MSC Technologies

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MSC Technologies

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2015/2016
Solution
Guide
Editorial
Karin Zühlke
Leitende Redakteurin, Markt&Technik • [email protected]
Engineering Leadership
Liebe Leser,
»Wir sind davon überzeugt, dass wir für künftige Herausforderungen an vorderster Front positioniert sind, und werden unseren Führungsanspruch weiter stärken«, erklärte Dr. Dominik Reßing,
President von MSC Techologies, in einem Gespräch, das ich kurz nach seinem „Amtsantritt“ am
1. April mit ihm geführt habe. Das ist natürlich ein hehrer Anspruch und ein ehrgeiziges Ziel.
Aber wenn Sie sich in die Lektüre der folgenden Seiten vertiefen, dann dürfte schnell klar werden, dass MSC Technologies diesen Anspruch umfassend mit Leben füllt.
Technologisch ist MSC Technologies inzwischen am „Leading Edge“ angekommen: „Displays
nach Wunsch“ von Semi-Custom- bis Full-Custom-Systemen in allen möglichen Ausführungen
sind schon lange eine Spezialität des Hauses. Jetzt hat MSC seine Wertschöpfungstiefe noch
weiter ausgebaut: Neues Highlight ist die flexible Display/Modul-Fertigung in Stutensee, die
neben unterschiedlichen Displays- und Touch-Technologien nun auch einen vollautomatischen
Bonding-Prozess bietet. Weil der Fertigungsablauf im Haus gesteuert werden kann, sind neben
großen Projekten auch kleinere Stückzahlen möglich – etwa zwischen 500 und 3000 Einheiten
per Anno –, also genau das, was viele mittelständische Kunden von ihrem Solution-Partner erwarten. Mehr dazu lesen Sie ab Seite 6.
Auch in punkto Embedded-Systeme demonstriert MSC Innovationsstärke: Mit einem Baukastensystem begegnet der Solution Provider den Anforderungen der Kunden nach individuell optimierten Embedded-Systemen zu ebenso „optimierten“ Preisen – ein Spagat, der nicht leicht zu
bewerkstelligen ist. Um diese Diskrepanz zu lösen, hat MSC „Embedded Building Blocks“ definiert, die nach den Anforderungen der Kunden entwickelt und kurzfristig bereit gestellt werden.
Ziel dabei ist es, Embedded-Produkte für unterschiedliche Anwendungen zu realisieren, die aus
möglichst vielen gleichen Komponenten bestehen. Details dazu erfahren Sie ab Seite 17.
Der Markt für System-Provider im Embedded & Display-Segment ist ohne Frage umkämpft. Neben der technischen Expertise und dem Produktangebot werden auch Soft-Skills wie Flexibilität
und die individuelle Betreuung vor Ort über den Erfolg eines Anbieters entscheiden. Wie die
partnerschaftliche Umsetzung eines Projektes funktionieren kann, zeigt beispielhaft die Erfolgsstory von MSC mit dem Kunden Gira aus dem Bereich „Wireless“ ab Seite 26. MSC wurde von
Gira unter vielen A-Lieferanten als Systempartner für dessen smarte Bedienzentrale Gira G1
ausgewählt.
Vernetzten von intelligenten Systemen gehört die Zukunft, daran besteht wohl kein Zweifel. Unsere Welt wird mit dem Internet-of-Things von Tag zu Tag smarter. Und jedes dieser „Things“
benötigt nicht nur Embedded-System-Intelligenz und die entsprechende Konnektivität, sondern
in den allermeisten Fällen auch ein Display. Der Markt für Visualisierungs-Lösungen zählt zu
den wachstumsträchtigsten überhaupt, weil deren Bedarf durch alle vertikalen Segmente hindurch – von Industrie- und Medizin- über Smart-Home- bis hin zu hochwertigen elektronischen
Consumer-Produkten – rasant zunimmt.
Damit eröffnen sich also beste Chancen für MSC Technologies, ihre „Engineering Leadership“
weiter zu etablieren – und mit der in dieser Form einzigartige Kombination aus Entwicklungsund Fertigungskompetenz den Benchmark in ihrem Segment zu setzen!
Viel Spaß bei der Lektüre wünscht
Ihre Karin Zühlke
www.msc-technologies.eu
MSC Solution Guide
3
Inhalt
MSC
Solution
Guide
2015 /
2016
Editorial
Impressum
3
26
5
•Displays
Vollautomatisches Optical Bonding von Displays
und Touches bei MSC Technologies
in Stutensee: Flexible Display-Modul-Fertigung
im eigenen Hause
Displays: Leistungskatalog der MSC
Know-how von Experten:
Displays nach Wunsch
Für Kunden: Display-Navigator
NLT Technologies:
SVGA TFT LCDs mit langlebigem Backlight
11
Evervision: Langzeitverfügbare TFT LCD-Module
Unbeleuchtete, reflektive Memory TFT Displays
bis 11,17 cm (4,4“):
Energieeffizienz steht an erster Stelle
Für Kunden: Display-Broschüre
Mitsubishi: SXGA+ TFT Displays
Industrie, Medizin, Public Information:
Fünf Jahre verfügbar
12
13
14
15
15
Ampire: Flexible Displays
16
16
16
4K Displays für Digital Signage und
die Medizintechnik: Schärfer als unser Auge
17
Sharp, AUO und NLT:
Erste industrielle Full HD Panels
mit einer 47 cm (18,5 ”) großen Diagonale
18
KOE Europe:
Für den Betrieb unter extremen Temperaturen
18
KOE Europe: Letter Box Displays
4
6
9
MSC Solution Guide
19
Lüfterlos: Erweiterbarer Panel PC
20
21
Für den Elektroschrank:
Kompakter Hutschienen-PC
21
Kompakte Kraftpakete: Vorteil von x86-SoCs
für Embedded-Mainboard-Designs
22
COM Express Typ 6-Modulfamilie
mit embedded DisplayPort:
Der Display-Anschluss der Zukunft
10
10
Integration der PCT-Technologie:
Tipps zum optimalen Touch
Modularität sichert hohe Flexibilität
und kurze Entwicklungszeiten:
Schnell zum optimierten Industrie-PC
Intels Low Power Core-Prozessoren
der 6. Generation:
Integration auf COM Express-Module
•Interview
Im Gespräch mit Dr. Dominik Reßing,
President von MSC Technologies:
»Optical Bonding ist ein Schlüsselthema«
•Embedded
Zahlreiche Displays mit eDP im Portfolio
24
25
Für Anwendungen zwischen Desktop Computer
und IPC: Booksize PC
25
Embedded-Systeme NanoServer
mit I/O Shield: Zahlreiche Massenspeicher
26
Für Module mit BayTrail- und
Braswell-Prozessoren von Intel:
Com Express Typ 6 Starter Kit
26
Security-Funktionen
in standardisierten Computer-On-Modulen:
Bereit für Industrie 4.0
27
•Storage
3D-V-NAND-bestückte SSDs lösen HDDs ab:
Beste Performance, wenig Verlustleistung
28
•Wireless
Innovative Gebäudetechnik
von MSC Technologies’ Kunden Gira:
Eine Erfolgsstory . . .
Performance-Messung von Produkten
mit integrierter Funktechnik:
Der Weg zur optimalen Antenne
Panasonic: Kompakte Bluetooth-Module
Gemalto: M2M LTE-Module
H&D Wireless: Vom Sensor bis zur Cloud
30
32
34
34
34
Interview Im Gespräch mit Dr. Dominik Reßing, President von MSC Technologies
»Optical Bonding
ist ein Schlüsselthema«
Als führender Design-In Spezialist von innovativen Embeddedund Display-Lösungen bietet MSC Technologies ihren Kunden eine
umfassende Kompetenz, die von der Systemdefinition über
die Entwicklung und Integration bis hin zur Fertigung des Produkts
reicht. Im Auftrag der MSC Technologies sprach Rosemarie Krause,
Technisches Redaktionsbüro, mit Dr. Dominik Reßing,
President der MSC Technologies.
Herr Dr. Reßing, in der Display/TouchModul-Fertigungslinie in Stutensee wurde ein vollautomatischer Optical Bonding-Prozess installiert. Was ist Ihr Ziel?
Mit dem Ausbau unserer Display/Touch-Modul-Produktion versetzen wir uns in die Lage,
komplette HMI Frontends, bestehend aus Display, Touch, Cover-Glas und Ansteuerung in
den fortschrittlichsten Technologien, die es
heute am Markt gibt, zu entwickeln und zu
fertigen. Direkt integriert in unsere Wertschöpfungskette, können wir immer mehr
Prozesse selber steuern, um auf die Wünsche
unserer Kunden flexibel und schnell zu reagieren. Beispielsweise gehören selbst entwickelte Touch-Produkte schon seit einigen Jahren
zu unserem Portfolio.
Was sind die Vorteile für Ihre Kunden?
Wir versprechen uns durch die Verfügbarkeit
aller Technologien im eigenen Hause eine
Konstanz über die gesamte Wertschöpfungskette. Ein Beispiel dafür ist das durchgängige
Qualitätskonzept, das zu einer noch besseren
Güte und Zuverlässigkeit unserer Produkte
führt. Zusätzlich vereinfacht sich die Logistik,
weil weniger Ware rund um den Globus verschickt werden muss. Durch ein optimiertes
und planbares Management sichern wir kurze
Lieferzeiten und maximale Flexibilität. Das ist
besonders wichtig bezüglich derfür uns interessanten Projekte mit anspruchsvollen technischen Anforderungen, die in vielen Fällen in
mittleren Stückzahlen laufen.
Wodurch zeichnet sich die Display/
Touch-Modul-Fertigung bei MSC Technologies aus?
Wir setzen auf modernste Technologien und
optimierte Produktionsprozesse. Das gibt unseren Kunden Zukunftssicherheit. Der uns zur
Verfügung stehende hochautomatisierte Maschinenpark stellt sehr geringe Qualitätsschwankungen sicher. Unsere Fertigungsexpertise wird ergänzt durch unsere langjährigen Erfahrungen mit Custom und Semi Custom Displays, Touch-Technologien usw., die
wir an jeder Stelle mit einbringen können.
Die Synergien von Spezial-Displays, speziellen
Beschichtungsverfahren, der Touch-Parametrisierung, dem optischen Bond-Prozess und
der Mechanik sind die Basis für innovative
Lösungen. Das Optical Bonding ist dabei ein
Schlüsselthema. Immer mehr Kunden fordern
tageslichttaugliche Display- und Touch-Einheiten in einem robusten Umfeld. Durch den
Bonding-Prozess erreicht man eine höhere
Stabilität der Einheit Display/Touch und eine
verbesserte optische Ablesbarkeit.
Was sind die Stärken der MSC Technologies?
Wir sind wohl das einzige Unternehmen in
Zentraleuropa, das in dieser Breite das Spektrum für intelligente Embedded-Lösungen voll
abdeckt. Das beginnt bei der CPU Board-Entwicklung und -Fertigung, setzt sich über Displays, die Touch-Technologie, Speicher und
Wireless fort und reicht bis hin zur Systemintegration in die Anwendung des Kunden. Das
Ziel ist, die Kombination aus Entwicklungsund Fertigungskompetenz – unsere Engineering Leadership – weiter am Markt zu etablieren und daraus unser Wachstum zu generieren.
„
Dr. Dominik Reßing,
President der MSC Technologies
Wir versprechen uns durch
die Verfügbarkeit aller Technologien
im eigenen Hause eine
Konstanz über die gesamte
Wertschöpfungskette.
“
Wie unterstützen Sie Ihre Kunden?
Um unseren Kunden unser gesamtes Spektrum anzubieten und eine definierte Projektschnittstelle aus einer Hand zu schaffen, haben
wir ein Team aus erfahrenen Solution Managern etabliert. In diesem Team ist ein umfangreiches Wissen gebündelt. Im Vordergrund
stehen die Bedürfnisse unserer Kunden. Wir
können von Einzelkomponenten über Halbfertigprodukte bis hin zu kompletten Systemlösungen in den jeweils gewünschten Produktionsschritt hinein liefern. Tendenziell greifen
wegen der stetig steigenden Komplexität der
Endprodukte immer mehr Kunden auf unser
tiefes technologisches Know-how und unsere
umfangreiche Unterstützung zurück. Ich freue
mich auf neue interessante Projekte, die uns
weitere Märkte erschließen werden.
■
MSC Solution Guide
5
Displays Nivellierung der Gesamtkonstruktion
während des Aufbaus
Vollautomatisches Optical Bonding von Displays und Touches bei MSC Technologies in Stutensee
Flexible
Display-Modul-Fertigung
im eigenen Hause
MSC Technologies hat ihre moderne Fertigungsstätte für
innovative Visualisierungssysteme in Stutensee weiter ausgebaut.
Der erfahrene Design-In-Spezialist bietet neben unterschiedlichen
Displays und Touch-Technologien jetzt zusätzlich einen
vollautomatischen Optical Bonding-Prozess an.
W
ir wollen die Wünsche unserer Kunden nach Flexibilität und
höchster Qualität bei der Fertigung
innovativer Visualisierungssysteme bestmöglich erfüllen«, resümiert Klaus Hagenacker,
Geschäftsführer Display Solutions bei MSC
Technologies. Der Spezialist für Display- und
Embedded-Lösungen hat in seiner Display
Solutions-Produktionsstätte in Stutensee ein
vollautomatisches Optical Bonding-System
in Betrieb genommen.
6
MSC Solution Guide
»Damit können wir«, so Klaus Hagenacker weiter, »im eigenen Hause vielfältige Kombinationen aus Display, Touch und Cover-Gläsern
entwickeln und fertigen. Dies schließt neben
innovativen Touch-Lösungen jetzt auch als
Schlüsselkomponente einen fortschrittlichen
Optical Bonding-Prozess mit ein. Wir sind damit in der Lage, unseren Kunden ein komplettes System zu liefern.« Das Anzeigesystem
kann direkt zum Kunden oder zur Weiterverarbeitung zur MSC-Produktionsstätte nach
„
Manfred Zubrod,
Fertigungsleiter bei MSC Technologies
Wir sind bestens
für Projekte aufgestellt, die spezielle
technische Anforderungen
an die Display-Komponenten
haben.
“
Laufender Bonding-Prozess aus der Sicht des Operators
Freiburg geschickt werden, wo es dann zusammen mit anderen Bauteilen zu einem kompletten, den Kundenanforderungen entsprechendem Produkt verbaut wird.
Warum investiert MSC Technologies in eine
hochmoderne Produktionsstätte für DisplaySysteme? Klaus Hagenacker: »Die Mehrheit
unserer Kunden kommt aus Märkten mit mittleren Stückzahlen, beispielsweise der Industrieautomatisierung oder der Medizintechnik.
Die von den Kunden definierten technischen
Anforderungen sind hier in der Regel sehr
hoch.
Die typischen Stückzahlen liegen bei den
meisten Projekten zwischen 500 und 3000
Einheiten pro Jahr. Angesichts dieser Umfänge ist natürlich eine hohe Flexibilität des
automatischen Fertigungsablaufs gefragt.
Die von unseren Kunden in zunehmendem
Maße gewünschten anwendungsspezifischen Lösungen können wir nur durch eine
im eigenen Hause installierten Produktion
realisieren.« Um im Hochlohnland Deutschland kostendeckend zu fertigen, läuft zum
Beispiel der neue Optical Bonding-Prozess
bei MSC Technologies vollautomatisch. Klaus
Hagenacker weiter: »Mit diesem vollautomatischen Prozess können wir auch Projekte mit
größeren Stückzahlen von mehreren 10.000
Stück realisieren.«
Wie profitieren die Kunden davon? Durch den
Ausbau der Display-Fertigung in Stutensee ist
MSC Technologies in der Lage, ihren Kunden
„alles aus einer Hand“ zu bieten. Neben der
Entwicklung kundenspezifischer PCAP Touches, der Ansteuerungselektronik und dem
mechanischen Aufbau wird jetzt auch der
Optical Bonding-Prozess vor Ort beherrscht.
