Entwickler von Hardware und Firmware in Embedded Systems sowie von Prüfständen.

Aufgrund von Bauteilobszoleszenz muß eine Baugruppe mit Sharp-Microprozessor, SDRAM, NAND-Flash sowie diverser analoger (Audio Codec, Microfon- und Lautsprecher-Verstärker) und digitaler I/O (Relais, Smart-FETs) überarbeitet werden. Der Microprozessor wird durch ein Hybrid-Modul auf Basis iMX6 ersetzt, die analoge und digitale Peripherie überarbeitet und optimiert. Im Umfeld der Stromversorgung wird der isolierte DC/DC-Wandler durch ein integriertes Modul mit entsprechender Zertifizierung für Rail-Anwendungen ersetzt. Für die Schaltungssimulation wird LT-Spice, für die Erstellung von Stromlaufplan und Layout Altium Designer eingesetzt.

Ziel dieser Entwicklung ist ein Energiezähler, der zwischen Verbraucher und Netzsteckdose geschalten wrerden kann und der den Energieverbrauch des Verbrauchers in einem einstellbaren Intervall mittels MQTT-Protokoll an einen MQTT-Broker überträgt zur Weiterverrabeitung überträgt. Der Energiezähler basiert auf dem Baustein ADE9153B und einem galvanisch getrennten ESP32 Modul. Die Stromversorgung wird direkt aus der Netzspannung mittels AC/DC- Wandler abgeleitet.

Entwicklung eines Testplatzes für eine On Board Unit zum Testen aller Schnittstellen der On Board Unit (digitale I/O-Signale, ODO-Meter-Signale, RS232-/RS485-/IBIS-Schnittstellen, Audio-Schnittstellen).
Der Testplatz besteht dabei aus einem 19"-Rollwagen, in dem ein Linux- basierter Testplatz-Rechner, eine Digital I/O Box, eine Audio I/O Box, ein LAN-Switch und sowie ein Aufnahmeplatz für das DUT enthalten ist.
Die Digital I/O Box und die Audiol I/O Box enthalten jeweils ein 24V-Netzteil, einen ModBusTCP-Buskoppler (BK9100) sowie mehrere digitale I/O-Bus-Klemmen (KL1114, KL2114, KL2502) der Fa. Beckhoff sowie einen 8-fach-USB-Hub. Die Digital I/O Box enthält zusätzlich mehrere RS232-, RS485- und IBIS-USB-Wandler. Die Audio I/O Box ist mit mehreren Audio-USB-Wandlern ausgestattet. Über entsprechende Signalkonditionierungs-Baugruppen in diesen Boxen werden die I/O-Busklemmen, die seriellen Schnittstellen und die Audio-Schnittstellen mit der On Board Unit verbunden.
Der Testplatz-Rechner verfügt über eine konfigurierbare Testsoftware. Diese stellt einerseits einen MQTT-Client zur Verfügung, über die sie mit Testparametern sowie Testablaufkonfigurationen versorgt wird. Andererseits stellt sie Clients zur Bedienung des ModBus, der seriellen Schnittstellen und der Audio-Schnittstellen zur Verfügung. Eine Ablaufsteuerung koordiniert das Zusammenspiel der einzelnen Clients.
Durch die Verwendung einer MQTT-Schnittstelle für die Parametrierung und Konfiguration des Testplatzes kann dieser einerseits über einfache Python-Skripte angesteuert werden und andererseit direkt in das vorhandene CI/CT-System integriert werden.
Die Signalkonditionierungs-Baugruppen wurden mittel Altium Designer entwickelt. Die Testsoftware wurde in C++ unter Verwendung von QT 5.12 sowie der Open-Source-Bibliothek libmodbus entworfen.

Teil 1 - On Board Unit:
Entwicklung Baugruppe (Datenschleuder) im Doppeleuropakartenformat mit einem Qseven-Atom-Rechner-Kern, einem STM32-Microcontroller und einer Vielzahl von digitalen (zum Teil galvanisch getrennten) Ein- und Ausgabe-Kanälen, sieben seriellen RS232 und zwei RS485-Schnittstellen, drei 10/100 MBit Ethernet, zehn USB 2.0 HS Schnittstellen, einem ODO-Meter zur Geschwindigkeitserfassung, einer IBIS-Schnittstelle, zwei mPCIe kompatiblen Steckplätzen zur Aufnahme eines GSM/UMTS/LTE/GPS-Moduls und einer mSATA-Karte, einer I2S-Stereo-Audio-Einheit sowie einem bahntauglichen DC/DC-Stromversorgungsmodul.
Teil 2 - Audio Multiplexer:
Entwicklung einer Baugruppe mit einem STM32F7xx-Microcontroller, mehreren USB4715 USB-Hubs mit integrierten I2S-Schnittstellen, ADAU1961 I2S-Audio-Codecs, diversen differentiellen und single ended Audio-Ein- und Ausgabe-Kanälen, mehreren digitalen Ein- und Ausgängen und einer Lichtsignalanlagen-Ansteuerung (Ampel).
Teil 3 - IBIS-Schnittstellen-Modul:
Entwicklung eines Schnittstellen-Umsetzers von USB nach IBIS-Wagenbus auf Basis eines STM32-Microcontrollers. Der Umsetzer ist als mPCIe-kompatibles Modul ausgelegt.

