziel-Hardware mit ihren eingeschränkten Ressourcen. Mit seinen leistungsfähigen Cross-Compilern, Debuggern, Image-BindingTools und Netzwerk-Ressourcen auf dem Red-Hat-Linux-Host trägt das BlueCat-Linux Development Environment diesem Cross-Development-Paradigma Rechnung. Zum Ausstattungsumfang von BlueCat-Linux gehört eine Auswahl an Codegenerierungs-Werkzeugen, mit denen sich Applikationen erstellen und ROM-fähige Embedded-Systems-Anwendungen realisieren lassen: ■ gcc/g++ – industriestandardgemäße ANSI-C- und C++-Compiler, ■ as – Strukturierte Makro-Assembler für BlueCat-Linux-Zielprozessoren, ■ ld – der Linux-Linker zum Binden verschiebbarer ELF-Dateien, ■ mkimage – ein leistungsfähiges Tool zum Erstellen von KDIs (Kernel Downloadable Images), die komplette, bootfähige und ROM-fähige Anwenderapplikationen im Verbund mit BlueCat-Linux-OS-Kernel-Binärdateien enthalten. BlueCat Tools umfasst eine Vielzahl von Debugging-Tools für die CrossVerarbeitung von Applikationen und Systemcode in einer kontrollierten Umgebung sowie Konfigurationswerkzeuge für das Erstellen von BlueCat-Linux-OS-Kernels und KDIs. Der Lynx-Total/db-Debugger ist ein C/C++ Quellcode-DebuggingWerkzeug auf der Basis des populären GNU gdb. Total/db dehnt die zentralen Funktionen von gdb so aus, dass auch die besonderen Fähigkeiten des BlueCat-Linux-OS-Kernels, Gerätetreiber sowie Applikationen auf

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SCHWERPUNKT

der Basis von BlueCat-Linux abgedeckt werden. Es handelt sich bei Total/db um ein flexibles und einfach anzuwendendes Debugging-Werkzeug für komplexe Embedded-Systems-Anwendungen auf der Basis von BlueCat-Linux. Die Funktionsausstattung des Tools umfasst unter anderem: ■ Setzen von Brakpoints und Einzelschrittbetrieb, ■ Darstellung auf der C/C++-Quellcode- und Assembler-Ebene, ■ Evaluieren von Ausdrücken und Durchsuchen von Datenstrukturen, ■ Durchsuchen von Call-Stack-Chains, ■ Netzwerk-Interface und serielle Debug-Schnittstelle mit seriellem Proxy-Support über IP-Verbindungen, ■ Shared-Library-Debugging, ■ Austesten von statisch und dynamisch gelinkten Gerätetreibern und ■ Integration in skdb. Zum Austesten von Gerätetreibern, zum Portieren des BlueCat-Linux-OSKernels auf neue Hardware oder für das Debugging kundenspezifischer Kernels wartet skdb mit Funktionen zum maschinennahen Debugging von Embedded-Zielsystemen auf. Dazu gehört die Möglichkeit zum Inspizieren und Modifizieren von Speicherinhalten, das Setzen von Breakpoints und der Einzelschrittbetrieb. Lynx nutzt die Open-Source-kompatiblen APIs von Linux zur Realisierung einer großen Auswahl an WorkstationUtilities für Entwickler, die mit BlueCat-Linux arbeiten.

Embedded-Betriebssysteme

Zu BlueCat-Linux gehören Versionen der gängigsten Linux-Shell-Umgebungen wie z.B.: ■ bash – GNU-Bourne-Again-Shell, ■ tcsh – Standard-C-Shell-Clone und ■ ash, sash – kleine, für den Embedded-Einsatz geeignete Shells. Embedded-Linux-Entwickler erhalten mit BlueCat-Linux eine Zusammenstellung von Shell-Tools und -Filtern: ■ die Editoren vi und GNU EMACS, ■ GNU make, ■ RCS-Revisionskontrolle, ■ bc, byacc, cmp, cpio, diff, expect, flex, ftp, prof, g, grep, indent, info, make, nm, ranlib, rgrep, sed xargs, strip, tar. Lynx bietet seine Familie grafischer Debugging- und Performance-Analysis-Tools als optionelle Ergänzung zum BlueCat-Linux-Development-Environment an. Durch die Verfügbarkeit dieser Werkzeuge verbessern sich die Möglichkeiten des Linux-Entwicklers zum Erstellen, Austesten, Prüfen und Einrichten von Embedded-SystemsAnwendungen. TotalView ist ein leistungsfähiger, fensterorientierter Quellcode-Debugger für BlueCat-Linux, der sich zum Austesten von Multi-Process-, MultiThreaded- und Multi-Processor-Systemen und -Applikationen eignet. TotalView ist für den Einsatz in vernetzten Umgebungen konzipiert und dient dem Entwickler zum Management und zur Steuerung mehrerer Prozesse, selbst wenn diese über mehrere heterogene Systeme verteilt sind. Der Quellcode-

Bild 1: Aufteilung des Markts für Echtzeitbetriebssysteme auf die diversen Industriezweige im Jahr 1999 46

Debugger TotalView bietet eine umfangreichere Ausstattung und eine höhere Funktionsintegration für das Multi-Threaded-Debugging als Total/db (gdb). Im Einzelnen sind vorhanden: ■ C, C++ und Assembler (Darstellung, Ausführung und Breakpointing), ■ Strukturierte Daten- und OO-Klassendarstellung, ■ einfach anzuwendende grafische Benutzeroberfläche mit mehreren Fenstern, ■ kontextorientierte Hilfefunktion, ■ ein einziges Tool für Multi-Process, Multi-Thread- und vernetztes MultiProcessor-Debugging sowie ■ Möglichkeit zum Gruppieren von Threads über mehrere Prozessoren bzw. Prozesse hinweg. Das Performance-Analysis-Tool TimeScan nutzt das ereignisorientierte Tracing zum Analysieren der Leistungsfähigkeit von Multi-Process-, Multi-Thread- und dezentralen Multi-Processor-Applikationen. Mit Hilfe von TimeScan kann BlueCat-Linux das dynamische Verhalten von Programmen messen und anzeigen – bis zu einer Auflösung unter einer Mikrosekunde und mit minimalen Rückwirkungen auf die Leistungsfähigkeit der Applikation. TimeScan ist außerdem ein hervorragendes Debugging-Werkzeug und hilft dem Entwickler beim Einkreisen diffiziler Programmier- und Designfehler, die zu Ressourcenverknappung, Leistungsengpässen, Blockierungen und Wettlaufsituationen führen. All dies sind Applikationsfehler, die schwierig zu finden sind, wenn nur ein Quellcode-Debugger zur Verfügung steht. Lynx erfasst BlueCat-Linux mit seinem technischen Support. Um den vielschichtigen Support-Anforderungen zu entsprechen, können BlueCatLinux-Entwickler unter den folgenden Optionen wählen: ■ Die Sofortunterstützung (Incident Support) umfasst den Telefonservice für Installation, Konfiguration, Befehlssyntax, APIs (Application Programming Interfaces), Systemaufrufe, Funktionsumfang von Geräten und Utilitys von BlueCat-Linux. ■ Die Vorzugsunterstützung (Priority Support) besteht aus umfangreicher technischer Hilfestellung und Produkt-Updates in Anlehnung an die

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Embedded-Betriebssysteme

SCHWERPUNKT

Dieses wurde auf BlueCatLinux ausgedehnt und stellt damit das erste langLinux Development fristig angelegte UnterstütLynx Environment zungskonzept für dieses Embedded Linux Open-Source-Betriebssystem dar. Im Rahmen dieRed Hat Linux ses Programms wird für Target BlueCat-Linux-Releases Processor eine Unterstützung für eiPC nen Zeitraum von bis zu zehn Jahren gewährt. Lynx Real-Time SysBild 2: Mit BlueCat-Linux lassen sich vorhandene Linux-Applikationen auf das Lynxtems genießt UnterstütRTOS portieren zung durch mehr als 20 verschiedene Hard- und Premium-Programme anderer komüber Service-Packs vorgenommen, Software-Anbieter des Linux- und merzieller Betriebssystemanbieter. die auf dem von Lynx selbstentEmbedded-Computing-Sektors, daDem Kunden wird jeweils ein Techwickelten Produkt-Update-Mecharunter auch international tätige Unternical-Account-Manager zugewienismus basieren. Als zusätzliche nehmen wie Hewlett-Packard und Mosen, der die Support-DienstleistunOption zum Priority-Support-Protorola. gen koordiniert und auf diese Weise gram wird ein Rund-um-die-Uhr(John Seaton, dafür Sorge trägt, dass auf Anfragen Support für die installierten ProdukLynx Real-Time Systems) und Problemmeldungen rasch reate angeboten. Sysgo giert wird. Zwischenzeitliche Pro■ Als weitere Option bietet man ein Tel.: 0 61 31/9 13 80 blemlösungen und Updates werden langfristiges Support-Programm an.

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

Deterministisches Verhalten von Systemen sichern

Marktübersicht: Echtzeit-Betriebssysteme Der Markt für Echtzeitbetriebssysteme wird nach wie vor von In-House-Lösungen dominiert. Schätzungen von Branchenkennern liegen zwischen 50 und 73 Prozent Marktanteil für porprietäre Echtzeitbetriebssysteme. Allerdings sind die kommerziellen Echtzeitbetreibssysteme auf dem Vormarsch, wobei es für potentielle Anwender

nicht einfach ist, aus der Vielfallt des Angebotes die ideale Lösung herauszufinden. Damit Sie sich einen schnellen Überblick über das Angebot an Echtzeitbetreibssystemen machen können, haben wir kommerziell verfügbare Echtzeitbetriebssysteme in dieser Marktübersicht für Sie zusammengefaßt. (pa)

a) Hersteller b) Telefon c) Fax a) 3Soft b) 09131/7701-0 c) 09131/7701-344 a) Accelerated Technology b) 05143/93543 c) 05143/93544 a) Aonix b) 0721/98653-0 c) 0721/98653-98 a) ARS Software/Express Logic b) 089/8934130 c) 089/89341310 a) Becom Software b) 0511/96525-0 c) 0511/96525-65 a) CC&I/Radisys b) 089/8509718 c) 089/8509719 a) Cosmic Software b) 0711/4204062 c) 0711/4204068 a) Digalog b) 030/46702-0 c) 030/46702-182 a) Enea OSE Systems b) 089/5446760 c) 089/54467676

Produktbezeichnung

Betriebssystem Compiler Debugger Treiber Bibliotheken Internet-Lösung

Art der Software

Pro Osek

●

Nucleus Plus

● ● ● ● ● ● Entwicklungsumgebung

C-Smart/Raven

●

Thread X

●

sonstige

●

● ● ● File Manager, Grafik-Bibliothek

C167, HC12, SH2, F2M16L, Power PC

a. A.

68k, Power PC, ARM, AEC, MIPS, Hitachi, ab 15000 TI-DSP, AD-DSP, Tri-Core, Sharc

ab 386, AMD Elan-400, Cyrix Media GX

a. A. a. A.

● ● ● ● ● ● ● ●

Intel Pentium Intel 80x86

a. A. a. A.

● ● ●

Motorola, ST Microelectronics, Intel, NEC, SGS-Thomson, TI, Zilog

a. A.

RBOS

● ● ● ● ● ● ISDN, CAPI 2.0, TCP/IP, SQLServer, CANopen

68xxx, Z 80, 80386

a. A.

k. A.

● ● ● ● ● ● kundenspezifische Software

Power PC, 68k, ARM, IDT Mips, Toshiba a. A. Mips, C166, NEC V850, Melps 77xx, 68HC11, 8051, DSP Lucent 16xx, Starcore, ST100, Texas DSP 8051-Familie, XA

Intime RMX

● ●

integrierte Entwicklungsumgebung

a) Engelmann & Schrader/ WRKit-51 RTOS ● ● ● ● ● 3 verschiedene Speichermodelle Raisonance b) 05121/741520 c) 05121/741525 a) Epsilon Nucleus Plus, Nucleus OSEK ● ● ● ● ● ● grafisches Userinterface, File Syb) 07721/502288 steme c) 07721/502293

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Preis in DM ohne MwSt.

AMD, ARM, ARC, x86, Hitachi, Motorola, a. A. Mips, IDT, LSI, NEC, TI-DSP, Analog Devices, Infineon, National Semiconductor, Lucent zertifizierbarer Kernel für D0178b, Intel, Motorola a. A. IEC1508, en50128 u. a.

●

Internetsuite tw IDE

unterstützte Prozessoren und Controller

a) ESD b) 0511/372980 c) 0511/37298-68 a) Etas b) 0711/89661-0 c) 0711/89661-103

VxWorks RTOS-UH

● ● ● ● ● ● CANopen, Device Net ● ● ● ● ● ● CANopen, Device Net

Ercos

●

a) Electronic Tools/3L b) 02102/8801-10 c) 02102/8801-23

Diamond Virtuoso

Automotive Services

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

CAN, UART, CUP, KWP2000, Netzwerkmgmt.

80x86 RM/PM, 68xxx, Cold Fire, Mips, 16000-26000 ARM, PPC, CR16A, CR16B, CR3L, TI-DSP, V8xx, M8/300H, SH1/2/3, SH3 DSP, C167-Family Intel, 68k, 683xx, PPC, Sparc, Mips 30000 68k, 683xx, PPC 2000 Motorola HC12, 683x6, MPC555, Infineon 6000 C16x, Tricore, NEC V853, TMS470 HC12, MPC555, SAB C16x a. A. TMS320C4x, C6x TMS320C3x, C4x, C54x, C62x, C67xx, AD21020/2106x

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a. A. a. A.

Systeme 1/2000

SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

a) FS Forth-Systeme/Phor Lab b) 07667/908-0 c) 07667/908-200 a) Z-World/GBM b) 02166/98789-0 c) 02166/98789-1 a) Glyn b) 06126/590-248 c) 06126/590-156 a) Green Hills Software b) 0721/9862580 c) 0721/9862581

a) Hema Elektronik b) 07361/9495-0 c) 07361/9495-45

Produktbezeichnung Phor Lab ETS

●

Dynamic C

SW96RN2-ZFE emb 05 Real OS/907 Integrity

unterstützte Prozessoren und Controller

Preis in DM ohne MwSt.

x86

8990

● ● ● ● ●

Z180, i386EX

499

● ● ● ●

Toshiba TLCS 900 16 Bit MCU Mitsubishi M16C 16 Bit MCU Fujitsu 16 Bit MCU Motorola Power PC, 68k, CPU32, Cold Fire, MCore, ARM, Hitachi, Tricore, NEC, Mips, Fujitsu dto. dto. TMS320C4x

12349 2500 18000 a. A.

TMS320C4x

a. A.

TMS320C4x

a. A.

● ● ● ● Hard Real Time

●

Multi C/C++/EC++ STD/Mathlib

●

a) Hitex b) 0721/9628-240 c) 0721/9628-132 a) HSP/Diab-SDS b) 0251/987290 c) 0251/9872920 a) HSP/Precise

a) IAR Systems b) 089/90069080 c) 089/90069081

Systeme 1/2000

● ●

DSP/Veclib

●

Eyelib

● ●

TI Debugger Software TI Code Composer V 3

a) Hightec EDV-Systeme b) 0681/92613-0 c) 0681/92613-26

sonstige

DSP mathematische Funktionen, Assemblerorientiert DSP Vector Library, 300 Assembleroptimierte Funktionen DSP Bildverarbeitungs-Library, 250 Assembleroptimierte Funktionen Debugger for TI DSPs Entwicklungsumgebung für TI DSPs

a. A. a. A. a. A.

TMS320C4x a. A. TMS320C2000, TMS320C3x, TMS320C4x, 2050 TMS320C5x, TMS320C54x, TMS320C6000 TI C Compiler ● C-Compiler, Assembler, Linker für TMS320C3x, TMS320C4x 1450 TI DSPs Hipe 2000 SW-Entwicklungsumgebungssystem TMS320C4x, X80 a. A. für Bildverarbeitung Hil ● C-Funktions-Library, 70 Funktionen TMS320C4x, X80 a. A. für Bildverarbeitung XPP ● für Hema Framegrabberkarten a. A. ASPM2-Library ● Library für hochauflösende Analog- TMS320C4x a. A. module zur Signalverarbeitung- u. Aufbereitung HIO-Lib ● ANSI-C-Standard, Host I/O Library TMS320C4x 490 hxs Kommunikations-SW zwischen TMS320C4x a. A. DSP und PC ASPM1-Library ● Library für hochauflösende Analog- TMS320C4x a. A. module zur Signalverarbeitung- u. Aufbereitung PXROS/PXmon-RT ● ● Infineon C16x, Tricore, SGS-Thomson a. A. ST10, Intel 80x86 GNU C16x C/C++ Develop● ● ● Infineon C16x, Tricore, SGS-Thomson a. A. ment-System ST10, Intel 80x86 PXtop, PXPro Web/HTTP ● dto. a. A. diverse ● dto. a. A. MS Windows CE, ● ● ● ● ● ● MS Windows CE Starterkit x86, Strong ARM, Hitachi SH 3/4, Power ab 2360 MS Embedded NT PC ●

Single Step Diabdata Compiler Suite ●

Precise/MQX

Embedded Workbench Visual State MakeApp

Motorola, Hitachi, ARM, Mips Motorola, Hitachi, ARM, Mips

●

a. A. a. A.

● ●

Motorola 68k, 683xx, Cold Fire, M-Core, a. A. DSP-56k, Power PC, III, C3x, C4x, C54, C6x, ARM 7, 9, ADI Share ADSP 2106x, ARC, Mips R3000, R4000, R5000, Intel Stron ARM, x86 ● ● ● ● ● ● Devicetreiber grafisch, CAD-Tool, Atmel A90/AVR, AT89, Hitachi H8300, a. A. Visual State H8300H, H85, SH1, SH2, SH3, SN-DSP, Intel 8051, 80251, 80x96, Microchip PIC 18, Micronas 65C02, Mitsubishi 740, 770, M16C60, M16C80, Motorola 68HC11, 68HC12, 68HC16, NEC 78k0, 78k4, V850, National CO88, CR16, CR32, Samsung Sam 8, Sharp SM6000, SH8500

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a) Hersteller b) Telefon c) Fax

Betriebssystem Compiler Debugger Treiber Bibliotheken Internet-Lösung

Art der Software

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SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

a) Hersteller b) Telefon c) Fax

Produktbezeichnung

Betriebssystem Compiler Debugger Treiber Bibliotheken Internet-Lösung

Art der Software

RTOS-UH ● Pearl 90 ● Crest-C ● Crest DBG ● CoDeIEP ● ● RT-LAN a) IPP-Ing.-Büro Podbielski Treiber und Bibliotheken für ● & Partner serielle Protokolle unter OS-9 b) 0341/8628651 c) 0341/8628653 Bibliotheken für Feldbusprotokolle unter OS-9 Bibliotheken für serielle Protokolle unter VxWorks a) Integrated Systems k. A. ● ● ● ● b) 06131/35840-0 c) 06131/35840-99 a) Janz Computer diverse ● b) 05251/1550-0 c) 05251/1550-90 a) Keil Elektronik RTX166 Tiny ● ● ● b) 089/4560400 RTX51 Tiny ● ● ● c) 089/468162 a) Keil/Mettler & Fuchs RTX166 ● ● ● ● RTX51 ● ● ● ● a) Dr. Rudolf Keil Softkernel ● ● ● b) 06221/862091 c) 06221/861954 a) Kithara Software I/O Accelerator ● b) 030/2789673-0 Driver Collection ● c) 030/2789673-20 a) Microware Systems OS-9 ● ● ● ● b) 08102/7422-0 c) 08102/7422-99 a) Motorola OSEK ● ● ● ● b) 089/92103-352 c) 089/92103-570 a) Nohau RTX-C ● ● ● b) 07043/9247-0 c) 07043/9247-18 a) NRTA SSX5 ● b) 0044/1904/435129 c) 0044/1904/435130 a) On Time On Time RTOS-32 ● ● b) 040/2279405 c) 040/2279263 a) PEP Modular Computers OS-9, VxWorks, pSOS, ● ● b) 08341/603-0 VRTX, QNX c) 08341/803-499 a) pls Fast-view66win ● ● ● b) 035722/384-0 c) 035722/384-69 ude ● ● ● a) Prahm RTMOS ● ● ● ● b) 0721/558995 c) 0721/9554348 a) Quering Global k. A. ● ● ● ● b) 089/7470050 c) 089/7470047 a) QNX Software Systems QNX RTOS ● ● ● ● b) 0511/940910 c) 0511/94091199 a) Radisys RMXIII 2.3 ● ● ● ● b) 0811/95817 Intime 2.0 ● ● ● c) 0811/95818

sonstige

a) IEP b) 0511/70832-0 c) 0511/70832-99

50

●

IEC 1131 Oberfläche ●

●

● ●

unterstützte Prozessoren und Controller

Preis in DM ohne MwSt.

Power PC, 68k, 683xx Power PC, 68k, 683xx Power PC, 68k, 683xx Power PC, 68k, 683xx Power PC, 68k, 683xx Power PC, 68k, 683xx Motorola 68k

ab 150 ab 348 ab 1398 ab 1398 ab 990 ab 398 a. A.

Modbus, 3964R, AS511, Omron Hostlink, Lauer Terminals, Schulungen, Support, Reengineering Profibus, CAN, Schulungen, Sup- Motorola 68k port Modbus

a. A.

● ● IPV6, SNMP V3, pJava, Web PPC, 68k, ARM, Mips, x86, M32R, SH a. A. Control, RMON, HTTP, Simulation Cold Fire, M-Core, 1960, NEC v8xx, ST20, Sparc Lite ● x86, 68k, Power PC a. A.

● ●

ST10, C166, Derivate 8051, Derivate

6000 4250

● ● ●

C166/C167, ST10, Derivate 8051, Derivate 68k

12250 7900 a. A.

Win 95, 98, NT, 2000 Win 95, 98, NT, 2000

299 Euro a. A.

● ●

direkter I/O-Zugriff Treiberentwicklung

● ● Java Grafik mit Win »look & feel« Power PC, 68k, x86, ARM 7, SH-Serie, Strong ARM

a. A.

●

68HC08, 68HC12, 633xx, MPC5xx

a. A.

● ●

Intel, Siemens, Infineon, Philips, Motorola, Mitsubishi, Oki, Dallas, AMD, Atmel

50000

Real Time Schedulability, Analysis Motorola MPC5xx, CPU32, 68MC8, a. A. Tool 68MC12, Hitachi H85, ARM, Infineon C/67 ● ● Intel 386, 486, Pentium, AMD, Elan Series, 2500 NS486 68k, x86, Power PC

● CAN-Debugging, Flash/OTP-Pro- C168, C166CBC, ST10 gramming, Embedded Web-Server, Jtag/OCDS-Debugger Jtag/OCDS-Debugger Tricore ● ● SPS-Interprotect opt. 80x86, 80x51, 80x96, 680x0, 68HC11

ab 3500

a. A. 12000

● ●

Motorola, Intel, Mips, R5000, VME 147-167, 1600 Sun Sparc/Sparc 2, Pentium II, III

● ●

x86, Power PC, Mips

●

i86 i86

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a. A. a. A.

Systeme 1/2000

SCHWERPUNKT

Embedded-Betriebssysteme

a) Hersteller b) Telefon c) Fax a) SDS/Diab-SDS b) 089/93086-143 c) 089/93086-525 a) Softec b) 0731/96600-0 c) 0731/9660-23 a) Software Manufaktur b) 07073/50061-6 c) 07073/50061-5 a) Sorcus Computer b) 06221/3206-0 c) 06221/3206-44 a) Sun Microsystems b) 089/46008-0 c) 089/46008-555 a) SWD b) 04106/6109-0 c) 04106/6109-40

a) SWD/Cogent a) Sybera b) 07031/744-608 c) 07031/744-609 a) Sysgo RTS b) 06136/9948-0 c) 06136/994810 a) Tasking b) 07152/979910 c) 07152/9799120 a) Triple-S b) 0941/78511-0 c) 0941/78511-11 a) Vector Informatik b) 0711/139996-0 c) 0711/139996-30

Produktbezeichnung

Single-Step Debugger VxWorks/Tornado

sonstige

●

Diab-Data Compiler

● Simulatoren ● ● ● ● ● ● Applikationen

Echtzeit-Automation

unterstützte Prozessoren und Controller

Preis in DM ohne MwSt.

Motorola 68k, PPC, Cold Fire, M-Core, DSP, Dual Core, Hitachi, Mips, IBM dto. Power PC, x86, Pentium, ARM

a. A.

● ● ● individuelle Anwendungen, Inte- Intel x86, Motorola PPC, Mips gration: HW + Steuerung + Visualisierung, Internet/Fernwartung ● ● ● intelligente Meßdatenerfassungs- x86 karten, Embedded Systeme

OSX

●

ChorusOS 4.0

● ● ● ● ● ● Java/HA

GPIB/IEEE 488 für QNX 4 QNX 4-Treiber für APC USV QNX Treiber für Hilscher Feldbus-Karten Quinn-Curtis Real Time Graphics and User-Interface für QNX RTWin für QNX 4/Photon

● ● ●

TCP/IP für QNX 2 Quinn-Curtis Science für DOS und QNX Cogent Cascade Database für QNX SHA

● ● ●

●

a. A. a. A.

a. A.

ab 480

Ultra Sparc III, Power PC, 608, 604, 750, 821, 823, 860, 8260, x86, Pentium

a. A.

x86 x86 x86

1950 a. A. a. A.

x86

2350

Entwicklungssystem für Prozeßleitsysteme

990

x86

2160 1500

Database

x86

1190

Hard Real Time-Erweiterung für Win

x86

a. A.

13650

LynxOS

● ● ● ● ● ●

Embedded Linux P4p Mikrokernel C/CH Embedded C++ Emi+

● ● ● ● ● ● Board Support Packages

x86, 68k, µSparc, Mips, Power PC, Power Quicc x86, Power PC, Mips

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Prototyping

Tricore, 68xxx, Power PC, DSP50xxx 8-, 16-Bit MCUs

ab 5000 8000

alle OS-9 lauffähigen

3199

alle Win CE lauffähigen

a. A.

Visual-CCC OS-9

grafische Entwicklungsumgebung für OS-9 grafische Entwicklungsumgebung für Win CE

Visual-CCC für Win-C ●

osCAN

CANape a) VME Systems b) 06033/6193 c) 06033/6196 a) Willert Software Tools k. A. b) 05722/24081 c) 05722/24083 a) Wind River Systems Tornado VxWorks b) 089/962445 c) 089/962445-55 Tornado Motorworks OSEK-Kernel a) Zilog ZDS 3.00 b) k. A. c) k. A.

Systeme 1/2000

Betriebssystem Compiler Debugger Treiber Bibliotheken Internet-Lösung

Art der Software

●

● ● ● ● ●

Remote Monitoring Tool

Fujitsu 16LX, FR30, Hitachi SH7055, Mi- a. A. tsubishiM7600, M16C, NEC 78k0, V850, Infineon C167, STM ST10 a. A.

Schulung, Installation

Siemens, 16 Bit, 32 Bit, Tricore

a. A.

x86/Pentium, PPC, CPU 32, 68k, ARM, Mips, Sparc, Ultrasparc, SH 1/2/3/4, i960, Cold Fire, Tricore C167, HC12, PPC555

a. A.

Z8, Z180, Z380, Z89 DSP

a. A.

● ● ● ● ● ● Networking Protocols

●

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a. A.

CAN-Bus, Support

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a. A.

51

ELEKTRONIK-FOCUS

Kabel und Steckverbinder für die Automation

Gute Verbindungen sicherstellen

Marktübersicht: Steckverbinder In der Elektronik konzentriert sich das Augenmerk hauptsächlich auf die integrierten Schaltungen, die die rasante Entwicklungsgeschwindigkeit dieser Branche eindrucksvoll dokumentieren. In ihrem »Schatten« fristen »einfache« Bauteile wie Kabel und Steckverbinder ein unbeachtetes Leben. Wirklich? Die Antwort ist ein eindeutiges Nein. Denn sollen die ICs und Baugruppen eines Systems zusam-

menarbeiten, führt an Steckverbindern und Kabeln kein Weg vorbei. Als Beispiel lassen sich VMEbus- und Compact-PCI-Systeme nennen, die via Backplanes und Mezzanine-Sockel zusammengesteckt werden und die Signale aus dem System über Kabel weiterleiten. In dieser, auf einer schriftlichen Umfrage der Redaktion basierenden Marktübersicht sind die Anbieter von Steckverbindern aufgelistet.