Manfred Zubrod, Fertigungsleiter bei MSC Technologies, sagt: »Mit den Value Added-Leistungen im Bereich Optical Bonding haben wir einen
weiteren Schritt zur technischen Unterstützung
unserer Kunden von Stutensee aus unternommen. Wir sind bestens für Projekte aufgestellt,
die spezielle technische Anforderungen an die
Display-Komponenten haben. Zudem sind wir
in der Lage, unsere Kunden noch besser und
schneller zu unterstützen.« In Stutensee können
Anzeigesysteme mit einer Diagonale bis 48,3 cm
(19 Zoll) gefertigt werden. Auch ein optisches
Bonden von Touch auf TFT-Displays ist jetzt
möglich. Für die Bedruckung der Cover-Gläser
steht eine umfangreiche Auswahl an Farben zur
Verfügung, die bedruckt werden können. Hier
kommt uns das große Know-how unserer europäischen Partner zugute.
Zukünftig wird für Touch-Systeme, die größer
sind als 48,3 cm (19“), ein Laminierprozess
angewendet, bei dem die Touch-Folie mit Nanosilberstruktur auf das Cover-Glas geklebt
wird.
Durch die Beherrschung und Steuerung der
Fertigung von Display-Komponenten am
Standort in Stutensee stellt MSC Technologies
ihren Kunden eine hohe Qualität aller Produkte sicher. Ein weiterer Vorteil ist die vereinfachte Logistik. So müssen beispielsweise
spezielle Gläser, die nur in Europa verfügbar
sind, nicht mehr zeit- und kostenaufwändig
in Asien verarbeitet werden.
Erfahrung in der Praxis
ist das A und O
MSC Technologies ist in der Lage, jede derzeit
verfügbare Display-Technologie nicht nur von
der Stange anzubieten, sondern auch Semi
Custom- und Full Custom-Systeme zu entwickeln. Voraussetzung dafür sind das langjährige Know-how und ein Höchstmaß an Kompetenz des Lösungsanbieters und seiner Hersteller, um den Kunden die beste DisplayVariante für ihre spezielle Anwendung zu
liefern.
MSC Solution Guide
7
Displays Bestückung der Maschine mit Sensoren
Das technische Wissen und die Erfahrung über
die einzelnen Fertigungsstufen sind auch für
die Beherrschung des vollautomatischen Bonding-Prozesses ein Muss. Das betrifft beispielsweise die je nach Produkt unterschiedliche Einstellung und Programmierung der
Maschine und die Optimierung der Taktzeiten.
Darüber hinaus spielen beim Optical Bonding
auch die Auswahl und Qualität des verwendeten Klebers eine große Rolle. Hier arbeitet
MSC Technologies eng mit namhaften Herstellern zusammen, um die bestmögliche Lösung zu finden. Ziel ist es, die Dicke der Kle-
Aufbau eines kompletten Display-Systems
beschicht zu optimieren und eine möglichst
gleichmäßige Verteilung des Klebers zu erreichen. Durch die Verklebung in einer Vakuumkammer lässt sich eine hohe Blasenfreiheit
erreichen. Da der ganze Prozess unter Reinraumbedingungen (ISO6) stattfindet, sind
Staubeinflüsse nahezu ausgeschlossen.
Die einzelnen Schritte eines Projektes sind:
• Definition der Anforderungen des DisplaySystems durch Kunde und MSC-Spezialisten
• Festlegung der einzelnen Komponenten wie
Display, Touch, Ansteuerung usw.
• Erstellung der Datenblätter
• Klärung weiterer Anforderungen wie Einbausituation, Werkstoffe usw.
• Prüfung der Machbarkeit durch DisplaySpezialisten bei MSC Technologies
• Angebotserstellung
• Erzeugung der Fertigungsdaten, z.B. Zeichnungen zur Freigabe
• Aufbau eines Freigabemusters und Erstellung eines Erstmuster-Prüfberichts
• Freigabe durch Kunden
• Serienproduktion
Optical Bonding
MSC Technologies setzt in modernen Visualisierungssystemen der Industrie immer mehr
hochauflösende Displays mit projiziert kapazitiver Touch-(PCAP-)Technologie ein. Die
Integration des PCAP Touch erfordert umfassendes Expertenwissen und sehr viel Fingerspitzengefühl (siehe Artikel »Zum optimalen
Touch«). In fast allen Projekten kann die Feinabstimmung des Touch nicht durch den Geräteentwickler, sondern nur durch erfahrenes
Fachpersonal eines Lösungsanbieters wie
MSC Technologies durchgeführt werden.
Vorbereitung der Transporteinheit
8
MSC Solution Guide
Flache PCAP Touch-Display-Module bestehen
aus einem LCD-Modul, einem Touch-Sensor
und einer äußeren Glasschicht (Cover-Glas).
Da der Gesamtaufbau aus verschiedenen unterschiedlichen Lagen von Glas, Kunststoff
und den Luftschichten besteht, kann es – bedingt durch die Brechungsindizes – zu unerwünschten Reflexionen, Lichtbrechungen
oder Spiegelungen zwischen dem Deckglas,
dem Touch-Sensor und dem dahinter montierten Display kommen. Diese Effekte lassen
sich durch eine optische Verklebung, dem Optical Bonding-Verfahren, wesentlich verringern.
Beim Optical Bonding wird die gegenüber
den Glasschichten relativ brechungsarme Luftschicht zwischen Deckglas und LCD-Anzeige
durch optisch transparente und im Brechungsindex abgestimmte Kleber ersetzt. Dies reduziert die interne Reflexion bei starken Fremdlichtquellen, je nach Lichteinfall oder Blickwinkel, wesentlich. Erreicht wird damit eine erhebliche Verbesserung der optischen Eigenschaften wie z.B. ein deutlich höherer Kontrast der
Anzeige. Das Optical Bonding ermöglicht den
Aufbau von Anzeigesystemen, die auch bei heller Umgebungsbeleuchtung gut ablesbar bleiben, z.B. im direkten Sonnenlicht. Gleichzeitig
ist eine gute Ablesbarkeit selbst bei schrägen
Blickwinkeln möglich, was den Betrachtungswinkel erhöht.
Durch den Verguss mit einem Kleber wird der
Aufbau der Display-Komponenten mechanisch stabiler. Da zwischen Deckglas und Anzeige keine Feuchtigkeit eindringen kann, ist
das System sehr widerstandsfähig gegenüber
Reinigungs- oder Desinfektionsarbeiten. Zudem wird die Wärmeableitung durch den direkten Kontakt ohne isolierenden Luftspalt
verbessert, wodurch sich die Lebensdauer der
Anzeigeeinheit steigern lässt. Alle Vorteile
resultieren in innovativen Display-Systemen,
die für vielfältige Anwendungen in der Industrie geeignet sind.
Schützendes Deckglas
Je nach Anwendung werden unterschiedliche
Deckgläser aus Glas oder Kunststoff verklebt.
Die Verklebung muss mechanischen Einflüssen
widerstehen, z.B. Temperaturschwankungen,
Vibrations- und Schockbelastungen. Zum Einsatz kommen neben klarem, glattem Float-Glas
auch speziell gehärtete, schlagfestere Glasarten. Die Glasfront weist eine hohe Kratzfestigkeit auf und kann vandalensicher ausgelegt
sein. Glas verhält sich zudem widerstandsfähig
gegen Reinigungs- oder Desinfektionsmittel,
die z.B. in der Medizin eingesetzt werden.
Die Oberfläche des Deckglases ist in verschiedenen Strukturen verfügbar. In Anwendungen
mit starken Lichtquellen (z.B. OP-Lampen)
lässt sich die Oberfläche matt diffus entspiegeln (anti-glare, AG). Durch Bedampfung bzw.
über spezielle aufgeklebte Filme können antiwww.msc-technologies.eu
Klaus Hagenacker, Geschäftsführer Display Solutions bei MSC Technologies,
und Manfred Zubrod, Fertigungsleiter bei MSC Technologies, beobachten den Prozessablauf.
Auffälligkeit von Fingerabdrücken. Zur individuellen Bedruckung wird eine keramische Farbe verwendet, die sich auch bei mechanischer
Beanspruchung nicht ablöst, jedoch eine thermische Härtung des Glases voraussetzt.
Umfassendes Portfolio
Endkontrolle
reflektive Eigenschaften (AR) erreicht werden.
Dieser Weg eignet sich vor allem für OutdoorAnwendungen, auf AR Oberflächen sind jedoch Fingerabdrücke deutlich sichtbar. Bei
Gläsern mit „anti-fingerprint“-Eigenschaft
sind Fingerabdrücke leicht abwischbar, bestimmte Veredelungen verringern sogar die
Moderne Anzeigesysteme werden heute in den
vielfältigsten Anwendungen eingesetzt und
sind von MSC Technologies in unterschiedlichen Bildschirmgrößen und -formaten verfügbar. Sowohl vertikale als auch horizontale
Modelle in diversen Auflösungen und optischen Eigenschaften sind erhältlich. Das Portfolio reicht von der einzeiligen numerischen
Darstellung für tragbare Geräte über kompakte mehrzeilige Displays bis hin zu größeren
und extrem großen vollgrafischen Anzeigeeinheiten für Informationsbildschirme.
■
Displays
Leistungskatalog der MSC
• Entwicklung und Konstruktion von Open Frame-Lösungen
• Entwicklung kundenspezifischer Ansteuerungskits
• Erstellung der Firmware für AD-Karten
• Konstruktion und Aufbau von Panel PCs
• Touch-Verklebung im Reinraum ISO6 (eigene Produkte und Fremdprodukte)
• Programmierung der Touch Controller mit kundenspezifischen Settings
• Kleben des Cover-Glases in Kunststoff mittels Kleberoboter
• vollautomatisches Touch Optical Bonding unter Reinraumbedingungen ISO6
• vollautomatisches Display Optical Bonding unter Reinraumbedingungen ISO6
MSC Solution Guide
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Displays Know-how von Experten
Displays nach Wunsch
MSC Technologies liefert nicht
nur Displays in allen Größen und
Leistungsdaten führender Hersteller, sondern entwickelt und
fertigt anwendungsoptimierte
Semi Custom- und Full CustomSysteme sowohl als passives LCD
als auch als TFT-Display in allen
Technologien.
Full Custom Passivund TFT-Displays
I
n vielen Anwendungen werden sehr spezielle Displays eingesetzt, die auch mit dem
von MSC Technologies angebotenen sehr
breiten Standardportfolio nicht abgedeckt
werden können. Roland Federle, Marketing
Manager BU Displays bei MSC Technologies,
weiß: »Voraussetzungen für die Entwicklung
von Semi-Custom- oder Full-Custom-Anzeigesystemen sind unsere langjährige Erfahrung
und ein Höchstmaß an Kompetenz. Gerade bei
komplexen Projekten begleiten wir zusammen
mit unseren Herstellern unseren Kunden von
der Spezifikation über die Musterproduktion
bis hin zur Fertigung und Lieferung.«
Semi Custom-Displays reichen von recht einfachen passiven LCDs bis zu High-End-TFTProdukten. Die Basis ist ein Standard-Display,
das auf die Anforderungen des Kunden angepasst wird. Beispielsweise lässt sich durch
Änderung des Flüssigkristallmaterials die
Display-Zelle z.B. auf einen größeren Temperaturbereich optimieren. Durch eine Änderung
des Backlights kann die Helligkeit erhöht werden, um dann mit Dimmen auf den ursprünglichen Helligkeitswert die Lebensdauer des
Systems zu steigern. Es ist möglich, den Backlight-Treiber im Display zu integrieren oder an
Stelle der vorhanden Schnittstelle durch Bestückung eines Controllers bereitzustellen.
Durch eine geschickte Auswahl aller Kompo-
nenten lassen sich der Energieverbrauch des
Displays und die Batterielebensdauer in
Handheld-Geräten optimieren. Weitere Optionen für kundenspezifische Varianten betreffen mechanische Modifikationen, z.B. am
Bezel- oder Backlight-Körper, sowie die Anpassung des Folienanschlusskabels (FPC). Um
den nach einer Betrachtungsseite geringeren
Blickwinkel bei TN-Displays zu kompensieren,
kann eine spezielle Folie eingesetzt werden.
Bei einem Full Custom Display-Design ist (fast)
alles möglich, alle Einzelkomponenten des Anzeigesystems werden nach Kundenwunsch
entwickelt und gefertigt. Da für den Kunden
auch die Glaszelle entwickelt wird, ist je nach
Auswahl des Herstellerpartners in Asien selbst
die Wahl der LCD-Technologie beim TFT-Display zwischen TN, MVA und IPS möglich. Bei
passiven Displays sind alle gängigen Technologien für verschiedene Performances von Positive Mode zu Negative Mode mit den daraus
resultierenden Farbgebungen verfügbar. Dies
ist entscheidend für die optische Performance
des Displays, beeinflusst jedoch auch den Preis
der kompletten Display-Lösung. Auch die Vor-
Für Kunden
Display-Navigator
Um die Suche nach dem auf die Anwendung optimierten Display zu erleichtern, bietet MSC Technologies unter www.msc-technologies.eu einen intelligenten DisplayNavigator an.
10
MSC Solution Guide
„
Roland Federle, Marketing Manager
BU Displays, MSC Technologies
Wir begleiten unsere Kunden
von der Spezifikation bis hin zur
Fertigung und Lieferung.
“
gaben in puncto Außenabmessungen haben
Einfluss auf das Design. Roland Federle: »Am
Ende steht eine Display-Lösung, die im Gegensatz zum Standard-Display keinerlei Kompromiss darstellt. Darüber hinaus erhält der Kunden für eine relativ lange Zeit eine Verfügbarkeitsgarantie des Produkts.« Für alle genannten Display-Varianten von monochrom passiv
bis hin zum Full Custom TFT stehen optional
MSC-Touch-Sensoren zur Verfügung.
MSC Technologies bietet zur Abrundung des
Portfolios die im eigenen Hause entwickelten
Touch-Technologien wie DITO und Nanosilber
auch mit einer kundenspezifischen Cover Lens
an (siehe Fachartikel zu Touch-Technologien).
Die MSC-Spezialisten begleiten den Kunden
bis ins EMV-Labor, wo die finale Justierung
der Parameter stattfindet.
■
NLT Technologies
SVGA TFT LCDs mit langlebigem
Backlight
Für raue industrielle Anwendungen
liefert MSC Technologies zwei neue
SVGA (800 x 600 Pixel) TFT LC
Displays von NLT.
B
esonders hervorzuheben ist die erstmalig von NLT angebotene lange
Lebensdauer des LED-Backlights von
100.000 Stunden. Damit ist ein 24/7-Dauerbetrieb für einen Zeitraum von elf Jahren
möglich. Durch die lange Lebensdauer des
Backlights lassen sich die Wartungszeiten
und Kosten des Visualisierungssystems deutlich reduzieren. Dank des erweiterten Temperaturbereichs von –30 bis +80 °C eignen sich
die robusten Displays auch für den Outdoor-
Bereich. Typische Einsatzbereiche sind die
Fabrikautomatisierung, analytische Instrumente sowie leistungsfähige Test- und Messgeräte. Die TFT LCDs NL8060AC21-21D mit
21,34 cm (8,4“) Bildschirmdiagonale und
NL8060AC26-52D mit 26,42 cm (10,4“) nutzen die von NLT entwickelte ColorXcell-Technologie, die für eine echte Farbwiedergabe bei
gleichzeitig geringer Verlustleistung sorgt. Die
typische Verlustleitung wird mit 3,4 W bzw.
mit 4,7 W für das größere Display angegeben.