Im Rahmen dieses Projekts werden folgende Tätigkeiten durchgeführt:

• Analyse der vorhandenen Hardware
• Bereitstellung eines Musters zur Darstellung der Funktionalität mittels diverser Evaluierungs- und Referenz-Baugruppen sowie eigener einfacher Kleinst-Elektronik-Baugruppen
• Entwicklung, Auslegung und Simulation der entsprechenden Module
• Erstellung von Stromlaufplan und Layout sowohl für die Evaluierungs-Baugruppen als auch für die On-Board-Unit und den Audio-Multiplexer
• Programmierung der Firmware für den eingesetzten Microcontroller STM32 auf der On-Board-Unit, dem Audio-Multiplexer und dem IBIS-Modul in C bzw. C++
• Entwicklung einer Test- und Demonstrator-Software mittels QT und C++ unter Linux. Die Kommunikation mit der Ob Board Unit erfolgt dabei über MQTT.
• Aufbau und Inbetriebnahme der jeweiligen Prototypen

• Vorbereitung von Feldversuchen und Vorzertifizierungen

Teil 1 - USBTMC-Class

Ersatz der vorhandenen RS232-Fernsteuerschnittstelle durch eine USB-Fullspeed-Schnittstelle mit USBTMC-Protokoll auf einer kundenspezifischen Interface-Baugruppe eines Universal-Labornetzgeräts mit STM32-Cortex-M4-Microcontroller:

• Ableitung der USBTMC USB488 Subclass aus der vorhandenen CDC Class von STMicroelectronics
• Erstellung der Device-, Configurations, Interface und Endpoint-Descriptoren entsprechend USBTMC-Spezifikation
• Anpassung der USB-Standard-Requests sowie der In-, Out- und Interrupt-Endpoints
• Bereitstellung eines SRQ-Interfaces für die Anwendungsschicht
• Erstellung eines Extension-Pakets zum Einbinden der neuen USB-Class in die STM32CubeIDE

Teil 2 - SCPI-Interpreter
Erweiterung eines Universal-Labornetzgeräts mit USB-Schnittstelle um die Fernsteuerbarkeit mittels SCPI kompatiblen Befehlssatz:

• Einbindung des kommerziellen SCPI-Interpreters von JPA in die Entwicklungsumgebung STM32CubeIDE
• Aufbau des Befehlssatzes
• Implementierung der Callback-Funktionen für die einzelnen Befehle in C
• Erweiterung des LabView-basierten Prüfplatzes um Prüfschritte zur Verifikation des SCPI-Befehlssatzes

Überarbeitung von Baugruppen im Rahmen eines Change-Management-Programms.

• Identifikation der betroffenen Komponenten
• Auswahl von Ersatz-Komponenten
• Entwicklung, Auslegung und Simulation der entsprechenden Module.
• Übertragung der CAD-Unterlagen von einem alten obsoleten CAD-System ins neue CAD-System
• Anpassung von Stromlaufplänen und Layouts nach EMV-Gesichtspunkten

• Optimierung des vorhandenen Layouts hinsichtlich der Verbesserung von Burst- und Surge-Festigkeit.
• Aufbau und Inbetriebnahme der Vorserienmuster.
• Unterstützung bei der Durchführung der EMV-Tests nach EN50155

Entwicklung einer Audio-Muxer-Baugruppe für den Einsatz in den Zügen der deutschen Bundenbahn mit einem I2S-Audio-Codec, Programmable Gain Amplifier, Audio-Muxer, differentiellen Analo-Audio-Ein- und Ausgang sowie mehreren digitalen galvantisch ge- und entkoppelten Schnittstellen sowie einem 24-Volt-Netzteil, welches gegen Überspannung bis 137V und Verpolung wartungsfrei gesichert ist. Berücksichtigung erschwerter Zulassungsbedingungen (EN50155).

• Analsye des Pflichtenhefts.
• Evaluierung diverser eingesetzter Bausteine mittels entsprechender Eval-Kits der Hersteller.
• Entwurf und Dimensionierung der Schaltung.
• Anlage der notwendigen Symbol- und Footprint-Bibliotheken.
• Erstellung des Stromlaufplans und des Layouts.
• Erstellung der Fertigungsunterlagen für den Baugruppen-Hersteller.

Entwicklung einer Platzreservierungs-Controller-Baugruppe für den Einsatz in den Zügen der deutschen Bundenbahn auf Basis eines iMX6UL-G2-Moduls von Phytec in Verbindung mit einem Lattice-FPGA vom Typ LCMXO2-2000 sowie mit mehreren Low- und High-Speed RS485-Schnittstellen, SPI- und I2C- und RS232-Schnittstellen, USB-2.0-HS und 100 MBit-Ethernet-Schnittstellen, digitalen Eingabekanälen und digitalen Ausgabekanälen und einem bahntauglichen Stromversorgungsmodul unter Berücksichtigung erschwerter Zulassungsbedingungen (EN50155).
- Analsye des Pflichtenhefts.
- Evaluierung diverser eingesetzter Bausteine mittels entsprechender Eval-Kits der Hersteller.
- Entwurf und Dimensionierung der Schaltung.
- Anlage der notwendigen Symbol- und Footprint-Bibliotheken.
- Erstellung des Stromlaufplans und des Layouts.
- Erstellung der Fertigungsunterlagen für den Baugruppen-Hersteller.

Entwicklung einer Baugruppe für die Erfassung von 16 Eingangssignalen mit 24V galvanisch getrennt, sowie der Ansteuerung von MICAS-L-Kompatiblen Baugruppen mittels eines Lattice-CPLDs.

Entwicklung einer Baugruppe für die Audio-Ausgabe auf Basis eines I2S-Stereo-Codecs und anschließender 20W Stereo Class D Entstufe. Die Baugruppe enthält weiterhin eine mehrkanalige digitale und galvanisch getrennte Ein- und Ausgabe-Einheit, kompatibel mit dem 24V System der DB sowie eine 24V DC/DC Stromversorgung. digitaler ClassErfassung von 16 Eingangssignalen mit 24V galvanisch getrennt, sowie der Ansteuerung von MICAS-L-Kompatiblen Baugruppen.