52

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sonstige

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Ausführung

Miniatur High-Density Einpreßtechnik Sonderkontakte kundenspezifisch codiert geschirmt gefiltert konfektioniert

a) Anbieter/Hersteller b) Telefon c) Fax a) A-Switch/Foxconn b) 089/90490048 c) 089/9291313 a) Adels-Contact b) 02202/9534-0 c) 02202/953488 a) Amphenol-Tuchel-Electronics b) 07131/929-0 c) 07131/929-486 a) Alutronic Bauelemente/Weitronic b) 040/789198-0 c) 040/789198-29 a) Beck Elektronik b) 0911/93408-0 c) 0911/9340828 a) Beck Kabel- und Gehäusetechnik b) 09104/828420 c) 09104/828418 a) B/S Halbleiter/Framatome b) 06035/2015 c) 06035/18212 a) Buchholz, Klaus/Harting/JST b) 09126/2793-0 c) 09126/1267 a) C+K Components/Samtec/Kycon b) 089/74519-450 c) 089/74519-400 a) CAC b) 02166/9108-0 c) 02166/9108-50 a) Cinch b) 0711/93150-450 c) 0711/93150-455 a) Codico b) 0043/1/86305-37 c) 0043/1/86305-9837 a) Contact b) 0711/7838-03 c) 0711/7838-366 a) Cosy Electronics/ITT Canon b) 07151/94300 c) 07151/943030 a) Deltrona b) 07151/95300 c) 07151/18162 a) Deltron b) 0041/34/4481212 c) 0041/34/4481213 a) Electrade/Deltron b) 089/8981050 c) 089/8544922

metrisch DIN 41612 PCI-Stecker SCSI-Stecker D-Sub-Stecker LWL-Stecker Flachkabelstecker Folienverbinder Rundsteckverbinder PCMCIA-Steckverbinder Kfz-Stecker Koax-Stecker

Arten

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sonstige

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Werkzeuge

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CIN, APSE

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● ● ● ● ● ● ● ● ● kunststoffumspritzt

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Dualport, Mischpol, Filteradapter, In D-Sub

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Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via www.systeme-online.de/direkt

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gefiltert mit Chip-Kondensatoren oder Röhrchenfilter, Selektivbestückung möglich

Systeme 1/2000

ELEKTRONIK-FOCUS

Kabel und Steckverbinder für die Automation

Systeme 1/2000

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sonstige

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Ausführung

Miniatur High-Density Einpreßtechnik Sonderkontakte kundenspezifisch codiert geschirmt gefiltert konfektioniert

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sonstige

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DIL, PGA, Simm, Stift- und Buchsenleisten, PC/104

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MIL-Stecker

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▼

a) Anbieter/Hersteller b) Telefon c) Fax a) EMC/E-Tec b) 06126/9395-0 c) 06126/9395-72 a) Entrelec-Schiele b) 02234/95413-0 c) 02234/95413-50 a) EPT Guglhör b) 08861/2501-0 c) 08861/5507 a) Erni Elektroapparate b) 07166/50-0 c) 07166/50-282 a) Eurodis Enatechnik/Elco b) 04106/701510 c) 04106/701551 a) Eurodis Enatechnik/Honda a) Eurodis Enatechnik/Methode a) Escha Bauelemente b) 02353/708-0 c) 02353/706-40 a) F&P Electronic b) 07681/4712-0 c) 07681/23080

metrisch DIN 41612 PCI-Stecker SCSI-Stecker D-Sub-Stecker LWL-Stecker Flachkabelstecker Folienverbinder Rundsteckverbinder PCMCIA-Steckverbinder Kfz-Stecker Koax-Stecker

Arten

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ELEKTRONIK-FOCUS

Kabel und Steckverbinder für die Automation

a) KCC b) 040/769154-0 c) 040/769154-90 a) Laser Components b) 08142/28640 c) 08142/286411 a) Lemo Elektronik b) 089/427703 c) 089/4202192 a) Litton b) 089/92204-0 c) 089/985184

54

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sonstige

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Ausführung

Miniatur High-Density Einpreßtechnik Sonderkontakte kundenspezifisch codiert geschirmt gefiltert konfektioniert

a) Anbieter/Hersteller b) Telefon c) Fax a) FCT Electronic b) 089/420004-0 c) 089/42000410 a) Fischer Elektronik b) 02351/435-0 c) 02351/459433 a) W. W. Fischer b) 08091/5583-0 c) 08091/558323 a) FCI Framatome Group b) 0211/9254-161 c) 0211/9254-161 a) Getronic b) 040/547441-00 c) 040/54744-150 a) Gigatron/Actipass b) 0731/85251 c) 0731/85052 a) Gigatron/Micro-Mode a) Globes b) 07131/781013 c) 07131/781020 a) Glyn/Yamaichi b) 06126/590-232 c) 06126/590-132 a) Glyn/Suyin a) Glyn/Toshiba a) 2E Rolf Hiller b) 07153/3049-0 c) 07153/3049-70 a) Hadimec b) 0041/62/8898650 c) 0041/628898660 a) Hirose Electric b) 0711/4560021 c) 0711/4560729 a) Inotec b) 07133/9800-0 c) 07133/9800-25 a) Interconnectron b) 0991/25012-0 c) 0991/2501244 a) Intermas/Erni b) 06105/203-3 c) 06105/203-451 a) Iriso Electronics b) 07022/949929 c) 07022/49722 a) JIT Electronic b) 08131/3811-0 c) 08131/381150 a) J.S.T. Deutschland b) 07181/4007-0 c) 07181/4007-21

metrisch DIN 41612 PCI-Stecker SCSI-Stecker D-Sub-Stecker LWL-Stecker Flachkabelstecker Folienverbinder Rundsteckverbinder PCMCIA-Steckverbinder Kfz-Stecker Koax-Stecker

Arten

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Test + Burnin Steckverbinder

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Board-to-Board

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USB, IEEE1394, 4-, 6-pol., kunden- ● ● spezifisch, Board-to-Board, LeiterplattenSteckverbinder, Batterie-Steckverbinder für Mobilphone ● ● ●

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sonstige

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● ● ● ● ● ● ● ● ● abgedichtet

● ● ● ● ● ● Kabelkonfektion, SMT-Steckverbinder

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Systeme 1/2000

ELEKTRONIK-FOCUS

Kabel und Steckverbinder für die Automation

Systeme 1/2000

sonstige LWL-Steckverbinder, LWL-Patchkabel, Kupfer-Patchkabel

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sonstige

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● Linsen-Steckverbinder

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● Schraubensteckverbinder

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Standardprodukte

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a) Anbieter/Hersteller b) Telefon c) Fax a) Lucent Technologies/Systimax SCS ● b) 0228/243-0 c) 0228/243-1999 a) Matsushita Automation Controls b) 08024/648-0 c) 08024/648-555 a) Märtens/Molex/Binder ● ● ● ● b) 0511/676757-65 c) 0511/676757-68 a) Methode Fibre Optics b) 02561/961000 c) 02561/961002 a) Monacor b) 0421/4865-0 c) 0421/488415 a) Mps/FCI-Framatome/Souriau ● ● ● b) 0211/9254-0 c) 0211/9254-111 a) Mps/Amphenol Tuchel ● ● ● a) Multi-Contact Deutschland b) 07621/667-0 c) 07621/667-100

Ausführung

Miniatur High-Density Einpreßtechnik Sonderkontakte kundenspezifisch codiert geschirmt gefiltert konfektioniert

metrisch DIN 41612 PCI-Stecker SCSI-Stecker D-Sub-Stecker LWL-Stecker Flachkabelstecker Folienverbinder Rundsteckverbinder PCMCIA-Steckverbinder Kfz-Stecker Koax-Stecker

Arten

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ELEKTRONIK-FOCUS

Kabel und Steckverbinder für die Automation

56

sonstige

Ausführung

Miniatur High-Density Einpreßtechnik Sonderkontakte kundenspezifisch codiert geschirmt gefiltert konfektioniert

a) Anbieter/Hersteller b) Telefon c) Fax a) Murata Elektronik b) 0911/6687-0 c) 0911/6687-425 a) Niebuhr Optoelektronik b) 040/766259-0 c) 040/766259-11 a) ODT b) 02741/970015 c) 02741/970016 a) Odu b) 08631/6156-0 c) 08631/615649 a) Osterrath b) 02754/3753-0 c) 02754/1292 a) Pancon b) 06172/175-0 c) 06172/175-160 a) Phoenix Contact b) 05235/300 c) 05235/341200 a) Provertha b) 07231/774-66 c) 07231/774-66 a) Püschel Elektronik b) 0621/7278514 c) 0621/7278520 a) Robinson Nugent b) 07131/24852 c) 07131/280480 a) Siemens EC b) 06232/302616 c) 06232/30-2243 a) SHC/Siemens b) 06039/489-0 c) 06039/489-62 a) SMK b) 089/61300233 c) 089/61300234 a) Suyin b) 08561/23888-80 c) 08561/2388888 a) Schukat Electronic b) 02173/950-5 c) 02173/950-999 a) Stocko Contact b) 0202/9733-0 c) 0202/9733-411 a) Tyco Electronics AMP b) 06251/133-0 c) 06251/133-600 a) H. F. Vogel b) 07252/9496-0 c) 07252/9496-99 a) W+P Products b) 05223/63091 c) 05233/64217 a) Yamaichi Electronics b) 089/45109-168 c) 089/45109-110 a) Weco b) 06181/105-0 c) 06181/105-130 a) Weidmüller Interface b) 05252/960-0 c) 05252/960-116

metrisch DIN 41612 PCI-Stecker SCSI-Stecker D-Sub-Stecker LWL-Stecker Flachkabelstecker Folienverbinder Rundsteckverbinder PCMCIA-Steckverbinder Kfz-Stecker Koax-Stecker

Arten

sonstige

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● ● ● ● ● ● ● ● ● DIN 41620

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● SMT, hochtemperaturbeständig

● USB

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● LWL-ST-Anschluß, FSMAAnschluß

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LWL-Schnellanschlußsysteme, Fiber Dip

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● ● ● ● ● ● ● ● ● kundenspezifisch, ab Raster o,5 mm ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Kartensteckverbinder, IC-Sockel

Leiterplatten-Steckverbinder, Steckverbinder-Klemmleisten, Flachsteckverbinder schwere Steckverbinder, Rechtecksteckverbinder

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mit Beschriftung, Befestigungsund Verbindungsflanschen

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Systeme 1/2000

ELEKTRONIK-FOCUS

Produkte

Neuer Anbieter von Sensor-/

Wärmeschrumpfender

Aktorsteckverbindern

Gewebeschlauch

D

ie neugegründete Moldcon Connectors GmbH mit Sitz in Hanau bei Frankfurt hat sich auf das Produktsegment

auf der anderen Seite. Weiterhin sind EMV-gerechte Varianten, Verkabelungen, Verteilerboxen und kundenspezifische

R

Sensor- und Aktorsteckverbinder für Mess-, Steuer-, Regelund Automatisierungstechnik spezialisiert. Mit einem kompletten Produktprogramm von M12- und M8-Sensorsteckverbindern und von Ventilsteckverbindern nach DIN 43650 tritt Moldcon in den Markt ein. Angeboten werden neben standardisierten Steckverbindern auch Verbindungsleitungen mit beispielsweise M12-Steckverbindern auf der einen Seite und DIN-43650-Steckverbindern

Lösungen verfügbar. Die Moldcon Connectors GmbH wurde zum 1. Januar 2000 neu gegründet. Ihr Sitz ist in Hanau bei Frankfurt. Das Team kann auf viele Jahre Erfahrung bei der Fertigung, im Vertrieb und im Marketing von Steckverbindern und Verkabelungen zurückblicken. Moldcon arbeitet nach den Richtlinien der ISO 9001. (pa) Moldcon Tel.: 0 61 81/58 27 80

aychem stellt mit dem wärmeschrumpfenden Gewebeschlauch HFT (Heatshrinkable Fabric Tubing) eine Lösung zum Positionieren, Bündeln und Schützen von Kabelbäumen und Leitungen in Hydraulik-, Pneumatik-, Elektrik- und Elektronikanwendungen vor. Der halogenfreie Gewebeschlauch zeichnet sich durch eine hohe Abnutzungsbeständigkeit aus, die bislang nur von schwereren Werkstoffen geboten wurde. Gleichwohl bietet das Material ausgezeichnete Flexibilitätseigenschaften und hat ein geringes Gewicht. Abgesehen vom Schutz vor mechanischen Einflüssen bewährt sich der Gewebeschlauch auch als Wärmeisolation sowie zum Unterbinden von Vibrations- und Klappergeräuschen. Das HFT-Material kann problemlos über Leitungen, Schläuche und Rohre gezogen werden und passt sich selbst engsten Krümmungen an. Bei Erwärmung auf eine Temperatur von über 135 °C sorgt das

Schrumpfverhältnis von 2:1 bzw. 3:1 dafür, dass sich der Schlauch fest um das Substrat schmiegt und ohne Klemmen, Kabelbinder oder zusätzliche Befestigungen seinen festen Halt bewahrt.

Das Material zeichnet sich durch seine selbst bei Temperaturen bis 135 °C hervorragenden mechanischen Eigenschaften aus und kann durch seinen mehrfädrigen Aufbau mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen exakt zugeschnitten werden. (pa) Raychem Tel.: 01 30/82 73 12

SMD-Steckverbinder Universell einsetzbare Schneidklemm-Steckverbinder

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ie MAS-CON-Steckverbinder von Pancon sind universelle und flexible Verbindungen für die gängigen Rastermaße 2,54 mm und 3,96 mm. Die Steckverbinder können mit

Flachbandkabel oder auch mit Einzeldrähten kontaktiert werden. Dieser Produktvorteil bietet in der Praxis viele Verarbeitungs- und Einsatzbereiche. Die

Systeme 1/2000

Verarbeitungswerkzeuge können sowohl Flachbandkabel oder Einzeladern verarbeiten. Der Hersteller bietet sowohl Handwerkzeuge als auch passende Automaten an. Eine neue Hi-Power-End- und Durchgangsfederleiste, die bis zu 12,5 A bei bis zu 70 °C verträgt, steht für spezielle Applikationen zur Verfügung. Vier sichere Kontaktstellen pro Leiter im Schneidklemmbereich und eine kugelförmige Dreipunkt-Kontaktzone im Steckbereich garantieren langlebige Verbindungen. (pa) JDK Tel.: 0 61 72/48 01 11

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ie Matsushita-Steckverbinder der Serie AXN sind für sichere Verbindungen in der miniaturisierten Gerätetechnik konzipiert. Gerundete

Die Steckverbinder in SMDTechnik umfassen Versionen von 10 bis 100 Polen und eignen sich für alle gängigen SMD-Lötverfahren. Die Strom-

»Bellows-Kontakte« gewährleisten hierbei eine besonders hohe Kontaktsicherheit. Die Verbinder sind in einer Vielzahl von Ausführungen mit einem Rastermaß von 0,5 mm, 0,8 mm oder 1 mm in Bauhöhen von 2 bis 11,5 mm erhältlich.

belastung beträgt maximal 0,5 A bei 60 V AC/DC pro Kontakt. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -55 und +85 °C. (pa) Matsushita Tel.: 0 80 24/64 80

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ELEKTRONIK-FOCUS

Produkte

Sicher befestigt

Kabelflansch statt

mit Sammelhalterung

Kabelverschraubungen

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as Modell SHUD E30E90, die sogenannte »Hermannschelle«, stellt Dätwyler vor. Damit erweitert man die Pyrosys-Produktfamilie von Befestigungs- und Verbindungskomponenten mit Funktionserhalt um eine neue Sammelhalterung. Die Hermannschelle ist eine kostengünstige Alternative

für die in der Praxis oft nur schwer zu installierenden Kabelleiter und -rinnen. Sie dient der einfachen und sicheren Bündelverlegung der bewährten halogenfreien Pyrofil-Sicherheitskabel mit integriertem Funktionserhalt. Die Halterung, die für die Verlegung an Wand und Decke gleichermaßen geeignet ist, erreicht den Funktionserhalt nach DIN 4102-12 für Sicher-

heitskabelanlagen mit allen Pyrofil-Kabeltypen. Die Sammelhalterung mit den Außenmaßen 125 mm x 95 mm x 80 mm ist für einen erweiterten Befestigungsabstand von bis zu 800 mm und ein maximal zulässiges Traggewicht von sechs Kilogramm pro Meter ausgelegt. Erreicht werden diese Werte durch eine spezielle Form und durch das Material aus nach dem Sendzimir-Verfahren verzinktem Blech. Die Hermannschelle ist vom Prüfamt Braunschweig unter praxisnahen Bedingungen einem Brandtest nach DIN 4102-12 zur Überprüfung des Funktionserhalts unterzogen worden und besitzt eine entsprechende bauaufsichtliche Zulassung. Danach bleibt die Halterung im Brandfall mindestens 90 Minuten intakt und gewährleistet, dass verlegte Kabel über diesen Zeitraum nicht ausfallen. (pa) Dätwyler Tel.: 0 61 90/89 91 22

abeldurchführungen mit herkömmlichen Verschraubungen sind platzraubend und umständlich, besonders, da man für jede Verschraubung eine Montagebohrung benötigt. Außerdem kosten sie viel Zeit, beispielsweise wenn man bei hoher Kabeldichte zur Wartung eine Verschraubung aus der Mitte lösen muss. Um diese Probleme zu vermeiden, hat Lütze den neuen Klemmflansch Cablefix entwickelt. Auf engstem Raum werden mit dieser kostensparenden Gehäusedurchführung die Kabel z.B. für Aktor- und Sensorklemmen oder Feldbussysteme in das Gehäuse geführt. Die aneinanderreihbaren Flansche sind 50 mm x 50 mm groß . Bei der Variante mit 5-mm-Klemmenraster können bis zu acht Kabel mit 3 bis 6 mm Durchmesser angeschlossen werden. Eine Version mit vier Durchführungen für Kabel von 6 bis 11 mm Durchmesser ist ebenfalls verfügbar. So wird nur etwa die Hälfte der Grundfläche gegenüber der Verschraubungstechnik benötigt. Die einfache Installation bringt erhebliche Zeitersparnis. Ein Beispiel: 40 Aktor/Sensoran-

schlüsse und vier Spannungseinspeisungen benötigen bei der Verschraubungstechnik 44 einzelne Bohrungen. Für die Flansche ist nur ein einziger rechteckiger Gehäuseausschnitt erforderlich. In diesen werden fünf Flansche mit je acht Durchführungen und einer mit den vier Spannungsdurchführungen nebeneinander befestigt. Man muß dann nur noch die Kabel durch den Flansch schieben, abisolieren und anklemmen. Sie sind dann eindeutig den Klemmen zugeordnet. Die Flansche selbst werden über zwei nicht verlierbare Klemmkrallen am Gehäuse befestigt. Dessen Wandstärke darf dabei 0,5 bis 4 mm betragen. Die Zugentlastung schließt sich automatisch beim Durchschieben des Kabels. Ein integrierter Formgummi dichtet dabei das Kabel selbsttätig ab. Zur Fehlerbehebung, Wartung oder Nachrüstung können die einzelnen Kabel durch die Federklemmung leicht gelöst und ausgetauscht werden. Der Anschlussflansch entspricht der Schutzartklasse IP65. (pa) Lütze Tel.: 0 71 51/6 05 30

Übereinander versetzt angeSteckverbinder

ordnete D-Sub-Steckverbinder

für hohe Spannungen

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ycon erweitert seine Reihe von mehrpoligen Steckverbindern der Serie K42 mit der Aufnahme von übereinander versetzt angeordneten D-SubSteckverbindern. Die K42B255L/C375-C4N ist eine Erweiterung von Kycons bereits umfangreiche Reihe von D-Subminiatur-Steckverbindern. Die linke Kante der 25-Pin-D-SubBuchse ist mit der linken Kante der 37-Pin-D-Sub-Buchse in einer Linie ausgerichtet, um bessere Raumausnutzung auf der Leiterplatte zu erreichen. Die gepreßten Buchsenstifte bestehen für ein gutes Kontaktverhalten

aus Phosphorbronze, der Körper aus PBT-Thermoplast gemäß UL94V-0. Montiert werden kann die Buchse mit genieteten Gewindeeinsätzen, 4-40-Hex-Gewindebuchsen und Leiterplattenverriegelungen. Die Gesamthöhe beträgt 28,42 mm mit einer Zentriereinrichtung zur Einrichtung der Mitte auf 0,625 mm. CSA/NRTL/C Certified File No. LR78160 ist vorhanden. Die Lieferzeit liegt bei rund acht Wochen. (pa)

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as Steckverbindersystem Serie 122 Conecta von WECO erlaubt den Anschluß von hohen Spannungen (bis 500 V) unter industriellen Bedingungen. Es besteht aus Federleisten mit Schraubanschluss und einlötbaren Stiftleisten im Raster 7,5 mm. Die verschiedenen Ausführungen aus selbstverlöschendem Polyamid sind zwei- bis zwölfpolig erhältlich. Die Rüttelsicherheit der Verbindung wird durch Verrasten der Gehäuse miteinander unterstützt. Als Schraubanschluss wird das Fahr-

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stuhlprinzip eingesetzt, das auch nach vielmaligem Anschließen eines Leiters einen ermüdungsfreien Drahtschutz bei hohem Kontaktdruck garantiert. Es können Leiter bis 2,5 mm2 angeschlossen werden. Die Schrauben sind unverlierbar. Die Leisten sind standardmäßig unbeschriftet, können aber auch nach Angabe bedruckt geliefert werden. Eine Kodierung ohne Polverlust ist möglich. (pa) WECO Tel.: 0 61 81/10 50

Kycon Tel.: 0 01/40 84 94 03 30

Produkte

Stromversorgungsanschlüsse für Leiterplatten in Einpresstechnik

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ür eine rationelle, effektive Verarbeitung und um die hohen Qualitätsansprüche zu erfüllen, werden die meisten Komponenten einer Busplatine in lötfreier Einpresstechnik bestückt. Mit der Vorstellung der SVA-Anschlüsse von Erni kann nun auch der Stromversorgungsanschluss auf Busplatinen in lötfreier Einpresstechnik erfolgen. Für den

Anschluss der Stromversorgungsleitungen stehen zweireihige Anschlüsse (sechs- und zehnpolig) mit elastischer Einpresszone zur Verfügung. Die SVAKomponenten sind wahlweise in

den Anschlussarten mit Kabelschuhen oder Flachsteckern (Faston) erhältlich. Es sind Versionen mit drei oder fünf AnschlussPins je Reihe verfügbar. Die Ausführung für Schraubverbindung ist für Kabelschuhe (Schraube M3 oder M4 bzw. 6-32 UNC oder 8-32 UNC) geeignet. Die Flachsteckeranschlüsse haben einen Anschlussquerschnitt von 6,3 mm x 0,8 mm oder 2,8 mm x 0,8 mm nach DIN 46244. Das Material ist eine Kupferlegierung mit Nickeloberfläche. Der Betriebsstrom ist von den Gegebenheiten der Leiterplatte und dem Kabelanschluss abhängig. So ist die sechspolige Version für einen maximalen Betriebsstrom von 30 A (bei 20 °C) ausgelegt, während die zehnpolige Version für 40 A (20 °C) spezifiziert ist. (pa) Erni Tel.: 0 71 66/5 00

USB-Stecker Typ B in SMD

M

it der Serie »USB B SMD« von Elektrosil gibt es einen USB-Stecker, der vollständig der »Universal Series Bus«-Norm entspricht,

Temperaturbereich reicht von -55 °C bis +85 °C, der Übergangswiderstand beträgt maximal 30 mΩ. Das Gehäusematerial ist PA-6T; dieses Hochtem-

PIug-and-PIay-Technologie bietet und dank SMD-Technologie leicht automatisch zu bestücken ist. Er ist im Steckbereich selektiv vergoldet und bietet eine Spannungsbelastbarkeit von 30 VAC (R.M.S.) bei einer Strombelastbarkeit von 1 A maximal. Der zulässige

peraturplastik besitzt die UL-Zulassung 94V-0. Die Schirmung ist verzinnte Kupferlegierung. Zur Zeit wird sie noch »blister trail« verpackt, »tape and reel« ist in Vorbereitung. (pa)

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Elektrosil Tel.: 0 40/84 40 40

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ELEKTRONIK-FOCUS

Produkte

Steckverbinderreihe

Profibus-LWL-Umsetzer

mit kleinem Raster

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er Steckverbinder-Spezialist JAE Europe (Distributor: Rimec) hat die Serie FA für flexible gedruckte Schaltungen (FPC) vorgestellt, die sich durch eine platzsparende Tiefe von 3,5 mm, ein Raster von 0,5 mm sowie einen Sperrmechanismus mit Nullkraft (Zero Insertion Force – ZIF) auszeichnet. Durch

den ZIF-Mechanismus wird ein leichtes Stecken und Ziehen von FPCs ermöglicht; deshalb sind diese Steckverbinder ideal für kompakte audiovisuelle und Kommunikationsanwendungen wie DVD, Notebook-PCs, Mo-

biltelefone und LCD-Anzeigen geeignet. Diese in zwei Ausführungen erhältlichen FPCSteckverbinder – Serie FA1 mit Kontaktierung an der Unterseite und FA2 mit Kontaktierung an der Oberseite – haben eine asymmetrische Kontaktstruktur, die einem verkehrten Einstecken standhält. Die Kontaktstruktur ermöglicht darüber hinaus eine automatisierte Durchgangsprüfung. Erhältlich mit 5 bis 24 Kontakten bei der 3,5-mm-Version sowie mit 25 bis 30 Kontakten bei der 4-mm-Version, ist die Serie FA1I2 in SM-Technologie hundertprozentig für Bestückungsautomaten geeignet. Die Auslieferung erfolgt im Blistergurt. Der Kontaktwiderstand der Serie liegt unter 20 mΩ und der Isolationswiderstand beträgt mehr als 100 MΩ. Die Steckverbinder sind für eine Spannungsfestigkeit von 250 Veff ausgelegt. Die Nennspannung beträgt 50 V, der Nennstrom 0,5 A. (pa)

Erni Tel.: 0 71 66/5 00

LAN-Komponenten für neue Verkabelungsnorm

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verabschiedet werden. Telegärtner hat diese zukünftige Normierung bei der Entwicklung berücksichtigt und eine neue Generation LAN-Komponenten entwickelt: Die Datenanschlussdose EMJ45 Cat. 5e und das Patch-Panel MPP 16/24. Ob Kanal, ob Unterputzdose oder Bodentank: Die EMJ45 passt überall und kann kinderleicht angeschlossen werden. Das Anschlussgehäuse ist drehbar und damit anpassungsfähig an die räumliche Situation. Das 19Zoll-Modular-Patch-Panel MPP Cat. 5e ist passend zu den Eigenschaften der Datendose entwickelt. Der Rangierverteiler weist die bewährten Merkmale des Cat.6-Verteilers auf: LSAPlus-Anschlussidemmen, großflächige Schirmauflage mit rationeller Befestigung durch Kabelbinder, separate Zugentlastung der Kabel, Abschirmhaube mit Schnellverschluss und vormontiertes Erdungskabel. (pa)

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Systeme 1/2000

arting bietet ein vielfältiges Programm an Hochtemperatur-Steckverbindern der Serie SMC mit bis zu 160 Kontakten an, die den Anforderungen der DIN 41 612 bzw. DIN 41 651 entsprechen. Sie werden in einem Arbeitsgang mit SMT-Komponenten wie Kondensatoren, Widerständen oder ICs im Reflow-Ofen verlötet. Dadurch entfällt das bisher übliche Einpressen oder partielle Tauchlöten. Die Steckverbindermontage erfolgt manuell oder mit Hilfe der vielfach bereits vorhandenen Bestückautomaten für sperrige Bauelemente. Um die beim Stecken auftretenden Scherkräfte sicher aufzunehmen und die Fixierung des Steckverbinders auf der Leiterplatte vor dem Löten zu ge-

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den. Die Profibus-LWL-Version mit 850 um ist als LWL-Umsetzer zur Datenübertragung in Profibus-Netzwerken über größere Strecken mit einer 50/125-µmoder 62,5/125-µm-Glasfaser ausgelegt. Die typische Reichweite ist hier mit 1500 m angegeben. Die Datenrate ist mit DC bis 1,5 MBit/s spezifiziert. Der optische Anschluss ist als ST ausgeführt. Die LWL-Version mit 660 nm Wellenlänge ist als LWL-Umsetzer in Profibus-Netzwerken über kürzere Strecken (typische Reichweite 50 m) mit einer 1000-µmPMMA-Faser ausgelegt. Die Datenrate beträgt auch hier DC bis 1,5 MBit/s. Der Steckverbinder hat einen FSMA-Anschluss. (pa)

elegärtner hat LAN-Komponenten entwickelt, die den Verkabelungsnormen ISO/ IEC 11801 der nächsten Generation genügen. Verkabelungssysteme müssen heute schon für die künftig noch höheren Übertragungsgeschwindigkeiten ausgelegt sein, um die Investitionssicherheit zu gewährleisten. Die heute am stärksten verbreitete Verkabelungsbasis entspricht der Kategorie 5 im Bereich der Komponenten und der Klasse D bei den Links. Die Arbeitsgruppe von ISO/IEC 11801 hat nun weitere Messparameter festgelegt, bezogen auf die Gigabit-Ethernet-Technologie (1000 Base-T). Die zusätzlichen Forderungen der Arbeitsgruppe ergeben sich aus der kompletten Übertragungstechnik von Gigabit Ethernet mit simultaner Übertragung der Signale auf allen vier Paaren bei gleichzeitigem Sende- und Empfangsbetrieb. Die neuen Komponenten werden bezeichnet mit Cat. 5e, wobei e für enhanced steht. Diese Kategorie wird im Jahr 2000 als Standard

Rimec Tel.: 09 11/9 52 00

Hochtemperatur-Steckverbinder

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rni hat die Erbic-Familie jetzt mit Versionen für die optische Übertragungstechnik für den Profibus erweitert. Die Erbic-LWL-Umsetzer entsprechen dem Entwurf für die optische Übertragungstechnik für den Profibus. Dieser Entwurf empfiehlt als LWL-Steckverbinder sowohl Steckverbinder für Glasfasern (850 nm und 1300 nm) als auch Steckverbinder für Kunststofffasern und Glasfasern mit der Wellenlänge von 660 nm. Die Steckverbinder ermöglichen durch die integrierte Elektronik die optische Vernetzung der Profibus-Teilnehmer ohne zusätzliche Hutschienennodule. Außerdem kann auch problemlos eine Kombination von Kupfer- und LWL-Übertragungstechnik mit dem Erbic-System realisiert wer-

währleisten, sind in den Flanschen Befestigungsclipse vormontiert. Kostenintensive Fixierungen wie Schraub- oder Nietbefestigungen sind nicht erforderlich. Vor der Komponentenmontage müssen alle Lötflächen zum Anschluss der oberflächenmontierbaren Bauteile und Durchkontaktierungen mit Lötpaste versehen werden. Üblicherweise nutzt man hierzu Siebdruckverfahren, Dispenser oder geschlossene Rakelsysteme. Das erforderliche Volumen an Lötpaste lässt sich anhand weniger Parameter einfach bestimmen, sodass optimale Lötverbindungen gewährleistet werden können. (pa) Harting Tel.: 0 57 72/4 70