Darüber hinaus bieten die Displays alle für
industrielle Anwendungen typischerweise geforderten technischen Daten. Die Helligkeit
beträgt 400 cd/m² (typ.), das Kontrastverhältnis liegt bei 800:1 (NL8060AC21-21D) bzw.
900:1 (NL8060AC26-52D). Der Blickwinkel
beträgt horizontal und auch vertikal 160 Grad.
Die Display-Oberfläche ist mit einem AntiGlare-Film versehen.
■
Anzeige
Displays Integration der PCT-Technologie
Tipps zum optimalen Touch
In modernen Visualisierungssystemen der Industrie kommen
immer mehr hochauflösende Displays mit robuster PCT-Technologie (projiziert kapazitiver Touch)
zum Einsatz. Bei Beachtung aller
mechanischen und elektrischen
Anforderungen dieser Technologie ist eine zuverlässige
Bedienbarkeit der PCT-Systeme
über die gesamte Lebensdauer
zu erreichen.
Von Frank Plönißen,
Line Manager Touch Systems,
MSC Technologies
D
„
Frank Plönißen, Line Manager
Touch Systems, MSC Technologies
Ein PCT muss richtig
integriert werden.
“
ie PCT-Technologie basiert auf einer
Beeinflussung des elektrischen Feldes
eines Kondensators durch einen Finger oder geeigneten Stift. Durch Strukturierung der Kondensatormatrix können mehrere
Berührungspunkte gleichzeitig in der Position erkannt werden. Vor einer Anzeigeeinheit
montiert, lassen sich die Berührungen von
dargestellten Symbolen verstehen, um darauf
zu reagieren (Bild 1).
Heutige Multitouch-Systeme verstehen mindestens fünf bis über zehn Touch-Punkte
gleichzeitig. Die Bedienoberfläche bietet die
von den verbreiteten Betriebssystemen angebotenen Funktionen: Ein Finger wird beim kur-
Bild 1:
PCT-Sensoren durchdringen
unterschiedliche Materialien und erlauben
die Bedienung des Bildschirms auch durch
geschlossene Glas- und Kunststoffoberflächen.
12
MSC Solution Guide
zen Aufsetzen als Auslösung einer Aktion gewertet, beim Streichen über ein Bild wird dieses
innerhalb der Anzeigefläche verschoben. Zwei
Finger werden zum Scrollen, als Zoom-Funktion oder zum Umblättern verwendet, und drei
Finger zum Wechseln zwischen gleichzeitig
laufenden Programmanwendungen. Das Erkennen und Ausblenden definierter Bereiche,
z.B. Handballen, ist möglich. Zudem kann der
Einfluss von ablaufendem oder stehendem
Wasser teilweise unterdrückt werden.
Die PCT-Technologie ist kontaktlos, robust
und wartungsarm. Das Gerätedesign lässt sich
optisch ansprechend und hochwertig ausführen. Bei der Bedienung gibt es allerdings einige Einschränkungen, z.B. bei wechselnden
Handschuhdicken. Schwierigkeiten bereitet
weniger die Materialdurchdringung, sondern
eher die Erkennung der Position, ab der ein
Anwender zuverlässig den Kontakt mit der
Bedienfront fühlt. Flüssigkeiten oder Gels auf
der Bedienfront, z.B. salzhaltige Flüssigkeiten
wie Blut, sind ebenfalls ein Grund für auftretende Bedienfehler.
Frank Plönißen, Line Manager Touch Systems,
MSC Technologies, weiß: »Um eine hohe
Funktionalität und eine sichere und zuverläswww.msc-technologies.eu
sige Bedienbarkeit über die gesamte Lebensdauer des HMI-Produkts zu erreichen, muss
ein PCT ein einziges Mal richtig integriert und
abgestimmt werden. Bei der Integration eines
PCTs sollten bereits von Anfang an die mechanischen und elektrischen Limitierungen dieser
Technologie berücksichtigt werden. Ein einfacher Austausch z.B. eines resistiven Touchscreens durch ein kapazitives Touch-Modell
ist nicht möglich.« MSC Technologies bietet
als erfahrener Partner umfassende Unterstützung bei der PCT-Integration an und vertritt
namhafte Hersteller von TFT-, Touch- und
passiven Displays.
PCT-Sensoren sind in verschiedenen Ausführungen aus zwei verklebten flexiblen Folien
oder aus zwei verklebten Glasplatten erhältlich. Mischarten aus Glas/Folie/Folie, Glas/
Folie oder auch nur ein einzelnes Glas existieren ebenso. Die Montage der Touch-Einheit
erfolgt in der Regel durch Verkleben in die
Gehäuseschale. Bei der Passgenauigkeit des
Deckglases in die Gehäuseschale sind neben
den Toleranzen, die durch den Fertigungsprozess bedingt sind, auch die thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu beachten. Eine
Materialausdehnung bei höheren Temperaturen kann sogar zum Bruch des Glases führen.
Die Kondensatoren des projiziert kapazitiven
Touch reagieren auf alle Elemente, die eine
ungewollte Änderung des Feldes bewirken.
Hierzu gehören z.B. die Gehäusefrontschalen
aus Metall, die rückseitigen und seitlichen
Display-Gehäusewände sowie Massebänder
Bild 2:
Die Anschlussfahne ist über die
Fläche der Kontaktierung
an den Sensor geheftet
und damit mechanisch
sehr empfindlich.
und -kabel. Zudem können wechselnde Felder
den PCT stören, verursacht durch die DisplayInverter und -Kabel, das Datenkabel zum Display (LVDS-Leitungen), den RFID-Leser, Grafikkarten oder Embedded-Rechnerbaugruppen aufgrund eines zu geringen Abstands. Die
Anschlussfahne des projiziert kapazitiven
Touch muss in ausreichendem Abstand zu
leitfähigen Elementen geführt werden und ist
oft nur über die Breite der Kontaktierung an
der Sensorfläche angebunden. Harte Faltungen oder Knicke dürfen nicht auftreten, Zugoder Scherkräfte sind zu vermeiden (Bild 2).
Die Funktion des Touch und des Controllers
wird durch eine elektromagnetische Störeinstrahlung beeinflusst, da der Touch-Sensor für
die Störung wie ein Antennen-Array wirkt. Eine hohe Störfestigkeit des PCT-Systems ist
durch eine sichere Masseanbindung der verschiedenen Komponenten zu erzielen. Erreicht
wird das beispielsweise durch eine leitfähige
Verklebung von Kupferfolien zwischen Gehäuseschale und Display-Gehäuse. Abschirmende
Maßnahmen auf den zuführenden Leitungen
sind ebenfalls Möglichkeiten, um leitungsgebundene Störungen fernzuhalten.
■
Evervision
Langzeitverfügbare TFT LCD-Module
A
ls Key Distributor von Evervision liefert
MSC Technologies unter der Typbezeichnung VGG804821-6UFLWx eine neue Familie
an 12,7 cm (5“) großen TFT LCD-Modulen.
Die preisoptimierten Displays sind für universelle Anwendungen geeignet, zum Beispiel
im industriellen Umfeld in HMI-Lösungen
oder in der Gebäudeautomatisierung bei Zutrittskontrollsystemen. Auch ein Einsatz im
Außenbereich ist möglich. Alle Produkte von
Evervision sind langzeitverfügbar. Die Module VGG804821-6UFLWx bestehen aus einem
TFT LCD Panel, einer Treiberschaltung und einem LED Backlight. Die Lebensdauer des LED
Backlights wird mit 60.000 Stunden (Umgebungstemperatur 25 °C) angegeben. Das Display weist eine WVGA-Auflösung von 800 x
480 Bildpunkten auf. Die Helligkeit beträgt
500 cd/m², das Kontrastverhältnis liegt bei
400:1. Die implementierte Ultra Wide Viewing-Technologie vergrößert den Blickwinkel
auf 150 Grad horizontal und 140 Grad ver-
tikal. Die Evervision-Module sind mit resistivem Touch Panel oder auch mit integriertem
IPCT Panel (Improved Projected Capacitive
Touch) lieferbar.
■
MSC Solution Guide
13
Displays Unbeleuchtete, reflektive Memory TFT Displays bis 11,17 cm (4,4“)
Energieeffizienz
steht an erster Stelle
Müssen industrielle und
kommerzielle Anwendungen
mit der Energie einer Knopfzelle
Jahre auskommen, bietet sich
der Einsatz von energieeffizienten Memory TFTs an.
MSC Technologies entwickelt und
liefert Customized-Produkte,
die auf der fortschrittlichen
Technologie von Sharp
basieren.
E
nergieeinsparung und Reduzierung der
Leistungsaufnahme sind Themen, die
beim Einsatz elektronischer Systeme
immer wichtiger werden. Im Bereich DisplayTechnologie bedeutet das vor allem eine
Reduzierung der Leistung der Hintergrundbeleuchtung und die Minimierung der Treiberfrequenz (Drive Frequency). Die Antwort
der Display-Hersteller heißt dazu: E-paper,
E-ink und seit kurzem auch Memory TFT.
Ein Memory TFT ist ein unbeleuchtetes, reflektives (rückstrahlendes) Displays, das mit einer
Low Frame Rate-Ansteuerung und einer Pixel
Based-Speicherung zum Einfrieren der Pixel
ausgestattet ist. Den höchsten Einfluss auf
den Energiebedarf hat die Treiberfrequenz. Je
geringer die Frame Rate, desto geringer ist der
Leistungsverbrauch. Die Pixel-Speicherung
erlaubt dem Modul ein Speichern des Bildes
auf Pixel-Niveau mit Ruhigstellung des Datentreibers. Auf Drängen einiger Anwender
werden auch transflektive (halbdurchlässige)
Displays mit Beleuchtung angeboten. Michael Marks, Senior Business Development Manager Displays, MSC Technologies, sagt: »Das
ist zwar kontraproduktiv in Bezug auf die
Einsparung, hat jedoch bei fachgerechter
Ausführung einen nicht so hohen Einfluss auf
die Energiebilanzkurve.«
„
Michael Marks, Senior Business Development
Manager Displays, MSC Technologies
Wir entwickeln
auch kundenspezifische
Systeme.
“
Den Einstieg in die TFT Memory-Technologie
realisiert das PNLC (Polymer Networked Liquid
Crystal) Display mit einem PNLC Layer, der
sich zwischen einer transparenten Oberflächenelektrode und einer verspiegelten, reflektiven Pixel-Elektrode befindet. PNLC-Module
benutzen einen Scattering Mode und benötigen keinen Polfilter. Das Ergebnis ist ein sehr
klares, chromatisches Bild auf dem Display.
Eine weitere Version ist das HR-Modell (high
reflective). Dabei wird zur Kontrastverbesserung als Top-Layer ein Polfilter hinzugefügt.
Das auch „Paper Like“ genannte Modell ist
heute in Europa am weitesten verbreitet.
Einer der Pioniere der Memory TFT-Technologie ist Sharp. Bild 1 zeigt den prinzipiellen
Aufbau eines Displays. Das verwendete Interface ist sehr einfach gehalten: 2 x GND, ein
serielller Eingang und ein Spannungseingang.
Im Glassubstrat befinden sich:
• Time Generator
• 3-Line Serial Interface
• Common Electrode Driver
• Scan Driver
• Polar Inversation Circuit
• Data Driver
• Pixel Memory Circuit
Bild 1: Prinzipieller Aufbau
eines Memory TFT Displays
Grafiken/Bilder: Sharp
14
MSC Solution Guide
Wurde das Bild einmal aufgebaut, so wird es
im 1-Bit-Pixel Memory pixelweise gespeichert. Ein Refreshing ist nicht nötig, nur die
Spannung muss anstehen. Dies ist der größte
Unterschied zur E-paper-Technologie.
Die gesamte Leistungsaufnahme ist abhängig
von der Treiberfrequenz des dargestellten Bildes. Bei 1 Hz beträgt die Leistungsaufnahme
10 µW, gemessen bei einem monochromem
Memory TFT mit Formfaktor 3,4 cm (1,35“)
und 50 % Zellen auf „ON“. Stehen alle Zellen
auf „ON“, erhöht sich der Leistungsstand von
10 µW auf 15 µW.
Wie erwähnt, lässt sich der Leistungsverbrauch
durch Reduzieren der Treiberfrequenz verringern. Eine kleine Treiberfrequenz verursacht
jedoch ein Flimmern und ein nicht stetig
gleichbleibendes Bild. Dieses Problem löst
Sharp durch eine Modifikation der Monomer
(niedermolekularen, reaktionsfähigen Moleküle) und des Flüssigkeitskristallmaterials in der
PNLC. Mit diesen Maßnahmen wird die Sättigungsspannung kleiner, ohne Auswirkungen
auf den Reflektionsgrad. Erreicht wird eine
reduzierte Frame Rate und ein stabiles Bild.
Bild 2: Der Anfang ist gemacht.
Weitere farbige Lösungen werden folgen.
Für Kunden
Display-Broschüre
Ihr umfangreiches Angebot an innovativen Displays von mehr als 30 Herstellern hat
MSC Technologies in ihrer 68-seitigen Broschüre „Field of Vision“ dargestellt.
Memory TFTs sind als Ultra Low Power-System
für zahlreiche industrielle und kommerzielle
Anwendungen geeignet, wo man mit der
Energie einer Knopfzelle Jahre auskommen
muss. Beispiel sind portable Geräte, Uhren
(Sport-Uhren), Fahrradcomputer, Messgeräte,
Medizinsysteme, Weiße Ware, elektronische
Preisschilder, Berührungsmesser und Pager im
Sicherheitsbereich.
Das Sharp-Display im Formfaktor von 6,85 cm
(2,7“) weist eine hohe Auflösung von 400 x
240 Bildpunkten auf. Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von –20 bis +70 °C.
Eine Leistungsaufnahme von 50 µW (statisch)
und 175 µW (dynamisch) garantieren der Batterie ein langes Leben. Eine schnelle Bildwiederholfrequenz von 25 ms lässt einen schnellen Bildwechsel zu. Einzelne Bildsegmente
sind unabhängig zum Gesamtbild veränderbar. Die Option „Transflektiv“ und somit eine
Beleuchtungsmöglichkeit macht diesen Formfaktor zum zentralen Produkt in Europa.
Die Möglichkeit, kundenspezifische Beleuchtungen mit den gewünschten Parametern herzustellen und in das Memory TFT zu integrieren,
lässt den Anwenderbereich weiter wachsen.
Michael Marks: »Der Ablauf einer solchen Lösung ähnelt einem Customized-Produkt in der
Welt der passiven LCDs. Die Basis sind intensive Gespräche zwischen uns und dem Kunden.
Das Resultat ist eine Counter Drawing-Zeichnung zur Fertigung der Muster. Nach Freigabe
dieser Zeichnung und der Muster steht der
Serienherstellung nichts mehr im Wege.«
Nach Auswahl des geeigneten Memory TFTs
wird die gewünschte Beleuchtung, meistens
LED, festgelegt. Die Leuchtstärke bzw. Dichte
und die Beleuchtungsfarbe werden bestimmt.
Als besonders tauglich hat sich die Beleuchtungsfarbe Weiß herauskristallisiert. Die LED
wird dann mit den nötigen Diffuserscheiben
in den Beleuchtungskörper eingefasst. Zum
leichten Einbau verfügt die Beleuchtungseinheit über die benötigten Befestigungsarten.