Entwicklung einer Baugruppe für die Steuerung der anderen Baugruppen auf Basis eines iMX6UL Moduls von Phytec mit USB 2.0 HS OTG und 10/100MBIT Ethernet-Schnittste. Die Baugruppe enthält ausserdem eine mehrkanalige digitale und galvanisch getrennte Ein- und Ausgabe-Einheit, kompatibel mit dem 24V System der DB sowie eine 24V DC/DC Stromversorgung.

Die Entwicklung umfaßt dabei die Auswahl der Bauteile, den Entwurf der Schaltung und dieanschließende Simulation in LT-Spice bzw. der TI-Workbench.  Ausserdem beinhaltet sie die  Erstellung der Stromlaufpläne und Layouts in Altium Designer unter Berücksichtigung von erschwerten EMV-Bedinungen (EN50155). Schließlich gehört auch der Aufbau und die Inbetriebnahme von Prototypen sowie die Erstellung der Dokumentation in Microsoft Office zum Paket.
Konstruktion der Frontplatte und Rückwand für die Montage in ein 19“ Kassetten-System von Schroff.

Entwicklung einer modularen Controller-Baugruppe für ein ortsfest montiertes Fahrgast-Informationssystem, basierend auf einem iMX6-Prozessor mit 10/100MBit Ethernet und USB-HS-Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Leitsystem.

• Evaluierung und Analyse des Bestandssystems.
• Erstellen eines verbesserten Gesamtkonzepts unter Berücksichtigung der Rückwärtskompatibilität.
• Entwicklung der entsprechenden Baugruppen.

• Erstellung der Stromlaufpläne und Layout
• Inbetriebnahme der Funktionsmuster
• Mitwirkung bei der Vorbereitung der Serienproduktion

Entwicklung der Software des IMX6-Prozessors in C++ unter Linux mit Empfang der Bildinformationen via UDP und TCP-Socket-Schnittstelle und anschließendem Umbau der Bildinformation ins proprietäre Zielformat. Erstellung von Yocto-Bitbake Receipes zur Integration der eigenen Software in einen automatisierten Build-Prozess.

Software-Komponenten, geschrieben für ein Gerät, das hardwareseitig auf einem Freescale PowerPC und softwareseitig auf einem hausinternen macrobasierten proprietären Interpreter unter OSE basiert, müssen auf ein neues Gerät übertragen werden. Das neue System basiert hardwareseitig auf einem Freescale I.MX6, die Software setzt auf Linux auf. Die Befehle der zu emulierenden Geräte sind im Fernsteuerinterpreter mittels XML konfiguriert, die funktionale Ausführungsschicht ist in C bzw. C++ codiert. Für die Tests wird eine python-basierte Testumgebung verwendet. Die Versionsverwaltung ist mittels IBM RTC realisiert.

Entwicklung eines 6 Kanal – Taktverteilers für Taktsignale im Bereich von 1 GHz mit optischer / elektrischer Ein- und Auskopplung des Taksignals.

• Evaluierung von Schaltungskonzepten
• Auswahl und Dimensionierung von Bauteilen
• Erstellung der Stromlaufpläne und Layout
• Aufbau und Inbetriebnahme des Prototypen
• Durchführung und Analyse von thermischen Tests im Klimaschrank
• Erstellung der Dokumentation

Entwicklung des Motherboards und Daugtherboards für ein batteriegetriebene Feldbus- und HART-Bus-Mess-Gerät für die Gas-Analyse im explosionsgefährdetenen Bereich.
Entwicklung eines Ultra-Low-Power DC/DC-Wandlers, einer Steuerungsbaugruppe und eine Kommunikationsbaugruppe für ein mobiles, tragbares Feldbus-Analyse-System.

• Evaluierung von Schaltungskonzepten
• Auswahl und Dimensionierung von Bauteilen
• Entwurf der Schaltung und Durchführung von Tests an Musterschaltungen

• Erstellung der Stromlaufpläne und Layout
• Aufbau und Inbetriebnahme des Prototypen
• Erstellung der Dokumentation

Aufgrund der Abkündigung von Windows XP muss das Betriebssystem auf den vorhandenen Steuerungseinheiten von Fahrgastinformationssystems ersetzt werden, wobei sowohl die
vorhandene Hardware als auch die unter Windows XP laufende Software beibehalten werden müssen.

• Analyse der bestehenden Hardware
• Analyse der Embedded Windows XP Komponenten
• Analyse der Windows-Anwendung-Software
• Verifikation möglicher Alternativen wie Windows 10 IoT oder Linux
• Verifikation der vorhandenen Software unter den Betriebssystem-Alternativen
• Beurteilung der Alternativen

Entwicklung einer Baugruppe zur Erfassung von bis zu 32 digitalen Signalen mit eine Sampling-Rate bis zu 10 MSamples und einer Speichertiefe bis zu 100 MSample sowie einer Anbindung an einen Host-Computer mittels USB-Schnittstelle:

    Evaluierung von Schaltungskonzepten

    Auswahl und Dimensionierung von Bauteilen

    Erstellung des Stromlaufplans und des Layouts

    Erstellung der CPLD-Konfiguration

    Aufbau und Inbetriebnahme des Prototypen

    Erstellung von Fertigungsunterlagen nach Vorgabe des Bestückers

    Erstellung der Dokumentation.

In einem Gas-Kalibriergerät kommen Flowcontroller zur Dosierung von technischen Gasen, Temperaturmesser und diverse Ein-und Ausgabeeinheiten zum Einsatz. Diese sind dezentral über einen RS485 Bus mit der zentralen Steuereinheit verbunden. Zu Einsatz kommt immer ein ATmega328 Microcontroller, auch wenn dieser für die eine oder andere Aufgabe zu teuer, zu groß oder zu resourcenintensiv (Stromverbrauch) ist, da dadurch das Wissen innerhalb des Firma bezüglich des Bausteins und seiner Programmierung kompakt bleibt. Weiterhin wird auch die Anzahl von Werkzeugen und die damit verbundenen Kosten reduziert. Im Lauf der Zeit entsteht wiederverwendbarer Code, die Fehlerträchtigkeit des Codes wird verbessert.