Telegärtner Tel.: 0 71 57/12 51 00

Produkte

LWL-Stecker für hohe Leistungen

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ür geklebte StandardSMA-Stecker bedeutet das Einkoppeln hoher Leistungen das schnelle Aus. Eine Lösung

Laser Components) bietet eine Alternative: Die optische Endfläche der Faser ragt nicht aus dem Stecker. Sie wird inner-

dieses Problems bestand bisher darin, die optische Faser aus der Faserhülse (Ferrule) hervorragen zu lassen. Dabei erweist sich als nachteilig, dass eine solche Anordnung sehr bruchempfindlich ist und nicht dem SMA-Standard entspricht. Der neue »High Power-SMA« von ATI Optique (Distributor:

halb des Steckers mittels einer Saphirhalterung zentriert. Im Vorderteil des Steckers werden keine Klebstoffe verwendet. Des Weiteren sorgen metallische Teile für eine rasche Wärmeabfuhr. (pa) Laser Components Tel.: 0 81 42/2 86 40

Platzsparende Smart-Card-Steckverbinder

D

ie Smart-Card-Steckverbinder von Suyin Connector sind modular gestaltet, damit sie jederzeit individuellen Kundenanforderungen angepasst werden können. Dabei können im für die Kartenführung geschlossenen Gehäuse zwischen 2 bis 16 Kontakten gewählt werden. Der Leiterplattenanschluss erfolgt in Durchstecktechnik oder SMT. Je nach Applikation und Einsatzgebiet werden die Kontakte mit einer Goldoberfläche von Flash-Gold bis 0,8 µm mit oder ohne Palladium über Nickel ausgeführt. Damit sind bis zu 500.000 Steckzyklen erreichbar. Die maximale Strombelastbarkeit beträgt 1,0 A pro Kontakt bei 50V DC. Auch kundenspezifische Anpassungen z.B. an das Geräte-

Systeme 1/2000

gehäuse oder an eine F.P.C. können problemlos ausgeführt werden. Die sechspoligen SIMCard-Verbinder werden in den Höhen 1,9 mm; 2,1 mm und 2,8 mm angeboten. Ein weiteres Feature zur Platzeinsparung wird bei der Isolierkörperhöhe

1,9 mm durch reduzierte Außenabmessungen und unter dem Isolierkörper liegenden SMD-Leiterplattenanschluss erreicht. (pa) Suyin Connector Tel.: 0 85 61/2 38 88 80

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ELEKTRONIK-FOCUS Flexible Verbindungssysteme

Steckverbinder für

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hohe Ströme und Spannungen

homas & Betts ist Anbieter flexibler Verbindungssysteme, darunter Flexstrip-Jumpers und Flexpac-Kabelsätze. Diese Produkte widerstehen extremen Umweltbedingungen und können in einer Vielzahl kommerzieller Anwendungen in den Bereichen Telekommunikation, EDV, Automobilindustrie, Luftfahrt, Messtechnik, Industrieanlagen und Werkzeugrnaschinen eingesetzt werden. Flexstrip-Jumper bieten Platine-zu-Platine-Verbindungen mit mehreren Leitern und sind ohne Abisolieren, Beschneiden, Beschichten oder Löten sofort einsatzbereit. Eine Vielzahl ver-

schiedener Pinabstände, darunter 2,54 mm und 1,27 mm, und vielfältige Konfigurationen auf der Pin-Seite sind verfügbar, um ganz individuelle Anforderungen verschiedenster Anwendungen zu erfüllen. Mit zwei bis 40 Positionen bestehen sie aus einer Reihe spezieller, massiver Kupferrundleiter mit einer elektrisch leitfähigen Zinnbeschichtung, die die Lötfähigkeit gewährleisten und flach angeordnet sind. Diese Flachleiter bieten mehr Flexibilität als Rundleiterkabel durch vorbeschichtete, massive runde Pins, die das direkte Auflöten auf eine Platine erlauben. Die Jumper sind in vier Versionen mit jeweils unterschiedlicher Isolierung erhältlich. Nomex wird eingesetzt, wo Schwankungen

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Produkte

im Isolationswiderstand bedingt durch schwankende Luftfeuchtigkeit keine Rolle spielen. Polyester, eine Niedertemperatur-Folie mit guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften, die problemlos anhand geregelter Löttechniken installiert werden kann. Teflon, das außergewöhnliche elektrische und chemische Eigenschaften besitzt und mit normalen Löttechniken aufgebracht werden kann, und schließlich der Kapton-Isolator, ein MilSpec-zugelassenes Material, das in den meisten anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz kommt, allen herkömmlichen Lötverfahren widersteht und in seinen mechanischen Eigenschaften, insbesondere bei hohen Temperaturen, unübertroffen ist. Es ist über den gesamten Temperatur- und Luftfeuchtebereich dimensionsstabil. Die Flexpac-Kabel und -Kabelsätze sind mit einer oder zwei Reihe(n) Polyesterisolatoren sowie mit Mehrpunkt-Isolationsdurchdringungskontakten mit integrierten Zugentlastungen erhältlich. Bei einem Pinabstand von 2,54 mm kann zwischen verschiedenen Anschlusstypen von Lötstift bis Buchse und Stecker in gerader oder rechtwinkliger Form gewählt werden. Das Flexpac-System kombiniert flache Kupferleiterkabel oder kundenspezifische flexible Leitungen mit einer Vielzahl von IDC- Kontakten (Isolation Displacement Conector; Isolationsdurchdringungssteckverbinder) und Isolatoren, um die Herstellung von Kabelsätzen für höchste Verbindungsanforderungen nach Spezifikation des Kunden zu ermöglichen. (pa)

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ie Anforderung des Marktes bezüglich hoher Ströme und Spannungen führte bei Harting zur Entwicklung der Han HC (High Current) Baureihe, die kontinuierlich ausgebaut wurde

In Kombination mit den Han-HPR-Gehäusen erhält man ein modulares Steckverbindersystem, das in kompakter Bauweise auch über gute EMV-Eigenschaften verfügt.

und nun auch für Applikationen mit drei Hochstromkontakten, einem PE-Kontakt und zusätzlich zehn Signalkontakten in einem Gehäuse geeignet ist. Die technischen Kennwerte sind bei Hochstromkontakten: Axialschraubanschluss für feindrähtige Leitungen (35 mm2 bis l20 mm2), Gewindebolzen oder -schraube für Kupferschiene oder Kabelschuh (M10). Bei Signalkontakten: Han-E-Crimpkontakte für Leiterquerschnitte 0,5 mm2 bis 4,0 mm2 ) Die Bemessungsspannung liegt bei 2000 V für ein- und vierpolige Versionen, bis 4000 V für zwei- und dreipolige Ausführungen sowie 230 V/400 V für Han-E-Signalkontakte.

Die einfache Handhabung, die keine speziellen Crimpoder Ansetzwerkzeuge mit verschiedenen Einsätzen und Justageeinrichtungen erfordert, ermöglicht somit z.B. in der Bahntechnik den steckbaren Anschluss der Antriebsmotoren, Wagen-zu-WagenVerbindungen, Potentialausgleichsleitungen sowie Leistungskreise. Die modulare Hochstromsteckverbindung hilft, Montagezeiten zu reduzieren, Funktionsprüfungen zu optimieren und Stillstandzeiten zu verkürzen. (pa) Harting Tel.: 0 57 72/4 70

Kugelförmige Kontaktzone

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ancon entwickelte ein vorteilhaftes Kontaktdesign für Steckverbinder nach DIN EN 60603-2 (früher DIN 41612). Die Kontakteinheit wird aus einer hochwertigen Cu/Sn-Legierung gestanzt und geformt. Die kugelförmige Zweipunkt-Kontaktzone sorgt für eine die Kontaktoberfläche schonende Steckung. Sie garantiert bei einem geringen Kontaktübergangswiderstand eine

sehr hohe Kontaktsicherheit im Falle von Schock und Vibration. Somit ist sichergestellt, dass bei den verschiedenen Applikationen, z.B. in den Bereichen Telekommunikation, Maschinenbau, Medizintechnik oder bei Steuerungen, sichere und langlebige Verbindungen zustande kommen. (pa)

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Systeme 1/2000

Thomas & Betts Tel.: 00 32/23 59 83 00

JDK Tel.: 0 61 72/48 01 11

CHIP-DESIGN Optimierte Designverifikation

Code-Coverage verkürzt Verifikation Beim heutigen Systementwurf kann die Verifikationszeit bis zu 70 Prozent der gesamten Entwicklungszeit für sich in Anspruch nehmen. Die herkömmliche Vorgehensweise sieht vor, daß der Großteil der Verifikationsarbeit erst in der Endphase der Entwicklung stattfindet. Ein wesentlicher Nachteil davon besteht darin, daß sich – gerade, wenn der Entwurfsprozess schon weit fortgeschritten ist – die Fehlersuche und -korrektur als extrem diffizil und zeitaufwendig erweisen. Es ist daher sehr wünschenswert, eine Methode zu finden, dank der möglichst viele Fehler schon in einer sehr frühen Designphase identifiziert werden können. Eine unabdingbare Voraussetzung dafür ist die Verfügbarkeit eines Kriteriums, wodurch sich die Güte der eingesetzten Verifikationsmethode quantitativ erfassen läßt. Die hier vorgestellte Code-Coverage-Technik ist eine solche Methode.

F

rühzeitig erstellte funktionale Test-Benches erlauben eine relativ schnelle Überprüfung der Basisfunktionalität des Entwurfs; solange jedoch der Entwickler nicht in der Lage ist, deren Wirksamkeit quantitativ zu erfassen, wird die Konzeption und Erstellung sukzessiver Test-Benches eine schwierige Aufgabe bleiben, deren Effektivität obendrein auch noch aleatorisch ist. De facto besteht bei den herkömmlichen Verifikationsmethoden das größte Problem in der Beantwortung der Frage, wann denn die Verifikation als abgeschlossen betrachtet werden kann. Und, falls dies noch nicht der Fall ist, die Bestimmung dessen, was diesbezüglich noch zu tun ist. Ohne die Möglichkeit, die Fehlerabdeckung einer bestimmten Testprozedur quantitativ ermitteln zu kön-

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nen, werden einige Designteile redundant und daher kostenintensiv verifiziert, während andere zu ungenau oder gar überhaupt nicht geprüft werden. Das Verhalten des Entwurfs in kritischen Situationen, welches auf Blockebene relativ problemlos verifizierbar ist, kann leicht auf Modul- oder Systemebene zu einem beachtlichen, zeitverschwendenden oder gar unlösbaren Problem werden, denn die Lokalisierung eines Fehlers während einer Verifikation auf Systemebene ist extrem zeitaufwendig und kompliziert. Die Code-Coverage-Technik ermöglicht eine objektive Bewertung der Güte einer Test-Bench, mit der ein Design verifiziert wird. Bei der Code-Coverage-Methode der Firma TransEDA wird die HDL-Beschreibung des Entwurfs »instrumentiert«,

das heißt, dass an bestimmten Stellen des HDL-Modells Prüfpunkte (Function Calls) eingesetzt werden, anhand derer sich nachvollziehen lässt, wo das zur Verifikation genutzte Simulationsprogramm das HDLModell angesprochen hat (und daher auch, wo dies nicht geschehen ist). Diese quantitative Bewertung der Tauglichkeit des eingesetzten Testprogramms lässt sich auf Block-, Modul- und Systemebene mit derselben Genauigkeit ausführen. Dadurch kann der Entwickler genau erkennen, welche Teile seines Entwurfs mit welcher Fehlerabdeckung verifiziert worden sind; außerdem kann er dadurch seine Testressourcen optimal einzusetzen. Die Methode bietet zwei Vorteile: ■ Die Code-Coverage-Messungen versetzen den Designer in die Lage, viel schneller und leichter zu entscheiden, ob ein bestimmter Block-, Moduloder Systementwurf ausreichend verifiziert worden ist, so dass es problemlos zum weiteren Entwicklungsschritt des Gesamtsystems weitergeleitet werden kann. ■ Die Testreihe, die für einen gegebenen Designteil (oder gar für den Gesamtentwurf) konzipiert und entworfen ist, wird dadurch deutlich weniger

BehavioralDesign

Verfikationszyklen benötigen als eine, die nach traditioneller Vorgehensweise entwickelt wurde. Es muß an dieser Stelle betont werden, dass die Code-Coverage-Methode nicht die funktionale Korrektheit eines Entwurfs, der einer bestimmten Spezifikation entspricht, beweist: Daher ist es notwendig, sie in Zusammenhang mit Design-Reviews (Projektüberprüfungen) einzusetzen. Simulationsergebnisse sollten dabei untersucht oder selbstverifizierende Test-Benches eingesetzt werden. Obwohl eine hundertprozentige Designverifikation sicherlich wünschenswert wäre, ist dies im Normalfall aus mehreren Gründen nicht realisierbar. Durch Design-Reviews muß entschieden werden, ob zusätzliche Simulationen und Verifikationen notwendig sind, und ob eventuelle Lücken in der Verifikationsabdeckung vertretbar sind oder nicht. Bevor ein Entwurfsblock zur Integration in ein Modul oder in ein ganzes System weitergeleitet werden kann, muss sichergestellt sein, dass er sich auch so verhält wie es seine Spezifikation verlangt. Der Designer, der diesen Block zur Integration nutzt, wird ihn nämlich als Black-Box behandeln: Treten danach Probleme auf, dann kann es sehr schwierig

BlockDesign

Module Integration

Synthesis

SystemRegression

Gate-level Optimizations

RTL-Design Layout

Bild 1: Traditionelle Vorgehensweise bei der Designverifikation

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sein, deren Ursache bis zum fehlerhaften Block zurückzuverfolgen. Das Risiko, dass so ein Fall eintritt, lässt sich merklich reduzieren, wenn während der Blockentwicklung und dessen Verifikation die Code-Coverage-Methode dem Bedarf entsprechend eingesetzt wird. Zeit 2

Anzahl der Entwurfsfehler

Zeit 1

kehrt wechselt. Dank der Toggle-Coverage lässt sich ermitteln, ob eine ausreichende Menge von Daten zum Entwurfstest genutzt wurde. Aber moderne Code-Coverage-Tools ermöglichen es, noch weiter zu gehen. So kann mit der Triggering-Coverage festgestellt werden,

Verifikation erfolgreich abgeschlossen Mit der Code-Coverage-Methode Ohne Code-Coverage-Methode

Bild 2: Vergleich zwischen der herkömmlichen Vorgehensweise und der Verifikation mit Hilfe der CodeCoverage-Methode Der erste Schritt dabei wird dadurch getan, dass Code-Coverage-Messungen schon bei den Anweisungen (Statements) und Programmverzweigungen (Branches) durchgeführt werden. Die AnweisungsCoverage stellt sicher, dass jede ausführbare Programmzeile wenigstens einmals geprüft wird, während die Verzweigungs-Coverage dafür sorgt, dass jede Verzweigung, die sich aufgrund von »if«-, »case«- sowie bedingten Zuweisungen ergibt, getestet wird. Der zweite Schritt besteht in der Ausführung von Condition- und Toggle-Coverage-Messungen. Durch die ConditionCoverage (Bedingung) lässt sich sicherstellen, dass die Booleschen Ausdrücke, welche die Zuweisungen definieren, auch vollständig geprüft werden; die ToggleCoverage prüft, ob jeder Signal-Bit-Wert wie erwartet von 0 auf 1 oder umge64

ob jeder Prozess von jedem einzelnen in Frage kommenden Signal korrekt getriggert wird. Die SignalverfolgungsCoverage (Signal Trace) ist ein nützliches DebuggingTool, welches prüft, ob ein gegebenes Signal jeden einzelnen Wert eines definierten Bereichs angenommen hat. Das ist insbesondere beim Testen von RAMs/ ROMs wichtig, weil sich so feststellen lässt, ob auf jede Speicheradresse zugegriffen und eine ausreichende Menge von Werten bei der Verifikation von arithmetischen Operationen geprüft wurde. Nachdem sichergestellt ist, dass die einzelnen Anweisungen, Verzweigungen und Bedingungen geprüft sind, muss auch der Steuerfluss (Control Flow) durch den Block getestet werden. Die Pfad-(path-)Coverage (Lineare-Code-Reihenfolge- und Sprungbefehl-Coverage) kontrolliert, ob alle

möglichen Pfade berücksichtigt wurden, indem sie z.B. durch zwei aufeinanderfolgende »if«- oder »case«-Blöcke geführt worden sind und bietet dann als Ergebnis eine sehr nützliche Messung der SteuerflussCoverage. Da Simulationsläufe auf Blockebene die relativ kürzesten sind, ist es möglich, eine hochqualitative und genau abgestimmte Testreihe, die sämtliche CoverageMessungen beinhaltet, mit einem akzeptablen Aufwand zu erstellen. Code-Coverage-Techniken ergänzen außerdem andere Methoden der funktionalen Verifikation, die in den Designfluss mit einbezogen werden können, so wie z.B. die Zustandsmaschinen (StateMachine-)Verifikation und die Modellprüfung (Model checking). Nachdem eine effektive Block-Verifikationsmethode erstellt ist, muss ähnliches auf Modulebene erreicht werden, um die Schnittstellen und die Glue-Logik zu testen. Der Simulationsaufwand nimmt beim Modultest erheblich zu, so dass es sehr wichtig ist, dass eine handhabbare Datenmenge vom Coverage-Tool in einer vernünftigen Zeitspanne erfasst und bearbeitet wird. Die nun durchzuführenden Code-Coverage-Messungen lassen sich hier auf Anweisungen, Verzweigungen, Be-

dingungen und ToggleFunktionen reduzieren, da diese ein Maximum an Informationen bei einer für den Designer noch akzeptablen Datenmenge liefern. Anweisungs-, Verzweigungsund Bedingungs-Coverage prüfen die Glue-Logik, während die Toggle-Coverage sicherstellt, dass eine ausreichende Menge von die Schnittstellen betreffenden Daten eines bestimmten Wertebereichs verifiziert wird. Es ist in dieser Phase wichtig, die Gesamtmenge der zur Regressionsanalyse benötigten Tests so zu gestalten, dass es zu einer Einsatzminimierung der zeitintensiven und kostenaufwendigen Simulationsressourcen kommt. Nach erfolgter Erstellung der Korrelation zwischen einem Test und der Entwurfsbereiche, die von diesem geprüft werden, kann eine effektive Methode zur Minimierung des Aufwands sowohl bei der Testentwicklung als auch bei der Durchführung notwendiger Designänderungen (Engineering Changes) konzipiert werden. Das durch Coverage-Messungen ermöglichte Aussortieren der in Frage kommenden Testläufe führt zur Definition einer optimierten Untermenge von Tests, die zur Verifikation einzusetzen sind. Dabei lassen sich diejenigen Tests, die zu keiner Verbesserung der Ve-

More verification required Simulation with code coverage

Coverage < 100% Design Review

Coverage < 100%

Synthesis

Missing coverage explained/acceptable

Bild 3: Code-Coverage beim Modulentwurf

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Simulationszeit bei Nutzung einer einzigen Lizenz

Verschwendete Zeit, wenn nicht gleichzeitig simuliert wird

Zeitersparnis, wenn z.B. drei Lizenzen genutzt werden

Bild 4: Bei der letzten Verifikation kann es zu einem »Flaschenhals«-Problem kommen, wenn die CodeCoverage-Technik nicht eingesetzt wird rifikationsabdeckung führen (und daher redundant sind), relativ schnell erkennen. Falls dann eine Designänderung erforderlich wird, können die Tests, die den entsprechenden Designbereich prüfen, leicht identifiziert und als erste durch-

geführt werden: Und das beschleunigt erheblich den gesamten DesignänderungsVorgang. Die Minimierung des Einsatzes von Simulationsressourcen gewinnt auf Systemebene noch zusätzlich an Bedeutung. Die Fähigkeit, die

Bild 5: Bedienoberfläche des Code-Coverage-Tools

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zur Regressionsanalyse benötigten Tests auswählen zu können, impliziert, dass es möglich ist, objektive Kriterien bei der Definition der zur Regressionsanalyse benötigten Tests einzusetzen. So können beispielsweise eintägige Testläufe eine 95prozentige Anweisungs- und Verzweigungs-Coverage oder das maximal Mögliche anvisieren. Einwöchige Testläufe lassen sich dann zur maximalen Anweisungs-, Verzweigungs- und ToggleCoverage einsetzen, während monatelange Testläufe zum Erreichen der maximalen Abdeckung sämtlicher Coverage-Messungen verwendbar sind. Nach erfolgter Festlegung der Code-Coverage-Ziele eines gegebenen Designprozesses, bei denen z.B. eine 95prozentige Fehlerabdeckung der geforderte Wert ist, lassen sich die zur entsprechenden Regressionsanalyse benötigten Tests auch genau definieren. Auf Modul- oder gar auf Systemebene erfordert die Regressionsanalyse, dass mehrere Simulationsläufe gleichzeitig (parallel) stattfinden, um die Gesamtsimulationszeit zu verringern. Um jedoch sicherzustellen, dass eine optimierte Verifikation durchgeführt wird und es zu

keinem »Flaschenhals«-Problem kommt, müssen Coverage-Werte für jede der gleichzeitig stattfindenden Simulationen ermittelt werden. Dieser Beitrag stellte eine Verifikations-Vorgehensweise vor, die Code-Coverage-Techniken schon in einer sehr frühen Phase des Designzyklus einsetzt, wodurch sich eine spürbare Minderung des späteren Verifikationsaufwands erzielen lässt. Sie beinhaltet das Konzept der Auswahl der Regressionsanalyse-Tests und deren Optimierung, die auf den Code-Coverage-Messungen beruht. So ist es möglich, die Effektivität der Regressionsanalyse quantitativ zu bewerten, wodurch dann bekannt ist, wie gut der Entwurf getestet wurde. Als Ergänzung anderer Methoden der funktionalen Verifikation bietet die Code-Coverage-Technik dem Designer die Möglichkeit, sicherzustellen, daß sein Entwurf in einer minimierten Zeit ausreichend verifiziert wird. (Michael Stuart; John Colley, TransEDA / bp) Trans EDA Tel.: 0044/703 255118

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Produkte

Schaltungssimulation

Referenzentwicklung

über das Internet

für Internet-fähige Geräte

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ransim Inc., früher Power Design Tools, Inc. (PDT), kündigte eine langfristige strategische Partnerschaft mit National Semiconductor an. Die Kooperation gibt National-Kunden die Möglichkeit zur Online-Simulation und -Verifikation der National-Produkte mit Hilfe der Internet-basierten Simulationswerkzeuge der WebSIM-Reihe von Transim. Diese Funktion wird zunächst in die neue Web-Site POWER.NATIONAL. COM von National eingebunden. Hierbei handelt es sich um

Ersparnisse führen zu einem entscheidenden Produktivitätszuwachs, einer kürzeren Markteinführungszeit sowie zu einem erheblich geringeren Bedarf an Kapital, das sonst zur Beschaffung von Designwerkzeugen und großen Computersystemen investiert werden muss. Der Zugriff auf WebSIM kann über die Web-Site von National erfolgen. Der Designer hat hier die Möglichkeit, den einstmals relativ mühsamen Simulationsprozess jetzt sehr einfach per Internet abzuwickeln. Nachdem

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n enger Kooperation mit Mitsubishi, ANT, Espial und PointBase hat Integrated Systems eine frei verfügbare Referenzentwicklung für Internet-fähige Geräte geschaffen. Die Referenzentwicklung beschreibt Hardware, Software und alle mechanischen Komponenten bis hin zum Plastikgehäuse und kann von jedermann entweder direkt übernommen oder als Basis eigener Entwicklungen herangezogen werden. Als Kern basiert die Referenzentwicklung auf einem Mitsubishi-M32R-Prozessor, einer 32-Bit-CPU mit 2 MByte DRAM on-Chip. Die Referenz-Hardware wird durch ein Modem, LCD und Touchscreen komplettiert. Die Software basiert auf einem Betriebssystemkem von Integra-

ted Systems mit E-Mail- und Web-Browser sowie anderen Standardapplikationen für Personal Digital Assistants (PDAs). Mögliche Umsetzungen dieser Referenzentwicklung sind Point-of-Sale-Terminals, mobile Datenerfassungsgeräte, elektronische Bücher oder jede andere Art von Handheld-PDAs. ie Referenzentwicklung ist für alle pRISM+-Anwender kostenlos erhältlich und ist die erste in einer ganzen Serie von Referenzplattformen, die man rund um das Internet für die unterschiedlichsten Anwendungen wie zum Beispiel Settop-boxen oder WebTV schaffen wird. (pa)

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Integrated Systems Tel.: 0 61 31/ 35 84 00

Unterstützung für SOC-Designs mit ARM-Cores ausgebaut

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KOS Systems kündigte heute die Einführung eines »timingpräzisen«, beschleunigten Simulationsmodells für den ARM9TDMI-Core von ARM an. Durch den Einsatz dieses Modells zusammen mit dem NSIMHardware-Beschleuniger kann der Anwender bei der Verifikation komplexer SOC-Designs mit dem Prozessorkern ARM9TDMI eine 100-mal höhere Simulationsgeschwindigkeit erzielen als mit einem Software-Simulator. Bei der Entwicklung des timing-präzisen Simulationsmodells für den ARM9TDMI-Core stützte sich Ikos auf seine DeltaCore-Modellierungstechnologie, mit der sich die Leistungsfähigkeit der Cores gegenüber traditionellen Software-Simulationen bis um den Faktor 100 erhöht. Außerdem halbiert sich die Zahl der »Primitives« in der Simulationsbeschleunigung im Vergleich zu einem Simulationsmodell mit umfassender Back-

Annotation. Das im vergangenen Jahr eingeführte DeltaCoreModell des ARM7TDMI-Cores wurde bereits mit Erfolg bei der Verifikation zahlreicher Designs eingesetzt. Durch die Ergänzung seines Produktangebots um das Modell des ARM9TDMI setzt Ikos sein Engagement fort, die Industrie mit beschleunigten ARM-Simulationsmodellen zu beliefern. Darüber hinaus wurde die Entwicklung eines TargetBoards bekanntgegeben, das für den Einsatz mit den VirtuaLogic-Emulationssystemen des Unternehmens konzipiert ist. Das mit Unterstützung von ARM entworfene TargetBoard wird als Schnittstelle zwischen ARM-Cores mit herausgeführten Anschlüssen und dem Ikod-Emulator dienen. (pa)

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ein lösungsorientiertes Konzept für das Stromversorgungsdesign mit Produkten von National. Die neu eingeführten, Internet-basierten Simulationswerkzeuge von Transim geben dem Designingenieur die Möglichkeit zur raschen und einfachen Durchführung von Simulationen per Internet. Dies geschieht mit Hilfe konventioneller BrowserTechnologie und kostet weniger als zehn Dollar pro Simulationsdurchlauf. Diese neuartige Bereitstellung von EDA-Funktionen im Verbund mit der Unterstützung durch einen Bauelementehersteller gibt dem Anwender die Möglichkeit, im Online-Verfahren zügig Bauelemente zu selektieren und ihre Leistungsfähigkeit zu qualifizieren, wodurch sich der Zeit- und Kostenaufwand für das Prototyping erheblich reduziert. Diese

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die zu simulierenden Bauteile ausgewählt sind, wird die Schaltung oder die Testbedingungen eingegeben. Anschließend kann per Knopfdruck die Simulation gestartet werden. Der Anwender kann die Testbedingungen variieren und beispielsweise das Ansprechverhalten prüfen, BodeDiagramme erstellen lassen und Minimal- und Maximal-Belastungsprüfungen vornehmen. Durch fortlaufende Aktualisierung der Simulationsfunktionen ist außerdem gewährleistet, dass dem Designer stets die fortschrittlichsten Werkzeuge zur Verfügung stehen. Zu den generierten Simulationsdaten zählen interaktive Schaltpläne, Diagramme und Tabellen. (pa) National Semiconductor Tel.: 0 81 41/3 50

Ikos Tel.: 089/6 29 88 10

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Produkte

State-MaschineVerifikationsumgebung

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ransEDA stellte State Navigator, die nach eigenen Angaben erste Design-, Debug- und Verifikationsumgebung für Finite-State-Machines (FSM) in Verilog und VHDL-Designs vor. State Navigator ermöglicht Designern, gleichzeitig mehrere miteinander in Wechselbeziehung stehende State-Machines zu debuggen. Finite-State-Machines gehören zu den meistverbreiteten Gebilden in IC-Designs. Sie bilden den Kern vieler Netzwerk-, Telekommunikations- und Busprotokolle und das

Herz vieler Steuerschaltungen. Nachdem lCs immer komplexer werden, wachsen auch Anzahl und Größe der FSM, und die Interaktion zwischen FSMs wird immer schwieriger vorhersehbar oder überprüfbar. State Navigator bietet interaktives Debugging der Funktionalität von State Machines, überprüft die verhaltenstechnische Spezifikation, führt eine statische Verifikation der FSM-Strukturen durch und stellt detaillierte FSM-Coverage-Daten bereit. Der Navigator basiert auf dem früheren TransEDAProdukt StateSure und erweitert die Lösung um die Unterstützung zusätzlicher Verilog- und VHDL-FSM-Coding-Styles. Er bringt außerdem ein Feature für Pfadanalyse und -verifikation mit, das hilft, nicht getestete Bereiche in Designs zu identifizieren, die mehrere miteinander kommunizierende State-Machines enthalten. Das Produkt verfügt über eine neue Flow-basierte Bedienerschnittstelle und eine leistungsgesteigerte State-Dia-