Die Hintergrundbeleuchtung erhält nun die
ausgewählte TFT, und abschließend erfolgt die
Verklebung des kundenspezifischen FPCs. Diese Einheit erhält, nach einer Reihe von Einzeltests, den Abschlusstest. Die bei diesem Test
gewonnenen Werte finden sich dann in der
vollständigen Spezifikation wieder und bilden
die Grundlage dieses Moduls. Ein neues Serienprodukt ist entstanden.
Derzeit sind von Sharp folgende Modellgrößen erhältlich: 2,5 cm (0,99“), 3,378 cm
(1,33“), 3,048 cm (1,2“), 6,85 cm (2,7“) und
11,17 cm (4,4“). Ein weiterer Schritt ist das
Thema „Farbe“, bevor größere Formfaktoren
angeboten werden. Das erste farbige Memory
TFT mit einem Formfaktor von 3,38 cm (1,33“)
macht den Anfang (Bild 2). Mit seinen acht
Farben und einer Auflösung von 128 x 128
Pixeln genügt es für einfache Darstellungen
von Messkurven in der Industriewelt.
■
Mitsubishi
SXGA+ TFT Displays
D
ie neuen 38,1 cm (15“) großen TFT Displays von Mitsubishi (Vertrieb: MSC
Technologies) sind gekennzeichnet durch
eine hohe Auflösung von 1400 x 1050 Bildpunkten (SXGA+, 117 ppi). Die beiden Displays sind für den Einsatz im industriellen
Umfeld ausgelegt, z.B. in der Bildverarbeitung, in der Messtechnik und in der Medizintechnik. Darüber hinaus eignen sie sich als
Anzeigeinstrumente in Zügen oder Schiffen.
Der Arbeitstemperaturbereich der hochauflösenden Displays ist besonders weit und reicht
von –30 bis +80 °C. Das Modell AA150PD03
verfügt über eine Helligkeit von 500 cd/m²,
das AA150PD13 punktet mit 1000 cd/m².
Dank des Kontrastverhältnisses von 1000:1
ist eine gute Ablesbarkeit auch in hellen
Umgebungen sichergestellt. Beide Displays
weisen aufgrund der implementierten IPSTechnologie einen weiten Blickwinkel von 85
Grad nach allen Seiten (horizontal und vertikal) auf. Die 6 bit / 8 bit LVDS-Datenschnittstelle unterstützt eine Farbpalette von bis zu
16,7 Millionen Farben.
■
MSC Solution Guide
15
Displays Industrie, Medizin, Public Information
Fünf Jahre verfügbar
Im Rahmen seines Hybridkonzept bietet Innolux an, dass Consumer-Displays (Monitorund Notebook-Displays) gegen einen geringen Preisaufschlag mit einer verlängerten
Verfügbarkeit ausgestattet werden, das heißt
Zeitspanne der Serienfertigung plus ein Jahr.
Dies kann auf Projektbasis vereinbart werden.
Angeboten werden unter anderem 54,6 cm
(21,5“) und 60 cm (23,6“) große FHD Displays
mit PCAP-Technologie, wobei der Touch-Sensor direkt auf dem TFT–Glas laminiert ist
(Touch On Display-, TOD-Technologie).
Das 43 cm (17 Zoll) große Display G170J1-LE1
mit WUXGA-Auflösung zeichnet sich durch
seine Industrietauglichkeit aus.
Der von MSC Technologies
vertretene Display-Hersteller
Innolux mit Fabriken in Taiwan
und China hat sich auf Produkte
für industrielle, medizinische und
Public Information-Anwendungen
spezialisiert.
D
er taiwanische Hersteller Innolux gewährleistet für seine Industrie-Displays
der G-Line-Linie eine Verfügbarkeit
von mindestens fünf Jahren ab Serienstart.
Das Angebot umfasst alle wichtigen Diagonalen im Standard- und Widescreen-Format.
Das 43 cm (17 Zoll) große Modell G170J1-LE1
mit WUXGA-Auflösung (1920 x 1200 Pixel)
bietet eine Helligkeit von 600 cd/m² und einen weiten Blickwinkel von 176°.
KOE Europe
SC Technologies hat leistungsstarke
TFT Displays mit überbreitem Seitenverhältnis (Letter Box-Format) von KOE Europe in ihr Produktportfolio aufgenommen.
Die breitformatigen Displays sind in den drei
Versionen 37,8 cm (14,9“) mit einer Auflösung
von 1280 x 242 Bildpunkten, 25,9 cm (10,2“)
mit 800 x 256 Bildpunkten und 15,7 cm (6,2“)
mit 640 x 320 Bildpunkten verfügbar.
Typische Anwendungen sind neben Glücksspielautomaten unter anderem audiovisuelle
und Infotainment-Systeme, digitale Beschil-
16
MSC Solution Guide
Im Bereich Public Information Displays ist Innolux ein Einsteiger. Der Fokus liegt hier auf
UHD TFTs mit 3860 x 2160 Bildpunkten. Angeboten werden Displays mit Diagonalen von
71,1 cm (28“) bis 215,9 cm (85“) vor allem für
Indoor-Anwendungen. Daneben sind Stripdisplays (Stretched) der Serie S290AJ1-LE1 (73,7
cm (29“), 1920 x 540) verfügbar, die nicht wie
üblich aus bereits komplett fertigen Displays
geschnitten werden, sondern aus dem Mutterglas in der Produktion.
■
Ampire
Letter Box Displays
M
Die von Innolux speziell für den medizinischen
Bereich ausgelegten Displays werden in Japan
nach speziellen Qualitätsanforderungen in
kleineren Produktionslosen gefertigt. Torsten
Mindach, Linemanager Display Solutions,
MSC Technologies, sagt: »Hier gilt ’Zero Pixel
Defekt’ und eine siebenjährige Verfügbarkeit
als Standard.« Displays für Medizintechnik
sind zwischen 48,3 cm (19“) und 81,3 cm (32“)
lieferbar.
derungssysteme, Kassen- und Verkaufsterminals sowie industrielle Messausrüstungen.
Das 37,8 cm große Modell TX38D25VM0CAA
basiert auf der IPS-Technologie (in-plane
switching), die für eine exzellente Farbcharakteristik über beinahe den kompletten
Blickbereich sorgt. Das Display verfügt über
ein Kontrastverhältnis von 800:1 und ein
Bildverhältnis von 16:3. Die LED-Hintergrundbeleuchtung mit einer Lebensdauer von
70.000 Stunden und die Helligkeit von 450
cd/m² stellen eine ausgezeichnete Performance sicher.
■
Semicustom
Displays
E
ine jahrzehntelange Partnerschaft verbindet MSC Technologies mit dem Display-Spezialisten Ampire aus Taiwan. Der
Hersteller beherrscht im eigenen Hause den
kompletten Frontend- und Backend-Prozess
und kann sehr flexibel von Kunden gewünschte Modifikationen realisieren. Roland Federle,
Marketing Manager BU Displays, MSC Technologies, sagt: »Ampire stellt eine selbst nach
europäischem Standard hohe Qualität seiner
langzeitverfügbaren Produkte sicher.«
■
4K Displays für Digital Signage und die Medizintechnik
Schärfer als unser Auge
Besondere Herausforderungen an hochauflösenden 4K Displays für professionelle
Anwendungen sind neben der Ansteuerung
ein erweiterter Temperaturbereich,
eine geringe Neigung zu Image Sticking
und eine hohe Zuverlässigkeit als
Voraussetzung für eine lange Einsatzdauer
des Endgeräts.
I
nnovative Consumer-Technologien finden nicht immer sofort den breiten Einzug in industrielle Anwendungen. Dies
trifft sicherlich auch für hochauflösende 4K
Displays mit 3840 x 2160 Pixeln zu. Bei Ableseentfernungen von mehr als 3 m können
die Benutzer in der Regel keinen Unterschied
von 4K im Vergleich zu Full HD-Anzeigen unterscheiden. Unsere Augen können nur eine
bestimmte Pixel-Größe auflösen, im Idealfall
etwa 1 mm bei 3 m Abstand.
Roland Federle, Marketing Manager BU Displays bei MSC Technologies, weiß: »Große
Auflösungen wie 4K oder sogar 8K machen
vor allem bei großflächigen Monitoren und
einem geringen Betrachtungsabstand zur
Bildebene Sinn. Bei einem 61 cm (24“) Display
mit 4K-Auflösung wie dem LM238WR1 von
LG Display mit einem Pixel Pitch von 0,13 mm
dürfte selbst aus der Nähe die Pixel-Auflösung schon nicht mehr erkennbar sein, bei Full
HD mit einem Pitch von ca. 0,3 mm kaum. 4K
lässt ein Bild selbst bei großen Diagonalen wie
beim 213,4 cm (84“) TFT LCD LD840EQD-SEM
von LG Display noch wie ein gutes Poster aussehen.«
Die hohe Auflösung von 4K ist besonders für
die großformatigen E-Signage Displays interessant, zum Beispiel in Einkaufszentren, wo
die Anzeigesysteme von den Kunden in geringem Abstand direkt per Touch bedient werden
und kleinst geschriebene Informationen klar
lesbar sein müssen. Darüber hinaus kommen
4K Displays in ausgewählten Bereichen der
Industrie zum Einsatz, zum Beispiel in der
Druckindustrie, bei der Bildverarbeitung und
vor allem in der Medizintechnik. »Aber in den
meisten Industrieanwendungen«, so Roland
Federle, »reicht Full HD heute bei weitem aus«.
MSC Technologies bietet derzeit mit etwa
4K Displays verfügen über eine Auflösung von 3840 x 2160 Pixel.
hundert verschiedenen Full HD Displays in den
Diagonalen von 17,8 cm (7“) bis 203 cm (80“),
aber auch mit knapp zwanzig 4K Displays von
60,5 cm (23,8“) bis 213,4 cm (84“) ein sehr
breites Produktportfolio an.
Image Sticking. Weitere Anforderungen sind
eine hohe Zuverlässigkeit als Voraussetzung
für eine lange Einsatzdauer des Geräts und
eine lange Verfügbarkeit von bis zu drei Jahren nach Produkteinführung.
Hochwertige Displays, die im industriellen
Umfeld eingesetzt werden, müssen im Vergleich zu Consumer-Produkten zusätzliche
Eigenschaften erfüllen. Eine wichtige Rolle
spielen für viele Anwendungen ein erweiterter
Temperaturbereich und geringe Neigung zu
Ein zentrales Thema für den Einsatz hochauflösender Displays ist ihre Ansteuerung, demzufolge ändern sich auch die Schnittstellen
sowohl extern zum Rechner als auch intern
zum Display. War für die kleinen und mittleren
Auflösungen noch die alte CRT-Schnittstelle
oder DVI bzw. intern LVDS die Lösung, kommt
jetzt HDMI zur Übertragung von kopiergeschützten, hochauflösenden, digitalen Videound Audiodaten zum Einsatz. Eine Alternative
ist DisplayPort (DP) als eine VESA genormte,
im Gegensatz zur HDMI-Lizenz freien Schnittstelle zur Übertragung von Audio- und Videosignalen zwischen Computer und Bildschirm.
Als internes Interface stehen 4 Channel LVDS,
V by One (Video by onepair) oder embedded
DisplayPort (eDP) zur Diskussion. Während die
Applikationen mit 4 Channel LVDS-Schnittstelle wegen der umfangreichen Signalleitungen und der relative geringen Übertragungsgeschwindigkeit allmählich zurückgehen und
V by one lediglich bei großen Diagonalen zu
finden ist, ist eDP als interne Schnittstelle und
DP für extern stark im Kommen (siehe Artikel
zu eDP ab Seite 24).
■
„
Roland Federle,
Marketing Manager BU Displays,
MSC Technologies
4K ist interessant
für großflächige Displays,
die aus der Nähe betrachtet
werden.
“
MSC Solution Guide
17
Displays Sharp, AUO und NLT
Erste industrielle Full HD Panels
mit einer 47 cm (18,5“) großen Diagonale
M
SC Technologies hat drei Industrie-Panels in ihr Produktportfolio aufgenommen, die sich durch ihre Full HD-Auflösung
(1920 x 1080 Pixel) bei einer Bildschirmdiagonale von 47 cm (18,5“) und einem Seitenverhältnis von 16:9 auszeichnen.
Bislang waren 47 cm (18,5“) große Displays
nur mit HD-Auslösung erhältlich. Weitere
wichtige Merkmale der neuen Produkte sind
ein ultraweiter Betrachtungswinkel, eine ausgezeichnete Lesbarkeit aufgrund eines hohen
Kontrasts und einer guten Farbwiedergabe.
Alle Displays arbeiten in einem weiten Temperaturbereich von –20 bis +70 °C und sind
deshalb besonders für Anwendungen in der
Industrie und der Medizintechnik geeignet.
• Das Full HD Panel LQ185M3Lxxx_LD von
Sharp verfügt über eine Luminanz von 400
cd/m² (typ.), das Kontrastverhältnis wird
mit 1500 : 1 angegeben. Der Betrachtungswinkel beträgt 85/85/85/85 Grad.
• Das Modell G185HAN01.0 von AUO bietet
eine Helligkeit von 350 cd/m² (typ.) und einen
Kontrast von 1000:1 (typ.). Der Betrachtungswinkel ist mit 89/89/89/89 Grad etwas größer
als beim Sharp Panel.
• Das Panel NL192108AC21-01D von NLT ist
gekennzeichnet durch eine Luminanz von 400
cd/m² (typ.) und ein Kontrastverhältnis von
700:1 (typ.). Der Betrachtungswinkel liegt bei
88/88/88/88 Grad.
Alle drei Displays weisen eine aktive Fläche
von 409,8 x 230,4 mm auf, die Außenabmessungen sind mit 430,4 x 254,6 x 12,5 bzw.
12,4 mm (AUO) beziehungsweise TBD (NLT)
beinahe identisch. Die Modelle von Sharp und
AUO verfügen über eine Dual 8 bit LVDSSchnittstelle, NLT bietet neben einer LVDSVersion auch ein Panel mit eDP (embedded
DisplayPort) Interface an. Die Treiberbaugruppe für das LED Backlight ist bei allen
Modellen im Anzeigesystem integriert. Sharp,
AUO und NLT stellen für das LED Backlight
eine Lebensdauer von 50.000 Stunden sicher.
Alle Full HD Panels sind laut Hersteller mindestens fünf Jahre ab erster Produkteinführung lieferbar.
■
KOE Europe
Für den Betrieb unter extremen Temperaturen
D
as robuste 17,78 cm (7“) Rugged+ TFT
Display-Modul TX18D205VM0BAA von
KOE, das von MSC Technologies vertrieben
wird, ist für den Betrieb von -40 bis +85 °C
ausgelegt. Bisher sah die Spezifikation einen
Bereich von -30 bis +80 °C vor. Die Lagertemperatur des Displays wurde ebenfalls erhöht und liegt jetzt zwischen –40 bis +90 °C.
Das TFT Dìsplay bietet eine WVGA-Auflösung
mit 800 x 480 Pixel im 15:9-Breitbildformat.