Für die Kommunikation mit der zentralen Steuereinheit wird eine ModBus Bibliothek erstellt, die interruptgesteuert auf dem integrierten UART arbeitet. Für die Durchführung zyklischer Prozesse wurde eine einfache ereignisgetriebene Ablaufsteuerung mit Callback-Funktionen implementiert.

Im Rahmen des Projekts werden diverse Kleinstbaugruppen entwickelt.
Teil 1 - Flowcontroller Baugruppe

Die Flowcontroller stellt eine analoge Spannung, die proprotional zur Größe des aktuellen Flusses ist, bereit. Zur Einstellung des Flusses benötigt er eine entsprechende analoge Spannung. Mittels des im Microcontroller eingebauten ADCs wird der aktuelle Fluss erfasst, mittels des ebenfalls integrierten PWMs der einzustellende Fluss bereitgestellt.

Teil 2 - Temperatursensor Baugruppe

Der Temperratursensor (Thermoelement vom Typ K) ist an einen "EMF to Temperature Wandler" vom Typ MCP9600 angeschlossen. Dieser erfasst die Thermospannung und führt die Analog-Digital-Wandlung durch. Das Meßergebnis wird über die I2C-Schnittstelle des Microcontrollers ausgelesen und dort weiterverarbeitet (Fehlerkorrektur der Kennlinie, Berechnung der phyphysikalischen Grösse). Das korrigierte Ergebnis wird über die ModBus-Schnittstelle weitergeleitet.

Teil 3 - digitale Ein- und Ausgänge

Die Ausgänge werden galvanisch getrennt mittels Kleinsignalrelais und die Eingänge über Optokoppler angesteuert direkt von Microcontroller aus angesteuert.
Im Rahmen des Projekts werden folgende Aufgaben durchgeführt:

• Auswahl der einzusetzenden Bausteine
• Erstellung des Stromlaufplans und des Layouts
• Aufbau und Inbetriebnahme von Prototypen und der 0-Serie
• Entwicklung der Firmware in C
• Erstellung der Dokumentation

Ein Automobilzulieferer greift im Rahmen der Qualitätskontrolle auf ein kundenspezifisches ATE-System von National Instruments zurück. Die Software für das System ist in LabView implementiert und grundsätzlich inkompatibel mit einem ebenfalls im Haus verwendeten und verbreiteten proprietären Test- und Prüfsystem. Dieses ist in C++ und QT 5.6 realisiert und bietet deutlich mehr Komfort als die bestehende LabView Lösung. Im Rahmen dieses Projekts werden alle Testcases und Testprocedures des LabView basierten Systems in das C++ und QT 5.6 getriebene proprietäre Test- und Prüfsystem übertragen.

Ein HF-Leistungsmesser wird aufgrund von Bauteilabkündigungen hardwareseitig komplett komplett neu entwickelt. Die Software, erstellt mit einer proprietären Umgebung wird auf eine moderne C++ basierte Lösung portiert.
Im Rahmen des Projekts werden folgende Aufgaben übernommen:

• Unterstützung der Hardware-Entwicklung bei der Bewertung und Vorauswahl möglicher Prozessoren (x86 basierte Lösung vs i.MX6 basierte Lösung)
• Konzepterstellung für die Portierung einer bestehenden Software-Lösung OSE nach Linux

Überarbeitung der Sweep-Ablaufsteuerung von Signalgeneratoren hinsichtlich der Optimierung des Laufzeitverhaltens.

• Analyse der vorhandene Ablaufsteuerung.
• Optimierung und teil Neuprogrammierung der Abläufe
• Die Entwicklung erfolgt sowohl auf einer x86 und einer PPC Plattform unter Linux mittels Eclipse / GNU C und C++ unter Verwendung der QT 4.7 Klassenbibliotheken.

Überarbeitung  eines Linux-Kernel-Moduls (USBTMC-Gadget-Treiber) für Messgeräte. Die Entwicklung erfolgt sowohl auf einer x86-, einer PPC- und einer ARM-Plattform.
Überarbeitung  eines Linux-Kernel-Moduls (GPIB-Logic-Treiber) für Messgeräte. Die Entwicklung erfolgt sowohl auf einer x86-, einer PPC- und einer ARM-Plattform.

Konzeption, Implementation und Inbetriebnahme von Fernsteuer-Emulationen für HF-Leistungsmesser. Analyse der Kommandos der Originalgeräte und Nachbildung dieser auf dem Zielgerät. Test des Zielgerätes im Emulationsmode gegen das Originalgerät (z.B. mit Spektrumanalysatoren). Der HF-Leistungsmesser basiert hardwareseitig auf Freescale PowerPC, softwareseitig auf dem Betriebssystem OSE. Die Software-Entwicklung erfolgt in C/C++ , als Debug-Werkzeug kommt TRACE32 von Lauterbach zum Einsatz. Das Versionsverwaltungs-System bildet Clearcase (siehe auch weiter unten).