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gram-Layout-Engine zur schnellen Erzeugung leicht zu lesender Anzeigen. State Navigator bietet einen leistungsfähigen neuen Weg der Interaktion mit komplexen FSMDesigns während der Designphase, wobei Simulationsergebnisse zur Animation des State-Diagram-Displays verwendet werden. Größere Mengen an Simulationsdaten werden in einem leicht zu verstehenden Format dargestellt, das es ermöglicht, ein unerwartetes Verhalten im Design schnell zu identifizieren. Jede beliebige Anzahl von State-Machines kann gemeinsam angezeigt werden, und komplexe Interaktionen zwischen diesen werden unmittelbar sichtbar, wenn markierte States (Zustände) und Transitions (Übergänge) von einer FSM zur nächsten übergehen. Anwender können sich in Einzelschritten zeitlich vorwärts und rückwärts bewegen und zu jedem beliebigen Punkt innerhalb der Simulationszeit springen. Der State Navigator ermöglicht das Anlegen und Überprüfen einer verhaltenssprachlichen Spezifikation einer FSM unter Sequenzbedingungen. Sequenzen erlauben, das Verhalten der FSMs eine Ebene höher als auf Source-Code-Level der Hardware-Description-Language (HDL) zu spezifizieren und dann einfach den HDL-Code gegen die spezifizierten Sequenzen zu prüfen. Durch diese Fähigkeit können Design- und Verifikationsingenieure schnell feststellen, ob eine FSM der Spezifikation entspricht. Der State Navigator analysiert Simulationsergebnisse und identifiziert, welche Sequenzen vollständig verifiziert wurden bzw. welche noch nicht abgedeckt sind. Der State Navigator bietet mehrere statische Checks von FSM-Designs, noch bevor die

Simulation gestartet wird. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Entdecken und Korrigieren typischer Designfehler, bevor umfassende Test-Suites entwickelt werden. Sobald die FSM automatisch von dem Verilog- oder VHDL-Source-Code abgeleitet ist, identifiziert State Navigator beliebige »Dead States«, »Unreachable States« oder überschriebene Transitions und generiert ein Zustandsdiagramm. Ein Source-Code-Fenster ermöglicht das Cross-Probing (Querprüfen) zwischen textuellen und grafischen Displays der FSM. Das Zustandsdiagramm ist vollständig editierbar und bietet PostScript-Ausgabe für die grafische Dokumentation der FSM. Aufbauend auf den Stärken von TransEDA im Bereich Code Coverage Reporting bietet State Navigator einen zusätzlichen, wertvollen Einblick hinsichtlich der Abdeckung der im Design enthaltenen FSMs. Transition Coverage wird im Tabellenformat und durch Farbcodes der im Zustandsdiagramm enthaltenen Übergänge dargestellt. Transition Coverage gibt Anwendern ein schnelles Feedback hinsichtlich der Qualität der Test-Suite für die Verifikation. Sobald 100 Prozent Transition-Coverage erreicht wurden, können Designer zum nächsten Verifikations-Level weitergehen – zur Path Coverage. Für Path-Coverage-Daten identifiziert State Navigator alle möglichen durch eine Zustandsmaschine laufenden Pfade. Nach der Simulation meldet er, welche Pfade durchlaufen wurden. Dadurch ist der Designer in der Lage, nicht getestete Pfade innerhalb der FSM schnell zu identifizieren und neue Tests zur Abdeckung der fehlenden Pfade zu generieren. Designer erhalten mit dem State Navigator eine direkte Produktivitätsverbesserungen, weil das Tool keine Änderungen am Design-Style oder Source-Code erfordert und mit den industrieweit führenden Simulatoren getestet wurde. (pa)

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TransEDA Tel.: 00 44/001/ 40 89 07 20 00

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Produkte

Messgeräte für die Entwicklung digitaler Schaltungen

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ektronix stellt eine Familie von aufeinander abgestimmten Messgeräten vor, die gemeinsam eine Komplettlösung für viele der anspruchsvollsten Messaufgaben bilden, die sich heute bei der Entwicklung von digitalen Schaltungen stellen – inklusive RAMBUS und den Mikroprozessoren der nächsten Generation. Diese Komplettlösung bietet den Entwicklern von digitalen Schaltungen und EmbeddedSoftware zuverlässige Signalerfassung, angepasste Messfunktionen und breite Analysemöglichkeiten. Sie wird somit zum unentbehrlichen Hilfsmittel beim Austesten, Verifizieren und Charakterisieren der Entwicklungen. Der Messplatz setzt sich aus Produkten einer neuen Generation zusammen: den Logikanalysatoren TLA 714/720 (tragbares bzw. Einschubmodell), dem Digitalspeicher-Oszilloskop TDS694C und dem entsprechenden Zubehör für die Adaptierung. Diese Geräte wurden für den gemeinsamen Einsatz konzipiert und verfügen somit über vielfältige Spezialfunktionen. Besonders hervorzuheben sind hier die zeitsynchrone Cross-Triggerung und die volle Nutzung aller Geräteleistungsmerkmale am Prüfling. Diese Produkte bilden gemeinsam einen kompletten Messplatz für das gesamte Entwicklungsteam. Die Logikanalysatoren TLA 714/720 treten an die Stelle der ursprünglichen TLA704/711-Geräte und bieten mit bis zu 16 MByte die größte Speichertiefe sowie ein neuartiges Hardware-gestütztes Display-System, das die Verwaltung der Speicherressourcen vereinfacht. Für die Arbeit an den Mikroprozessoren der neuen Generation lassen sich bis zu 408 Kanäle zusammenfassen, und für MehrfachbusAnwendungen können bis zu 680 Kanäle in einem einzigen

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Einschubgerät verfügbar gemacht werden. Von ihren Vorgängern übernehmen die neuen TLA 700-Modelle die MagniVu-Erfassungstechnologie, die jedem Analysatormodul eine Zeitauflösung von 500 ps auf allen Kanälen gleichzeitig ermöglicht. Der MagniVuTechnologie ist es auch zu verdanken, dass die neuen TLA700-Geräte eine synchrone Erfassungsrate von 200 MHz und eine Datenrate von 400 MHz erreichen. Darüber hinaus sind sie die einzigen Logikanalysatoren, die mit demselben Tastkopf gleichzeitig eine State-Erfassung von 200 MHz und eine Timing-Auflösung von 2 GS/s bieten. Die TLA-700-Geräte wurden mit einer benutzerfreundlichen Windows-98-Benutzeroberfläche und einer noch erweiterungsfreundlicheren offenen PC-Plattform ausgestattet; damit wurde dem positiven Echo auf die offene Konzeption der ersten TLA-700-Generation entsprochen. Über das neu geschaffene »Embedded Systems Tools Partners Program« stellt Tektronix Entwicklungs- und Debug-Lösungen für die TLA-700-Serie bereit. Das Programm umfasst Lösungen von Software und Analyse-Tools bis hin zu Prozessoranschluss-Hardware und Disassembly-Software, die im Logikanalysator ausgeführt werden kann. Zum Programm gehören 19 Partner und 424 Supports. Das DSO TDS694C ist, so behauptet der Hersteller, das einzige Oszilloskop mit einer Einzelschussbandbreite von 3 GHz auf allen vier Kanälen gleichzeitig. Die Kombination dieser hohen analogen Bandbreite mit der Abtastrate von 10 GS/s auf allen Kanälen einerseits und der stabilen Zeitbasis andererseits ermöglicht präzise Signaltiming-Messungen von bis zu 15 ps. Durch neue, intelligente Adaptie-

rungsmöglichkeiten – darunter ein aktiver Tastkopf mit voller Bandbreite und ein 1 ,7-GHzDifferentialtastkopf – lässt sich die volle Leistungsfähigkeit des digitalen Speicheroszilloskops an den Prüfling adaptieren. Neben den umfassenden allgemeinen und statistischen Messfunktionen bietet das Os-

zilloskop durch die Embedded-Java-Implementierung spezielle Messungen zur Jitter- und Timing-Analyse an, mit denen der Anwender Jitter automatisch charakterisieren kann. (pa) Tektronix Tel.: 02 21/9 47 70

Bleifreie Gehäuseoptionen für ASIC-Designs

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n Übereinstimmung mit der seit längerem bestehenden globalen Verpflichtung von Toshiba, die Umweltverhältnisse zu verbessern und bereits vor der kommenden europäischen Gesetzgebung Blei in Produkten zu verbieten, wurde die Verfügbarkeit einiger weiterer QFP-Gehäuse als Erweiterung der bereits existierenden Familie bleifreier Gehäuse angekündigt. Damit hat man

Umweltrichtlinien implementieren. Toshiba war in der Lage, ihre bleifreien QFP-Gehäuse durch Kombination eines Palladium-plattierten Anschlussleitungsrahmens mit einem Gießharz zu erreichen, das sich durch geringe Belastung und hohe Haftpegel auszeichnet. Am Anfang steht eine Familie bleifreier Chips, die in ihrer Größe von 60-Pin-QFPs

die Wahl, ASIC-Designs von Toshiba in völlig bleifreien QFP-Gehäusen zu bestellen. Die bleifreien Gehäuseoptionen umfassen nun 64-, 80-, 100-, 120-, 144-, 160- und 208Pin-QFP-Bausteine, die auf einem neuen Palladium-plattierten Anschlussrahmen beruhen. Wenn man diese bleifreien Gehäuse wählt, kann man die eigenen bleifreien Fertigungsprozesse in Übereinstimmung mit den bereits verabschiedeten sowie den kommenden

mit 7,5 mm2 bis zu 208-PinQFPs mit 12 mm2 rangieren; sie wurden so qualifiziert, dass sie die mit derzeitigen bleifreien Lötprozessen verbundenen, geringfügig höheren Temperaturen mit Sicherheit aushalten. Die Forschung über den Einsatz von Zinn-Silber-Plattierung und Loten für künftige Bleifreiprodukte wird fortgeführt. (pa)

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Toshiba Electronics Tel.: 02 11/5 29 62 10

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Flash-Speicher in 0,35-µm-ASICs integriert

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er derzeitige hohe Bedarf an Flash-Speicher für moderne Consumer- und Kommunikationsgeräte sorgt für eine anhaltende Knappheit von Flash-Speicherbausteinen auf dem Weltmarkt. Besonders tragbare Geräte wie Mobiltelefone, PDAs, Digitalkameras und MP3-Player tragen zu dieser Situation bei. Eine interes-

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sante Lösung bietet hier Epson durch die Einbindung von Flash-Speichern in ASICs, ergänzt durch kundenspezifische Logik sowie einer großen Palette von optionalen Schnittstellen und Makrozellen. Die Flash-Speicher vom Typ NOR basieren auf 0,35-µm-SplitGate-Technologie und sind sowohl in Standardzellen

(SSB50000) als auch in Embedded-Arrays (SSL50000) integrierbar. Damit konnte z.B. ein Embedded-Flash mit sehr kurzen Zugriffs- und Löschzeiten realisiert werden, bei dem zwei verschiedene Schnittstellen für Löschen und Programmieren (Erase/Program) zur Verfügung stehen. Die Markteinführung der nächsten Generation von Embedded-Flash in der 0,25-µm-Technologie ist für das Frühjahr 2000 vorgesehen, gleichzeitig plant man, die

Mindest-Beanspruchungsrate im Laufe des Jahres auf 100.000 Lösch- und Programmierzyklen anzuheben. Die Hauptvorteile eines EmbeddedFlash sind neben der Platzeinsparung durch den Wegfall externer Bauelemente vor allem die schnelleren Zugriffszeiten und der geringere Stromverbrauch im Vergleich zu externen Flash-ICs. (pa). Epson Tel.: 089/14 00 50

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FPSCs für schnelle Datenschnittstellen

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ucent Technologies Microelectronics Group stellt zwei integrierte Schaltungen im Rahmen seines Angebots an Field-Programmable-SystemChips (FPSCs) vor. FPSCs sind Bauelemente, die Field-Programmable Gate Arrays (FP-

GAs) mit Standardzellenlogik auf ein und demselben Chip. Bei den neu vorgestellten Produkten handelt es sich um ein 64-Bit/66MHz-PCI und einen vollduplexfähigen für 2,5 GBit/s ausgelegten System-Backplane-Transceiver für schnelle Datenüber-

tragungen. Der neue PCI-FPSC des Typs OR3LP26 basiert auf dem gegenwärtigen PCI-FPSC OR3TP12, besitzt jedoch den doppelten Umfang an FPGALogik auf dem Chip und unterstützt die doppelte Bandbreite zwischen der PCI- und BackEnd-FPGA-Logik. Der Baustein hält bis zu 120 K nutzbare FPGA-Systemgatter bereit und bietet einen programmierbaren,

schnellen PCI-Core, der mit Standardzellenlogik implementiert ist. In der Standardzellen logik sind außerdem Takttransfer-FIFOs und DMA-Steuerungslogik enthalten. Der Backplane-Transceiver ORT4622 enthält ein vierkanaliges, vollduplexfähiges, synchrones Interface mit einer Bandbreite von 622 MBit/s (2,5 GBit/s bei Einsatz aller vier Kanäle) und eingebauter CDR-Stufe (Clock and Data Recovery). Dieses in der Standardzellenlogik implementierte Interface wird durch 120 K nutzbare FPGA-Systemgatter ergänzt. Bei der CDRSchaltung handelt es sich um eine Makrozelle aus der SiliconSuites-Makrobibliothek, die bereits in zahlreichen ASICs und Standardprodukten mit unterschiedlichen Kanalkonfigurationen implementiert wurde. Für den FPGA-Block hat der Designer die Auswahl unter mehreren lntellectual-PropertySoft-Cores, um Schnittstellen für die SONET-Protokolle STS-12 und STS-48 sowie Zugangslogik wie etwa protokollunabhängige Framer, ATM-Framer, Packetover-SONET-lnterfaces (POS) sowie Framer für »HDLC for Internet Protocol« (IP) zu erstellen. Der Designer kann den Baustein auch für die Abwicklung schneller Datentransfers über eine systeminterne Backplane verwenden, zum Beispiel als PCIPCI-Halbbrücke oder als kundenspezifisches Interface. Das ORT4622-lnterface basiert auf SONET, um Systemfunktionen wie das Einfügen und Extrahieren von ln-Band-Control- und Link-Degrade-Informationen mit einem Mehraufwand von nur 3,3 Prozent zu unterstützen. Alle diese Funktionen sind für den Anwender bei Nichtgebrauch völlig transparent. Die Bauelemente werden mit einer 0,25µm-CMOS-Technologie von Lucent hergestellt, arbeiten mit einer Betriebsspannung von 2,5 V und besitzen 5-V-tolerante 3,3V-I/O-Funktionen. (pa) Lucent Technologies Tel.: 00 44/11 89 32 42 99

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Produkte

Wiederverwendbarkeit und Verifikation von IP-Elementen

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ynopsys und Mentor Graphics präsentierten ihr gemeinsam entwickeltes Referenzprogramm »OpenMORE« (Open Measure of Reuse Excellence) zur Beurteilung der Wiederverwendbarkeit von Hardund Soft-IP-Cores für Systemon-Chip-Designs. Das Bewertungsprogramm trägt der Forderung nach einem gemeinsamen Maßstab zur Bewertung der Wiederverwendbarkeit Rechnung. OpenMORE dient als praktischer einfach anzuwendender Referenzleitfaden und als Bewertungshilfsmittel. Es erfüllt den Wunsch der Industrie nach rascher Einführung optimaler Design-Reuse-Praktiken für Hard- und Soft-IP. Grundlage von OpenMORE ist die zweite Ausgabe des verbreitet angewandten »Reuse Methodology Manual« (RMM), das gemeinsam von Synopsys und Mentor verfasst wurde, sowie das im vergangenen Jahr von Synopsys eingeführte Bewertungshilfsmittel MORE. Enthalten sind außerdem wich-

tige Spezifikationen aus der Deliverables Documentation der »Virtual Socket Interface Initiative« (VSIA). Mentor und Synopsys arbeiteten bei der Entwicklung von OpenMORE mit IP-Benutzern, IP-Entwicklern und wichtigen Vereinigungen der Industrie zusammen, darunter VSIA, Virtual Chip Exchange (VCX), Design and Reuse (D&R) und Reusable-Application-Speciflc-Intellectual-Property-Developers (RAPID), um sicherzustellen, dass OpenMORE der allgemeinen Nachfrage der Industrie nach einem einheitlichen Bewertungsmaßstab für die Wiederverwendbarkeitvon IP Rechnung trägt. OpenMORE steht jedem Interessierten zur kostenlosen Verwendung zur Verfügung und kann von der gemeinsamen Web-Site beider Unternehmen heruntergeladen werden. (pa) Synopsys Tel.: 089/99 32 00

Software-Update für mehr FPGA-Leistung

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ctel erweitert mit dem Design-Tool-Update R21999 seine Palette an Entwicklungswerkzeugen. Das Software-Paket ist auf das Design der FPGA-Familie SX-A abgestimmt und bietet gegenüber bisherigen Tools zahlreiche Verbesserungen, eine vereinfachte Bedienung sowie eine erhöhte Flexibilität. So lässt sich beim Einsatz des DesignTool-Updates zum Beispiel in Verbindung mit der SX-A-Familie oder mit anderen FPGAs von Actel die System-Performance um typisch 15 Prozent steigern; diese Eigenschaft konnte durch Verbesserungen am TDPR-Tool (Timing-Driven Place and Route) der De-

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signer-Series-Software erzielt werden. Das Design-Tool-Update unterstützt alle vier Mitglieder der SX-A Familie; diese Logikfamilie wird in einem Antifuse-Prozess mit Strukturen von 0,25 µm hergestellt und beinhaltet die laut Hersteller branchenweit schnellsten FPGAs mit dem geringsten Leistungsbedarf. Darüber hinaus lassen sich beim Einsatz des Design-Tool-Updates die vom Entwickler angestrebte System-Performance sowie Anforderungen im Hinblick auf den Leistungsbedarf wesentlich einfacher als bisher erzielen und damit die Designzeit verkürzen. Der Baustein A54SX72A, das größte Mit-

glied der SX-A-Familie, verfügt über 108.000 Systemgatter und ist damit der weltweit größte programmierbare AntifuseChip. Das Software-Update unterstützt ferner die Hot-Swapping-Eigenschaften der SX-AFamilie. Darüber hinaus erlauben neue ACTGen-Makros in Verbindung mit den FPGA-Familien SX-A und SX die Realisierung von Barrel-Shifter-, Register-File- und FIF0-Funktionen. Da die Designer-SeriesTDPR-Software ab sofort alle Produktfamilien des Unternehmens unterstützt, können Entwickler jetzt die in ihrem Design gewünschte Performance

über Parameter wie Systemfrequenz, Clock-to-Out, Input-Setup-Time und Path-Delay spezifizieren. Beim Einsatz des Software-Updates übernimmt die TDPR-Software unter Berücksichtigung dieser Parameter automatisch das Place-&-Route des Designs. Das Software-Update bietet außerdem Support für den neuen 66-MHz/64-Bit-PCISoft-Core von Actel; dieser ist auf den Baustein SX32A optimiert und bietet damit hohe Leistung. (pa) Actel Tel.: 0 81 65/9 58 40

Mixed-HDL-Simulator für Linux

M

odel Technology, eine 100-prozentige Tochter von Mentor Graphics, gab bekannt, dass seine beiden Tools, ModelSim EE und SE, künftig auch für das Linux-Betriebssystem in VHDL-, Verilog- und Mixed-HDL-Konfigurationen verfügbar sein werden. Man entwickelte die Linux-Version von ModelSim, damit Anwender leistungsfähige, wirtschaftliche Simulationsfarmen einrichten können, die eine erhöhte Simulationskapazität für die System-on-Chip-Designverifikation bieten. Das in der Industrie laut Hersteller führende Preis-Leistungs-Verhältnis von ModelSim ermöglicht Firmen den kostengünstigen Aufbau von Simulationsfarmen mit Verhältnissen bis zu zehn Simulatoren pro Designer – was das Management von Simulationshochs und -tiefs im Verlauf von Projekten stark vereinfacht. Durch Verwendung der sprachunabhängigen Lizenzvergabe (Language-Neutral Licensing, LNLTM), die mit nur einer Lizenz sowohl die VHDL- als auch die Verilog-Simulation ermöglicht, können Unternehmen vollständig rekonfigurierbare Simulationsfarmen aufbauen, um beliebige Kombinationen

aus IP und Test-Benches handhaben zu können. Die Maximierung der insgesamt verfügbaren Simulationsbandbreite erfordert eine Kombination fortschrittlicher Neuerungen. Diese umfassen die pure Simulationsleistung, den Einsatz von Simulationsfarmen und die Unterstützung von 64-BitBetriebssystemen, um die Simulation für extrem komplexe Designs realisieren zu können. Zusätzlich zu den heutigen LinuxNews gibt Model Technology bekannt, dass das Unternehmen als Lieferant von SimulationsTools auch 64-Bit-Support bietet. Diese ModelSim-Entwicklungen stellen die Schlüsselkomponenten einer verfolgten Gesamtstrategie dar. In deren Rahmen wird die Simulation von SoC-Designs vorbereitet. Das ModelSim Elite Edition (EE) und Special Edition (SE) Support für die Red-Hat-LinuxVersion 6.0 befindet sich derzeit im Betastadium und wird in Bälde verfügbar sein. ModelSimEE und -SE-Anwender, die einen Wartungsvertrag abgeschlossen haben, erhalten kostenfreien Linux-Support. (pa) Mentor Graphics Tel.: 089/57 09 06

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CHIP-DESIGN

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Produkte

»Field Programmable

Implementierungs-Flow für Umstel-

Frequency Timing Generators«

lung auf 0,18 µm und darunter

C

ypress Semiconductor teilt mit, dass man gemeinsam mit den Distributoren einen Programmer für die patentierten »Field-Programmable Frequency Timing Generators« anbietet. Der mit einem kompletten Support-Kit gelieferte Programmer des Typs CY3670 gibt dem Designer die Möglichkeit, in weniger als einer halben Stunde Timing-Generatoren mit kundenspezifischen Frequenzen zu spezifizieren und zu programmieren. Ohne diese Lösung müsste er wochenlange Wartezeiten für die Anfertigung

ADSL-Modems und anderen digitalen Systemen. Zum Konfigurieren der Frequenzgeneratoren bietet man die Cyclocks-Software an. Dieses auf Personalcomputern lauffähige, bedienungsfreundliche Programmierwerkzeug generiert die Konfigurationsdateien für den neuen FTG-Programmer sowie für Programmiergeräte von BP Micro, Data I/O und anderen Anbietern. Cyclocks kann kostenlos von der Cypress-Web-Site heruntergeladen werden. Im Unterschied zu existierenden Taktgenerato-

C

von individuellen Masken einkalkulieren oder sogar Monate auf kundenspezifische Quarzoder Metal-Can-Oszillatoren warten. Die patentierten, auf EPROM-Programmierung basierenden Timing-Lösungen von Cypress ermöglichen die umgehende Konfiguration der Frequenzen von bis zu vier unabhängigen Frequenzquellen (drei PLLs und eine Referenz). In Anwendungen ohne fest eingeführte Frequenzstandards ist es mit diesen Bauelementen möglich, individuelle Frequenzen rasch zu berechnen und zu implementieren, was eine erheblich schnellere Markteinführung bewirkt. Anwenden lassen sich die Produkte in PCs und Peripheriegeräten, Disk-, Band-und CD-ROM-Laufwerken, DVD-Systemen (Digital Video Disk), Video-CD-Spielern, Videospielen, Kabel- und

ren, die nur eine oder zwei Taktquellen bieten und ausschließlich werksseitig konfiguriert angeboten werden, besitzen die programmierbaren Lösungen von Cypress drei PLLs (PhaseLocked Loop), die vom Designer rasch an beliebige Anwendungsfälle angepasst werden können. Ferner zeichnen sich die Taktgeneratoren durch individuelle Suspend- und Shutdown-Optionen aus, mit denen sich einzelne Ressourcen oder auch der gesamte Chip nach Bedarf aktivieren oder deaktivieren lassen – ein Vorteil besonders in tragbaren und leistungssparenden Applikationen. Die Bausteine lassen sich während der Konfiguration für den Betrieb mit 3,3 V oder 5 V programmieren. (pa)

adence Design Systems hat einen kompletten, integrierten physikalischen IC-Implementierungs-Flow vorgestellt, der speziell zur Lösung von Problemen bei Design- und Signalintegritäts-Effekten entwickelt wurde. Gerade physikalische DSM-Effekte (Deep Sub-Micron), die nicht bereits in der Frühphase des Entwicklungszyklus beseitigt werden, können diese Probleme verursachen, die im schlimmsten Fall zu fehlerhaften Chips führen können. Die aktuellste Erweiterung des Cadence-DSM-Design-Flow ist ein neues Release von Envisia, des Place-andRoute-Produkts mit Signal-und Designintegrity-gesteuerten Funktionen für das physikalische Design. Diese neuen Programme verhindern und korrigieren automatisch Signalperformance-, Timing- und Designausfälle während des Chiplayouts. Das Produkt, das zusammen mit führenden Halbleiteranbietern und Systemherstellem entwickelt wurde, wird bereits branchenweit von globalen Elektronikfirmen unterstützt. Library-Anbieter wie Artisan Components und Nurlogic Design unterstützen ebenfalls die Place-and-Route-Software Envisia mit Signal- und DesignIntegrity von Cadence in ihren zukünftigen Libraries. Zur Zielgruppe unter den Chipherstellem zählt auch die Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation (TSMC). Das Signalintegritäts-Produkt wird darüber hinaus von der weltweiten Design-Services-Organisation von Cadence verwendet. Envisia ist die dritte in einer Reihe von Technologie-Entwicklungen, die Cadence in diesem Jahr auf den Markt gebracht hat. Das Unternehmen hat sich darüber hinaus zum Ziel gesetzt, neue DSM-Anforderungen zu lösen, die die Evolution der IC-Prozess-Technologien mit sich bringt und die in

der International Technology Roadmap for Semiconductors (Semiconductor Industry Association) festgeschrieben wurden. Die Tool-Suite arbeitet mit einem Constraint-gesteuerten Konzept, das ursprünglich für schnelles PCB-Design unter Umgehung der Einschränkungen konventioneller Methoden entwickelt wurde, bei denen die physischen Aspekte des DSMProduktionsprozesses nicht in der Frühphase des physikalischen Designs berücksichtigt werden. Die Produktlinie Envisia ist eine entscheidende Komponente der DSM-Methode und des DSM-Flow von Cadence, der von der Synthese bis zur physischen RC- und parasitären Extraktion und Analyse reicht. Der Constraint-gesteuerte Flow deckt gleichzeitig Timing-Closure – und jetzt auch Signalund Design-Integrity – ab, um die Anzahl von Iterationen zur reduzieren und die Kluft zwischen logischem Design und den physikalischen Aspekten der Produktion zu überbrücken. Der physikalische IC-Implementierungs-Flow von Cadence löst Designprobleme in Zusammenhang mit den Auswirkungen schrumpfender Prozesse und höherer Frequenzen. Diese Probleme lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen – Probleme mit der Signalund mit der Designintegrität. Zur Signalintegritäts-Problematik gehören Timing-Probleme wie Fehler aufgrund von Crosstalk-Effekten (Übersprecheffekten) und die Timing-Abhängigkeit von Crosstalk (verursacht durch Interferenzen aufgrund des geringen Leitungsabstands) sowie IRAbfall (Spannungsabfall am Innenwiderstand) in den Stromversorgungen. Zu den Designintegritäts-Problemen zählen Zuverlässigkeitsprobleme, die im Feld auftreten. (pa)

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Systeme 1/2000

Cypress Tel.: 0 81 06/2 44 80

Cadence Tel.: 089/4 56 30

BOARD-DESIGN 2. Generation von DC/DC-Wandlern

DC/DC-Wandlermodule für vielfältigen Einsatz Seit geraumer Zeit ist die Firma Vicor mit den DC/DC-Wandlern der zweiten Generation auf dem Markt. Mit dieser Generation wurde ein Meilenstein auf dem Gebiet der DC/DC-Wandler gesetzt. Begonnen hat alles Anfang der achtziger Jahre mit der Einführung der VI-100-Module (Ausgangsleistung 100 Watt). Dieser Generation folgte mit der VI-200-Serie eine Wandlerfamilie, die durch Eurodis ab 1989 in Deutschland eingeführt wurde und heute eine starke Akzeptanz am Markt findet. Heute sind derartige Module sehr beliebt und kommen mehr und mehr für Stromversorgungslösungen zum Einsatz. Es gibt diese Module in nahezu jeder erdenklichen Ein- und Ausgangsspannung sowie Leistungsklasse.