Die integrierte IPS (in-plane switching)-Technologie stellt eine homogene Farbwiedergabe
über einen weiten Blickwinkel von 170 Grad
(vertikal und horizontal) sicher. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für moderne
HMI-Anwendungen. Das Kontrastverhältnis
liegt bei 1000:1, die Helligkeit beträgt 800 cd/
m². Die Lebensdauer des LED-Backlights gibt
KOE mit 70.000 Stunden an. Die 40 Pin CMOSSchnittstelle unterstützt 6 Bit RGB-Daten,
was einer Farbpalette von bis zu 262.000 Farben entspricht. Als Alternative ist das mechanisch und optisch vergleichbare Display-Modul TX18D206VM0BAA erhältlich, das über
ein 20 Pin LVDS Interface verfügt. Die Außen-
18
MSC Solution Guide
abmessungen des 17,78 cm (7“) Rugged+
Displays betragen 167,7 x 109,45 x 9,0 mm,
die aktive Fläche liegt bei 152,4 x 91,44 mm.
Zum Einsatz kommt es vor allem in Anwendungen, die einen zuverlässigen Betrieb unter
extremen Temperaturen erfordern.
Das Display zeichnet sich durch robuste mechanische und elektrische Eigenschaften aus
und ist sehr widerstandsfähig gegen Schock,
Vibration und elektrostatische Entladung. Typische Märkte sind Industrie, Medizintechnik,
Automotive, Marine und Luftfahrt.
■
Embedded Bild 1.
Hohe Individualität und
flexible Konfigurationen
sind heute gefragt.
Modularität sichert hohe Flexibilität und kurze Entwicklungszeiten
Schnell zum optimierten
Industriesystem
Die modularen EmbeddedSysteme aus der NanoServerFamilie der Marke DSM Computer
können innerhalb kurzer Zeit
und mit optimierten Kosten
an spezielle Anwendungen
angepasst werden. Um in allen
entscheidenden Projektphasen
eng mit den Kunden zusammenzuarbeiten, entwickelt und fertigt
MSC Technologies ihre Standardund maßgeschneiderten OEMProdukte in Deutschland.
E
mbedded-Lösungen für den Industriemarkt zeichnen sich heute mehr denn
je durch ihre hohe Individualität und
flexible Konfigurationen aus. Selbst bei kleinen Stückzahlen wünschen sich OEM-Kunden auf die spezielle Anwendung optimierte
Rechner zu Konditionen von Standardsystemen und sind in der Regel nicht bereit, hohe
Entwicklungskosten zu bezahlen. Auch für
technisch anspruchsvolle Produkte wächst
der Preisdruck. Hinzu kommt die Vorgabe
nach immer kürzer werdenden Design- und
Lieferzeiten, um das System schnell auf den
Markt zu bringen. Die robusten IPCs müssen
zudem im Betrieb ohne Service-Einsatz zuverlässig arbeiten und mehr als fünf Jahre
verfügbar sein.
Wie lassen sich diese Anforderungen des
Marktes erfüllen? Maßgeschneiderte Embedded-Systeme nach Kundenwunsch sind innerhalb kurzer Zeit und mit optimierten Kosten
nur durch eine umfangreiche Palette an Standardprodukten und einen durchgängigen
Plattformgedanken umzusetzen. Christian
„
Christian Lang,
Senior Manager Embedded Solutions,
MSC Technologies
Building Blocks sind
die Basis für kundenoptimierte
Rechnersysteme.
“
Lang, Senior Manager Embedded Solutions,
MSC Technologies, erklärt: »Wir haben als Basis für die Entwicklung kundenoptimierter
Rechner vielfältige Building Blocks vordefiniert, die in ihren Leistungsdaten skalierbar
sind. Die Building Blocks werden nach den
Anforderungen der Kunden entwickelt und
MSC Solution Guide
19
Embedded kurzfristig bereitgestellt.« Das Baukastensystem umfasst standardisierte Computer-OnModule, Baseboards, Standard-Mainboards,
flexible Industriegehäuse, Kühllösungen, moderne Speichermodule, Solid State Disks und
zahlreiche Displays mit oder ohne TouchTechnologie - alles aus einer Hand (Bild 1).
Das Ziel ist, so Christian Lang, die Realisierung
von Embedded-Produkten für unterschiedliche Anwendungen, die aus möglichst vielen
gleichen Komponenten bestehen.
Das Design eines Industrierechners beinhaltet
u.a. die Integration eines Mainboards oder
eines Computer-on-Modules mit Baseboard,
den Einbau von HDDs / SDDs, die Stromversorgung und die Verkabelung. Nach der Analyse und der Definition des optimalen Kundensystems zeigt sich bei den meisten Projekten, dass ein auf die Anwendung optimiertes
Kühlprinzip erarbeitet werden muss. Hinzu
kommt in intelligenten HMI-Anwendungen
die Integration eines passenden, industrietauglichen Displays mit oder ohne Touchscreen, das ebenfalls von MSC Technologies
verfügbar ist.
Während der Design-Phase werden u.a. 3D
CAD-Systeme und eine Temperatursimulation
eingesetzt. Alle Industrierechner durchlaufen
einen funktionalen Test, eine Kompatibilitätsverifikation und Prüfungen, die unterschiedlich
raue Umgebungen je nach Anwendung simulieren. Zulassungen nach CE, FCC, UL, EN 60601
usw. können durchgeführt werden. Die Fertigung der komplexen Systeme erfolgt in der
MSC-eigenen Produktionsstätte in Freiburg,
Bild 2.
Der NanoServer N1-A3
basiert auf der Intel
Atom-Technologie.
die darauf spezialisiert ist, flexibel, effizient
und zeitnah Klein- und Großserien mit Losgrößen von mehreren hundert Stück pro Woche
herzustellen. Die Fabrik ist nach ISO 9001:2008
und ISO 13485 (Medizin) zertifiziert.
Als Basis für ein kundenspezifisches Projekt
kann beispielsweise ein Embedded-System
aus der neuen NanoServer-Familie der Marke
DSM Computer dienen, das von MSC Technologies angeboten wird.
und Grafikleistung bieten sich ein High-end
NanoServer mit Intel Core-Prozessoren i3 / i5 /
i7 der vierten Generation und Desktop-Chipsatz Intel Q87 Express an. Um unterschiedliche CPU Boards einfach und flexibel integrieren zu können, ist die neue NanoServer-Familie mit einem IO Shield ausgestattet. Damit
lässt sich für alle Rechnermodelle gleicher
Bauhöhe ein identisches Gehäuse verwenden,
unabhängig von den Steckerausführungen der
einzelnen eingebauten Mini ITX Boards.
Die einzelnen Modelle unterscheiden sich in
der Prozessorleistung der zum Einsatz kommenden industriellen Mini ITX Mainboards.
Steht die Energieeffizienz im Vordergrund,
werden stromsparende Prozessoren der Intel
Atom-Familie integriert (Bild 2). Für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen
mit hohen Anforderungen in puncto Rechen-
MSC Technologies bietet ihre NanoServerFamilie in den drei Varianten NN, N1 und N2
an, die sich in der Anzahl der freien Steckplätze unterscheiden. Neben dem N1-Q87 mit
einem PCI Express-Steckplatz und einer Bauhöhe von 79 mm sind die 58 mm flachen NanoServer NN ohne Steckplatz und N2 mit zwei
Slots verfügbar.
■
Intels Low Power Core-Prozessoren der 6. Generation
Integration auf COM Express-Module
M
SC Technologies stellt die Type 6 COM
Express-Modulfamilie MSC C6C-SLU
vor, die auf den neuen Intel Core-Prozessoren der 6. Generation (Codename „SkylakeU“) basiert. Intels U-Prozessorplattform enthält in einem Gehäuse (Multi-Chip-Package)
neben dem Low Power-Prozessor mit Grafikcontroller auch den kompletten Chipsatz.
Die neue Prozessorlinie schließt die Performance-Lücke zwischen den Intel Atomund den High-end Intel Core-Zwei-ChipLösungen.
Die energieeffizienten COM Express-Module
MSC C6C-SLU im Compact-Format mit 95 x
95 mm weisen eine typische Verlustleistung
von nur 17 - 19 W auf. Deshalb ist die Reali-
20
MSC Solution Guide
sierung von Embedded-Systemen ohne zu
großen Kühlaufwand möglich. Typische Anwendungen sind z.B. in Automatisierungssystemen zu finden.
MSC Technologies bietet die leistungsfähige
COM-Familie MSC C6C-SLU in drei Prozessorvarianten mit Dual-Core Intel Core i7-6600U,
i5-6300U und i3-6100U an. Die TDP der integrierten Prozessoren wird mit 15 W angegeben. Die on-chip Intel HD Graphics Gen. 9
unterstützt DirectX 12 und OpenGL 4.4. Es
lassen sich drei unabhängige Displays mit einer Auflösung von 4k x 2k ansteuern. Eine
Grafikbeschleunigung und hardwarebasiertes
Video En-/Decoding vervollständigen die Feature-Liste.
■
Lüfterlos
Erweiterbarer Panel PC
D
er lüfterlose Panel PC ARC-1209 mit einer
Bildschirmgröße von 30,7 cm (12,1“) von
Avalue, der von MSC Technologies vertrieben
wird, ist für raue Industrieanwendungen ausgelegt. Die Betriebstemperatur reicht von –30
bis +60 °C, der weite Bereich der Eingangsspannung geht von +12 bis 26 V. Der Panel PC
widersteht kontinuierlichen Vibrationen bis zu
5 Grms und Anti-Schock-Tests von 20 Grms.
Das Front Panel erfüllt die Schutzart IP65. Der
Rechner ist in einem IP41 konformem Gehäuse untergebracht. Das Herzstück des energieeffizienten Panel PCs ist der Intel Atom-Prozessor E3845 mit vier Kernen (1,91 GHz) und
integriertem Chipsatz. Die breite Auswahl an
Schnittstellen umfasst USB 3.0, USB 2.0, COM,
HDMI, LVDS, SATA II, WiFi, Audio, ein Mini PCI
Express für mSATA und zwei LAN-Ausgänge.
Für Systemerweiterungen stehen flexible
Expansion-Module zur Verfügung.
■
Für den Elektroschrank
Kompakter Hutschienen-PC
Z
um einfachen Einbau im Schaltschrank
oder Elektroschrank bietet sich der kompakte Hutschienen-PC H1-A3 der Marke
DSM Computer von MSC Technologies an.
Der kompakte Box PC passt mit einer Breite
von nur 124 mm (7 TE) ideal unter die Hutschienen-Normabdeckung. Das robuste und
hochwertige Aluminiumgehäuse weist eine
Höhe von 90 mm und eine Tiefe von 41 mm
(55 mm mit Kühlrippen) auf. Der Rechner
ist für das industrielle Umfeld robust ausgelegt und arbeitet wartungsfrei sehr zuverlässig im 24/7-Betrieb. Dies setzt eine hohe
Qualität des PCs und aller darin verbauten
Komponenten voraus. Der Hutschienen-PC
ist lüflerlos und passiv gekühlt. Er kommt
ohne bewegliche Teile wie rotierende Massenspeicher aus. System-Monitoring, Watchdog und ein effektives Power Management
sorgen zusätzlich für eine hohe Zuverlässigkeit.
Der im H1-A3 integrierte Intel Atom-Prozessor E3800 steht mit der implementierte Intel
VTx Virtualization-Technologie und seiner
Built-in Security Engine zusätzlich für ein
hohes Maß an Datenintegrität und Zuverlässigkeit. Mit den Intel Advanced Encryption
Standard New Instructions (AES-NI) zur
Datenverschlüsselung lassen sich beispiels-
weise die zu übertragenden und gespeicherten Daten in Echtzeit verschlüsseln, ohne die
CPU zu belasten.
■
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‘Right-sized‘
Solutions
Mainboards –
made in Germany
FUJITSU D3313-S – Industrial Mainboard:
Die neuen mini-ITX Modelle D3313-S, des
bewährten Fujitsu Industrie Mainboards mit AMD
Embedded G-Series SOC Technologie, bieten
eindrucksvolle Graphik-Performance bei niedrigstem Energieverbrauch. Die ideale Lösung für
vielfältigste industrielle Anwendungen.
· AMD Embedded G-Series SOC mit 5
verschiedenen APUs von 7–25W TDP
· 24Bit Dualchannel LVDS
· DisplayPort & DVI
· m-SATA & miniPCIe
· 12 & 19–24V DC in Spannungsversorgung
· Erweiterter Temperaturbereich
Internet: fujitsu.com/fts/mainboards
Mail:
[email protected]
Embedded Kompakte Kraftpakete
Vorteile von x86-SoCs für
Embedded-Mainboard-Designs
System-on-Chips (SoCs), die CPU, GPU und I/O-Controller in einem
kompakten x86-Baustein vereinen, bieten gerade im industriellen
und semiindustriellen Embedded-Bereich große Design-Vorteile.
Dieser Beitrag zeigt die Möglichkeiten am Beispiel des Industriemainboards D3313-S von Fujitsu auf, das auf der neuen
AMD Embedded G-Series SoC Plattform basiert.
Von Peter Hoser,
Sales Director OEM, Fujitsu
Fujitsus
Mainboard D3313-S
E
mbedded-Computer mit möglichst
hoher Rechen- und/oder Grafikleistung müssen zusammen mit vielen
anderen Komponenten in kleinen Gehäusen
untergebracht werden, die wenig Raum für
Lüfter usw. bieten. Das haben industrielle
Embedded-Anwendungen im Bereich Automation bzw. Human Machine Interface (HMI)
mit semiindustriellen Applikationen wie Kiosklösungen und Digital Signage gemeinsam:
Der Platz ist begrenzt. Daher sind kompakte
Formfaktoren für Industrie-Mainboards ein
Muss. Das neue Modell D3313-S von Fujitsu
ist deshalb als Mini-ITX-Board mit Abmessungen von 170 x 170 mm ausgelegt. Es ba-
22
MSC Solution Guide
siert auf der neuen AMD Embedded G-Series
SoC-Plattform.
Der Prozessor vereint CPU, Chipsatz und Grafik auf einer Fläche von nur 24,5 x 24,5 mm,
was ihn für solche kompakten MainboardDesigns allein schon aus mechanischen Gründen interessant macht. Mit dieser Miniaturisierung macht AMD, nach APU und Controller
Hub, einen nächsten Schritt in der Integration
aller x86-Funktionalitäten auf einem Chip.
Vergleicht man die hochintegrierten SoCs in
28-nm-Technologie in mechanischer Hinsicht
mit deren Vorgängern, den AMD Embedded
G-Series APUs, so weisen sie einen um 33
Prozent kleineren Footprint auf. Das gibt dem
Designer buchstäblich mehr Spielraum bei der
Konzeption seiner Mainboard-Layouts. Außerdem muss der Entwickler auf dem Board
statt zwei Chips nur noch einen integrieren.
Die Folge sind niedrigere Kosten für Beschaffung und Lagerhaltung und somit auch wirtschaftliche Vorteile.