Teil 1:
Konzeption, Entwicklung und Inbetriebnahme eines Ultra-Lowpower-Temperatur-Microdatenloggers (im Pillenformat) für die Überwachung des Tablettenherstellungsprozesses in der Pharmaindustrie. Als Microcontroller kommt ein SiLabs C8051F812 zum Einsatz, die Temperaturerfassung erfolgt mittels PT1000-Widerständen und K-Thermoelementen. Die Firmware-Entwickung erfolgt in C mittels des Keil C51 Werkzeugs. Als Versionsverwaltungs-System kommt Subversion zum Einsatz.
Entwicklung, Implementierung und Inbetriebnahme einer PC-gestützten Parametrier- und Analyse-Software für den Microdatenlogger und Windows XP in C#
Teil 2:
Erweiterung der PC-gestützten Parametrier- und Analyse-Software für den Microdatenlogger.
Die erweiterten Parametier-Software ermöglicht einen Firmware-Update durch den Anwender vor Ort.
Die erweiterte Analyse-Software ermöglicht eine komfortable Darstellung und Auswertung der Logger-Daten sowie einen XML- und Excel-Export dieser Informationen.
Die Software-Entwicklung erfolgt in Visual Studio 2010 / C#, als Betriebssystem kommt Windos 7 zum Einsatz. (siehe auch weiter unten)

Implementation von Fernsteuer-Emulationen für Fremdgeräte auf Signalgeneratoren:

• Analyse der zu emulierenden Fremdgeräte hinsichtlich deren Fernsteuereigenschaften mittels entspechender HF-Meßtechnik (z.B. Oszilloskop, Spektrumanalysator, Leistungsmesser usw.)
• Erstellung der Emulationssoftware auf Basis eines COM-Objekts in C++ mit Visual Studio 2003 für Windows XP Embedded basierte Signalgeneratoren.
• Erstellung der Emulationssoftware auf Basis eines COM-kompatiblen Objekts in C++ mit Eclipse und GNU GCC 4.2 für Linux basierte Signalgeneratoren.
• Intel X86 oder Freescale PowerPC
• Verifikation der Emulationssoftware auf dem emulierenden Signalgenerator mittels entspechender HF-Meßtechnik (z.B. Oszilloskop, Spektrumanalysator, Leistungsmesser usw.).
• Das Versionsverwaltungs-System bildet Clearcase.
• Erstellung der Software-Dokumentation mittels Word und Doxygen.

Entwicklung eines Simulators für LED-Anzeiger aus Fahrgast-Informations-Bereich mit dem Ziel, ohne real existierende Hardware komplexe Fahrgast-Informations-Systeme z.B. im Zug sowohl inhaltlich als auch ablauftechnisch exakt nachvollziehen zu können.

• Analyse des bestehenden Systems auf Basis eines Microcontrollers C167 von Infineon
• Konzeption des Simulators
• Implementierung der Module für die Kommunikation, der Protokoll-Interpretation, des Bild-Renderers und der Ablaufsteuerung
• Die Entwicklung erfolgt unter Windows 7 32-Bit mittels Visual Studio 2008 C#.
• Aufbau und Inbetriebnahme des Simulators

Erstellung eines Systems zum vollautomatischen Abgleich von HF-Antennen-Kopplern:

• Analyse des manuellen Abgleichvorgangs.
• Erstellung eines Konzeptes für eine vollautomatischen Abgleichvorgang.
• Aufbau des elektrischen Teils mit käuflichen Komponenten (Netzwerk-Analysator mit Ethernetschnittstelle ZVA von R&S, HF-Multiplexer von Radiall, DC-Verstellmotoren von EPOS und I/O-Module mit CANopen-Schnittstelle von WAGO, Positionierroboter mit Ethernetschnittstelle Katana von Neuronics).
• Erstellung von Software-Modulen zur Ansteuerung des Netzwerkanalysators und des HF-Multiplexers unter LabView 8.2.
• Erstellung von Software-Modulen zur Ansteuerung der DC-Verstellmotoren und I/O-Module über CANopen unter LabView 8.2.
• Erstellung von Software-Modulen zur Ansteuerung des Position ierroboters unter LabView 8.2.
• Erstellung der Abgleichmodule, Qualifkationmodule, SQL-Datenbank-Module und der Office-Reportmodule unter LabView 8.2.
• Erstellung der Auswertemodule der S-Paramter mittels der Bibliothek "TraLinQS"
• Integration der einzelnen Module in das bestehende Measurement-Framework.
• Datenarchivierung wird mittels eines SQL-Servers realisiert.
• Dokumentation des Systems.

Entwicklung eines RFID-EINK-Demonstrators zur Darstellung der E-Ink Technik mit dem Ziel, gedruckte Paket-Etiketten durch RFID-E-Ink-Labels (elektronische Tinte) zu ersetzen.

• Konzeption, Entwicklung, Aufbau und Inbetriebnahme mehrer Demonstratoren mit E-Ink-Anzeigen, USB-Schnittstelle und RFID-Schnittstelle:
• Erstellung des Konzepts für einen E-Ink-Demonstrator auf Basis der E-Ink-Pixeltreiber CLAIRE / MICRONIX MX860, eines Philips ARM7TDMI Controllers (LPC2148), eines Atmel AT88RF001-RFID-Frontends sowie einer Datenschnittstelle auf USB2.0/FS-Basis bzw. RFID-Basis.
• Erstellung des Stromlaufplans mittels Protel Designer XP und Auswahl der entsprechenden Komponenten.
• Erstellung von Pflichten und Lastenheften für externe Zulieferer (Layout, Leiterplatte).
• Erstellung der Firmware in C mit dem Keil-uVision ARM7-C-Compiler.
• Inbetriebnahme der Baugruppe.
• Erstellung von Prüfsoftware sowie Demonstrationssoftware unter Microsoft Windows XP mittels Microsoft Visual Studio 2005 C# und NET 2.0.
• Erstellung der Dokumentation in Microsoft Visio und Microsoft Word.

Neukonzeption der vorhandenen integrierter Pixeltreiber. Derzeit sind die am Markt erhältlichen Treiberbausteine für E-Ink-Anzeigen nur für wenige Segmente ausgelegt. Die Post-Etiketten benötigen ca. 1000 Segmente, d. h. es wären also bis zu 10 Bausteine notwendig. Deshalb wird ein neuer Baustein mit 512 Segmenten und einem geringeren Preis gefordert. Die Aufgabe besteht darin, zusammen mit den Halbleiterherstellern in den USA bzw. JAPAN und KOREA einen entsprechenden Baustein zu schaffen.