D

och mit der Akzeptanz am Markt stiegen auch die Anforderungen, die an diese Module gesetzt werden. Hier ist nun Vicor mit der Einführung der zweiten Wandlergeneration einen bedeutenden Schritt vorwärts gegangen. Basierend auf dem patentierten »Zerovoltage-switching-« und »Zero-current-swichting«Prinzip sind die Module der zweiten Generation eine vollständige Neuentwicklung im Vergleich zu den Modulen der ersten Generation (VI-200 Serie). All die Erfahrung, die durch die langjährige erfolgreiche

Produktion und Vermarktung der VI-200-Serie gemacht wurde, steckt neben neuem Know-how in diesen Wandlerbausteinen. Durch den sehr hohen Grad der Automatisierung, sowohl im Herstellungs,wie auch im Designprozess, sind die Module in einer ganzen Reihe von Standardversionen und kundenspezifischen Lösungen verfügbar. Pläne für die Zukunft gehen dahin, die Module in einer mehr oder weniger unbegrenzten Variation von Standardtypen zu liefern, sodass eine Trennlinie zwischen kundenspezifischen und

Bild 1: Interner Aufbau der Module Systeme 1/2000

Standardmodulen nicht mehr sichtbar wird. Doch ganz so weit ist es natürlich noch nicht. Aber zwei komplette Familien, also mit Ausgangsspannungen von 2 V bis 48 V und einige besonders häufig benötigte Typen, sind als Standardmodule verfügbar (Tabelle 1). In dieser Tabelle sind die zur Zeit verfügbaren Module gezeigt. U(ein) ist die Eingansgspannung. Es ist der Bereich angegeben, in dem die Spannung variieren darf. U(aus) ist die Ausgangsspannung, P(aus) die Ausgangsleistung. Je nach Ausgangsleistung stehen drei Gehäuseformen zur Verfügung, Maxi, Mini und Mikro. Das Mikrogehäuse ist mit einer Größe von 58 mm x 37 mm x 13 mm (LxBxH) das kleinste und liefert eine Ausgangsleistung von bis zu 150 Watt. In Abgrenzung zur VI-200Generation wurden wesentliche Verbesserungen im Bereich der Integration von Steuer- und Regeleinheiten, der Verbesserung der Rippel- und Noise-Werte sowie dem magnetischen und thermischen Verhalten erzielt. An Stelle eines MOSFETs im TO-220-Gehäuse kommt ein IPD (Integrated Power Device) zum Einsatz. Neben geringeren parasitären Störeffekten ist auch die thermische Kontaktierung und damit die Wärmeabfuhr nach außen wesentlich besser als bei der alten Generation. Der Wärmeübergangswider-

stand wurde von 3 K/W (VI200-Serie) auf 1,5 K/W reduziert. Gleichzeitig steigt die zulässige BaseplateTemperatur von 85 °C auf 100 °C. Durch diese Verbesserungen ist der Wandler dem idealen Leistungsbauteil einen großen Schritt näher gerückt. Wandler dieser Generation besitzen eine Leistungsdichte von bis zu 7 W pro Kubikzentimeter, ein um Faktor 3 besserer Wert als bei der Serie VI-200. Den internen Aufbau der Module aus der neuen Generation zeigt Bild 1. Im Gegensatz zur üblichen Wandlertechnologie ist hier der Leistungsschalttransistor (T1) am oberen Ende des Übertragers und mit dem Drain an +IN geschaltet. Diese Maßnahme verringert die Störabstrahlung und verbessert das thermische Verhalten. Der MOSFET zur Entmagnetisierung (T2) liegt mit der Source auf -IN. Dies erleichtert die Steuerung. Auf der Sekundärseite befindet sich ein weiterer MOSFET (T3). Dieser arbeitet als aktive Grundlast, kommt aber nur bei Bedarf zum Einsatz. Durch diese Maßnahme reduziert sich das aktive Frequenzband. Gleichzeitig ist eine Synchrongleichrichtung möglich, was sich gerade bei höheren Ausgangsströmen positiv auf den Wirkungsgrad der Module auswirkt. Die Module selbst sind vollständig mit einer hitzebeständigen Kunststoffmasse vergossen und mit einem mehrlagigen Kupferschirm versehen. Eine etwa 3 mm dicke Aluminiumplatte (baseplate) sorgt dafür, daß die entstehende Verlustwärme sicher an einen Kühlkörper oder das Gerätechassis abgeführt wird. Durch die vorhandenen Ausfräsungen an den etwas hervorragenden Längsseiten der Aluminiumplatte ist eine relativ ein-

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BOARD-DESIGN

U(ein) [V] 250-425 250-425 250-425 250-425 180-375 180-375 180-375 180-375 36-75 36-75 36-75 36-75 36-75

U(aus) [V] 2 3,3 5 12, 15, 24, 28 48 2 3,3 5 12, 15, 24, 28 48 2 3,3 5 12, 24 28, 48

P(aus) [W] 100, 160 150, 260 200, 400 600 50, 100, 160 75, 150,260 200, 400 250, 500 50, 100, 160 75, 150, 260 100, 200, 400 150, 250, 500 250, 500

Tabelle 1: Zur Zeit verfügbare Module aus der zweiten Generation der DC/DC-Wandler fache Befestigung durch Schrauben möglich. Die Baseplate ist sowohl zum Eingang wie auch zum Ausgang hin völlig isoliert. Sie führt kein Potential und kann somit problemlos an ein Gehäusechassis angeschraubt werden. Zur Reduzierung des Wärmeübergangswiderstands gibt es spezielle Leitfolien. Durch eine derartige Befestigung wird die Wärme sicher nach außen abgegeben. Im Gerät selbst entsteht dadurch kein Wärmestau. Neben den Anschlüssen für die Eingansgspannung +IN und -IN sowie der Ausgansgspannung +OUT und -OUT finden sich noch einige Steuerpins, mit denen der Anwender von außen Einfluss auf die Funktion des Moduls nehmen kann. Dies sind im Einzelnen: ■ Der Steuerpin PR (Parallel). Über diesen Pin lassen sich mehrere Module zur Leistungssteigerung oder für einen redundanten Betrieb parallel schalten. ■ Der Steuerpin PC (Power control). Dieser Pin bietet dem Anwender eine auf

Für den Widerstand Rd (Teil B) gilt:

gleichem I. Auf der anderen Seite reduziert sich die Ausgangsleistung entsprechend beim Herabtrimmen. Neben der Programmierung mit Festwiderständen bzw. mit einem Potentiometer lässt sich die Ausgangsspannung aber auch über eine extern angeschlossene Spannungsquelle (Ust) steuern. Als externe Spannungsquelle kann der Anwender auch einen D/A-Wandler einsetzen. Somit ist die Modulsteuerung durch einen Rechner möglich. Ferner besteht die Möglichkeit, über ein Digitalpotentiometer, zum Beispiel die Reihe X9C von Xicor, die Ausgangsspannung von einem Rechner bzw. Mikroprozessor aus zu steuern. 2) Steigerung der Ausgangsleistung, redundante Systeme. Durch den Steuer-

Bild 3: Leistungssteigerung durch Parallelschaltung mehrerer Module In den Gleichungen ist Unom die nominelle Ausgansspannung des Moduls und Ua die gewünschte, also durch die Trimmfunktion einzustellende Spannung. Sowohl beim Herauf- wie auch beim Herabtrimmen ist immer der maximale Ausgangsstrom des Moduls zu berücksichtigen. Besonders beim Herauftrimmen kann der Fall eintreten, dass das Modul überlastet wird, denn gemäß P = U x I steigt die Leistung bei höherem U und

pin PR lassen sich mehrere Module parallel betreiben. Dies kann zum einen zur Leistungssteigerung oder für den Aufbau eines redundanten Systems erforderlich sein. In diesem Zusammenhang zeigt Bild 3 die Applikation zur Leistungssteigerung um Faktor 2, also die Parallelschaltung von zwei Modulen. Diese Schaltung lässt sich auf bis zu zwölf Module erweitern, indem dem Modul 2 weitere Module zugeschaltet werden. Damit ist eine Ausgangsleis-

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Systeme 1/2000

Bild 2: Trimmen der Module 74

dem Potential der Primärseite liegende Hilfsspannung von 5,9 V an. Diese Spannung kann zum Beispiel für die Versorgung einer LED benutzt werden. Da die 5,9 V an diesem Pin nur anliegen, wenn das Modul arbeitet, ist durch die LED eine optische Kontrolle über den Funktionszustand möglich. Selbstverständlich kann auch ein Optokoppler zur galvanischen Trennung hinzugeschaltet werden. ■ Die Steuereingänge -S und +S. Beide Eingänge lassen sich über eine externe Leitung direkt zur Last legen. Das Modul regelt dann den Spannungsabfall über die Lastleitung aus und sorgt dafür, dass an der Last selbst eine hochgenaue Spannung zur Verfügung steht (Senseleitung). ■ Der Steuereingang SC (Secondary Control). Folgende Applikationen sind damit möglich: 1) Trimmen der Ausgangsspannung. Für diese Funktion steht der separate Steuereingang SC zur Verfügung.

Über diesen Eingang kann der Anwender die Ausgangsspannung des Moduls auf den erforderlichen Wert einstellen. Ausgehend von der nominalen Ausgangsspannung reicht der Stellbereich hier von zehn Prozent bis 110 Prozent. Ein Modul mit einer Ausgangsspannung von 48 V lässt sich also kontinuierlich von 4,8 V bis 52,8 V regeln. In Bild 2 sind Applikationshinweise zum Herauf- (A) und Herabtrimmen (B) zusammengestellt. Für die Dimensionierung des Widerstands Ru (Teil A) gilt:

BOARD-DESIGN

Bild 4: Redundantes System tung von bis zu 7,2 kW möglich. Wie Bild 3 zu entnehmen ist, sind für einen Parallelbetrieb keine weiteren externen Bauteile erforderlich. Es werden lediglich alle Pins PR miteinander verbunden und alle zum Modul 1 hinzugeschalteten Module als Booster betrieben. Dies wird durch die Verbindung von SC mit -S und -OUT erreicht. Der PR-Pin ist ein digitaler Ein- und Ausgang. Die in Bild 3 gezeigte Schaltung garantiert eine exakte Lastaufteilung und zwar auf digitaler Ebene. Etwas anders sieht die Zusammenschaltung der Module zu einem ausfallsicheren, also redundanten System aus. Gesteuert wird die Zusammenschaltung auch in diesem Fall über den PRPin. Die entsprechende Schaltung ist im Bild 4 gezeigt. Diese neue N+M-Architektur wählt beim Anlaufen ein Modul als Master oder Sprecher aus. Die anderen Module, die Hörer, werden dann über diesen Pin synchronisiert. Über einen eingangsseitigen Bus kommunizieren die Module mit einer hohen Taktrate. Sollte ein Modul ausfallen, wird ein anderes Modul zum Master bestimmt und das System arbeitet ohne Unterbrechung weiter. Die PR-Pins der einzelnen Module lassen sich zum einen gleichspannungsmäßig Systeme 1/2000

ankoppeln (DC-Kopplung), indem alle Pins einfach zusammengeschaltet werden. Damit ist eine sichere Stromaufteilung (current sharing) der Module untereinander gegeben. Da nur digitale Signale auf den Bus gegeben werden, lassen sich die PRPins wechselspannungsmäßig über Kondensatoren (C im Bild 4) ankoppeln (AC-Kopplung). Dadurch ist sichergestellt, daß ein Fehler in einem Modul am PR-Pin nicht den Ausfall des gesamten Busses zur Folge hat. Darüber hinaus läßt sich der Bus selbst redundant ausführen. Die Busleitung wird nun (durch Kondensatoren entkoppelt) doppelt ausgeführt. Fällt eine Busleitung aus (Kurzschluss), kann die zweite die Kommunikation der Module untereinander sicherstellen. Die positiven Ausgänge beider Module sind durch Dioden voneinander entkoppelt. Damit ist sichergestellt, dass beim Kurzschluss im Ausgang eines Wandlers nicht der gesamte Bus zusammenbricht. Auf der anderen Seite entstehen in den Dioden aber zum Teil beachtliche Verlustleistungen, sodass zu klären ist, ob auf eine Diode verzichtet werden kann oder nicht. (Jürgen Beckmann, Eurodis Enatechnik) Eurodis Enatechnik Tel.: 0 4106/70 11 21

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BOARD-DESIGN

Produkte

»Silicon-Dust«-8-Bit-Mikrocon-

N-Kanal-MOSFET

troller im 28-Pin-CSP-Gehäuse

für 80 V und 75 A

N

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ational Semiconductor bringt einen hochintegrierten 8-Bit-Mikrocontroller in einem Chip-Scale-Package (CSP) mit den Abmessungen von nur 4,5 mm x 5,5 mm x 1,0 mm auf den Markt. Trotz dieses extrem miniaturisierten Gehäuses bieten die auf EPROMTechnik basierenden OTP-Mikrocontroller der COP8SACFamilie dem Entwickler eine große Auswahl an integrierten Funktionen. Dieser 8-Bit-Mikrocontroller ist ein Bestandteil der »Silicon-Dust-Initiative«, die von National ins Leben gerufen wurde. Zu den im Controller integrierten Peri-

traktives Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Familie kann somit von Anwendern mit hohen Produktionsstückzahlen sehr kosteneffektiv eingesetzt werden. Ebenso wie andere COP8Produkte zeichnet sich auch die COP8SAC7SLB-Familie durch effizienten Applikations-Code aus und ermöglicht sogenannte »Production Builds« vor der Optimierung des Applikations-Codes, sodass die Code-Entwicklung mit Hochsprachen erfolgen kann. Zum Beispiel erlaubt die Version mit 4 KByte EPROM die Maximierung des Preis-

er MOSFET HUF75545 basiert auf der UItraFETTechnologie von Intersil, stellt einen N-Kanal UItraFET dar, der sich durch seinen extrem niedrigen On-Widerstand von 8,2 mΩ, seine niedrige GateKapazität sowie seine kurzen Rückwärts-Erholzeiten auszeichnet. Er ist für 80 V und 75 A ausgelegt und eignet sich für batteriegespeiste oder portable Applikationen, in denen effizientes Power-Management und ein hoher Wirkungsgrad im Vordergrund stehen. Aufgrund seines Designs verkraftet der Baustein hohe Energien im Avalanche-Mode und ermöglicht Dank seiner geringen Gate-Kapazitäten und seinen niedrigen QRR-Werten (Reverse Body Diode Charge) hohe Schaltgeschwindigkeiten sowie einen verbesserten Wir-

kungsgrad. Beim Aufbau von UPS-Applikationen (Uninterruptable Power Supplies) ist die UItraFET-Familie bevorzugt für Batteriesysteme mit 48 V vorgesehen. Im industriellen Umfeld wird der MOSFET zur Realisierung von Power-Conversion-Applikationen wie etwa Off-Line-UPSs, DC/AC-lnverter und DC/DCWandlern eingesetzt. Darüber hinaus findet er auch in Motorsteuerungen seinen Einsatz. In der Kommunikationstechnik dient er insbesondere zum Aufbau von DC/DC-Stromversorgungen. Class-D- AudioVerstärker sind ein typisches Einsatzgebiet des neuen MOSFETs in der Konsumelektronik. (pa) Intersil Tel.: 089/93 93 99 95

P-Kanal-MOSFET mit niedrigem RDS(ON)

O

n Semiconductor stellte den MMDF4207 vor. Dabei handelt es sich um einen PKanal-MOSFET, der einen Maximalwert Rds(on) von lediglich 0,033 Ohm aufweist – ein Wert, der sehr nahe an die Daten von N-Kanal-Typen heranreicht. Der niedrige Einschaltwiderstand erhöht den Wirkungsgrad und verkleinert die stets auftretenden Leerlaufströme, wodurch sich die Batteriestandzeit von tragbaren Geräten erhöht. Bei einem schnurlosen Telefon oder einem Handy führt das zu einer längeren Sprech- bzw. Standby-Zeit zwischen zwei Ladevorgängen. Typische Anwendungen für den MMDF4207 finden sich auch in DC/DC-Wandlern, linearen Schaltnetzteilen und LDOs (Low Drop Out Reglern). Dabei bietet er diverse Vorteile in Power-Management-Anwendungen wie beispielsweise Camcordern, digitalen Kameras und

Handys. Außerdem ist er dazu geeignet, die vielen Einzelspannungen zu erzeugen, die auf Motherboards in Computern benötigt werden, wenn verschiedene Logikpegel eingesetzt werden. Der Power-MOSFET ist für maximale Drain-Source-Spannungen von 20 V ausgelegt und schaltet bei einer Umgebungstemperatur von 25 ˚C DrainStröme von bis zu 7,8 A. Selbst bei einer Umgebungstemperatur von 70 ˚C darf der Drain-Strom noch 5,7 A betragen. Solange die maximale Sperrschichttemperatur nicht überschritten wird, kann der MOSFET sogar Stromimpulse von maximal 40 A verarbeiten. Muster und Produktionsstückzählen des MMDF 4207 sind jetzt verfügbar. (pa)

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Systeme 1/2000

pheriefunktionen gehören eine Power-on-Reset-Schaltung, ein RC-Oszillator mit vier Taktoptionen, ein Watchdog und ein Taktmonitor, bis zu zwölf Hochstromausgänge, ein 16-Bit-Multifunktions-Timer mit einer prozessorunabhängigen PWM-Betriebsart, ein externer Ereigniszähler, Input-Capture-Modus, Idleund Halt-Modus und eine Wake-up-Funktion mit mehreren Eingängen, ein serielles Microwire/Plus-lnterface, 8 Byte Anwenderspeicher für Seriennummern, Datum-Codes usw. sowie eine echte Sicherheitsfunktion. Da die monolithischen EPROM-OTP-Mikrocontroller der COP8SAC-Familie mit einem 0,6-µm-Prozess hergestellt werden, bieten sie ein at-

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Leistungs-Verhältnisses nach Optimierung der Code-Effizienz. Zu den weiteren Merkmalen zählen eine patentierte Technologie zur Gewährleistung absoluter Code-Sicherheit, eine patentierte EMI-Reduktions-Technologie, die das Aufkommen elektromagnetischer Interferenzen um 20 dB verringert, ein breites Spektrum an Unterstützung durch Programmiergeräte von unabhängigen Anbietern, direkte, werksseitige Programmierung, In-System-Programmierung und ein großes Angebot an unterstützenden Entwicklungswerkzeugen. (pa) National Semiconductor Tel.: 0 81 41/3 50

On Semiconductor Tel.: 00 33/5 61 19 94 88

BOARD-DESIGN

Produkte

Komplettes Lade-IC für Li+-Batterien

M

axim lntegrated Products kündigt den Baustein MAX1679 an. Zusammen mit einem externen P-Kanal-MOSFET bildet dieser Baustein einen kompletten, eigenständigen Batterielader für eine Lithiumlonen-Zelle. Der kleine Baustein benötigt zusammen mit dem FET nahezu keine Leistung. Hierdurch wird eine übermäßige Erwärmung auf

kleiner Fläche vermieden. Die Ladeendspannung wird mit einer Genauigkeit von besser als 0,75 Prozent erkannt. Zur Sicherheit besitzt der MAX1679 einen internen Zeitgeber. Die Ladezeit kann bis zu einigen Stunden gewählt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, einen Thermistor anzuschließen, sodass der Ladevorgang bei zu hohen und zu tiefen Temperaturen verhindert wird. Ein weiteres Merkmal ist ein »Precharge«-Modus mit niedrigem Ladestrom, um weit entladene Zellen schonend wieder

aufzuladen sowie ein gepulster »Top-Off«-Ladezustand, wodurch mit jedem kompletten Ladezyklus die Batterie auf ihre volle Kapazität aufgeladen wird. Der Ladestrom wird durch die Strombegrenzung in einem preisgünstigen Steckernetzteil bestimmt. Sobald dieses entfernt wird, geht der Baustein automatisch in einen »Power-Down«-Modus und entnimmt der Batterie weniger als 1 µA Ruhestrom. Der /CHGAusgang ist mit einer OpenDrain-Struktur versehen und erlaubt den einfachen Anschluss einer LED zur Anzeige des Ladezustands (OFF/CHARGING/ COMPLETE). Der Baustein ist voreingestellt auf eine Batteriespannung von 4,2 V mit einer Toleranz von ± 0,75 Prozent. Mit einem externen Widerstand kann diese Spannung auch bis herunter zu 4,0 V eingestellt werden. Der MAX1 679 wird im platzsparenden achtpoligen MAX-Gehäuse geliefert. Der Baustein ist über den erweiterten Temperaturbereich (-40 ˚C bis +85 ˚C) spezifiziert. Ein Evaluation Kit (MAX1679 EVKIT) ist verfügbar, um die Entwicklungszeit zu verkürzen. (pa) Maxim Tel.: 089/85 79 90

LCD-Treiber-ICs verringern Leistungsverbrauch

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oshiba Electronics hat zwei LCD-Treiber-ICs angekündigt, die sowohl den Leistungsverbrauch als auch die Kosten bei hoher Bauelementedichte sowie in tragbaren batteriebetriebenen Anwendungen wesentlich reduzieren, die Farb-, Grauskala- oder Schwarzweiß-Displays benötigen. Die LCD-Treiber-LSI-Bausteine T6K14 (Farbe/Grauskala) und T6K11 (Schwarzweiß) sind für

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kleine bis mittelgroße Displays ausgelegt, die in Applikationen wie Pagern, PDAs und Mobiltelefonen Einsatz finden. Geeignet für Auflösungen bis 64 x 128 bzw. 65 x 160 Punkten wird der T6K14 mit typischen Strömen bis herunter auf 200 µA betrieben, während der T6K11 sogar mit Strömen bis 52 µA arbeiten kann. Der Vierfarb-/ Grauskala-LCD-Treiber 64 x 128 T6K14 weist eine 4-Grau-

skalenpaletten-Funktion sowie einen stromsparenden IconDisplay-Mode mit 128 verschiedenen Icons auf; er kann mit Spannungen zwischen 2,5 und 3,3 V betrieben werden. Bei einer Spannung von 2,7 V liegt der typische Betriebsstrom bei 200 µA; er fällt im Stromsparmodus auf 30 µA ab. Der Schwarzweiß-DisplayTreiber T6K11 ist für den Betrieb bis 1,8 V ausgelegt. Bei einer Versorgung mit 3 V und einer 160 x 65-Anzeige hat der Baustein einen typischen Betriebsstrom von 95 µA, der bei einer 160 x 57-Anzeige auf 72 µA und bei einem 160 x 35-Display auf 52 µA abfällt. Im stromsparenden Icon-Display-

Mode beträgt der Strombedarf nur noch 20 µA. In den LCD-Treiber-LSIs sind fünf DC-DC-Wandler integriert; sie bieten serielle und parallele Schnittstellen und wählbare Einschaltzyklen von 1/35, 1/49, 1/57 oder 1/65. Der T6K14 ist durch eine eingebaute Temperaturmesseinheit zur automatischen Temperaturkompensation gekennzeichnet. Sowohl der T6K11 als auch der T6K14 sind in platzsparenden TCP-Gehäusen verfügbar; darüber hinaus ist der T6K11 in Ausführungen für COG-(Chip-on-glass-)Applikationen lieferbar. (pa) Toshiba Tel.: 02 11/5 29 6210

Ethernet-Transceiver verbraucht weniger als 250 mW pro Port

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evel One Communications, ein Intel-Unternehmen, kündigt den 8-Port-10/100Ethernet-Transceiver LXT 9784 an. Er enthält »Time Domain Reflectometry«-Kabelfehler-Testfunktionen (TDR), die für niedrigere Systemkosten und kürzere Netzwerk-Ausfallzeiten sorgen. Dieser Ethernet-Transceiver ist das jüngste Mitglied der Intel Internet Exchange-(IX-)Architektur. Diese Architektur bildet die Grundstruktur für die Entwicklung von Networking- und Telekommunikations-Equipment, das auf wiederprogrammierbaren Halbleiterbausteinen basiert. Der LXT 9784 erweitert dabei die Funktionen der PhysicalLayer-IX-Architektur um LANConnectivity. Die Auto MDI-X wechselt automatisch die Sende- und Empfangspaare, sodass beim Verbinden von Networking-Systemen keine Cross-Over-Kabel mehr erforderlich sind. Außerdem erweitert das »Optimal Signal Processing« (OSP) die Betriebsentfernung auf bis zu 150 Meter und übertrifft damit die IEEE-Spezifikation um 50 Meter. Mit steigender Port-Dichte wird Leistung zu einem entscheiden-

den Faktor. Der Transceiver verbraucht 250 mW pro Port – das ist bis zu zwei Drittel weniger als bei derzeit erhältlichen 1- und 4-Bauteilen. Außerdem benötigt dieser Baustein mehr als ein Drittel weniger Strom als vergleichbare 8Port-Transceiver. Boards mit dem LXT 9784 oder anderen Bausteinen der zuvor angekündigten LXT97xx-Produktfamilie erfüllen hohe Emissionsstandards und ermöglichen die Entwicklung von Produkten, die weltweiten Anforderungen entsprechen. Gleichzeitig können Hersteller mit kosteneffektiveren Lösungen und kürzeren Markteinführungszeiten weltweite Marktsegmente erreichen. Diese Produktfamilie unterstützt sowohl Halb- als auch VollduplexBetrieb mit 10 MBps und 100 MBps und erfordert eine einfache 3,3-V-Versorgung. Jeder Baustein ist mit einer 2,5-V-Schnittstellenoption für MAC-Kompabilität ausgestattet, zur Verfügung stehen die MAC-Schnittstellenoptionen Reduced-MII und Serial-MII. Der LXT 9784 ist im PBGA mit 324 Pins lieferbar. (pa) Level One Tel.: 08 11/60 06 80

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BOARD-DESIGN

Produkte

Gate-Funktionen für die VCX-Bausteine

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airchild Semiconductor setzt die Expansion der VCX-Palette durch Hinzufügen von Gate-Funktionen fort. Die erste für 2,5-V-Leistung optimierte Familie mit Multispannungs-Kompatibilität, 3,6-Vund 2,5-V- und 1,8-V-Versorgungspezifikationen der nächsten Generation umfasst nun AND-, NAND-, OR-und OpenDrain-Funktionen. Die neuen Gate-Funktionen liefern dem Entwickler eine breiter einsetzbare Allzweck-2,5-V-Logikfamilie. Bausteine in der VCXPalette eignen sich für Rechnersysteme und Grafik-, Netzwerk- und Telekommunikationsanwendungen mit hoher Leistung und Geschwindigkeit. Zu den ersten VCX-Bausteinen mit Gate-Funktionen gehören der »74VCX00 Quad 2-Input NAND Gate«, der »74VCX08 Quad 2-Input AND Gate« und der »74VCX32 Quad 2-Input OR Gate«. Dazu kommen der »74VCX38 Quad 2-Input NAND Gate« mit Open-DrainAusgängen, der »74VCX86 Quad 2-Input Exclusive-OR Gate« und der »74VCX132 Quad 2-Input NAND Gate« mit Schmitt-Trigger-Eingängen. Alle Bausteine sind Niederspannungsbausteine mit 3,6 V überspannungstoleranten Einund Ausgängen. Wie alle Bausteine in der VCX-Palette bie-

ten die VCX-Gate-Bausteine einen breiten Spannungsbetriebsbereich, der Entwicklern einen einfachen Migrationspfad von 3,3-V- zu 2,5-V- und 1,8-VVersorgung ermöglicht. Die Bausteine bieten laut Hersteller die schnellste heute lieferbare

Baustein. Der Chip mit 300MHz-DSP-Kern verfügt über vier ALUs mit einer Rechenleistung von 1.200 DSP MIPS (3.000 RISC MIPS), ein schnelles 150-MHz-CPM (Communications Processor Module) mit programmierbarer Netzprotokoll-Logik und ein 512 KByte (256 K 16-Bit-Worte) großes Onchip-SRAM. Darüber hinaus nutzt der Chip eine 64- beziehungsweise 32-Bit-PowerPCBusschnittstelle mit 100 MHz und einen programmierbaren Memory-Controller. Weitere auf dem Chip integrierte periphere Funktionen wie ein 300MHz-Enhanced-Filter-Copro-

cessor (FCOP) sowie eine zentrale DMA-Logik erhöhen die Leistung zusätzlich. Der Baustein ist zudem der erste DSP, den Motorola mit seiner neuen 0,13-µm-Kupfer-InterconnectProzesstechnologie herstellt. Er enthält einen 1,5-V-Prozessorkern und verwendet eine unabhängige 3,3-V-Versorgung für den I/O-Teil. Die Leistungsaufnahme des Chips, der in einem kompakten Kunststoffgehäuse mit 17 mm Kantenlänge untergebracht ist, liegt bei etwa 500 mW. (pa) Motorola HL Tel.: 089/92 10 35 59

Schnelle, kleine und dünne Einzel-Gate-Logikbausteine

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rhältlich in den jüngsten Miniatur-ESV-Gehäusen sowie in den erprobten SMVund USV-Gehäusen stellen Toshibas »superschnelle« (SHS) CMOS-Logik-ICs nach eigenen Angaben die kleinsten und dünnsten 5-Pin-Einzelgate-Logikbausteine der Welt dar. Die Familie TC7SZ LMOS SHS

genüber USV-Alternativen ergibt. Geeignet für Mobiltelefone, tragbare PCs, PDAs und andere Anwendungen mit hoher Bauelementedichte, die sowohl niedrigen Energieverbrauch als auch schnellen Betrieb erfordern, umfasst die SHS-LMOS-Reihe NAND-, AND-, NOR- und OR-Funk-

mit Einzellogik-Funktionen arbeitet mit Versorgungsspannungen zwischen 1,8 und 5,5 V und bietet typische Laufzeitverzögerungen bis herunter zu 2,4 ns. Die 5-Pin-ESV-Bausteine messen 1,6 mm x 1,2 mm x 0,55 mm, woraus sich eine Größenreduzierung um 53 Prozent ge-

tionen sowie eine Vielzahl von Inverter- und Puffer-Optionen. Pin-Raster von 0,5 mm gewährleisten Kompatibilität mit modernen automatisierten Fertigungslinien. (pa)

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Systeme 1/2000

2,5-V-CMOS-Logik (< 3,5 ns bei 2,5 V) mit niedrigem CMOS-Stromverbrauch für Niederspannungs-Hochleistungs-Logikprodukte. überspannungstolerante Eingänge eignen sich für reine 2,5-V-Systeme, gemischte 2,5-V/3,3-VSysteme und 1,8-V-Systeme. Die Bausteine sind als Thin Shrink SmaII Outline Package (TSSOP) und als SOIC-Package lieferbar. Muster und Produktionsmengen sind verfügbar. (pa) Fairchild Tel.: 0 81 41/6 10 20