Der in den AMD Embedded G-Series SoCs integrierte I/O-Controller unterstützt alle Standard-Schnittstellen wie PCIe, SATA sowie USB
2.0 und 3.0. Die Kugelgitteranordnung der
Lötstellen folgt bei allen AMD G-Series SoCs
G-Series SoC Generation. Das neue D3313-S4
bietet einen Dualcore, 2,2 GHz Taktfrequenz
und einen cTDP-Wert von 10 bis 15 W. Das
D3313-S5 ist mit einem Quadcore, 1,2 GHz
Taktfrequenz und einem cTDP-Wert von 5 bis
7 W ausgestattet. Beide Mainboards verwenden die zweite Generation der AMD G-Series
SoCs. Alle Varianten verfügen über zwei
DDR3-1333/1600-SDRAM SO-DIMM-Sockel
für bis zu 16 GB Single-Channel-Memory. Das
Layout der externen I/O-Anschlüsse ist identisch mit dem der Vorläufergeneration D3003S. Dadurch können die D3313-S-Mainboards
auch in die existierenden Mini-ITX-Gehäuse
von Fujitsu eingebaut werden.
einem einheitlichen Layout. Dadurch kann der
Entwickler für alle Boards einer Familie – vom
Basismodell bis zur High-end-Variante – ein
einheitliches Design verwenden, auch im Hinblick auf die Steckverbindungen. Der Designphilosophie von Fujitsu kommt das entgegen,
denn darin ist die Kompatibilität innerhalb
einer Board-Generation, aber idealerweise
auch zwischen den Generationen, ein zentrales Ziel. Der Grund dafür leitet sich aus den
Bedürfnissen der Anwender im EmbeddedBereich ab: Die Mainboards aus der Industrial-Serie mit ihrer Langzeitverfügbarkeit von
mindestens fünf Jahren kommen in Investitionsgütern zum Einsatz, deren Design aus
Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Zertifizierung während der Produktlebenszeit
nicht grundlegend geändert werden kann. Ein
einheitliches Board-Layout bietet aber die
Möglichkeit, innerhalb des Lebenszyklus einer
Maschine auf eine leistungsfähigere Plattform zu wechseln.
Das neue Fujitsu-Mainboard ist in fünf Ausführungen mit jeweils unterschiedlichen SoCs
von AMD erhältlich. Alle fünf Modelle der Serie D3313-S sind funktionell und mechanisch
völlig identisch und unterscheiden sich lediglich durch die darauf eingesetzten APUs. Das
D3313-S1 basiert auf AMD GX-210HA SoC mit
AMD Radeon HD8210E Graphics (Dualcore, 1,0
GHz, 9 W), das D3313-S2 auf AMD GX-217GA
SoC mit AMD Radeon HD 8280E Graphics (Dualcore, 1,65 GHz, 15 W) und das D3313-S3 auf
AMD GX-420CA SoC mit AMD Radeon HD
8400E Graphics (Quadcore, 2,00 GHz, 25 W).
Diese drei Varianten gehören zur ersten AMD
Die Leistungsaufnahme der auf den D3313S-Mainboards eingesetzten AMD Embedded
G-Series SOCs reicht von der 9-W- über die
10-15-W-Dualcore-Version bis zum Quadcore-SOC von 5 bis 7 W und 25 W TDP. Das
D3313-S5 ist auf einen besonders niedrigen
Energieverbrauch von 5 bis 7 W ausgelegt.
Das D3313-S4 und das D3313-S5 verfügen
zudem über konfigurierbare TDP-Werte. Mit
dem Boost Mode kann die Frequenz des SoCs
dynamisch erhöht werden und bezieht dabei
auch Umgebungsvariablen wie Temperatur
und eingestellte TDP mit ein. Der niedrige
Energiebedarf der neuen SoCs spart nicht nur
Stromkosten, sondern bietet auch weitere
Designvorteile: Wenig Leistung bedeutet geringe Wärmeentwicklung, deshalb sind mit
AMD Embedded G-Series SoC Mainboards
auch lüfterlose Systeme realisierbar. Das Embedded-System wird dadurch leiser und zuverlässiger, weil die fehleranfällige Mechanik
eines Lüfters gar nicht erst eingebaut werden
muss.
Kompakter Formfaktor und geringer Energieverbrauch vermögen aber nur dann zu beeindrucken, wenn sie nicht zu Lasten der Performance gehen. Bei den AMD Embedded G-Series SoCs ist das kein Problem. Diese Ein-ChipSysteme können bei höheren Taktraten mehr
Befehle pro Taktzyklus (Instructions per Cycle)
verarbeiten als frühere Generationen.
Doch nicht nur das: Im Vergleichstest mit
Marktbegleitern schließt das AMD G-Series
SoC auf hervorragende Weise die Lücke zwischen Intel Atom und der hochpreisigen Technologieplattform Intel Core i. Das Preisniveau
der AMD G-Series SoCs ist durchaus mit dem
von Intel Atom vergleichbar. Die SoCs bieten
außerdem eine Grafik-Performance, die sich
nicht nur mit diversen Core-i-CPUs messen
kann, sondern diese teilweise sogar übertrifft.
Die TDP-Werte sind dabei aber erheblich niedriger als bei Core-i3- oder Core-i5-CPUs.
„
Peter Hoser, Fujitsu
Kompakter Formfaktor und
geringer Energieverbrauch
vermögen nur dann zu
beeindrucken, wenn sie nicht zu
Lasten der Performance
gehen.
“
Es gab jedoch noch weitere Gründe für den
Einsatz von AMD Embedded G-Series SoCs auf
Industrie-Mainboards: Der verbesserte Universal Video Decoder beispielsweise bietet
neue Möglichkeiten für die hardwarebasierte
Video-Enkodierung. Das schafft für Anwendungen im Bereich Digital Signage ebenso
gute Voraussetzungen wie für Videoüberwachung, bildgebende Verfahren in der Medizintechnik oder digitale Mischpulte, um nur einige Beispiele zu nennen. Des Weiteren unterstützen die AMD Embedded G-Series SoCs
eine drahtlose Displayanbindung über WiFi
oder Ethernet bei minimaler Latenz. Dies bietet sehr gute Startbedingungen für Designs
im Zeichen von Industrie 4.0.
Für grafikintensive industrielle Applikationen
wie HMIs, aber auch andere Embedded-Lösungen in den Bereichen Digital Signage, Kiosk oder Medizintechnik qualifiziert sich die
Plattform noch mit weiteren Features: Sämtliche neuen AMD-Embedded-G-Series-SOCbasierten Mainboards von Fujitsu unterstützen zwei unabhängige, hochauflösende Displays auf der Basis von DVI-I, Display Port oder
24-Bit-Dual-Channel-LVDS.
Mit den Embedded G-Series SoCs stellt AMD
nicht nur eine skalierbare Single-Chip-Lösung
für innovative Designs auf Basis der x86Technologie zur Verfügung. Aus Entwicklersicht ist vor allem das umfassende Ökosystem
an standardisierter und optimierter Software,
Betriebssystemen und Entwicklungsumgebungen interessant, das rund um diese Plattform bereits existiert. Dieses Umfeld bietet
viele Möglichkeiten für die Umsetzung von
Mainboards mit Langzeitverfügbarkeit und
hoher Investitionssicherheit zu überschaubaren Gesamtkosten.
■
MSC Solution Guide
23
Embedded COM Express Typ 6-Modulfamilien mit embedded DisplayPort
Der Display-Anschluss
der Zukunft
Obwohl heute TFT Displays in der Regel noch über die LVDS-Schnittstelle
angesteuert werden, setzt sich auch im Industriesektor die neue
digitale Schnittstelle embedded DisplayPort (eDP) immer mehr durch.
Das moderne Interface benötigt weniger Leitungen und unterstützt
eine Übertragung mit einer höheren Bandbreite. Darüber hinaus
überzeugt es mit einem besseren EMV-Verhalten.
A
uch wenn heute DisplayPort (DP)
und vor allem embedded DisplayPort
(eDP) noch ein Stück weit davon entfernt ist, bei industriellen Displays die heute
noch gängige LVDS-Schnittstelle abzulösen,
so kann diese Technologie doch mit einigen
wesentlichen Vorteilen punkten. So lassen
sich die großen Datenmengen eines Full HD
oder 4K Displays leichter bewältigen, da die
Grafikdaten mit einer hohen Geschwindigkeit über ein einziges, standardisiertes Kabel
übertragen werden.
Die externe Display-Schnittstelle DisplayPort
ist ausgelegt für den Anschluss von Gerät zu
Gerät, z.B. eines Monitors zum PC. Das interne Embedded DisplayPort (eDP) Interface verbindet als bi-direktionaler High-Speed-Datenbus den System-Host mit dem Display. Die
Signale von eDP und DP sind prinzipiell identisch. eDP verfügt jedoch über drei zusätzliche
digitale Steuersignale niedriger Frequenz:
Helligkeitskontrolle, Backlight-On und Display-Power-On. eDP basiert auf dem VESA
DisplayPort-Standard und wird heute bereits
im Massenmarkt, z.B. in Notebooks und Notepad PCs, standardmäßig in großen Stückzahlen eingesetzt. In den nächsten Monaten wird
sich eDP auch in Industrieanwendungen
durchsetzen, zumal zahlreiche Display-Hersteller ihr Angebot an hochwertigen Modellen
mit dieser neuen Schnittstelle stark erweitern
wollen.
Alle neuen COM Express Typ 6 und Typ 10Modulplattformen für leistungshungrige Anwendungen von MSC Technologies unterstützen den Anschluss von Displays über alterna-
„
Konrad Löckler,
Product Marketing Manager Boards,
MSC Technologies
Die serielle eDP-Schnittstelle
vereinfacht die Verkabelung
und verbessert das
EMV-Verhalten.
“
tive Schnittstellen LVDS oder eDP, die je nach
Bedarf konfiguriert bzw. bestückt werden
können. Das Prozessormodul MSC C6B-8SB
basiert auf Quad-core Intel Core-Prozessoren
der 5. Generation („Broadwell“). Neben einem
umfangreichen Schnittstellenangebot bietet
das COM im Basic-Format (125 x 95 mm) eine Intel HD Graphics GT2 oder GT3e mit zusätzlichem Grafikspeicher, Turbo Boost-Fähigkeiten für die CPU und den Grafikcontroller, Hardware-beschleunigtes Video Encoding
und Decoding sowie erweiterte SecurityFunktionen. Über drei Digital Display Interfaces lassen sich 4K-Displays ansteuern.
Das Prozessormodul MSC C6B-8SB basiert
auf Quad-core Intel Core-Prozessoren
der 5. Generation.
24
MSC Solution Guide
Welche Vorteile bietet die embedded DisplayPort-Schnittstelle? Konrad Löckler, Product
Marketing Manager Boards, MSC Technologies, erklärt: »eDP ist direkt am Prozessor angebunden, um eine hohe Grafik-Performance
zu garantieren. Als modernes serielles Interface vereinfacht eDP die Verkabelung und
verbessert das EMV-Verhalten.« Die Daten
liegen unmittelbar im Daten-Stream und
können schnell und mit voller Bandbreite
übertragen werden. Die Übertragung der Grafikdaten erfolgt mit 5,4 Gbit/s deutlich über
der des LVDS (Low Voltage Differential
Signalling)-Protokolls (945 Mbit/s) und bewegt sich damit in den Bereichen von PCI
Express und USB 3.0. Das Signal Interfacing
ist recht einfach. Die höhere Bandbreite wird
vor allem für die zukünftigen ultra-hochauflösenden 4K Displays nötig, die eine vierfach
so hohe Auflösung wie die heutigen gängigen
Anzeigesysteme aufweisen.
eDP benötigt nur maximal fünf Signalpaare,
ein bis vier Data Lanes und einen AUX-Kanal
und erleichtert damit die Verkabelung der
einzelnen Systeme. Im Vergleich dazu müssen
bei LVDS insgesamt zehn Signalpaare angeschlossen werden. Die Übertragung der Grafikdaten einschließlich der integrierten Steuersignale und die mehrfach ausgelegten Versorgungsleitungen sind in einem einzigen,
standardisierten Kabel vereint. Über einen
Hilfskanal (Auxiliary Channel) können zusätzliche Daten, z.B. Signale eines Multi TouchSystems, an den Systemprozessor übertragen
werden. Da nur eine Point-to-Point-Verbindung benötigt wird, ist die Handhabung von
eDP Displays somit sehr einfach.
Weil die eDP-Schnittstelle mit weniger Leitungen auskommt und der Signalhub kleiner
ist als z.B. bei LVDS, ist die energetische Störstrahlung sehr gering. Das hat zur Folge, dass
das EMV-Verhalten der Displays mit eDP In-
terface deutlich besser ist. Die Eigenschaft ist
vor allem in EMV-sensiblen Anwendungen
wichtig, wiezum Beispiel in der Medizin- und
Flugzeugtechnik.
Dank der implementierten Panel Self Refresh
(PSR)-Technologie ermöglicht eDP einen
energiesparenden Betrieb. Dabei wird das
Steuermodul in einen Sleep-Modus mit geringem Strombrauch geschaltet, während
das Display Panel weiterhin das letzte Bild
anzeigt. Dieses Bild wird in einem eigenen,
lokalen Frame Buffer gespeichert. Konrad
Löckler: »Mit PSR lässt sich die Leistungsaufnahme des Grafikprozessors bei hauptsächlich statischen Bildern deutlich reduzieren
und damit auch der Kühlaufwand optimieren
oder die Betriebstemperatur senken. Das
kommt der Lebensdauer der Komponenten
zugute.«
Die embedded DisplayPort-Schnittstelle wird
von allen gängigen Betriebssystemen unterstützt. Das Interface ist in den Grafiktreibern
der Prozessorhersteller implementiert. Da eDP
ein offener, lizenzfreier Standard ist, fallen im
Gegensatz beispielweise zur digitalen DisplaySchnittstelle HDMI keine Lizenzgebühren an.
Um den Kunden den frühzeitigen und problemlosen Zugang zu der neuen und wichtigen
Display-Technologie zu ermöglichen, bietet
MSC Technologies das Display-Kit für embedded DisplayPort MSC C6-SK-eDP an. Damit
können Anwender diese neue Schnittstelle
vollständig austesten und evaluieren. Das
Display-Kit besteht aus einem LCD Panel mit
33,8 cm (13,3 Zoll) Diagonale und einer Auflösung von 1920 x 1080 Bildpunkten (FullHD) mit eDP-Anschluss und einem passenden
Verbindungskabel zur Hardware.
■
Zahlreiche Displays
mit eDP im Portfolio
In den letzten Monaten hat MSC Technologies die ersten hochauflösenden TFT Industrie-Displays vorgestellt, die mit einer
Embedded DisplayPort (eDP)-Schnittstelle
ausgestattet sind. Das vielfältige Angebot beinhaltet die Modelle LQ108M1JW01
(27,43 cm, 10,8“) und LQ133M1JW02
(33,78 cm, 13,3“) von Sharp in Full HDAuflösung. Vom Hersteller AUO sind die
Industrie-Displays B140HAN01.1 (35,56
cm, 14,0“) und G156HTN01.0 (39,62
cm, 15,6“) mit 1920 x 1080 Bildpunkten
und die großformatigeren M270QAN01.0
(68,58 cm, 27“) und M320QAN01.0 (81,28
cm, 32“) mit einer höheren Auslösung von
3840 x 2160 Bildpunkten lieferbar. Darüber hinaus werden die beiden Full HD
Displays NL192108AC13-YYD (29,46 cm,
11,6“) und NL192108AC18-YYD (39,62
cm, 15,6“) von NLT angeboten.
Für Anwendungen zwischen Desktop Computer und IPC
Booksize PC
D
as 330 x 206 x 88 mm kleine Embedded-System Booksize B1-Q87 der Marke
DSM Computer ist für Anwendungen zwischen Desktop Computer und Industrierechner ausgelegt und eignet sich unter anderem
als Datenbank-Server. Weitere Zielmärkte
sind Digital Signage, Retail und Gaming.