• Design eines neuen E-Ink-Treibers für Passive-Matrix-E-Ink-Anwendungen.
• Design-Studie und Design-Analyse bisheriger LCD-Treiber bzw. E-Ink-Treiber.
• Erstellung eines Anforderungs-Profils für eine neuen E-Ink-Treiber in Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekt-Partnern.
• Erstellung eines Konzepts für einen neuen E-Ink-Treiber mit Bi-Level-/Tri-Level-Ansteuerung, integriertem Waveform-Generator sowie einer SPI-kompatiblen Datenschnittstelle.
• Verfeinerung des Konzepts zusammen mit den möglichen Halbleiter-Herstellern CLAIRE / MICRONIX, OKI, NEC und CITIZEN.
• Erstellung der Dokumentation in Microsoft Visio und Microsoft Word.

Entwicklung einer Interface-Baugruppe zwischen einer ARM7-CPU-Bauguppe und einer EINK-Display-Baugruppe:

• Konzeption, Aufbau und Inbetriebnahme einer universellen Interface-Baugruppe zur Ansteuerung von passiven E-Ink-Anzeige-Modulen mit nahezu beliebigen CPU-Baugruppen im Bereich Fahrgast-Informations-Systeme (FIS) für den Einsatz in Buslinien. S-, U-Bahnen und DB:
• Erstellung des Konzepts für die Interfacebaugruppe mit einer Datenschnittstelle auf RS485-/SSP-/SPI-Basis sowie der Stromversorgung der E-Ink-Anzeige-Modulen auf Basis von Step-Down-, Step-Up- und Inverter-Schaltreglern.
• Erstellung des Stromlaufplans mittels Protel Designer XP und Auswahl der entsprechenden Komponenten (Xilinix CPLD 95144, Linear Technology LTC3704).
• Erstellung von Pflichten und Lastenheften für externe Zulieferer (Layout, Leiterplatte).
• Erstellung der CPLD-Konfiguration in ABEL bzw. VHDL.
• Inbetriebnahme der Baugruppe.
• Durchführung von Umwelt-Tests für die Baugruppen nach EN50155 (EMV-, Temperatur- und mechanische Tests).
• Erstellung von Prüf-Software unter embedded LINUX mit GNU-C auf einer ARM7-CPU-Baugruppe (SHARP ARM720 LH79520).

Aufbau von Prototypen E-Ink-Anzeigern für Hamburger Hochbahn, Wien und Baar sowie diversen Messen

• Aufbau und Inbetriebnahme von 3 kompletten Prototypen-Systemen sowie einem Innotrans-Messe-System, bestehend aus Gehäuse, CPU-Baugruppe, DCE-Baugruppe, E-Ink-Anzeiger-Modulen sowie Temperatur-Modulen.
• Aufbau und Inbetriebnahme mehrerer E-Ink-Anzeiger für den Fahrgast-Informations-Bereich:
• Erstellung von Verkabelungsplänen in Visio.
• Aufbau und Inbetriebnahme der E-Ink-Anzeiger.
• Erstellung von Prüf-Software und Demonstrations-Software unter embedded LINUX auf Basis eines Kernels 2.4.x mit GNU-C auf einer ARM7-CPU-Baugruppe (SHARP ARM720 LH79520).

Redesign diverser passiven E-Ink-Anzeige-Module für den Fahrgast-Informations-Bereich:

• Analyse der bisher eingesetzten E-Ink-Anzeige-Module
• Erstellung des Konzepts für aktive (intelligente) E-Ink-Anzeige-Module auf Basis der E-Ink-Pixeltreiber CLAIRE / MICRONIX MX860 sowie eines Philips ARM7TDMI Controllers (LPC2103 bzw. LPC2138) sowie einer Datenschnittstelle auf RS485-Basis.
• Erstellung des Stromlaufplans mittels Protel Designer XP und Auswahl der entsprechenden Komponenten.
• Erstellung von Pflichten und Lastenheften für externe Zulieferer (Layout, Leiterplatte).
• Erstellung der Firmware für die aktiven (intelligente) E-Ink-Anzeige-Module in C mit dem Keil–uVision ARM7 C–Compiler. Grundlage der Firmware ist ein Automat auf Interruptbasis.
• Inbetriebnahme der Baugruppe.
• Erstellung von Prüfsoftware sowie Demonstrationssoftware unter Microsoft Windows XP mittels Microsoft Visual Studio 2005 C# und NET 2.0.
• Erstellung der Dokumentation in Microsoft Visio und Microsoft Word.

Design, Aufbau und Inbetriebnahme eines Prototypen-Systems für den Internet-Zugang in ICE’s mittels WLAN-, UMTS- und FLARION-Systemen:

• Erstellung des Konzepts für den Zugserver auf Basis eines 19“-CompactPCI-Systems.
• Designreview des bestehenden Konzepts für den Wagenrechner auf Basis eines PC104-Systems.
• Erstellung von Pflichten und Lastenheften für externe Zulieferer für eine PC104-Träger-Baugruppe zur Aufnahme der Cisco Mobile Access 3200 Router Komponenten MARC, FESMIC und WMIC.
• Auswahl der entsprechenden CompactPCI-Kompenten (x86-CPU-Baugruppe, PCMICA-Baugruppe, Backplane).
• Erstellung von Pflichten und Lastenheften für externe Zulieferer für eine GPS-Baugruppe, eine Aktor-/Sensor-Baugruppe und eine Backplane-Baugruppe auf Compact-PCI-Basis.
• Durchführung von Hardware-Design-Reviews bei den externen Zulieferern.
• Inbetriebnahme der einzelnen Baugruppen sowie des Zugserver- und Wagenrechner-Gesamtsystems.
• Durchführung von Umwelt-Tests für die o.g. Baugruppen bzw. der Gesamtsysteme nach EN50155 (EMV-, Temperatur- und mechanische Tests).
• Erstellung von Prüf-Plänen.
• Erstellung von Prüf-Software unter LINUX Red Hat Enterprise Server 4 mit GNU-C.
• Koordination des Aufbaus von 10 Railnet-Systemen für ICE-Züge der DB, bestehend aus jeweils einem Zugserver- und 10 Wagenrechner-Prototypen