Erster DSP mit Star*Core-TechnoIogie

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er digitale Signalprozessor MSC8101 mit Onchip-Netzwerkschnittstelle ist das erste Produkt dieser Art, das auf Motorolas Star*Core-DSPTechnologie basiert. Der Baustein zeichnet sich gegenüber den bisher verfügbaren DSPs durch deutliche Verbesserungen bei Leistung, Netzwerkfähigkeit, Compiler-Effizienz, Flexibilität und Stromver-

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brauch aus. Star*Core steht für die gemeinsam von Motorola und Lucent Technologies entwickelte DSP-Architekturen, Prozessorkeme und Entwicklungs-Tools, die in der Kommunikations- und Verkehrstechnik sowie der Consumer-Elektronik eingesetzt werden. Der MSC8101 integriert erstmals DSP-, PowerPC- und CPM-Technologien in einem

Toshiba Tel.: 02 11/5 29 60

BOARD-DESIGN

Produkte

24-Bit/192-kHz-

»Companion«-Chip

Stereo-DAC für DVD-Audio

für RISC-Prozessor

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er neue D/A-Wandler AK4394 von AKM wurde für DVD-Audioanwendungen entwickelt und ist über Tekelec Europe erhältlich. Die Eckdaten lassen sich wie folgt

zusammenfassen: 24-Bit/192kHz-Stereo-D/A-Delta-SigmaWandler, der sich auch mit den niedrigeren Standard-SampleRaten wie 32 kHz, 44,1, 48 und mit 96 kHz betreiben lässt. Mit Hilfe der Abtastrate von 192 kHz erreicht der Entwickler

professioneller Audiogeräte einen flachen Frequenzgang im Bereich von 0 bis 20 kHz. Die Architektur des AK4394 beinhaltet Filter, die dem Wandler eine hohe Toleranz gegenüber Clockjitter ermöglichen. Die Ausgangsbeschaltung ist difterentiell ausgelegt und genügt damit allen professionellen Ansprüchen. Eine Softmute-Funktion gestattet das Herunterfahren des Ausgangspegels über eine Rampencharakteristik ohne störende Nebengeräusche. Der AK4394 wird in einem 28-Pin-VSOP geliefert. Als Versorgung genügt dem IC eine 5-V-Spannung, bzw. es ist möglich, 3,3 V für den Digitalteil und 5 V für den Analogteil vorzusehen. Muster und EntwicklungsBoards stehen über Tekelec Europe ebenfalls jederzeit zur Verfügung. (pa) Tekelec Airtronik Tel.: 089/5 16 45 03

er SEDI3A0 ist Epsons erster »Companion«-Chip. Dieses hochintegrierte IC wurde zusammen mit Toshiba America und Toshiba Japan entwickelt, um eine direkte Verbindung zum RISC-Processor TX39x2 von Toshiba zu gewährleisten. Der Baustein enthält einen USBController, ein SmartMedia-Interface, ein Compact-Flash-Interface sowie einen LCD-Grafikcontroller mit 80 KByte integriertem Bildspeicher, der eine große Anzahl Display-Typen unterstützt. Mit diesem Baustein werden Produkte auf Basis der WindowsCE-»Rapier«-Plattform anvisiert. Er wurde entwickelt, um den Forderungen nach minimalen Kosten und niedrigem Stromverbrauch, die für Handheld-Anwendungen durch das Windows-CE-Betriebssystem vorgegeben wer-

den, gerecht zu werden. Aufgrund der hohen lntegrationsdichte können PC-Produkte kleinster Baugröße mit einer minimalen Anzahl von externen Komponenten realisiert werden. Der LCD-Controller verwendet einen integrierten 80-KByteSRAM-Bildspeicher und reduziert damit die Komponentenzahl sowie den Stromverbrauch. Der USB-Client ist kompatibel mit Revision 1.0. Das CompactFlash-Interface ermöglicht FullLevel-Shifting und enthält Buffer zur Unterstützung von 3,3-Voder 5,0-V-Compact-FlashCards. Das SmartMedia-Interface stellt zusätzliche Speicherkapazität zur Verfügung und ermöglicht so weitere Anwendungen. (pa) Epson Tel.: 089/14 00 50

Mini-Steckverbinder für hohe mechanische Anforderungen

32-Bit-RISC-Mikrocontroller

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as erste Modell der 32-BitRISC-Produktfamilie von Epson, der Single-Chip-Mikrocontroller E0C33A104 mit Sprachsynthese- und Spracherkennungsfunktion ist ab sofort erhältlich. Dieses Modell basiert auf dem E0C33-CMOSRISC-Controller. Das interne MAC bietet digitale Signalverarbeitung. Der Controller ist die ideale Einchiplösung für portable Unterhaltungselektronik und sprachverarbeitende Anwendungen wie Handheld-PCs, Personal-Digital-Assistants, Digitalkameras, Spielzeug und Automatisierungsprodukte. Das dazugehörige Tool-Set beinhaltet einen optimierten CCompiler, der schnellere Programmierung und kürzeres Time-to-Market ermöglicht sowie ein vollständiges ICE-Entwicklungssystem. Der Mikrocon-

Systeme 1/2000

troller und die E0C33-Produktfamilie werden von Epsons Echtzeit-Betriebssystem ROC33 unterstützt, welches auf uITron 3.0 (Level 5) basiert. ROS33 ist lizenzfrei; der vollständige Quellcode wird auf Wunsch zur Verfügung gestellt. Ein weiteres Merkmal des Mikrocontrollers ist die robuste, verbindungsfähige Sprachkomprimierungstechnologie VOX33, die hohe Kompressions- und Dekompressionsraten ermöglicht. Die Sprechgeschwindigkeit läßt sich von x 2 bis x 1/4 und die Sprechhöhe von x 2 (hoch) bis x 1/3 (niedrig) einstellen. Darüber hinaus enthält die Bibliothek Funktionen für Sprachgenerierung und -erkennung. (pa) Epson Tel.: 089/14 00 50

Immer kleinere Bauteile auf den Leiterplatten führen zu einer immer höheren Packungsdichte, bei gleichbleibend hohen mechanischen Anforderun-

gen. Um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden hat ATI electronique (Distributor: Comtronic) einen zweireihigen Steckverbinder entwickelt, der sich durch geringe Bauhöhe auszeichnet. Die flachen Gehäuse mit 4,9 mm Höhe ermöglichen einen sehr engen Leiterplattenabstand. Durch den Einsatz be-

währter Kontakte aus der Serie HE 809/810 wird eine gute mechanische Belastbarkeit erreicht. Die Steckverbinder bestehen die üblichen Vibrationsund Schockanforderungen der Luftfahrt. Die technischen Eckdaten sind Temperaturbereich -55 ˚C bis +125 ˚C , 3 A Strom je Kontakt, dreipolig bis 75-polig, Raster 2,54 mm. Verschiedene Anschlussarten wie Board-to-Board, auch in SMD, oder Boardto-Wire sind verfügbar. Durch den Einsatz unterschiedlicher Führungselemente kann die Steckverbindung »blind« gesteckt werden, da vor der Kontaktierung zentriert wird. (pa) Comtronic Tel.: 0 62 20/9 21 00

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BOARD-DESIGN

Produkte

8-Bit-Mikrocontroller mit geringer Leistungsaufnahme

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itachi kündigt die Serie H8/3887 an, die der Produktfamilie H8/300L zugehörig ist und sich durch äußerst niedrige Leistungsaufnahme auszeichnet. Durch ihre niedrige

Die Serie verfügt über einen 32-kHz-Suboszillator, der die Wahl aus einem breiten Spektrum von Low-Power-Betriebsarten bietet. überdies unterstützt der Baustein auch das

Als Unterstützung für den Baustein stehen der Emulator E6-3880 und das umfangreichere Entwicklungs-Kit S63880 zur Verfügung. Letzteres enthält neben dem Emulator auch die Hitachi-Workbench, eine integrierte Entwicklungsumgebung mit C-Compiler,

Assembler und Debugger. Der H8/3887 wird im QFP- oder TQFP-Gehäuse mit 100 Pins angeboten und ist ab sofort in Produktionsstückzahlen lieferbar. (pa) Hitachi Tel.: 089/99 18 00

Single-Supply-Vierfach-Digitalpotentiometer mit 64 Stellungen

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icor hat zwei neue Vierfach-Digitalpotentiometer mit 64 Stellungen vorgestellt, mit denen eine FieldProgrammierbarkeit digitaler Systeme ermöglicht wird. Das X9401 und das X9409 arbeitet mit einer einfacher Stromversorgung und sind für den Einsatz in Teilsystemen digitaler Kommunikationsanlagen, in Mobilfunk-Basisstationen und in Glasfaser-Transceivem konzipiert. Die nichtflüchtigen Digitalpotentiometer arbeiten mit einer Versorgungsspannung von 2,7 bis 5,5 V. Mit ihrem niedrigen Ruhestrom von unter 0,2 µA im gesamten industriellen Temperaturbereich (-40 bis

Widerstandswert beim Abschalten der Versorgungsspannung automatisch speichern und/oder auf eine den jeweiligen Systemanforderungen entsprechende Größe voreinstellen lassen. Diese Register lassen sich außerdem auch als nichtflüchtige Speicher für beliebige andere Parameter nutzen. Während der X9401 eine SPI-Schnittstelle besitzt, ist der X9409 mit einer 2-WireSchnittstelle ausgestattet. Beide Bausteine eignen sich für die Arbeitspunkteinstellung von HF-Verstärkern, für die Regelung von Anzeigekontrast und -helligkeit, für die dynamische Justierung von Sensoren

85 ˚C) sind sie besonders für Low-Power-Anwendungen geeignet. Der Gesamtwiderstand beträgt 10 oder 100 kΩ. Beide Modelle besitzen vier 6-BitEEPROM-Register für die Speicherung der Potentiometerstellung und Systemparametem Damit kann der Systementwickler den momentanen

und für die Arbeitspunkteinstellung von Laserdioden in Glasfasermodulen. Beide sind im 24-poligen SOIC- oder TSSOP-Gehäuse erhältlich und in Großstückzahlen lieferbar. (pa)

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Systeme 1/2000

Versorgungsspannung von 1,8 V eignet sie sich für praktisch jede Anwendung, in der es auf niedrige Verlustleistung ankommt. Der Baustein besitzt außerdem einen eingebauten LCD-Controller mit interner LCD-Spannungsversorgung, der für viele 7-Segment-Display-Anwendungen ausreicht. Der Hauptoszillator des Controllers läuft in nur 20 µs an, während hierfür in der Regel einige Millisekunden erforderlich sind. Diesen Zeitrahmen von einigen Millisekunden kann der Baustein nutzen, um ein externes Ereignis oder einen internen Prozess zu verarbeiten und wieder in den Standby-Modus zurückzukehren. Dies ist ein perfektes Feature für batteriebetriebene Sensorapplikationen. In vielen Anwendungen, in denen der Baustein wie etwa in Verbrauchsmessern oder Datenaufzeichnungssystemen – die meiste Zeit im Low-Power-Modus verbringt, kann diese Verbesserung um den Faktor 100 die Gesamt-Leistungsaufnahme des Systems drastisch verringern, was prinzipiell der Batterielebensdauer zugute kommt oder auch den Einsatz preisgünstigerer Batterien zulässt.

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Modul-Standby, d.h. die Abschaltung der Stromversorgung für nicht benötigte On-chipPeripheriemodule (Beispiel Schnittstelle). In Verbindung mit einem integrierten asynchronen Ereigniszähler, der für das Zählen aller externen Impulse in sämtlichen Betriebsarten auch im Standby-Modus zuständig ist, sorgen die genannten Low-Power-Features dafür, dass sich die Leistungsaufnahme zu jeder Zeit auf ein absolutes Minimum beschränkt. Zu den Low-Power-Betriebsarten gehört auch ein Watch-Modus, in dem der Oszillator als Zeitbasis für eine Echtzeituhr benutzt werden kann. Der LCDController kann bis zu 160 Segmente darstellen und kann über einen DC/DC-Wandler eine LCD-Spannung von 5 V generieren, auch beim Betrieb an einer Versorgungsspannung von nur 1,8 V. Die weiteren Features des H8/3887 bestehen aus bis zu 2 KByte SRAM und 60 KByte ROM, drei 8-Bit-Timern, einem 16-Bit-Timer, einem Watchdog-Timer, einem achtkanaligen 10-Bit-A/DWandler, zwei USARTs, einem synchronen seriellen Interface und 84 I/O-Leitungen.

Xicor Tel.: 089/4 61 00 80

SYSTEM-DESIGN Alle Anschlussarten aus einer Hand

Der professionelle Verdrahtungspunkt Weidmüller positioniert sich im Gegensatz zu anderen Unternehmen mit nur einem proprietären Anschlusssystem als Lösungsanbieter. Denn der Interface-Spezialist bietet »alle Anschlusssysteme« aus einer Hand an und kann so gezielt die verschiedenen Anforderungen in den globalen Märkten der Industrie-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung sowie der Verkehrstechnik abdecken. Der Einsatz der Anschlusssysteme erfolgt sowohl in passiven Produkten wie Reihenklemmen, Steck- und Leiterplattenverbindern wie auch in innovativen Produkten für die I/O-Ebene.

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n den unscheinbaren Isolierkörpern mit »Klemmfunktion« für den elektrischen Leiter steckt eine gehörige Portion Knowhow. Denn Reihenklemmen müssen im Alltag mit allerlei widrigen Bedingungen fertig werden. Der jeweiligen Applikation entsprechend werden die Anschlusssysteme ausgewählt. Grundsätzlich unterscheidet man applikationsbezogen folgende Anschlusssysteme: Schraubanschlüsse, schraublose Anschlüsse, Lötanschlüsse, Steckanschlüsse z.B. Flachstecktechnik, lötfreie Anschlüsse wie Termi-

Point oder Wire-wrap und die Schneid-Klemm-Technik. Die Anforderungen an ein vermeintlich so banales Bauteil wie die Reihenklemme sind bei genauer Betrachtung erheblich. Dementsprechend definiert die VDE 0611 Teil 1 Reihenklemmen bzw. Leitungsverbinder als Betriebsmittel zum Anschließen oder Verbinden elektrischer Leitungen. Reihenklemmen sind an- oder aufreihbar, haben zwei oder mehr voneinander wirkende Anschlussstellen und sind gegeneinander und gegen ihre Befestigungsauf-

Bild 1: Verschiedene Reihenklemmen der W-Reihe Systeme 1/2000

lage isoliert. Befestigt werden sie z.B. auf Tragschienen. Neben dem Verbinden von Leitungen verfügen Reihenklemmen über weitere Funktionen: Bestückt mit Kennzeichnungen ermöglichen Reihenklemmen die übersichtliche Gestaltung »elektrische Anlagen«. Außerdem bilden sie eine definierte Verbindungsstelle. Von hier aus gelangen Leitungen zu den einzelnen Betriebsmitteln im Schaltschrank bzw. aus dem Schaltschrank heraus. Reihenklemmen steigern die Servicefreundlichkeit, denn an ihnen lassen sich elektrische Messungen durchführen, gezielt Stromkreise auftrennen oder diese mit entsprechenden Schutzelementen schützen. Tragschienen zur »Aufnahme« von Reihenklemmen sind in DIN 50022, 50035 und 50045 genormt. TS 35 auch Hutschiene genannt, TS 15, kleine Hutschiene oder TS 32, CSchiene: so lauten ihre gebräuchlichen Bezeichnungen. Entsprechend den unterschiedlichen Einsatzbedingungen sind sie aus Stahl, Aluminium oder Kupfer gefertigt. Alle Stahlausführungen sind galvanisch verzinkt und zusätzlich mit einer Chromatschicht passiviert. Tragschienen dürfen darüber hinaus auch als Schutzleiter-Sammelschienen verwendet werden. Bei den Schraubanschlüssen und schraublosen Anschlüssen dominieren Zugbügel- (Schraube) und Zugfederanschlusssysteme. Im Zugbügelsystem sind die spezifischen Eigenschaften von Stahl und Kupfer optimal vereint. Es hat sich bis heute milliardenfach in rauher und aggressiver Industrieatmosphäre, in Kraftwerken, Schiffen und Bahnfahrzeugen sowie in der Gebäudeautomatisierung bewährt. Beim WeidmüllerZugbügelsystem bestehen sowohl der Zugbügel als

auch die Klemmschraube aus gehärtetem Stahl. Diese Zugbügeleinheit erzeugt die erforderliche Kontaktkraft und preßt den Leiter gegen die Stromschiene aus Kupfer und hochwertigem Messing. Es entsteht eine gasdichte, rüttelsichere Verbindung zwischen Leiter und Stromschiene. Zugfederanschlüsse erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Sie zeichnen sich genauso wie der selbstnachstellende Zugbügel durch Wartungsfreiheit aus. Darüber hinaus besticht der Zugfederanschluß durch geringe Verdrahtungszeit. Der Vorteil des Zugbügels ist die hohe Kontaktkraft, die auf den angeschlossenen Leiter wirkt. Das prädestiniert ihn für den Einsatz in korrosiver Umgebung. Weitere Vorteile sind die we-

Zugbügel hat hohe Kontaktkraft sentlich höheren Ausziehkräfte und die weltweit bekannte Anschlusstechnik – ein wichtiger Punkt für die internationale Montage und Wartung. Auch beim Zugfedersystem haben die WeidmüllerIngenieure die Trennung zwischen mechanischer und elektrischer Funktion beibehalten. Die Zugfeder aus hochwertigem rost- und säurebeständigem Stahl zieht den Leiter gegen die galvanisierte Kupferstromschiene. Ein geringer Übergangswiderstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit garantiert die Zinn-Blei-Oberfläche. Der Lötanschluss hat in einigen Bereichen der Elektrotechnik immer noch seine Bedeutung. Leiter bis maximal 2,5 mm2 werden an Lötfahnen bzw. Lötwannen direkt angelötet. Das Löten garantiert eine elektrisch gute Verbindung. Vorausgesetzt, es wird fachgerecht gearbeitet.

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SYSTEM-DESIGN

Der Flachsteckanschluss ist eine genormte Anschlusstechnik. Bei ihm wird die Flachsteckhülse mit dem angecrimpten Leiter auf den Flachstecker gesteckt. Die Kontaktkraft erzeugt die Flachsteckhülse. Der Vorteil dieser Technik liegt in der relativ kurzen Anschlusszeit, wenn man das Crimpen des Leiters außer Betracht läßt. Nach DIN-Entwurf 46249 Blatt 1 wird die Steckhäufigkeit nur bis zu zehn Betätigungen überprüft. Zu den lötfreien Anschlüssen gehören die Klammerverbindung (Termi-Point ) oder die Wickelverbindung (Wire-wrap). Die Klammerverbindung ist eine lötfreie elektrische Verbindung (DIN 41611 Teil 4). Sie wurde unter dem Begriff »Termi Point« in Deutschland eingeführt. Der Anschluss erfolgt mit einer luftbetriebenen Pistole, welche die Klammer gleichzeitig mit dem Leiter auf einen Stift schießt. Die Stifte haben rechteckige oder quadratische Querschnitte. Es lassen sich sowohl ein- als auch mehradrige Leiter bis maximal 0,5 mm2 (AWG 20) anschließen. Klammerverbindungen lassen sich nur durch Zerstören der Klammer lösen. Die Wickelverbindung gehört ebenfalls zur

Gruppe der lötfreien elektrischen Verbindungen (DIN IEC 352 Teil 1). Sie ist auch unter dem Namen Wirewrap-Technik bekannt. Der Anschluss erfolgt, indem man einen eindrähtigen Leiter um einen quadratischen oder rechteckigen Stift wickelt. Durch den hohen Anpressdruck kommt es zur Verbindung zwischen Stift und Drahtwickel. Der Querschnittsbereich geht bis maximal 0,5 mm2 (AWG 20). Der Wickelvorgang wird mit einer elektrisch angetriebenen Pistole vorgenommen. Auch bei der IDC-Anschlusstechnik (Insulation Displacement Connection) wurde die Trennung zwi-

schnittten kleinere angeschlossen werden. Das gilt für den Anschluss von massiven ein- und mehrdrahtigen Leitern. Die SchneidKlemm-Technik verkürzt Installationszeiten und senkt Montagekosten. Zeit- und kostenintensive Arbeitsschritte wie Leiter abisolieren und Aderendhülsen crimpen sind überflüssig. Um den unterschiedlichen Anforderungen an Reihenklemmen gerecht zu werden, ist der Einsatz verschiedener, auf die Anwendung zugeschnittener Isolierstoffe – Thermo- oder Duroplast – erforderlich. Alle von Weidmüller eingesetzten Isolierstoffe sind frei von Asbest und enthalten keine Farbpigmente, die auf Cadmiumbasis aufgebaut sind. Polyamid (PA) ist einer der am häufigsten verwendeten technischen Kunststoffe. Vorteil dieses Stoffs sind seine guten elektrischen und mechanischen Eigenschaften, seine Flexibilität und Bruchunanfälligkeit. Weiterhin bietet dieser Werkstoff aufgrund seiner chemischen Struktur auch ohne den Einsatz von Flammschutzmitteln eine gute Brandresistenz. Ingenieure sprechen vom sogenannten inhärentem Flammschutz. WEMID ist ein modifiziertes Thermoplast, das gegenüber dem Polyamid PA 66 erhöhte Dauergebrauchstemperaturen bei gleichzeitig verbesserter Brandresistenz VO nach UL 94 aufweist. Die Duroplaste weisen eine hohe Formstabilität, geringe Wasseraufnahme, eine äußerst gute Kriechstromfestigkeit und hervorragende Brandresistenz auf. Im Vergleich mit Thermoplasten liegt die Dauergebrauchstemperatur höher. Bei erhöhter thermischer Belastung ist die Gestaltfestigkeit der Duroplaste besser als bei Thermoplasten. Nachteil im Vergleich zu Thermoplasten

ist die geringe Flexibilität der Duroplaste. Das Installieren und Anschließen von Kabeln mit großen Leiterquerschnitten wie sie in der Einspeisung von Anlagen verwendet werden, ist sehr kraft- und zeitaufwendig. Besonders in kompakten Schaltanlagen machen starre, unbiegsame Leiter Schwierigkeiten. Eine wesentliche Vereinfachung der Verdrahtung für Leiter bis 150 mm2 garantieren die Durchgangsklemmen WDU 70 und 120. Das Druckbügel-Anschlusssystem ermöglicht es, den Leiter ohne großen Kraftaufwand problemlos in die Klemmstelle von oben einzulegen. Unter der Bezeichnung ZMAK präsentiert Weidmüller die derzeit schmalste Motoranschlussklemme mit Zugfederanschluß – Baubreite 5 mm/30 A Bemessungsstrom – zum Aufrasten auf die Tragschiene TS 35. Die Zugfederanschlusstechnik ist in TOP-Richtung ausgeführt, das heißt, Leitereinführung und Federbetätigung erfolgen parallel zueinander. Das Konzept dieser neuen Klemmengeneration ist auf die Praxis zugeschnitten: auf nur 30 mm Tragschienenlänge lassen sich sechs Drehstrommotoren rationell anschließen. Auf der gleichen Länge lassen sich mit herkömmlichen

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Fremdgefederte Kontakte schen mechanischer und elektrischer Funktion beibehalten. Das heißt, es werden »fremdgefederte Kontakte« eingesetzt mit dem Vorteil: Die verwendete Kupferschiene garantiert einen geringen Spannungsfall, die Edelstahlfeder einen sicheren Halt des Leiters. Durch die ausgleichende Wirkung »der Fremdfeder« bleiben die genannten Vorteile auf Dauer erhalten. Selbst dann, wenn nach größeren Quer-

Bild 2: MiniConditioner mit Zugfederanschluß im Reihenklemmformat eignen sich ideal für Neu- und Nachinstallationen sowie Modernisierungen 82

Bild 3: Beispiel für das Zugfedersystem

SYSTEM-DESIGN

Motorschlussklemmen hingegen nur fünf Motoren anschließen. Wie gesagt: Für den kompletten Anschluss eines Drehstrommotors benötigt man nur eine ZMAK-Reihenklemme. Sie garantiert den sach- und fachgerechten Anschluß der drei Phasen und des Schutzleiters bei Querschnitten bis 4 mm2 und Bemessungsspannungen bis zu 500 V. Bei einem Bemessungsquerschnitt von 2,5 mm2 erlaubt die ZMAK einen Bemessungsstrom von 24 A und bei einem Querschnitt von 4 mm2 »fließen« sogar mehr als 30 A sicher über ihre Stromschienen. Die Kontaktierung des PEAnschlusses erfolgt automatisch beim Aufrasten der Motoranschlussklemme auf die Tragschiene. Der Klemmenkörper ist aus dem Isolierstoff WEMID hergestellt.

Die WDU 1.5/R3.5 und WDK 1.5/R3.5 sind die derzeit schmalsten Reihenklemmen zum Aufrasten auf die Tragschiene TS 15. Diese Reihenklemmengeneration mit Schraubanschluss ist als Durchgangs- und Doppelklemme, also in zweiund vierpoliger Ausführung, lieferbar. Sie eignet sich besonders für die platzsparen-

Keine Verfälschung des Mess-Signals de Montage bei engsten Einbauräumen. Das Arbeiten mit den neuen Reihenklemmen wird durch die steckbare Querverbindung zusätzlich erleichtert. Neben dem »Verbinden« übernehmen Reihenklemmen mit integrierten elektronischen Bauteilen oder kompletten Schaltungen weitere Funktionen. Reihen-

Impressum Herausgeber: Eduard Heilmayr (he) Chefredaktion: Wolfgang Patelay (pa), verantwortlich für den redaktionellen Inhalt (E-Mail: [email protected]) Freie Mitarbeiter dieser Ausgabe: Jürgen Höfling (ho) So erreichen Sie die Redaktion: Bretonischer Ring 13, 85630 Grasbrunn, Tel. (0 89) 4 56 16-141, Telefax (0 89) 4 56 16-300 Manuskripteinsendungen: Manuskripte werden gerne von der Redaktion angenommen. Sie müssen frei sein von Rechten Dritter. Sollten sie auch an anderer Stelle zur Veröffentlichung oder gewerblichen Nutzung angeboten worden sein, muß das angegeben werden. Mit der Einsendung gibt der Verfasser die Zustimmung zum Abdruck in den von der AWi Aktuelles Wissen Verlag GmbH herausgegebenen Publikationen. Honorare nach Vereinbarung. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen. Titelgestaltung: AWi-Verlag Titelbild: MEN Mikro Elektronik / STMicroelectronic Layout, Produktion: Hans Fischer, Michael Szonell, Edmund Krause (Ltg.) Anzeigenverkauf: Marketing Services, Brigitte Seipt, Tel. (089) 30 65 77 99, E-Mail: [email protected] Anzeigenverwaltung: Gabriele Fischböck, Tel. (0 89) 4 56 16-262 Anzeigendisposition: Sandra Pablitschko, Tel. (0 89) 4 56 16-108 Anzeigenpreise: Es gilt die Preisliste Nr. 13 vom 1.1.2000 Erscheinungsweise: monatlich, 12 Ausgaben im Jahr Zahlungsmöglichkeiten für Abonnenten: Bayerische Vereinsbank München, BLZ 700 202 70, Konto: 32 248 594; Postgiro München, BLZ 700100 80, Konto: 537 040-801 Bezugspreise: Das Einzelheft kostet DM 14,-. Der Abonnement-Preis beträgt im Inland DM 148,- pro Jahr für 12 Ausgaben. Darin enthalten sind die gesetzliche Mehrwertsteuer und Zustellgebühren. Der AbonnementPreis erhöht sich für die Zustellung im Ausland auf DM 174,-. Abonnement-Bestell-Service und Adreßänderungen: Vertriebsservice Systeme, Edith Winklmaier, Herzog-Otto-Str. 42, 83308 Trostberg, Tel. 0 86 21/64 58 41, Fax 08621/62786

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klemmen, z.B. mit integrierten Leuchtdioden, signalisieren, ob ein Signal anliegt oder nicht. Die schmalsten AnalogSignaltrenner der Welt vom Typ MiniConditioner MCZ CCC ohne externe Spannungsversorgung befinden sich ebenfalls in einer nur 6 mm schmalen Reihenklemme. Die schmalsten Analog-Signaltrenner finden überall dort ihren Einsatz, wo Signale galvanisch entkoppelt werden müssen und keine externe Spannungsversorgung zur Verfügung steht. Denn sie versorgen sich über das Messsignal. Aufgrund des sehr geringen Eigenverbrauchs tritt keine Verfälschung des Messsignals auf. Die komplexe Bauform der MiniConditioner ermöglicht es, dass neue Anlagen sehr kompakt konzipiert und ältere Analgen sehr schnell

Bild 4: Beispiel für das Zugbügelsystem und preiswert – einfach eine Reihenklemme austauschen – modernisiert werden können. Last, not least: Den Schritt des Lösungsanbieters, der mehr als ein Anschlusssystem anbietet, setzt Weidmüller auch bei Leiterplatten- und den schweren Steckverbindern durchgängig fort. (Horst Kalla, Weidmüller) Weidmüller Tel.: 0 52 52/96 00