Der leistungsfähige Booksize B1-Q87 integriert ein MiniITX Board mit Intel Core-Prozessor i5/i7 der vierten Generation aus der Desktop-Serie. Die Thermal Dissipation Power
(TDP) der Prozessoren liegt je nach Typ zwischen 35 W und 45 W. Durch die passive Kühlung der CPU kann die Lebensdauer des Rechnersystems signifikant erhöht werden. Der
leistungsfähige Grafikcontroller Intel HD Graphics
(HD4600) ist im High-endProzessor integriert. Als Desktop-Chipsatz kommt der Intel
Q87 Express zum Einsatz. Der
on-board Arbeitsspeicher aus
DDR3 SDRAMs lässt sich bis
16 GB aufrüsten. Zwei im
Booksize PC eingebaute, redundante Lüfter stellen sicher,
dass die CPU auch nach Ausfall eines Lüfters weiterhin
ausreichend gekühlt wird. Die auswechselbare Lüfterkassette erhöht die Wartbarkeit des
Rechners. Das Embedded-System wird ver-
sorgt über ein integriertes AC-Netzteil oder
alternativ über eine Phoenix-Buchse des DCEingangs.
■
MSC Solution Guide
25
Embedded Embedded-Systeme NanoServer mit I/O Shield
Zahlreiche Massenspeicher
M
SC Technologies hat für die Embedded-Systemfamilie NanoServer mit I/O
Shield der Marke DSM Computer das Angebot
an standardmäßig einsetzbaren Massenspeichern erheblich erweitert. Damit lassen sich
anfallende Entwicklungskosten für Zertifizierungen einsparen und die Time-to-Market
des Endprodukts deutlich optimieren.
Im robusten Industriegehäuse der NanoServer
IO N1 ist Platz für zwei 2,5 Zoll HDDs/SSDs,
wobei ein Drive den PCI Express-Steckplatz
belegt, und eine mSATA SSD. Standardmäßig
bietet MSC Technologies als sofort einsetzbare Massenspeicher mit 500 GB bzw. 1 TB 2,5“
HDDs, 2,5“ SSDs mit 32, 80, 120, 180 bzw. 240
GB Speicherkapazität und 30, 60, 120 GB
mSATA SSDs an.
Die NanoServer IO sind derzeit in zwei unterschiedlichen Modellen verfügbar: Der preisoptimierte Box PC N1-A3 integriert den Intel
Atom-Prozessor E3845 mit vier Prozessorkernen (1,91 GHz), auf Anfrage wird das System
mit dem Dual-core Intel Atom-Prozessor
E2826 ausgestattet. Die Intel HD Graphics
Gen. 7 ist in der CPU enthalten. Dank der geringen Verlustleistung der CPU kann der Computer auf Anfrage bis zu einer Temperatur von
40 °C ohne Gehäuselüfter betrieben werden.
Der leistungsfähige N1-Q87 basiert auf dem
Desktop-Chipsatz Intel Q87 Express und einem Intel Core-Prozessor i3/i5/i7 der vierten
Generation (Desktop-Serie) mit on-chip Intel
HD Graphics HD4600.
■
Für Module mit BayTrail- und Braswell-Prozessoren von Intel
COM Express Typ 6 Starter Kit
F
ür Typ 6 COM Express-Module mit Intel
Atom E3800- oder zugehörigen CeleronProzessoren bzw. mit aktuellen Celeron- oder
Pentium-Prozessoren N3000 ist das Starter
Kit MSC C6-SK-BT-EV-KIT001 von MSC Technologies ausgelegt. Das Starter Kit umfasst
neben dem COM Express Träger-Board zwei
SO-DIMM Speichermodule, Kühlkörper und
die passende Stromversorgung.
Das universelle Mini-ITX Basisboard bietet einen Stecksockel mit COM Express Typ-6-Belegung für die Compact- und Basic-Module
MSC C6C-BT oder MSC C6C-BW von MSC
Technologies auf und verfügt über eine Vielzahl von Steckanschlüssen und Funktionselementen, die Zugriff geben auf die gängigen
Schnittstellen: PCIe x1, SATA, USB 3.0 und 2.0,
GbE-LAN, LPC, UART, GPIO und HD-Audio.
Mehrere Grafikausgänge sind verfügbar: VGA,
DisplayPort, embedded DisplayPort (eDP) und
LVDS sowie darüber hinaus ein einstellbarer
Ausgang für die LCD-Hinterleuchtung mit
Helligkeitsregelung. Das Board hat auch einen
Stecksockel für PCI-Express-Mini-Karten zur
funktionalen Erweiterung und einen SD-Kartenschacht.
■
Impressum
Redaktion: Rosemarie Krause, Redaktion, Technisches Redaktionsbüro, Tel. +49 (0)89 / 90 66 37
Roland Federle, MSC Technologies, verantwortlich für den Inhalt, Tel. +49 (0)7249 / 910-5961
Karin Zühlke, Markt&Technik; Dieter Grahnert, Markt&Technik
Anzeigenleitung: Katja Heil, MSC Technologies, Tel. +49 (0)7249 / 910-427
Grafik: Jasminka Kasibovic, MSC Technologies, Tel. +49 (0)8165 / 906-308
Layout & Design: Dieter Grahnert, Markt&Technik; Alexander Zach, Markt&Technik. Es wurden zum Teil Hintergrundbilder von Fotolia verwendet.
Druck: L.N. Schaffrath Druck Medien, Marktweg 42 – 50, 47608 Geldern
Herausgeber & Anschrift:MSC Technologies, Industriestr. 16, 76297 Stutensee, Tel. +49 (0)7249 / 910-0, Fax +49 (0)7249/7993
Urheberrecht: Alle in „MSC Solution Guide 2015/2016“ erschienenen Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen, gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung des Herausgebers. 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 „MSC Solution Guide 2015/2016“ unzutreffende Informationen enthalten sein sollten, kommt eine Haftung nur bei
grober Fahrlässigkeit des Verlages oder seiner Mitarbeiter und des Herausgebers in Betracht.
Auflage: 34.000
Besonderer Dank:Wir bedanken uns bei allen Herstellern für die Unterstützung und die gute Zusammenarbeit.
26
MSC Solution Guide
Security-Funktionen in standardisierten Computer-On-Modulen
Bereit für Industrie 4.0
Als zentrale Bausteine für
das Internet of Things verfügen
modulare Embedded-Module
bereits heute standardmäßig
über viele Security-Features.
E
ine Voraussetzung zur Umsetzung
einer Smart Factory ist die Datensicherheit der Kommunikation und
der Schutz gegen Spionage- und HackerAngriffe von außen. Bereits heute verfügen
moderne Embedded-Module über spezielle Security Features und können damit zur
Systemsicherheit wesentlich beitragen. Die
Standardmodule in den Formfaktoren Qseven
oder COM-Express zeichnen sich durch Kompaktheit und einfache Skalierbarkeit ihrer
Leistungsparameter aus. Um im industriellen
Umfeld im Langzeitbetrieb zuverlässig zu
arbeiten, müssen die Baugruppen die hohen
Vorgaben der Nutzer in puncto Qualität und
Robustheit erfüllen.
Peter Eckelmann, Product Marketing Manager
Embedded Module und Boards bei MSC Technologies, weiß: »Das Thema Datensicherheit
beginnt schon mit den in den Modulen eingesetzten Prozessorarchitekturen.« Die beiden größten Prozessorhersteller Intel und
AMD zählen deshalb neben Lockheed Martin,
Honeywell und RSA zu den Gründungsmitgliedern der Ende 2012 geründeten Cyber
Security Research Alliance (CSRA). Intel unterstützt zum Beispiel bei ihrer Intel AtomProzessorplattform eine Reihe von Sicherheitsmechanismen, die vor unerlaubtem Zugriff von außen schützen. Einige Funktionen
sind direkt im Chip integriert, andere können
per Software aktiviert werden. Die implementierte Intel VTx Virtualization-Technologie
und eine Built-in Security Engine sorgen für
ein hohes Maß an Datenintegrität und Zuverlässigkeit. Mit den Intel Advanced Encryption
Standard New Instructions (AES-NI) zur Datenverschlüsselung lassen sich beispielsweise
die zu übertragenden und gespeicherten
Daten in Echtzeit verschlüsseln, ohne die CPU
zu belasten.
Um die Datensicherheit von Embedded-Modulen weiter zu erhöhen, sind zahlreiche Qseven- und COM Express-Plattformen der MSC
Technologies mit einem Trusted Platform Module (TPM) bestückt (Bild). Der Chip verfügt
über Sicherheitsfunktionen, die der Spezifikation 1.2 der Industrie-Standardisierungsorganisation Trusted Computing Group (TCG) entsprechen. Das TPM erzeugt und verwaltet
eine „Chain of Trust“, so dass das System vom
Boot-Up über das Hochlaufen des Betriebssystems bis zum Laden der entsprechenden
Applikations-Software komplett sicher in das
Netzwerk eingebunden wird. Zur Chain of
Trust gehören u.a. das BIOS, der Master Boot
Record (MBR) des Speichermediums, der
Bootloader und sicherheitsrelevante Elemente des Betriebssystems.
Die COM Express Type 6-Module MSC C6C-BW (rechts)
im Compact-Formfaktor 95 x 95 mm und MSC C6B-8SB
„
Peter Eckelmann,
Product Marketing Manager Embedded
Module und Boards, MSC Technologies
Das Thema Datensicherheit
gewinnt immer mehr an
Bedeutung.
“
Das TPM generiert und verwaltet kryptografische Schlüssel, die mit Hilfe eines Device
Master Keys (DMK) eine eindeutige und fälschungssichere Device-Identifizierung innerhalb des Netzwerks ermöglichen. Mit dieser
Funktion wird verhindert, dass Software illegal kopiert bzw. installiert werden kann. Darüber hinaus achtet das TPM darauf, dass nur
bekannte LAN- und WLAN-Systemkomponenten ins System aktiv eingreifen können.
Zusätzlichen Schutz bietet die Software
„Aptio“ mit SecureBoot-Vorgang von AMI.
Aptio basiert auf dem plattformunabhängigen
Standard-Interface Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), das dem Betriebssystem
über Firmware-Routinen erlaubt, bereits während des Ladevorgangs auf systemrelevante
Ressourcen zugreifen zu können. Peter Eckelmann: »Im Vergleich zum klassischen BIOS ist
der Bootvorgang über ein UEFI deutlich
schneller und bietet dem Nutzer eine hochauflösende Boot-Menü-Grafikoberfläche, die eine
einfache Bedienung mit Standard-Mouse oder
Touch ermöglicht.« Die implementierte SecureBoot-Funktionalität stellt sicher, dass nur
zuvor signierte Software ausgeführt wird.
Um den SecureBoot-Vorgang, der nur im reinen UEFI-Modus ausgeführt werden kann,
auch während der Laufzeit des Betriebssystems zu vervollständigen, greift man auf die
von McAfee entwickelte Application Control
Software zurück. McAfee Application Control kann Applikationen als für das System
gefährlich einstufen und deren Ausführung
blockieren.
■
MSC Solution Guide
27
Storage 3D-V-NAND-bestückte SSDs lösen HDDs ab
Beste Performance,
wenig Verlustleistung
Neben den Leistungsdaten bestimmen in Industrieanwendungen
die Lebensdauer und die Datensicherheit die Auswahl der
passenden Solid State Drive (SSD). Marktführer Samsung,
der von MSC Technologies vertreten wird, liefert 3D-V-NAND-bestückte
SSDs, die sich durch eine geringe Latenz und eine hohe Write Endurance
auszeichnen.
D
ie SSDs feiern heute einen wahren
Siegeszug, der Umsatz wird auch in
den nächsten Jahren extrem rasch
steigen. Die Hauptgründe dafür sind die im
Vergleich zu HDDs (Hard Disk Drives) verbesserten technischen Merkmale, neben der
Performance vor allem die Lebensdauer und
die Datensicherheit. Während der ConsumerMarkt vom Preis/GB beherrscht wird, zählen
im Industriemarkt die Leistungsdaten und die
Lebensdauer pro GB.
Der Markt für industrielle Anwendungen teilt
sich auf in Automotive sowie in EmbeddedKunden, die eine Flash-Karte oder SSD in ihr
System, z.B. Industrie-PC, Datenlogger oder ein
Messgerät, einsetzen, und Enterprise-Kunden
im Bereich Netzwerk und Hosting. Bei Kunden
mit Embedded-Anwendungen reichen meistens SSDs mit kleineren Kapazitäten aus, wie
z.B. 32 GB oder 64 GB. Im Enterprise-Sektor
und in datenintensiven Anwendungen wie Industrie 4.0 kann es nicht genug an Speicher
geben, deshalb werden hier meist die großen
SSDs mit 480 GB und 960 GB verbaut. »Der
„
Robert Herth,
Business Development Manager,
Memory & Storage, MSC Technologies
SSDs werden schneller
als erwartet HDDs ersetzen.
28
MSC Solution Guide
“
Bedarf an Speicherkapazität steigt rasant an«,
weiß Robert Herth, Business Development Manager MSC Technologies, »bis Ende dieses Jahres sprechen wir dann über 1,9 TB bzw. 3,2 TB.«
Doch bei Industrie 4.0 geht es um mehr. Beispielsweise um die Datensicherheit bei einem
unerwarteten Stromausfall. Abhilfe kann eine
integrierte Power-loss-Schutzfunktion schaffen, die sicherstellt, dass alle Daten erhalten
bleiben. Eine kostengünstigere Lösung ist die
interne Spiegelung der Register. Bei einem
Power Crash können die vorhandenen Daten
re-mappt werden. Damit ist gewährleistet,
dass die schon abgespeicherten Daten auf
jeden Fall nach einem Crash wieder zur Verfügung stehen.
Ein weiterer wichtiger Punkt bei Industrie 4.0
ist die Data Retention, das bedeutet, wie lange
die Daten zuverlässig im Flash gespeichert werden. Eine SSD mit heutiger MLC-Technologie
(Multi Level Cells) hält die gespeicherten Daten
ca. zehn Jahre, wenn die Schreibleistung unter
10 Prozent lag. Bei voller Schreibleistung, also
wenn TBW (Total Byte Written) erreicht wurde,
wird die SSD möglicherweise die Daten nur drei
Monate halten (siehe JEDEC-Spezifikation).
Ein weiteres Kriterium, das bei der Auswahl
der passenden SSD eine Rolle spielt, ist der
Betriebstemperaturbereich. Er kann je nach
Einsatz im Innenbereich oder outdoor von –40
bis +85 °C oder sogar 105 °C reichen. Auch
Temperaturschwankungen beeinflussen das
Verhalten eines Flash-Speichers.
Technologisch stoßen die bisher gängigen 2D
NAND SSDs bereits an ihre Grenzen, da die
Flash-Zellen dabei so eng zusammenkommen,
dass sie sich gegenseitig beeinflussen. Die In-
terferenzen können zur dauerhaften Beschädigung der Zelle und zum Datenverlust führen. Um mehr NAND-Zellen in einem SSDSpeicher zu integrieren, werden in der neuen
3D V-NAND oder auch Vertical NAND genannten Technologie mehrere horizontale
Reihen übereinander gestapelt. Bei derzeit
lieferbaren 3D V-NAND SSDs sind 32 Layer
vorhanden, in Zukunft werden Produkte mit
48 Layern angeboten.
Durch die deutliche Reduzierung des Risikos
von Interferenzen lässt sich die Lebensdauer
(Endurance) jeder einzelnen Zelle der SSD wesentlich steigern. In schreibintensiven Anwendungen kann das zu einer fünffach erhöhten Lebensdauer bei einer gleichzeitig verdoppelten Schreibgeschwindigkeit führen. Bei
leseintensiven Anwendungen kann sich die
Lebensdauer um bis zu einem Faktor 10 steigern lassen. Obwohl die Speicherkapazität pro
physikalischem Raum zunimmt, sinkt der
Energieverbrauch auf etwa die Hälfte. Dies
hat besonders Auswirkungen auf RAID-Systeme oder Server-Anwendungen.