Redesign des Wagenrechners sowie des Zugservers für den Internet-Zugang in ICE’s mittels WLAN-, UMTS- und FLARION-Systemen:

• Auswertung der Ergebnisse des 6 Monate dauernden Testbetriebs in den ICE-Zügen der DB.
• Identifikation der Schwachstellen im System.
• Erstellung eines Konzept zur Optimierung der Herstellungskosten sowie Beseitigung der Schwachstellen (PC104-Komponenten) im Bereich des Wagenrechners.
• Erstellung eines Konzept zur Optimierung der Herstellungskosten sowie Beseitigung der Schwachstellen (PCMCIA-Komponenten) im Bereich des Zugservers.
• Erstellung eines Konzepts für eine MiniPCI-Trägerbaugruppe auf CompactPCI-Basis als Ersatz für die eingesetzten PCMICA-Trägerbaugruppen.

Entwicklung diverser Hardwarekomponenten sowie zugehöriger Firmware für die Ausbelichtungseinheit eines digitalen Minilabs zur Herstellung von Fotos:

• Definition der Hardware-Schnittstellen (RS232, CAN, I2C, LVDS bzw. PanelLink) und Software-Protokoll-Schnittstellen (proprietär) zu den übergeordneten Hauptbaugruppen (Frontend-Rechner und Bildverarbeitungsrechner) sowie zu den untergeordneten Subbaugruppen (Optikmodule mit Mikrosteppersteuerung, LCD-Steuerung, LED-Steuerung)
• Definition der Datenstrukturen und Kommandostrukturen für die Kommunikation mit den verbundenen Baugruppen.
• Konzeption der Elektronik für die Ausbelichtungseinheit bestehend aus der Steuerbaugruppe, der LED-Steuerung, der LCD-Steuerung sowie der Mikrostepper-Steuerung sowie des Stromversorgungs-Moduls.
• Erstellung der Spezifikation und des Pflichtenhefts für die Entwicklung der LCD-Steuerung und der Mikrosteppersteuerung durch externe Zulieferer.
• Entwicklung einer spezifischen, kostenoptimierten Steuerungsbaugruppe auf Basis eines Infineon 80C167CR-Microcontrollers mit RS232-, CAN- und I2C- Schnittstellen für die Kommunikation mit den Haupt- und Subbaugruppen.
• Entwicklung des Stromversorgungs-Moduls für die genannten Einheiten auf Basis von DC/DC-Schaltreglern in Kombination mit Linear-Regler
• Entwicklung einer programmierbaren Präzisions-Stromquelle zur Ansteuerung der Hochleistungs-LED-Kanonen sowie eines entsprechenden Xilinx-CLPDs (XC95144) zur Erzeugung des benötigten (patentierten) Timings zur optimalen und LCD-synchronen Ausbelichtung des Fotopapiers.
• Auswahl der Bauteile unter RoHS-Aspekten sowie nach Aspekten der Zuverlässigkeit und MTBF mittels der entsprechenden Software EXAR.
• Koordination der Schaltplanerstellung sowie der Layout-Erstellung unter EMV-technischen Aspekten sowie die Verifikation der Ergebnisse mittels der entsprechender Software Silent und Signal Explorer.
• Entwicklung der kompletten Firmware und der Kommunikationsprotokolle in C und Assembler mittels der Tasking-Toolchain unter einem proprietären RTOS bzw. einer spezifischen Ablaufsteuerung und Berücksichtigung extremer Echtzeitanforderungen.
• Erstellung eines universellen Download-Konzepts zum „In-Application-Update“ der Firmware auf den diversen Baugruppen.
• Koordination und Überwachung der Entwicklung und Fertigung von Baugruppen durch externe Zulieferer in Deutschland, Taiwan und Japan.
• Integration und Inbetriebnahme aller Baugruppen der Ausbelichtungseinheit
• Optimierung der Ausbelichtungseinheit zur Einhaltung der Klasse A/B EMV-Richtlinie sowie Durchführung der entsprechenden EMV-Untersuchungen.
• Optimierung des Systems zur Serienreife und Überführung in die Produktion.
• Entwicklung von Testskripten zur Ansteuerung der Ausbelichtungseinheit in der Laborsprache Daisy in der allgemeinen Laborumgebung SGUI unter Windows 2000.
• Dokumentation der Gesamtlösung in MS-Word, MS-Visio sowie in Doxygen.

Integration des Zukaufteils „Mikrostepper“ in die Elektronik der Ausbelichtungseinheit mit dem Ziel der Kostenreduktion (9 Monate)

• Entwicklung der Leistungsendstufen für eine 3-Achs-2-Phasen-Schrittmotorsteuerung auf Basis integrierten Schrittmotor-Controller von ST bzw. Allegro.
• Entwicklung der entsprechenden Firmware im 80C167CR-Mikrocontroller zur Ansteuerung der Schrittmotor-Controller im Mikrostepping-Betrieb.
• Konzeption eines Prüfplatzes zur automatischen Kalibration der einzelnen Achsen.
• Dokumentation in MS-Word, MS-Visio sowie in Doxygen.

Redesigns der LCD-Steuerung mit dem Ziel der Reduktion der Herstellungskosten:

• Überarbeitung der Spezifikation sowie des Pflichtenhefts für den externen Zulieferer.
• Erstellung eines spezifischen Xilinx CPLD mittels VHDL zur Fehlerüberwachung.
• Integration der überarbeiteten LCD-Steuerung in die Ausbelichtungseinheit unter EMV-technischen Aspekten
• Inbetriebnahme der LCD-Steuerung sowie die Überführung in die Produktion.
• Entwicklung von Testprogrammen zur Ansteuerung des LCD-Steuerung durch eine handelsübliche DVI-Grafikkarte über PanelLink in C mittels der GNU-Umgebung unter Debian Linux.