Abonnement-Bestell-Service Schweiz, THALI AG HITZKIRCH, Aboservice, 6285 Hitzkirch, Tel. 0 41/917 28 30, Fax 0 41/917 28 85. Jahresabonnement sFr. 148,Druck: Gerber Grafische Betriebe GmbH, Dieselstr. 22, 85748 GarchingHochbrück Urheberrecht: Alle in Systeme erschienenen Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen, gleich welcher Art, ob Fotokopie, Mikrofilm oder Erfassung in Datenverarbeitungsanlagen, nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlages. Aus der Veröffentlichung kann nicht geschlossen werden, daß die beschriebene Lösung oder verwendete Bezeichnung frei von gewerblichen Schutzrechten sind. Haftung: Für den Fall, daß in Systeme unzutreffende Informationen oder in veröffentlichten Programmen oder Schaltungen Fehler enthalten sein sollten, kommt eine Haftung nur bei grober Fahrlässigkeit des Verlages oder seiner Mitarbeiter in Betracht. Sonderdruckservice: Alle Beiträge in dieser Ausgabe sind als Sonderdrucke erhältlich. Anfragen richten Sie bitte an Edmund Krause, Tel. (0 8 9) 4 56 16-240 oder Alfred Neudert, Tel. (089) 4 56 16-146, Fax (089) 4 5616-250. © 2000 AWi Aktuelles Wissen Verlagsgesellschaft mbH Geschäftsführer: Eduard Heilmayr Anzeigenverkaufsleitung AWi-Verlag: Cornelia Jacobi, Tel. (089) 7194 00 03, E-Mail: [email protected] Anschrift des Verlages: AWi Aktuelles Wissen Verlagsgesellschaft mbH, Bretonischer Ring 13, D-85630 Grasbrunn, www.systeme-online.de ISSN 0943-4941 Veröffentlichung gemäß § 8 Abs. 3 des Gesetzes über die Presse vom 3. Okt. 1949: Gesellschafter der AWi Aktuelles Wissen Verlagsgesellschaft ist zu 100% Eduard Heilmayr. Diese Zeitschrift wird mit chlorfreiem Papier hergestellt. Mitglied der Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern e.V. (IVW). Bad Godesberg

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SYSTEM-DESIGN CompactPCI-Erweiterung mit...

mm-Raster gemäß IEC 61076-4-101) für CompactPCI neben den Standardmodulen in den Bauformen A, B und C auch AB-sowie Monoblock-Module an. Für moderne High-Performance-Applikationen gibt es die Ermet-10row-Serie mit den zehnreihigen (Standardversionen mit sieben Kontaktreihen) Versionen D, E, F und DE. Übergaberahmen, Stromversorgungsmodule und gerade Federleisten – wie sie für das Bridging und das Stacking (Stapeltechnik) benötigt werden – ergänzen das Programm. Für das »Bridging« – d.h. die Erweiterung eines CompactPCI-Systems über acht Slots hinaus – wird eine entsprechende PCI-Bridge benötigt. Die PCI-Bridge ist elektrisch gesehen ein regulärer Slot auf dem Primärbus, wobei alle Zugriffe auf den Sekundärbus (Slave) »gebrückt« werden – für den die PCI-Bridge quasi als Host fungiert. Physikalisch kann eine derartige PCIBridge prinzipiell auf zwei Wegen implementiert werden: als sogenannte FrontBridge in Form einer herkömmlichen Einschubkarte oder als Rear-Bridge (und hier speziell als sogenannte Pallet-Bridge). Bei der Front-Bridge sieht die Bridge-Karte wie eine gewöhnliche CompactPCIKarte aus, entsprechend den mechanischen Spezifikationen. Das heißt mit anderen Worten, die PCI-Bridge belegt auch einen Slot auf der Backplane. Beispielsweise beinhaltet ein typischer 19Zoll-Baugruppenträger 21 Slots. Durch die Segmentierung mit maximal acht Slots pro Bussegment und die so erforderlichen zwei Bridges stehen also hier nur 19 Slots für das eigentliche CompactPCI-System zur Verfügung. Eine sogenannten PalletBridge (abgeleitet von der palettenähnlichen Form, Bild 1) kann bis zu sieben

Slots »umspannen« und wird auf der Rückseite der Backplane montiert. Diese Pallet-Bridge kann als virtueller Slot angesehen werden, wobei kein Slot für das Bridging verloren geht. Beide Bridging-Technologien haben bestimmte Vor- und Nachteile bezüglich der mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften, die bei der jeweiligen Applikation berücksichtigt werden müssen. Unabhängig von der gewählten Bridging-Technologie sind jedoch hochwertige Boardzu-Board-Verbindungen erforderlich, um die Einhaltung der Spezifikation und die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Diese lassen sich mit den geraden Federund Messerleisten der Ermet-Familie realisieren. Hier stehen auch geschirmte Versionen zur Verfügung, um höchste Ansprüche an die EMV erfüllen zu können. Für die Signalübergabe über die Backplane – bekannt als Midplane-Technik und Rear-I/O gemäß IEEE 1101.11 – hat man ein spezielles Übergabesystem entwickelt, bestehend aus: ■ Messerleisten mit langen Übergabekontakten und ebenfalls voreilenden Schirmkontaktreihen und ■ Übergaberahmensystem für verschiedene Leiterplattendicken und verschiedenene Modultypen. Kennzeichnend für das Ermet-Übergabesystem ist ein spezielles Design der Übergaberahmen (Shrouds), die zum einen eine lange axiale Führung der Übergabekontakte sichert, so daß Schrägstehen ausgeschlossen wird sowie in Rot ausgeführte Klemmblöcke, die in dem Shroud vorverrastet sind und mit einem einfachen Montagewerkzeug mit hörbarem »Klicken« in die endgültige Position gerastet werden und so den Übergaberahmen sicher auf der

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Systeme 1/2000

... Steckverbindern im 2,0-mm-Raster Gemäß der PICMG-2.0-CompactPCI-Spezifikation sind CompactPCI-Systeme auf acht Slots für ein Bussegment beschränkt. Will man daher größere CompactPCI-Systeme implementieren, müssen zwei oder auch mehrere PCI-Bussegmente per »Bridging« miteinander verbunden werden wie es in der PCI Bridge-Spezifikation 1.0 beschrieben wird. Sowohl diese Erweiterung von CompactPCISystemen über die acht Standard-Slots hinaus als auch die Signalübergabe über die Backplane (Rear-I/O) sowie die Erhöhung der Funktionsdichte auf den Slot-Einschubkarten bei modernen Systemen erfordern leistungsfähige Board-toBoard-Verbindungen.

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ür die unterschiedlichen Techniken der Board-toBoard-Verbindungen sind zuverlässige, HF-taugliche und flexible Messer- bzw. Federleisten sowie Übergaberahmen (Shrouds) gemäß der Spezifikation IEC 61076-4-101 erforderlich. Während die Verbindungen zwischen Backplane und Slot-Steckkarten mit geraden Messerleisten auf der Backplane und abgewinkelten Federleisten auf den Steckkarten realisiert werden, sind für die genannten Board-zu-Board-Verbindun-

gen gerade Federleisten erforderlich. Die PICMG hat für den CompactPCI-Standard die metrischen Steckverbinder im 2,0-mm-Raster nach IEC 61076-4-101 spezifiziert. Zwischenzeitlich steht gemäß dieser Spezifikation eine breite Palette an hochpoligen und HF-tauglichen Steckverbindern für die unterschiedlichsten Anforderungen rund um CompactPCI zur Verfügung. Erni bietet z.B. in seinem Ermet-Programm (metrische Steckverbinder im 2,0-

Bild 1: CompactPCI-Bridging: PCI-to-PCI-Brücke als Rear-Bridge-Ausführung 84

SYSTEM-DESIGN

Backplane-Rückseite fixieren. Speziell für Rear-I/O-Applikationen bei Computertelefonie ist eine sogenannte AB-Modul-Familie in der metrischen Steckerbinderbaureihe Ermet entwickelt worden. Zur AB-Familie gehören: ■ Messerleisten, Typ B, mit AB-Übergabe-Kontaktanordnung, ■ AB-Übergaberahmen und ■ AB-Federleiste. Von Erni ist jetzt auch eine CompactPCI-Backplane mit elf Slots und 66 MHz verfügbar. Die Erweiterung von acht auf nunmehr elf Slots erfolgt über ein PCI-to-PCIBridge-Modul auf der Rückseite (Rear-Bridge). Durch die Ausführung als RearBridge wird kein Slot für die Brückenfunktion belegt. Es stehen also alle Slots für die Applikation mit Zugang von der Frontseite zur Verfügung. Auf der neuen CompactPCI-Backplane ist der eigentliche System-Slot rechts; es gibt jedoch auf Slot 7 einen optional als zweiten System-Slot nutzbaren Slot. Die neue Back-

■ Dual-Busmaster-CompactPCI-System, das über ein nontransparentes Bridge-Modul die Kommunikation ohne Leistungseinbußen ermöglicht. Bei der 66-MHz-CompactPCI-Backplane ist über zwei Slots Rear-I/O möglich. Auf allen Slots wird Hot-Swap unterstützt. Auf der Backplane sind 66MHz-Slots und 33-MHzSlots (32 oder 64 Bit) implementiert. Die Rear-I/O wird über AB-Ermet-Steckverbinder realisiert. Die Stromversorgung der Backplane ist flexibel ausgeführt. Es können Stromversorgungen über ATX-, M-Type- oder Positronic-Steckverbinder angeschlossen werden. Durch das vollständige Stripline-Design und die 10Lagen-Multilayer-Leiterplatte mit schirmenden Außenlagen wird ein sehr gutes EMVVerhalten realisiert. Weitere Merkmale sind eine kontrollierte Impedanz sowie die hochwertige Entkopplung der Versorgungsspannungen. Der Anschluß der Hilfssignale erfolgt über den weit ver-

Bild 3: CompactPCI-Backplane mit elf Slots Erfolg des CompactPCIBusses sowie bei anderen modernen Systemapplikationen liegt neben der praxisgerechten leistungsfähigen Spezifikation auch und gerade in der Verfügbarkeit der entsprechenden Komponenten. Damit die SystemPerformance gewährleistet wird, kommt den eingesetzten Steckverbindern besonders in schnellen Anwendungen eine wichtige Rolle zu. Dabei müssen zuverlässige Steckverbinder mit hoher Kontaktdichte, hoher

Signalintegrität und modularem Aufbau verfügbar sein. Das hier beschriebene Spektrum an 2,0-mm-HMund CompactPCI-Steckverbindungskomponenten deckt die vielfältigsten Applikationen ab und ermöglicht auch die einfache Erweiterung von Telekomund CompactPCI-Systemen. (Rolf Bach, PR&Elektronik) Erni Tel.: 0 71 66/500

Kompakt-IPC mit 15-Zoll-Display

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Bild 2: Gerade Federleiste in geschirmter Ausführung plane ermöglicht drei unterschiedliche Einsatzfälle: ■ Erweitertes CompactPCISystem mit elf Slots durch Rear-Bridge-Modul; ■ zwei unabhängige CompactPCI-Systeme mit einem 7-Slot-System (System-Slot 7) und einem 4Slot-System (System-Slot 11) sowie Systeme 1/2000

breiteten IDC-Flachkabelsteckverbinder gemäß IEC 603-12 bzw. DIN 41651. Zwei Stromversorgungsstecker für die Laufwerke und für den Lüfter runden das Anschlussspektrum ab. Die Betriebsspannungsumgebung kann für 5,0 und 3,3 V ausgelegt werden. Der Schlüssel für den

it einem 15-Zoll-TFTDisplay ist der IndustriePC CIMO CR-15TC-K von Wöhrle ausgestattet. Das K steht für ultrakompakt und bezieht sich auf die geringe Einbautiefe des Geräts von 85 mm. Das Herzstück des IPCs ist ein Embedded-Board mit Prozessoren von AMD K6 bis Intel Pentium. Vier serielle Schnittstellen und ein 10/100-MBit/sEthernet-Anschluss gehören zur Standardausrüstung, die Feldbusankopplung mit einer PC104-Karte ist optional erhältlich. Für den Bedienungskomfort sorgt die Folientastatur mit den unter ergonomischen Aspekten entwickelten ErgoButtons, deren Belegung frei programmierbar ist. Auf Be-

stellung wird der CIMO CR15TC-K mit Touch-Screen und integrierter Fingermaus geliefert. Geschützt hinter einer nach vorne klappbaren Frontplatte sind die Laufwerke von oben leicht zugänglich. Dazu muss die Klappe nur teilweise geöffnet werden. Für Servicearbeiten wird die Frontplatte entriegelt und kann dann um etwa 90 Grad heruntergeklappt werden. So sind alle wichtigen Komponenten wie die Erweiterungskarten oder die TFT-Hinterleuchtung zugänglich. Im eingebauten Zustand bietet der IPC die Schutzart IP 65 an der Frontseite. (pa) Wöhrle Tel.: 0 7157/129 50

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SYSTEM-DESIGN

Produkte

Komplettes

Preisgünstiger Multitasking-

Bildverarbeitungssystem

Industriecomputer

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ie HiPerCamü2 von Eltec ist ein komplettes PC-Bildverarbeitungssystem in einem kompakten Gehäuse. Neben der Rechnereinheit finden in diesem »Book-Design« sowohl Netzteil als auch Massenspeicher ihren Platz. Extern können zwei CCDKameras (Farbe oder s/w) angeschlossen werden. Das Gehäuse erfüllt industrielle Anforderungen, CE-Kennzeichnung und EG-Konformitätserklärung sind selbstverständlich. Als Betriebssystem kommen Windows 95/98/ NT zum Einsatz. Das System basiert auf einem IntelCeleron-Prozessor mit 366 MHz Taktfrequenz. Der Arbeitsspeicher beträgt bis zu 1 28 MByte. An den integriertem FrameGrabber können zwei externe Kameras über HIROSE-Technologie angeschlossen werden. Als Massenspeicher kommen

DIE-Derivate zum Einsatz. Ein Ethernet 10BaseT/100Tx dient zur Kommunikation, insbesonders auch zum Übertragen komprimierter Bilddaten zur standardisierten lT-Welt. Weitere Schnittstellen (USB, COM1, COM2, und VGA) komplettieren das Angebot. Individuelle

it der Serie iCom-200 stellt Wilke Technology eine Reihe flexibler Low-Power-Industriecomputer vor. Die Produkte zeichnen sich durch schnelle Programmierbarkeit, kompakte Abmessungen und ein leistungsfähiges Multitasking System aus. Die Programmierung der Computer erfolgt in einem leicht verständlichen Prozess-Basic-Dialekt. Es können bis zu 32 Basic-Programme simultan ablaufen und jeweils eigenständige Aufgaben übernehmen bzw. untereinander kommunizieren. Für die Ansteuerung von I/O-Kanälen und die Lösung immer wiederkehrender Aufgaben stehen Bibliotheken von Device-Treibern und fertigen Funktionen zur Verfügung. Programmlänge, die Zahl von Subroutinen und die Anzahl von Arrays und Variablen sind nur durch den verfügbaren Speicherplatz begrenzt. Je nach Ausbaustufe verfügen die iCOM200er-Rechner über 160 KByte bis 2,5 MByte Arbeitsspeicher. Die Rechner verfügen über ein integriertes Grafik-LCD und Compact-Keyboard für Bedienerinteraktionen. Ebenso kann ein externes MFII-StandardKeyboard angeschlossen werden. Dank schneller Bildschirmgrafik können Sachverhalte wie Messwerte oder Anlagenzustände mit »lebenden« Charts, Oszillogrammen und Animationen und dergleichen präsentiert werden. Die Rechner werden ebenso als intelligente Terminals, vernetzte Subsysteme und Steuercomputer in Maschinen, Anlagen und Kommunikationseinrichtungen eingesetzt. Trotz hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit, kommt der iCom-200 mit einem Energieverbrauch von lediglich 0,25 W aus – bei voller Geschwindigkeit und abgeschaltetem Display. Ferner gibt es einen Sleep-Mode der die Energieaufnahme in den µW-Bereich senkt. Den SleepMode verlässt der Rechner selbstständig nach wenigen

Sekunden, Stunden oder Tagen. Niedriger Energieverbrauch liegt im Trend und bietet Vorteile. »Kalte« Technologie lebt länger, arbeitet zuverlässiger und spart Platz und Kosten durch kleinere Stromversorgungen sowie eingesparte Lüfter und Kühlflächen. Ebenso vergrößert sich der effektive Temperaturbereich entsprechend. Für bedienerlose Anwendungen gibt es Ausführungen ohne Display und Keyboard. Als weitere I/O-Kanäle stehen serielle Schnittstellen (RS-232/RS485), analoge Ein- und Ausgänge, galvanisch getrennte digitalEingänge und Leistungsausgänge zur Verfügung. Eine Batteriepufferung sorgt für den Erhalt von Dateninhalten auch bei

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Systeme 1/2000

Ankopplung an unterschiedliche periphere Geräte (z.B. Lichtschranken Alarmgeber etc.) ist möglich. (pa) Eltec Tel.: 0 61 31/9180

Evaluation-Kit für WindowsCE

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en schnellen Einstieg mit dem Betriebssystem WindowsCE auf Embedded-PCBasis bietet Gesytec mit dem Evaluation-Kit DIMM-EVAKit. Das Kit erlaubt Anwendern, schnell Lösungsansätze mit WindowsCE für ihre Systemanwendungen zu erar-

Start-Set für EmbeddedControl beiten und die Elektronik und Software zu testen. Das BasisBoard ist komplett für den Anschluss an die Hardware des Kunden ausgestattet: Neben serieller und paralleler Schnittstelle, zusätzlichem EthernetAnschluss, dem DIMM-Steck-

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platz, einem PC/104-Steckplatz sowie einem LochrasterBoard für PC/104 sind als Peripherie zu Testzwecken vier LEDs, vier Schalter und ein potentialfreier Schalteingang für weitere Geräte installiert. Die von Gesytec bereitgestellte Software-Umgebung mit ShellProgrammen, HTTP-Server, Connection-Server und weiteren Tools erlaubt den raschen Einstieg in Embedded-Ethernet. Mit WindowsCE und dem zugehörigen Plattform-Builder bietet das Kit die Möglichkeit, sich in dieses Betriebssystem für Embedded-Systeme einzuarbeiten, eigene Programme zu schreiben und in den WindowsCE-Rechner zu laden. Die einzige Voraussetzung dafür ist ein Windows-NT-Rechner, eine Ethernet-Karte und das DIMM-Kit. (pa) Gesytec Tel.: 0 24 08/94 40

Stromausfall, ebenso wird die Realtime-Clock hierdurch weiterversorgt. Und schließlich bietet die eingesetzte Flash-Technologie die Möglichkeit, Messwerte und Betriebsdaten, Parameter und Einstellung und sonstige Daten dauerhaft zu speichern und bei Bedarf wieder zu löschen. Für den Industrie-Einsatz ausgelegt ist auch das stabile Aluminiumgehäuse. Es widersteht Druckbelastungen von über 1000 kg und ist sowohl für den Einsatz als Tischgerät wie auch zur Wand- oder Schaltschrankmontage geeignet. Die Preise der Basisversion beginnen ab rund 100 Euro. OEMVersionen in kundenspezifischer Ausführung sind ebenfalls verfügbar. (pa) Wilke Technology GmbH Tel.: 02 41/91 89 00

SYSTEM-DESIGN

Produkte

Hardware-Steuerung unter Windows NT ohne Treiber?

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ardware-Zugriffe unter Windows NT sind generell nur auf der Kernel-Ebene möglich und setzen die Entwicklung von sogenannten Device-Drivern voraus. Die Programmierung dieser Device-Driver ist jedoch sehr aufwendig und benötigt ein tiefgreifendes Wissen über die Grundlagen des NTKernels sowie den Umgang mit den Programmier-Tools DDK und SDK. Um dieses Problem zu umgehen und dem Programmierer die Arbeit zu erleichtern, hat Sybera das SHA-Toolkit entwickelt, welches den Zugriff auf die Hardware direkt von der Applikationsebene aus ermöglicht. Oberstes Ziel der Entwicklung dabei war die Bereitstellung einfacher Funktionsaufrufe, kombiniert mit der Prämisse, geringste Latenz- und Zykluszeiten zu erreichen. Einsatzgebiete in der Mess-, Steuerungs- und Übertragungstechnik mit hohen Datentransferraten und geringsten Reaktionszeiten sind Beispiele für die Anwendung von SHA. VisualC++, C++Builder und Delphi sind dabei die momentan unterstützten Entwicklungsplattformen. Mit dem Modul Highspeed Access wurde ein neues System für die Programmierung unter Windows (NT, 2000, Embedded NT) in das SHA-Toolkit integriert. Diese Technik gestattet den schnellstmöglichen I/O-PortZugriff im User-Mode mit bis zu drei Millionen I/O-Port-Zugriffen pro Sekunde (je nach PCPlatform). Alle Befehle werden wie bei einem Device-Driver direkt ausgeführt (siehe auch RINGO-Execution-Methode). Hierbei entstehen keine Latenzzeiten infolge eventueller Kontextumschaltungen zwischen User-Mode und Kernel-Mode. Sogar der Gebrauch von fast allen verfügbaren Assembler-Befehlen ist möglich. Zusammen mit den Interrupt-/Timer-Modulen bietet das Highspeed-Access-Modul eine äußerst schnelle HardwareSteuerung unter Windows.

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Das SHA-Toolkit ist modular aufgebaut und besteht aus sechs frei kombinierbaren Modulen: ■ Basismodul (Port-Zugriffe, Mapped-Memory-Zugriffe, PCI-Bus-Scan), ■ DMA-Modul (physikalischer DMA-Speicher, DMASteuerung [Bus-Master- oder System-DMA]) ■ Interrupt-Modul (Ringo-Execution, Fast-Callback, FastEvent), ■ Timer-Modul (Ringo-Execution, Fast-Callback, FastEvent), ■ Dynamic-Load/Unload (Anund Abmelden des Treibers ohne separaten Boot-Vorgang) und ■ Highspeed-Access (SystemSection-Control, Fast-PortZugriffe). SHA bietet drei unterschiedliche Möglichkeiten, um auf Hardware-Ereignisse zu reagieren. Die »Ringo-Execution«Methode nutzt hierbei die höchste Priorität, die für Kernel-Routinen zur Verfügung steht und kann sowohl für die Interrupt- als auch für Timer-Steuerungen eingesetzt werden. Die entsprechende Ringo-Routine wird, obwohl im User-Mode deklariert, direkt im KernelL-Mode aufgerufen und ausgeführt. Eine weitere Möglichkeit bietet die »FastCallback«-Methode, welche mit einer niedrigeren Priorität arbeitet als die Ringo-Execution. Die Fast-Callback-Methode ermöglicht jedoch den Einsatz von WIN32API-Funktionen sowohl bei der Interrupt-Steuerung als auch in der Timer-Steuerung. Zudem können Breakpoints innerhalb der Routine gesetzt werden. Zusätzlich ermöglicht die »Fast-Event«-Methode, dem Programmierer eine Applikation oder ein Thread mit einem Interrupt- oder Timer-Ereignis zu synchronisieren. Das Basismodul von SHA ist kostenlos und steht im Internet zum Download bereit. Es darf unter Beachtung der Lizenzbestimmungen frei genutzt und

weitergegeben werden. Die Demoversion mit vollem Funktionsumfang (mit allen Modulen) ist auf zehn Tage begrenzt und steht ebenfalls in Internet zum Download bereit. Die Registrie-

rung-Codes der einzelnen Module können bei Sybera direkt bestellt werden. (pa) Sybera Tel.: 0 70 31/74 46 08

VMEbus-Board mit zwölf ADSP-21160-DSPs

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pectrum (Distributor: Electronic Tools) stellt das Modena-Board vor. Es ist das erste Serienprodukt auf Basis der ADSP21160-DSPs (SHARC). Mit zwölf dieser DSP-Prozessoren (jeder mit 600 MFLOPS), bietet die Karte auf einer einzigen 6HE-VMEbus-Einsteckkarte eine Rechenleistung von 7,2 GFLOPS und eine Interprozessor-Kommunikationsbandbreite von 7,2 GByte/s. Die Karte wurde für die leistungsfähige Parallelverarbeitung entwickelt. Die gesamte Interprozessorkommunikation wird über die zehn LinkPorts der ADSP-21160 abgewickelt, womit der »Flaschenhals« anderer typisch nicht-deterministischer Busse eliminiert wird. Die Link-Ports der SHARCs sind synchrone Verbindungen mit niedriger Latenzzeit direkt zwischen den Prozessoren (Punkt-zu-Punkt-Verbindungen), gesteuert von den internen DMAs der Bausteine. Mehrere Link-Ports sind zwischen den Prozessoren des Modena-Boards fest verdrahtet, die übrigen Link-Ports sind an der Vorder- und Rückseite des Boards angeordnet. Sie können mit anderen DSP-Boards und mit anderen Chassis zu einem Parallelprozessorsystem verbunden werden, womit eine 1000MByte/s-Verbindung mit niedri-

ger Latenzzeit erzielt wird. Jeder SHARC hat sechs 100-MByte/sLink-Ports, die Daten in und aus dem internen Speicher simultan übertragen können. Der PCI-Bus auf dem Board überträgt bis zu 264 MByte/s an Daten von den PMC-Steckplätzen zum DSP-Parallel-Netzwerk. Zwei PCI-Schnittstellen werden benötigt, um Daten in das und aus dem DSP-Netzwerk zu übertragen, wobei das SDRAM (128 MByte) als ein zwischengeschalteter Speicherpuffer genutzt wird. Jeder PMC-Steckplatz kann gängige E/A-Module nach Industriestandard aus einer breiten Palette aufnehmen – unter anderem PMC-Module für schnelle fiberoptische Netze, analoge E/A, digitale E/A und für serielle oder parallele Busse. Die komplette SHARC-Produktlinie von Spectrum wird von der APEX-Sofiware, einem grafischen Entwicklungswerkzeug für Multiprozessor-Anwendungen, unterstützt. Die APEX-Fehlersuch- und Optimierungsprogramme sind eine Ergänzung zu den neuen ADSP-21160-gestützten DSP-Boards. Sie sind vollständig kompatibel zu den VisualDSP-Entwicklungswerkzeugen von Analog Devices. (pa)

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Systeme 1/2000

Electronic Tools Tel.: 0 21 02/8 80 10

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Produkte

Serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für IPC

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ational Instruments hat eine serielle Hochgeschwindigkeits-Schnittstellentechnologie angekündigt, mit der Systementwickler PCI- und CompactPCI/PXI-Computer um ferngesteuerte, robuste I/OSlots erweitern können. Bei Da-

le Treiber-Software noch Modifikationen von Applikationen sind notwendig. Wenn die Schnittstelle einmal installiert ist, beginnt der Host-Computer automatisch mit allen verbundenen Chassis zu kommunizieren. Das gesamte System aus

Hälften über eine serielle Verbindung mit 1,5 GBit/s verbunden werden. Systementwickler können auf diese Weise Bussegmente physisch trennen und ferngesteuerte I/O-Slots zum PC hinzufügen und gleichzeitig die Vorteile der hohen Ge-

tenübertragungsraten von fast 100 MByte/s kann die MXI-3Schnittstelle PCI- und CompactPCI/PXI-Computer an zusätzliche im Umkreis von bis zu 200 m räumlich verteilte CompactPCl-Chassis anbinden. Eine einzige Anbindung ergänzt ein Erweiterungschassis mit robusten Slots für industrielle I/OAnforderungen wie Datenerfassung, Motorensteuerung, Bilderfassung und -verarbeitung, Instrumentierung und integrierte Echtzeitsteuerung. Mit vielen MXI-3-Schnittstellen in einer kaskadierten (daisy-chained) oder Sternkonfiguration kann der Systementwickler Industrie-PCs um eine beliebige Anzahl von Slots erweitern. Um den Schutz vor elektromagnetischen Störungen zu gewährleisten, kann man für die MXI-3Anbindungen auch ein Glasfaserkabel verwenden. Die MXI-3-Schnittstelle ist vollständig Software- und Hardware-transparent und nutzt die hohe Geschwindigkeit des PCI-Busses aus. Weder speziel-

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mehreren Chassis arbeitet dann wie ein einziger PC. Dies vereinfacht die Integration von zahlreichen Hochgeschwindigkeits-I/O- und Steuerknoten, die üblicherweise über größere industrielle Systeme verteilt sind und präzise koordiniert werden müssen. Die weitere Integration mit dem gesamten Produktionsbereich oder dem gesamten Unternehmen wird durch einfache Feldbusund/oder Ethernet-Verbindungen mit dem Host-PC realisiert. Die PCI-zu-PCI-Brücke wird sehr häufig für die Bereitstellung von zusätzlichen PCISlots in Industriecomputern, Servern und anderen monolithischen PC-basierten Systemen verwendet. Die Brücke ist ein Mittel für eine transparente Erweiterung eines PCI-Busses zu einem anderen. Als einzigartige Implementierung dieser Brücke ist die MXI-3-Schnittstelle eine Innovation zur Standardarchitektur, weil die Brücke in zwei Teile aufgetrennt wird und die beiden

National Instruments Tel.: 089/7 41 31 30

DSP-Karte für CompactPCl

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Die MXI-3 von National Instruments ist eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zur Erweiterung von PCund PXI/CompactPCI-Systemen

schwindigkeit, die der PCI-Bus bietet, nutzen. Das MXI-3-Kit bietet den Vorteil der Wahlmöglichkeit zwischen verschiedenen flexiblen Kabeln. (pa)

in DSP-Board für den CompactPCl-Bus, basierend auf dem TMS320C6701 von Texas Instruments, stellt GBM unter der Bezeichnung cM67 vor. Mit einer Performance von 1 GFLOPS (FloatingPoint Instuctions Per Second) bei einer Taktfrequenz von 200 MHz ist der µC6701 der erste Vertreter einer neuen FloatingPoint-DSP-Generation, deren Leistungsfähigkeit frühere DSPs übertriff. Eine Board-Version mit dem µC6201, der FixedPoint-Variante steht ebenfalls zur Verfügung. Ausgestattet werden kann die cM67 mit bis zu 16 MByte synchronem DRAM und 1 MByte synchronem Burst-SRAM. Die Kommunikation mit dem PC erfolgt über ein Busmaster-PCI-lnterfa-

ce mit bis zu 132 MByte/s. Für die Verbindung mit der lndustrieumgebung besitzt die Karte drei Steckplätze für OmnibusModule, einem von Innovative Integration definierten Standard für die High-Speed-Anbindung von analogen und digitalen Schnittstellen an verschiedene DSP-Plattformen. Zur Programmierung des Boards wurde ein Windows 9x/NT-Entwicklungspaket geschnürt, das unter der Oberfläche des Code-ComposerStudios ein komfortables Projektmanagement, Source-Level-Debugging und den optimierenden C-Compiler von Texas Instruments bietet. (pa) GBM mbH Tel.: 0 21 66/98 78 90