Entwicklung eines Prüfsystems zur Qualifizierung der Datenübertragung zwischen einer DVI-Grafikkarte und einem DVI-Receiver-System bei extrem hohen Auflösungen (1600x1200) und einer Übertragungsbandbreite von 1,62 GBPS:

• Erstellung eines Konzepts zur Beurteilung der Datenübertragungsqualität auf der PanelLink-Strecke mittels einer Bitfehlerbewertung.
• Spezifikation der entsprechenden Erfassung und Auswertung mittels eines Xilinxs FPGA’s aus der Spartan-Familie.
• Koordination und Test der Implementation des FPGA’s.
• Erstellung entsprechender Bediensoftware in C mittels der GNU-Toolchain unter Debian Linux.

Grundlagenforschung / Feasibility für die Entwicklung eines 12“-Minilabs (parallel zu den obigen Teilprojekten).

• Erstellung eines Konzepts zur Integration der LCD-Ansteuerung sowie der Kompletten Bildaufbereitung (Prozess im Bildverarbeitungsrechner) in ein entsprechendes FPGA von der Firma Xilinx.
• Erstellung eines Konzepts zur Integration einer kompletten und parametrisierbaren allgemeinen Motor-Steuerung für mehrere Achsen im Mikroschritt-Betrieb mit variabler, programmierbarer Fahrkurve im FPGA.

Entwicklung eines n-zu-1 Multiplexers für HF-Signale bis 20 GHz mit V24 / IEEE488 Rechnerschnittstelle:

• Konzeption der Gesamtlösung
• Definition der Datenstrukturen und Kommandostrukturen für die Kommunikation nach DIN/IEC
• Entwicklung der modularen Steuerungsbaugruppe mit V24-, GPIB-, I2C- und Ethernet-Schnittstelle auf Basis eines x86-Microprozessors sowie der Slavebaugruppen mit I2C-Schnittstelle zur Adaption an HF-Relais auf Basis eines PIC-16x Microcontrollers
• Entwicklung der Messgeräte-Firmware und des Kommunikations-protokolls in C und Assember unter RTOS.
• Entwicklung von Treibern zur Ansteuerung des Messgeräts in LabView unter Windows NT 4.0 und 2000

Entwicklung der Hardware/Software für die Steuerung einer automatischen Ablänge-Maschine für HF-Kabel:

• Konzeption der Datenbankstrukturen für die Ablage vom Konfigurations- und Mess-Daten
• Konzeption der Elektronik auf der Basis käuflicher CANopen-Bus-Module aus dem Bereich der Automatisierungstechnik (Beckhoff / Wago / Berger & Lahr / SMC / IXXAT)
• Entwurf und Test der mathematischen Algorithmen unter SciLab (MatLab).
• Implementation der Software als Multithreaded-Applikation.in Visual C# unter Windows XP und Einbeziehung der Gerätesteuerungs- und Signalanalyse-Bibliothek Measurement Studio von National Instruments.
• Ansteuerung eines vektoriellen Netzwerk-Analysators über eine GPIB-Schnittstelle bzw. über Ethernet-Schnittstelle mit SPCI-Protokoll.
• Ansteuerung der dezentralen IO- und Antriebs-Module über CAN-Bus mit CANopen Protokoll.
• Implementation einer SQL-Server basierten Datenbank zur Ablage aller Daten und Ansteuerung aus der Applikation mittels ADO.NET.
• Dokumentation des Projekts mittels Doxygen.

Entwicklung der Software eines Systems zur Bestimmung der DC-/NF-/HF-Eigenschaften von IC-Sockeln und Prüfkontakten, eingesetzt in Prüfmitteln der Halbleiterindustrie:

• Konzeption der Konfigurations- und Ablagestrukturen für die Informationen auf XML-Basis
• Entwicklung der Erfassungssoftware sowie der Steuerungssoftware für die eingesetzten Signalscanner und Multimeter sowie der Motorsteuerung in LabView unter Windows NT 4.0
• Entwicklung von COM und ActiveX Komponenten zur Visualisierung
• Entwicklung der Visualisierungssoftware in MatLab unter Windows NT 4.0

Entwicklung von Systemsoftware zur Charakterisierung von Device-Interface-Handlern von Halbleitertestsystemen:

• Konzeption der Konfigurationssoftware sowie der Erfassungssoftware unter Berücksichtigung des schon vorhandenen Geräte-Prototypen sowie seiner spezifischen Implementierung der Firmware auf einer SPS mit Profibus-Schnittstelle zum Host ( PC ) und des eingesetzten Netzwerkanalysators
• Definition der Datenablage-Strukturen für Setup-, Konfigurations- und Mess-Daten
• Implementierung der Konfigurations-Software in Java auf Basis des Werkzeugs JDK 1.3 von Sun sowie den Bibliotheken AWT und Swing unter Windows NT 4.0 mit Hinblick auf Portabilität nach Sun OS und Linux.
• Implementierung der Messdatenerfassungs- und Gerätesteuerungssoftware mit GPIB und Profibus-Schnittstellenanbindung in LabView unter Windows NT 4.0 mit Hinblick auf Portabilität nach Sun OS und Linux.
• Erweiterung der vorhandenen Analysesoftware in MatLab
• Entwicklung von Diagnose Komponenten in Visual C++
• Entwicklung von Datenkonvertierungs- und Extraktions-Komponenten in Visual C++ und Visual Basic
• Installation, Inbetriebnahme und Service der Systeme vor Ort beim Kunden ( Japan, Korea, Taiwan, Singapur, USA )
• Dokumentation