Designpaket mit Elan SC520

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uf Basis der hochintegrierten CPU Elan SC520 von AMD hat FS Forth-Systeme ein neues Entwicklerpaket auf den Markt gebracht. Das Board hat die Maße 21,6 cm x 14,8 cm. Es kombiniert die auf dem AM5X86 basierende CPU mit einem PCI-LCD-Controller und integriertem Videospeicher, einem 10/100 MBit schnellen Fast-Ethernet-Controller sowie den PC-üblichen Peripheriekomponenten. Das Paket erlaubt den schnellen Test der Leistungsfähigkeit der CPU. Auch die Erstellung von systemnaher Software ist auf der Hardware möglich. Als Basis für eigene Entwicklungen stehen die Schaltpläne sowie der Startcode zur Verfügung. Die Elan-SC520-CPU ist die neuste Version der seit dem

Elan SC300 bekannten Controller von AMD und basiert auf dem mit 133 MHz laufenden CPU-Core 5X86 mit Coprozessor/FPU. Erweitert wird die CPU um einen mit 66 MHz getakteten SDRAM-Controller, einen PCI-2.2-kompatiblen Buscontroller, ein HighSpeed-Flash-Interface mit bis zu 64 MByte Adressraum sowie um die internen PC-AT-kompatiblen Peripherieeinheiten wie RTC (battery buffered), PIC, PIT, DMA und zwei serielle 16550-kompatible Schnittstellen. Als Software-Komponenten sind ein BIOS, ROM-DOS sowie eine komplette Windows-CE-Adaption erhältlich. (pa) FS Forth-Systeme Tel.: 0 76 67/90 80

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SYSTEM-DESIGN

Produkte

Datenerfassungs-Software in Version 1.2

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BS Technologies Europe gibt bekannt, dass die Version 1.2 der DatenerfassungsSoftware DataXpress lieferbar ist. Sie bietet eine Fülle von neuen Besonderheiten und Verbesserungen. Zusätzliche E/A-Karten können nun durch »Add-on-Kits« unterstützt werden. Diese Kits beinhalten verschiedene Demodulatoren, Bit-Synchronisiereinrichtungen, D/A-Wandler, Empfänger und Abwärtskonverter von SBS, Telemetry and Communications Products. Darüber hinaus beinhaltet die Hardware-Ausstattung den ARINC429 von SBS Avionics Products für die SBS-ISA- und -PCI-8/16-Kanalkarten sowie SBS-PASS-Karten. Schließlich hat DataXpress 1.2 eine Ausstattung für eine Reihe von kommerziellen analogen Datenerfassungskarten von National Instruments hinzugefügt. Seit der Einführung von DataXpress haben die Rückmeldungen der Anwender sowie die Forschung und Entwicklung dazu beigetragen, dass einige Besonderheiten in die Software integriert wurden: Die automatische Bedienung ist nun mit einem »Startknopf« erhältlich, der das Hochfahren des Systems mit einem einfachen Tastendruck ermöglicht, und der »Project Wizard« erleichtert den Aufbau und die

Konfiguration von neuen Projekten. Zum Projektmanager wurden zusätzlich Tag-Database-Import-/Exportfunktionen hinzugefügt. Darüber hinaus wurden über ein Dutzend neue grafische Funktionen für die auf SL-GMS-basierte DxView-Anwendung entwickelt, die in dieser Version enthalten sind. DataXpress ist eine netzwerkverteilte DatenerfassungsSoftware, die für die WindowsNT-Betriebskonfiguration entwickelt wurde. Sie ermöglicht den schnellen und einfachen Zugang zu Echtzeitdaten für kundenspezifisch entwickelte oder »Third-Party«-Anwendungen auf Windows-NTDesktops über das gesamte Netzwerk. Das DataXpress-Basispaket beinhaltet Medien, Dokumentation und die Berechtigung, alle DataXpress-Komponenten auf einem einzigen PC inklusive der Geräte-Server, Display-Clients, »High Speed and Selective Archive/Playback«, Alarmmanager und Trend-Tool. Darüber hinaus sind für den Anwender eine Gewährleistung, Software-Unterstützung und unbegrenzte Upgrades für den Zeitraum von einem Jahr enthalten. (pa)

HSP Tel.: 02 51/98 72 90

Universelle lndustrie-PC-Plattform er A&D-PC ist als universelle PC-Plattform ausgelegt, die in allen PC-basierten Systemen des Siemens-Bereichs A&D eingesetzt wird. Dieser Basis-Industrie-PC wird zum einen als kompakter und hochperformanter Box-PC vermarktet, der überall dort eingebaut werden kann, wo besonders wenig Platz zur Verfügung steht – zum Beispiel in Schaltschränken, Pulten oder direkt an der Maschine.

Beispielsweise verfügen sie über hohe Schutzarten und EMV-Verträglichkeit sowie bereits integrierte Überwachungsfunktionen. Dies bietet eine hohe Betriebssicherheit und trägt gerade in Verbindung mit PC-basierten Steuerungen dazu bei, das Risiko teurer Produktionsausfälle drastisch zu verringern. Der Lebenszyklus der Motherboards aus eigener Entwicklung und Fertigung liegt zwischen zwei und

In Verbindung mit einem FrontPanel wird aus dem Basis-Industrie-PC ein Panel-PC zur Visualisierung von Prozessen und Abläufen direkt vor Ort – zum Beispiel für die Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung. Mit einem speziellen Front-Panel und entsprechender Software entsteht daraus eine numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen. Und als RackPC wird er im klassischen 19Zoll-Gehäuse geliefert – zum Einbau in Schaltschränke und Pulte. Die neuen Siemens-Industrie-PCs bieten hohe Betriebsund Investitionssicherheit. Sie sind industriegerecht konstruiert.

drei Jahren. Zusammen mit der bis zu fünf Jahre nach Typstreichung garantierten Ersatzteilversorgung und dem weltweiten Service resultiert hieraus eine hohe Investitionssicherheit. Der Weltmarkt für IndustriePCs wächst – laut einer ARCStudie von 1999 – in den nächsten fünf Jahren um durchschnittlich mehr als zehn Prozent – von derzeit (1998) zirka einer Milliarde Mark auf 1,6 Milliarden Mark im Jahr 2003, und daran will man partizipieren. (pa)

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Systeme 1/2000

SBSTechnologies Tel.: 08 21/5 03 40

TCP/IP-Stack RTCS recise Software Technologies (Distributor: HSP), Anbieter von Internet- und Netzwerk-Protokollen und RTOSLösungen für Embedded-Anwendungen, stellt die Real-Time-Communications-Suite 2.76 vor. Dieser für RISC-, CISC- und SP-Architekturen verfügbare Stack wurde um RIP II, OSPF-Routing und SN-

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sign-, Remote-Echtzeit-Debugging- und Performance-Analysewerkzeugen. Mit dem CodeWright-Editor steht optional ein elegantes IDE zur Verfügung. (pa)

D

Neue Version des Embedded-

P

ded-Anwendungen wie z.B. DSP-basierte industrielle Digitalkameras mit einem TCP/IPEthernetinterface. Weiterhin steht eine vollständige RTOS-Lösung, Precise/MQX zur Verfügung. Der Anwender erhält mit dieser eine komplette Toolkette bestehend aus: De-

MPv1- und SNMPv2c-Support erweitert. Ferner wurden durch diverse Optimierungen Leistungsmerkmale nochmals verbessert. So ist die UDP- und TCP-Performance um 30 bzw. 100 Prozent angestiegen. Der Speicherbedarf, z.B. für PPP konnte dabei um 60 Prozent reduziert werden. Damit eignet sich RTCS für Deeply-Embed-

Siemens Busines Services Fax 09 11/9 78 33 21

SYSTEM-DESIGN

Produkte

Bridge-Board für CompactPCI

T

enew Electronic hat ein CompactPCI-Bridge-Board entwickelt, das es ermöglicht, CPCI-Backplanes zu verbinden

plätze sind für periphere Karten nutzbar. Die Austauschbarkeit des Brükkenmoduls erhöht die Servicefreundlichkeit. Die

sich ausschließlich mit Netzwerktechnologien. Als bisher einziger Hersteller von Echtzeitbetriebssystemen wurde Wind River Systems in Intels angekündigtem IXA-Developers-Forum (Intel Exchange Architecture) aufgenommen. Es ist ein gemeinschaftliches Entwicklungs- und Marketingprogramm, um Entwicklungen auf dem Netzwerkprozessor IPX1200 zu unterstützen und entsprechende Netzwerkprotokolle von Wind River Systems zu nutzen. Das amerikanische Forschungsunternehmen »Current Analysis«, das sich mit der Analyse von Entwicklungstendenzen im Bereich Unternehmens-Infrastrukturen beschäf-

tigt, stellte zwei klare Trends fest: Eine neue Generation von Netzwerkprozessoren verstärkt den Bedarf an offenen Entwicklungsumgebungen für Netzwerkprodukte und die Nachfrage nach anwendungsspezifischen Informations- und Kommunikationsgeräten aus dem Bereich der sogenannten »Post-PC-Ära«, wie Benutzerterminals, Set-To~Boxen und PDAs wächst rasant. Die Synergien aus beiden Trends möchte Wind River Systems nutzen, um dem stark wachsenden Markt für Netzwerkprodukte neue Möglichkeiten zu eröffnen. (pa) Wind River Systems Tel.: 089/9624450

Das Bridge-Board verbindet zwei Backplanes und damit die Anzahl der Steckplätze von acht auf maximal 21 zu erweitern. Das Bridge-Board verbindet als rückseitiges Steckmodul (Piggyback) zwei Standard-Backplanes, die als Primary- und Secondary-Backplane bestückt sind. Die Erweiterung durch eine zweite Brücke und eine Tertiary-Backplane ermöglichen 21 Steckplätze, also die maximale Anzahl für eine 19Zoll/84-TE-Baugruppe. Durch das rückseitige Aufstecken der Bridge werden weder frontseitige Steckplätze belegt noch ändert sich der Teilungsabstand zwischen den Slots. Alle Steck-

Stromanbindung ist über Gewindebolzen realisiert, die für alle Trenew-CPCI-Backplanes erhältlich sind. Steckverbinder zum Anschluss einer Überwachungseinheit und Lüfter sind vorhanden. Derzeit sind sieben Slot-Backplanes mit linksseitigem System-Slot und den Optionen Primary, Secondary und Tertiary lieferbar. Trenew bietet auch komplette CPCI-Grundsysteme mit mehr als acht Steckplätzen an. (pa)

CPU-Board mit Ethernet und VGA

D

er PCISYS-56AE von Gespac ist ein leistungsfähiges CompactPCI-Board im 3U-Format, das gemäß der Spezifikation PICMG 2.0R2.1 entwickelt wurde. Das Board erlaubt den Einsatz aller Sockel-7-Prozessoren (AMD K6, IBM/Cyrix 6x86 MX, IDT

Trenew Tel.: 0 72 31/9 76 97 10

Echtzeitbetriebssystem für Netzwerkprozessor

A

ls erster Hersteller unterstützt nach eigenen Angaben Wind River Systems mit seinem Echtzeitbetriebssystem VxWorks den Netzwerkprozessor IPX1200 von Intel. Zugleich steht die Entwicklungsplattform Tornado für den Prozessor zur Verfügung. Sie bietet eine umfangreiche Auswahl an Werkzeugen für Software-Entwicklung, Debugging und Optimierung. Das Ziel der Kooperation mit Intel ist, eine effiziente

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Entwicklung von hochperformanten Netzwerkapplikationen für die Internet-Infrastruktur zu realisieren. Mit ersten strategischen Schritten hat Wind River Systems seine Position in der Internet-Branche gestärkt: Erst vor wenigen Wochen übernahm das Unternehmen Routerware, einen Hersteller von portierbarem Netzwerkprotokoll-Source-Code. Eine eigene unternehmensinterne Abteilung beschäftigt

CompactPCI-Board im 3U-Format C6) und Intel Pentium MMX. Es ist zudem mit dem TritonII-Chip-Set ausgestattet. Der PCISYS-56AE ist mit zwei 72Pin-SIMM-Modulen für bis zu 128 MByte Arbeitsspeicher und 256 KByte Level-2-Cache bestückt. Das Board verfügt über die Standard-PC-Schnittstellen COM 1&2, eine EIDESchnittstelle für 2,5-Zoll-Fest-

platten, PS/2-Maus, LPT1, Floppy und Tastatur sowie eine 16-Bit-PC/104-Schnittstelle, wodurch das System um zahlreiche Funktionen erweitert werden kann. Ebenfalls serienmäßig sind der 10-MBit/sEthernet- und ein SVGA-Controller mit 1 MByte VideoRAM für CRT oder LCD. Das Board bietet eine Disk-onChip-Option, womit StandardFlash-Disk-Module bis zu 144 MByte eingesetzt werden können. Auf der Frontplatte befinden sich sämtliche standardmäßigen PC/AT-Anschlüsse wie COM 1&2, PS/2-Maus, VGA, Tastatur und 10-Base-T. Das Plug-and-Play-BIOS ist kompatibel mit allen standardmäßigen PC-Betriebssystemen wie Windows 95/98, Windows NT und MS-DOS sowie VxWorks und pSOS. Der PCISYS-56AE ist geeignet für Anwendungen in der Telekommunikation, für mobile Informationssysteme, Echtzeitsteuerungen, medizinische Ausrüstungen, militärische Systeme sowie Prozesssteuerungen. (pa) Gespac Tel.: 0 6181/2 40 52

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KENNZIFFERN

Informationen schnell per Anzeigen-Kennziffern und Inserentenverzeichnis Inserent/Anbieter

Accelerated Technology Dipl. Ing. Ludwig Drebinger Dipl. Ing. Ludwig Drebinger DIV Systeme GmbH DV-Job.de AG DV-Markt ENEA OSE Systems GmbH ept Guglhör Peiting GmbH & Co. ERNI Elektroapparate GmbH Hitex Systementwicklung GmbH HSP GmbH Integrated Systems GmbH Integrated Systems GmbH

Seite

13 43 75 47 69 44 15 55 53 3 21 8 70

Kennziffer

Inserent/Anbieter

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007 012 023 014 021 013 008 017 016 003 009 005 022

JUMPtec Industrielle Keil Elektronik GmbH MEN Mikro Elektronik / STMicroelectronik Microware Systems National Instruments Nohau Elektronik GmbH PLC2 GmbH QNX Software Systems GmbH Sybera GbR Vector Informatik GmbH Wind River Systems GmbH XiSys Software GmbH

59 47 Titel 37 39 65 67 2.US 11 61 4.US 5

018 015 001 010 011 020 Seminarführer 002 006 019 024 004

Redaktionsinhalt Thema/Produkt

Hersteller

Seite

Markt Redundante Systeme Ethernet-Vernetzung BMW und Telelogic Der Solution-Provicer PEP Fairchild auf Wachstumskurs Neuer Weg zum Systemintegrator Monterey eröffnet Büro in München Embedded Systems 2000 Kontaktlöcher mit 30 nm Durchmesser Neue Lithium-Polymer-Batterie-Technologie Software-Entwicklung für Automotive beschleunigen »Tigerhai«-DSP für die Telekommunikation Quicklogic: Niederlassung in München eröffnet Spoerle: Distributor für Micron Internationale Fachmesse und Kongress für EMV Neuer Weg in der Integration von Chips Jetzt Matsushita Electric Works Deutschland GmbH Brian Forster neuer Director EMEA Zusammenarbeit bei Atomic-Layer-CVD

Primation Citect NETsilicon Telelogic PEP Fairchild Epson Monterey Drebinger Infineon Sanyo Energy 3Soft Analog Devices Quicklogic Spoerle Mesago Sharp Matsushita Electric Works Sun Microelectronics IMEC

6 6 6 7 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 14 15

MEN

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QNX Software Systems Mentor Graphics Microware AK Elektronik pls Programmierbare Logik Wind River Systems 3SOFT Etas Wind River Systems MicroConsult becom Software Sysgo

19 23 26 30 33 34 36 38 39 40 42 45

Titel-Story SoC goes CompactPCI

Schwerpunkt Beschleunigte Software-Entwicklung POSIX für Embedded-Anwendungen Das Betriebssystem ist entscheidend Auf die Anwendung maßgeschneidert »Echt Zeit« für neue Debug-Lösungen Post-PC-Ära stellt neue Anforderungen Schnittstelle zur Prozessorarchitektur Bessere Unterstützung für mehr Prozessoren Software-Pflege über das Netz Win CE: Das falsch verstandene Betriebssystem? Verkürzte Entwicklungszeiten durch IDE Embedded-System auf Linux-Basis

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Hersteller

Seite

Steckverbinder für hohe Ströme und Spannungen Kugelförmige Kontaktzone

Harting JDK

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Trans EDA National Semiconductor Integrated Systems Ikos TransEDA Tektronix Toshiba Electronics Epson Lucent Technologies Synopsys Actel Mentor Graphics Cypress Cadence

63 66 66 66 67 68 68 69 70 71 71 71 72 72

Eurodis Enatechnik National Semiconductor Intersil ON Semiconductor Maxim Toshiba Level One Fairchild Motorola HL Toshiba Tekelec Airtronik Epson Epson Comtronic Hitachi Xicor

73 76 76 76 77 77 77 78 78 78 79 79 79 79 80 80

Weidmüller Erni Wöhrle Eltec Gesytec Wilke Technology GmbH Sybera Electronic Tools National Instruments GBM mbH FS Forth-Systeme SBSTechnologies HSP Siemens Business Services Trenew Wind River Systems Gespac

81 84 85 86 86 86 88 88 89 89 89 90 90 90 91 91 91

Chip-Design Code-Coverage verkürzt Verifikation Schaltungssimulation über das Internet Referenzentwicklung für Internet-fähige Geräte Unterstützung für SOC-Designs mit ARM-Codes ausgebaut State-Machine-Verifikationsumgebung Messgeräte für die Entwicklung digitaler Schaltungen Bleifreie Gehäuseoptionen für ASIC-Designs Flash-Speicher in 0,35-µm-ASICs integriert FPSCs für schnelle Datenschnittstellen Wiederverwendbarkeit und Verifikation von IP-Elementen Software-Update für mehr FPGA-Leistung Mixed-HDL-Simulator für Linux »Field Programmable Frequency Timing Generators« Implementierungs-Flow für Umstellung auf 0,18 µm und darunter

Board-Design DC/DC-Wandlermodule für vielfältigen Einsatz »Silicon-Dust«-8-Bit-Mikrocontroller im 28-Pin-CSP-Gehäuse N-Kanal-MOSFET für 80 V und 75 A P-Kanal-MOSFET mit niedrigem RDS/(ON) Komplettes Lade-IC für Li+-Batterien LCD-Treiber-ICs verringern Leistungsverbrauch Ethernet-Transceiver verbraucht weniger als 250 mW pro Port Gate-Funktion für die VCX-Bausteine Erster DSP mit Star*Core-Technologie Schnelle, kleine und dünne Einzel-Gate-Logikbausteine 24-Bit/192-kHz-Stereo-DAC für DVD-Audio 32-Bit-RISC-Mikrocontroller »Companion«-Chip für RISC-Prozessor Mini-Steckverbinder für hohe mechanische Anforderungen 8-Bit-Mikrocontroller mit geringer Leistungsaufnahme Single-Supply-Vierfach-Digitalpotentiometer mit 64 Stellungen

System-Design

Elektronik-Focus Neuer Anbieter von Sensor-/Aktor-Steckverbindern Universell einsetzbare Schneidklemm-Steckverbinder Wärmeschrumpfender Gewebeschlauch SMD-Steckverbinder Sicher befestigt mit Sammelhalterung Steckverbinder für hohe Spannungen Kabelflansch statt Kabelverschraubungen Übereinander versetzt angeordnete D-Sub-Steckverbinder Stromversorgungsanschlüsse für Leiterplatten in Einpresstechnik USB-Stecker Typ B in SMD Steckverbinderreihe mit kleinem Raster Hochtemperatur-Steckverbinder Profibus-LWL-Umsetzer LAN-Komponenten für neue Verkabelungsnorm LWL-Stecker für hohe Leistungen Platzsparende Smart-Card-Steckverbinder Flexible Verbindungssysteme

Thema/Produkt

Moldcon JDK Raychem Matsushita Dätwyler WECO Lütze Kycon Erni Elektrosil Rimec Harting Erni Telegärtner Laser Components Suyin Connector Thomas & Betts

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Der professionelle Verdrahtungspunkt Steckverbinder im 2,0-mm-Raster Kompakt-IPC mit 15-Zoll-Display Komplettes Bildverarbeitungssystem Evaluation-Kit für WindowsCE Preisgünstiger Multitasking-Industriecomputer Hardware-Steuerung unter Windows NT ohne Treiber? VMEbus-Board mit zwölf ADSP-21160-DSPs Serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für IPC DSP-Karte für CompactPCI Designpaket mit Elan SC520 Datenerfassungs-Software in Version 1.2 Neue Version des Embedded-TCP/IP-Stack RTCS Universelle Industrie-PC-Plattform Bridge-Board für CompactPCI Echtzeitbetriebssystem für Netzwerkprozessor CPU-Board mit Ethernet und VGA

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E TEM S Y S 00 1/20

An AWi-Verlag SYSTEME-Leserservice Herzog-Otto-Str. 42 83308 Trostberg

Meine Anschrift lautet: (bitte deutlich schreiben) Ich möchte Informationsmaterial zu Produkten mit folgenden Kennziffern (siehe nebenstehende Übersicht):

1.

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Firma Abteilung Vorname/Name

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Mein Unternehmen beschäftigt: ❑

1 bis 19 Mitarbeiter

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❑ 50 bis 99 Mitarbeiter

❑ 100 bis 249 Mitarbeiter

❑ 250 bis 499 Mitarbeiter

❑ 500 bis 999 Mitarbeiter

❑ über 1000 Mitarbeiter Mein Unternehmen gehört zu folgender Branche: ❑ Elektronikindustrie ❑ Elektroindustrie ❑ Kommunikation ❑ Maschinenbau ❑ Automatisierungstechnik ❑ Fahrzeughersteller- und -zulieferer ❑ Chemische oder pharmazeutische Industrie ❑ Ingenieurbüros ❑ Systemhäuser ❑ Elektronik-Dienstleister ❑ Hochschulen und Forschungsinstitute ❑ Luft- und Raumfahrtindustrie ❑ Distribution ❑ Büromaschinen und Datenverarbeitung ❑ sonstige:

Ich interessiere mich für folgende Themen: ❏ Passive Bauelemente Entwicklungswerkzeuge: (Widerstände, Konden❏ EDA-Software ❏ Emulatoren satoren etc.) ❏ Programmiergeräte ❏ Steckverbinder ❏ Logikanalysatoren ❏ Kabel ❏ Entwicklungs-Tools ❏ Tastaturen (Compiler, Linker, ❏ Gehäuse Debugger etc.) ❏ andere: ❏ Echtzeitbetriebssysteme ❏ andere: OEM-Pheripherie: ❏ PC-Erweiterungskarten Bauelemente: ❏ Motherboards ❏ Prozessoren ❏ Laufwerke ❏ Controller ❏ Monitore ❏ Programmierbare Logik ❏ Tastaturen ❏ Speicherbausteine ❏ Drucker ❏ Displays ❏ andere: ❏ Sensoren

Automatisierungstechnik: ❏ Feldbus-Komponenten ❏ Steuerungen ❏ Sensoren/Aktoren ❏ Industrie-PCs ❏ VMEbus ❏ Bildverarbeitung ❏ Fuzzy-Technologie ❏ andere: Meßtechnik: ❏ PC-Meßtechnik ❏ Meßtechnik-Software ❏ Oszilloskope ❏ Kommunikationsmeßtechnik ❏ EMV-Meßtechnik ❏ Meßwerterfassung ❏ andere:

Damit Hersteller und Anbieter von Produkten, für die ich mich interessiere, meine Kennziffernanfragen so gezielt wie möglich beantworten können, bin ich damit einverstanden, daß diese Daten elektronisch gespeichert und weitergegeben werden.

Ort, Datum Systeme 1/2000

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VORSCHAU

Messdatenauswertung für OEMs Welcher Hersteller von Messtechnik-Hardware möchte nicht ein professionelles Software-Paket mit seinen Geräten ausliefern. Eine Eigenentwicklung kommt für viele jedoch nicht in Frage – zu hoch ist der Aufwand, eine derartige Software zu erstellen. Bei fertigen Software-Paketen steht der OEM oftmals jedoch vor hohen Kosten für die Einzellizenz – und dabei ist die Einbindung seiner Hardware in das Software-System noch gar nicht berücksichtigt. Diese Lücke wird jetzt mit der Software PMess4Win geschlossen. Hierbei handelt es sich um ein bewährtes Mess- und Analyseprogramm für Windows 3.1x, Windows 95 und Windows 98, das sich durch einfache Bedienbarkeit und ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis auszeichnet. Entscheidend für die Akzeptanz einer Software sind heutzutage Bedienkomfort und intuitive Bedienbarkeit. Ferner ist eine komfortable und detaillierte Auswertung aller erfassten Messdaten gefragt.

Embedded-SoftwareProgrammierung Kurze Entwicklungszeiten und technische Begrenzungen setzen Embedded-Programmierer unter Zeitdruck. Der springende Punkt ist der Konflikt zwischen den Entwicklungskosten und der Zeit bis zur Marktreife des Produkts. So ist aus Gründen restriktiver Budgets oft nur der Einsatz älterer Hardware oder verschiedener Betriebssysteme möglich, die den Entwicklungsprozess behindern. Gleichzeitig binden die für das Endprodukt

bereits vereinbarten Liefertermine die Entwickler an einen strengen Zeitplan. Wenn zudem neue Prozessoren den Einsatz neuer Software-Tools nach sich ziehen, steigt die Belastung für Programmierer und Zeitplan. Die Software-Entwicklung lässt sich als Zyklus in vier Phasen charakterisieren: Der Entwickler schreibt den Quellcode, kompiliert ihn in Maschinencode, auch bekannt als Objektcode, verbindet die daraus resultierenden Objekte und jede Bibliothek zu einem ausführbaren ProgrammImage und »debuggt« das Programm, um zu sehen, wo etwas falsch läuft. Je nach Ergebnis muss er einzelne Schritte oder auch den ganzen Prozess wiederholen. Die Geschwindigkeit, in der der Code diesen Zyklus durchläuft, ist von größter Wichtigkeit: Lässt sich dieser Ablauf in ein und derselben integrierten Entwicklungsumgebung durchführen, gewinnt der Entwicklungsprozess nicht nur an Komfort, sondern auch an Schnelligkeit.

Programmierbare Logik Moderne Logikbausteine wie CPLDs und FPGAs haben mittlerweile die Komplexität von Gate-Arrays erreicht. Dies ist zwar sehr attraktiv für die Designingenieure, allerdings muss man bereits bei der Auswahl des passenden Bausteins die künftige Handhabung im Prototypen und in der Baugruppenproduktion berücksichtigen, dabei gilt es, Alternativen zur traditionellen Programmierung zu berücksichtigen, im Allgemeinen ist dies die In-System-Programmierung. Darüber hinaus werden programmierbare Logikbausteine aufgrund der gewachsenen Komplextität immer mehr zur Basis von »Systemen auf Silizium«. Hierbei werden z.B. ganze Mikroprozessoren, Speicherbereiche und Kommunikationsschnittstellen, die als IP-Blöcke vorliegen, in den Baustein integriert.

Die nächste Ausgabe erscheint am 11.02.2000 Ausgabe Nummer

Erscheinungstermine/Messen

Schwerpunktthema

Elektronik-Focus (Einkaufsführer & Produktnews)

Redaktionsschluß

Anzeigenschluß

3/00

17.03.00 Hannover Messe Industrie 20.03. - 25.03. 2000 Hannover

Industrielle Kommunikation Feldbussysteme, Industrie-PCs, SPS, Sensoren, Aktoren, 19-Zoll-Systeme, etc.

Industrielle Bildverarbeitung CCD-Kameras, VIdeo-Chips, Frame-Grabber, ProzessorKarten, etc. MÜ: Bildverarbeitungskomponenten

04.02.00

23.02.00

LeistungselektronikKomponenten IGBTs, Leistungstransistoren, Thyristoren, LeistungsMOSFETs, etc. MÜ: Leistungselektronik

03.03.00

22.03.00

Automotive-Komponenten Mikrocontroller, CANBausteine, LEDs, Displays, etc. MÜ: Mikrocontroller

03.04.00

17.04.00

Marktübersicht: Feldbuskomponenten 4/00

14.04.00

Electronic Design Automation Chip-Design-Tools, Systementwicklungswerkzeuge, Layout-Tools, Verifikations-Werkzeuge, Simulatoren, IP-Cores etc. Marktübersicht: EDA-Tools

5/00

15.05.00 DAC 06.06. - 09. 06. 2000 Los Angeles

Embedded-Entwicklung Entwicklungssysteme, Emulatoren, Compiler, Debugger, Linker, Loader, Embedded-Prozessoren und -Controller, EDA-Tools, Embedded Internet etc. Marktübersicht: Mikroprozessor-Entwicklungs-Tools Forumsgespräch: Trends bei Entwicklungs-Tools

Ständige Rubriken: Chip-Design – Board-Design – System-Design

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