Die 3D V-NAND SSD 960GB SM863 von
Samsung, die von MSC Technologies erhältlich ist, bietet höchste Performance bei gleichzeitiger Reduzierung der Verlustleistung. Die
SSD kann mit 3,6 TB Daten pro Tag beschrieben werden und bietet dennoch eine Lebensdauer von fünf Jahren. Mit einem Overprovisioning von 28 Prozent wird die Lebensdauer
etwa um den Faktor 3 verlängert, also auf 15
Jahre. Robert Herth: »Samsung bietet heute
3D-NAND-basierende SSDs bereits günstiger
als planare Produkte an. Die Preise sinken von
Jahr zu Jahr. Das hat zur Folge, dass SSDs
schneller, als eigentlich erwartet, HDDs ersetzen werden.«
■
Wireless Innovative Gebäudetechnik von MSC Technologies’ Kunden Gira
Eine Erfolgs-Story ...
Gira Headqarters
Das Unternehmen Gira steht für moderne Gebäudetechnik.
Dafür bietet Gira intelligente Funktionen und benutzerfreundliche
Geräte für die einfache und bequeme Steuerung von Beleuchtung,
Heizung und Jalousien sowie von Türkommunikations-,
Multimedia- und Sicherheitssystemen.
D
ie intelligente Bedienzentrale Gira G1
ist das neue Multitalent für die Gebäudetechnik: kompakt, leistungsstark und
universell nutzbar. Über das brillante Multitouch-Display sind alle Funktionen komfortabel per Fingertipp oder Geste zu bedienen. Der
Gira G1 lässt sich als Bedienzentrale für ein
KNX-System nutzen und an ein IP Gateway
anbinden. Er kann wie ein normaler Schalter
auf einer Unterputzdose installiert werden
und eignet sich für Modernisierungen, Nachrüstungen und Neubauten gleichermaßen.
Das brillante 15,25 cm (6“) große TFT-FarbDisplay mit 480 x 800 Pixeln und 155 ppi bietet eine klare Darstellung von Bild, Grafik und
Text. Dank MVA-Technologie ist es aus allen
Betrachtungswinkeln gleich gut ablesbar, sodass der Gira G1 von großen und kleinen Menschen gut genutzt werden kann. Über die kapazitive Touch-Oberfläche lassen sich alle
Funktionen per Fingertipp oder mit Gesten wie
Handauflegen und Wischen steuern. Ein Helligkeitssensor steuert das Display Backlight und
30
MSC Solution Guide
passt es an die Lichtverhältnisse automatisch
an. Der Näherungssensor erkennt, wenn sich
eine Person dem Gira G1 nähert und schaltet
das Display automatisch ein.
In allen Anwendungsfällen werden sämtliche
Funktionen über IP realisiert. Die Bedienzentrale wird dazu via LAN-Kabel oder drahtlos
über WLAN und eine entsprechende Schnittstelle an die Gebäudetechnik angebunden. Im
Neubau oder in Gebäuden mit bereits vorhandener Verkabelung empfiehlt sich die Verbindung per LAN. Bei Sanierungen und Modernisierungen ist die Vernetzung via WLAN die
ideale Wahl für eine einfache Nachrüstung
ohne baulichen Aufwand.
MSC Technologies wurde von Gira unter vielen A-Lieferanten als Systempartner ausgesucht, der auf Grund seiner Kompetenzen in
den Bereichen Display und Touch, EmbeddedSysteme und Wireless an dem Gesamtkonzept
dieses Systems eng mitgearbeitet hat. Walter
Puhl, Product Group Manager RF/Wireless bei
MSC Technologies, sagt: »Unsere Fachabteilungen Display Solutions, Embedded Design
Center und Wireless Products haben hier interdisziplinär eng zusammegearbeitet.«
Zielsetzung von Gira war es, eine möglichst
große Active Area für das Display in Bezug auf
die zur Verfügung stehenden Geräteaußenmaße zu erzielen und eine Langlebigkeit des
Backlights sicherzustellen. Das führte dazu,
dass keine Standard-Displays aus dem Consumerbereich genutzt werden konnten. Außerdem bestanden hohe Ansprüche an den
Blickwinkel, die Helligkeit und vor allem an
das Energie-Management. Es musste, um Erwärmungen zu vermeiden, ein sehr effizientes
Backlight entwickelt werden, das trotz geringer Leistungsaufnahme von 0,8 W die geforderte Helligkeit von typisch 375 cd/m² auf der
Display-Oberfläche bietet.
Alle Anforderungen konnten nur mit einer
vollkundenspezifischen Variante gelöst werden. In diesem Zusammenhang erwähnenswert ist die geforderte Gesamtdicke der Display- und Touch-Lösung einschließlich Cover
Lens von 7,2 mm. Das MVA-Display musste in
Bezug auf Response Time wegen Door PhoneAnwendung mit möglichem Videostream optimiert werden. So wurde zusammen mit einem der Display-Lieferanten von MSC Technologies ein aufwändiges kundenspezifisches
Design durchgeführt.
Die frühen aufwändigen Versuchsreihen über
das Image Sticking-Verhalten erzielten letzlich ein optimales Ergebnis. Besonderes Augenmerk galt dem PCAP Controller, der neben
Multi-Finger-Erkennung auch eine Gestenerkennung der ganzen Hand realisieren musste,
was auch nach intensiven Tests erfolgreich
abzuschließen war.
Diese Herangehensweise galt auch für die Integration der WLAN-Schnittstelle. Zur Herausforderung wurden die Design-Anforderungen, die flache Aufbauhöhe von 15 mm und
die große Bedienfläche, denn das elektrische
Feld des kapazitiven Touches wirkt wie eine
Abschirmung. Deshalb hat man schon sehr
früh einen mechanischen Mock-Up gebaut,
auf den dann verschiedene Antennen in verschiedenen Positionen installiert wurden. Der
Antennen-Partner von MSC Technologies,
Taoglas, hat den Aufbau in der Antennenmesskammer komplett vermessen. Daraus
sind Empfehlungen entstanden, die im Layout
umgesetzt wurden und die zu einem optimalen Ergebnis führten, sogar mit einer Standardantenne.
Die Messungen wurden später nochmals
durchgeführt, um die echte Effizienz der Antenne und auch das Abstrahlverhalten zu prüfen. Die Ergebnisse wurden auf Wunsch des
Kunden sogar mit Werten von Smartphones
verglichen. Auch diese Werte wurden mittels
TRP- (Total Radiated Power) und TIS-Messung
(Total Isotropic Power) in einer Messkammer
überprüft. Dabei war das Problem zu berücksichtigen, dass man das eigene Modul komplett kontrollieren kann und die Smartphones
wegen des fehlenden Zugangs zur Steuerungssoftware nicht kontrollierbar waren. So
mussten die Geräte von außen in einen gleichen Modus gezwungen werden, um wirklich
vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.
Aber auch das WLAN-Modul wurde von MSC
Technologies empfohlen und das Desig-In unterstützt. Das brandneue SiP WiFi Modul
HDG200 des schwedischen Herstellers H&D
Wireless s.a., welches 802.11 b/g/n kann, ist
kompakt genug, um dies auch bei den geringen
begrenzten Platzverhältnissen zu integrieren.
„
Walter Puhl, Product Group Manager
RF/Wireless bei MSC Technologies
Unsere Fachabteilungen
haben hier interdisziplinär
zusammengearbeitet.
“
Der Hersteller bot Support für die Treiber-Integration in das Board Support Package. Auch bei
der Verbesserung der IP-Kommunikationsverbindungen und Optimierung einiger Funktionen für spezielle Gebäudeautomatisierungsprotokolle hat H&D Wireless mit seiner Kompetenz im Bereich WiFi mitgeholfen.
MSC Technologies hat auf Grund seiner eigenen Entwicklung von Prozessor-Boards ein
enormes Wissen über die Intergration von x86Controllern, aber auch von hochintegirerten
und leistungsstarken ARM-Controllern und hat
Gira beim Core Design unterstützt.
Walter Puhl: »Sowohl bei Schaltungsentwurf,
Layout und Verifizierung sowie dem Board Support Package haben wir unser Know-how als
Dienstleistung eingebracht. Gira G1 ist ein hervorragendes Beispiel für die erfolgreiche Beratung und die intensive Zusammenarbeit zwischen MSC Technologies und seinen Endkunden, die in kurzer Zeit zu einem innovativen
und funktionsfähigen Produkt geführt hat.« ■
© Gemalto 2015. All rights reserved. - Photos credit: Thinkstockphotos - (EN) 09/15 - WL
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Wireless Messkammer für aussagekräftige Tests
Performance-Messung von Produkten mit integrierter Funktechnik
Der Weg zur optimalen Antenne
Das Design von auf die Anwendung optimierten Funkprodukten erfordert viel Erfahrung
im Bereich Implementierung, Fehlerbeseitigung und Durchführung von Tests der
Antennen-, Sende- und Empfangsleistung. MSC Technologies unterstützt den Kunden
als erfahrener Berater während der Design-In-Phase und arbeitet mit Taoglas zusammen,
um Messungen und spezielle Services durchzuführen.
Von Chris Anderson, CTO, Taoglas
Übersetzung / Co-Autor:
Filip Hirsch / Walter Puhl,
MSC Technologies
„
Chris Anderson, CTO, Taoglas
Weltweit stehen uns drei
Laboratorien mit reflektionsarmen
Antennenmesskammern
zur Verfügung.
32
“
MSC Solution Guide
M
it dem wachsenden Einsatz von
Funktechnik in den modernen
IoT-Produkten aller Art kommt ein
weit größerer Teil von Ingenieuren mit den
speziellen Situationen und Anforderungen
der Implementierung von Funktechnik in
Berührung. Da ein spezielles Training oder
Erfahrung im Umgang mit Funktechnik benötigt wird, werden häufig Produkte ohne
sachgerechte Funktionsüberprüfungen auf
den Markt gebracht. Der Versuch, ein Produkt mit mangelnder Funkleistung einzuführen, bringt nicht nur Zertifizierungsprobleme,
sondern auch Ablehnung durch die Nutzer
auf dem Markt mit sich. In vielen Fällen wird
das Produkt verworfen, wenn nur ein komplettes Re-Design die fundamentalen Probleme beheben kann.
Die Implementierung von Funktechnik ist variantenreich, dennoch bleiben die wesentlichen Leistungsmessungen trotz eventueller
Besonderheiten im Kern dieselben. Wegen
Interferenzen mit anderen Funksystemen und
Änderung der Umgebungseigenschaften besteht die Notwendigkeit einer kontrollierten
Umgebung, weshalb das einfache Messen der
Reichweite im Freien uneinheitliche Ergebnisse produziert. Aussagekräftige Tests in Messkammern werden in einer kalibrierten Testumgebung durchgeführt. So lassen sich alle
Fehlerquellen bei der Antennenmessung berücksichtigen.
Die Antenne ist wesentlicher Bestandteil eines
Funksystems, ihre Leistungsfähigkeit wird
stark durch die physikalische Art der Integration und Konstruktion bestimmt. Das Endprodukt sollte um den Antennenbereich konstruiert werden, ansonsten wird eine speziell angepasste, teure Antenne notwendig. Das Ziel
ist, bereits in der frühen Produktplanungsphase die Funktechnik zu implementieren.
Für die meisten kleinen Funkgeräte werden
vorrangig die Abstrahlcharakteristik und die
Antenneneffizienz getestet. Gewünscht ist ein
Abstrahlverhalten in Richtung des Empfängers. Dieses Abstrahlverhalten ist manchmal
nicht vorhersehbar, beispielsweise bei Smartphones. Es existieren aber auch Produkte, bei
denen die Orientierung bekannt ist und das
Abstrahlungsverhalten in die richtige Richtung berücksichtigt wird. Antenneneffizienz
ist eine intuitivere Möglichkeit, die durchschnittliche Antennenverstärkung zu betrachten. Eine 100-prozentig effiziente Antenne ist in einem kompakten Gerät praktisch
unmöglich umzusetzen. Daher ist bereits eine
Antenne mit 50 % Effizienz als sehr gut zu
beurteilen, da sie kleiner oder billiger ist.
Selbst Antennen mit 15 % Effizienz sind in
vielen Applikationen immer noch akzeptabel,
aber das muss sehr genau betrachtet werden.
• Den Abstand der Antenne zur Interferenzquelle vergrößern. Die Nutzung einer externen über Kabel angebundenen Antenne.
Die Leistung des Senders (Transmitter) ist die
Kombination von der zur Antenne eingespeisten Leistung und dem Antennengewinn. Hier
kommt die effektive isotrope Strahlungsleistung EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
ins Spiel. EIRP misst, wie viel Leistung das
Produkt wirklich abstrahlt. Das Testverfahren
benötigt eine Messkammer, die es erlaubt, das
Gerät (device under test) vollständig zu drehen
und zu scannen. EIRP bezieht sich als Einzelpunktmessung auf die Richtung der maximal
abgestrahlten Leistung. Ein ähnlicher, bei zellularen Systemen angewandter Test ist TRP
(Total Radiated Power), bei dem alle Abstrahlungsrichtungen berücksichtigt werden und
ein kugelförmiges Messergebnis mehr Aufschluss über die echte Abstrahlleistung liefert.
Es sollte mit einem Test der eingespeisten
Leistung begonnen werden, da vorgetestete
Module bei der Strahlungsleistung variieren.
Sind die Störungen und Interferenzen weit
genug reduziert worden, entspricht die Empfindlichkeit nahezu den vorher ermittelten
Voraussagen.
Empfänger sind der Teilbereich des Funkparts
mit den meisten Problemen bei der Geräteentwicklung. Um sicherzustellen, dass keine
Interferenzen durch andere elektrische Komponenten bestehen, wird mit einem leitungsgebundenen Empfindlichkeitstest des Receivers begonnen. Mit diesen Messergebnissen
und der gemessenen Antenneneffizienz ist
eine Einschätzung der eingestrahlten Empfindlichkeit möglich. Auch diese Tests sollten
in einer kontrollierten Umgebung (siehe oben)
zwecks Konsistenz durchgeführt werden.
Wenn man nun nicht leitungsgebunden die
Empfindlichkeit des Empfängers misst, oder
für zellulare Produkte die sogenannte Total
Isotropic Sensitivity (TIS), stellt sich heraus,
dass die getroffenen Voraussagen nicht stimmen. Zum Beispiel wurde leitungsgebunden
eine Empfindlichkeit von –109 dBm gemessen. Mit einer ziemlich guten Antenne, die
eine Effizienz von ca. –6 dB aufweist, sollte
die Empfindlichkeit bei ungefähr –103 dBm
liegen. Stattdessen liegt die Empfindlichkeit
bei –82 dBm. Der Grund sind oft ungewollte
Strahlungsemissionen anderer elektrischen
Komponenten im Bereich der Funkfrequenz
des Empfängers, die man durch drei Optionen
versucht zu reduzieren:
• Das Abschirmen des Funkmoduls und auch
der Antenne von anderen elektrischen Komponenten.
• Ändern des Leiterplatten-Layouts, um Emissionen zu reduzieren.
Ebenfalls zu beachten ist die empfindliche
Reaktion von Funkschaltkreisen auf Vibrationen und extreme Temperaturbedingungen.
Daher sollten Tests bei hoher und niedriger
Temperatur sowie unter Einfluss von Vibrationen durchgeführt werden. Verstärker können
auch aufgrund der Temperatur in ihrer Verstärkungsleistung schwanken, wodurch der
RSSI-Wert möglicherweise um 10 dB und
mehr beeinflusst werden kann. Dies limitiert
den nutzbaren Temperaturbereich des Produkts, wobei es erforderlich ist, die Auswirkungen zu kennen.
Dies ist also die grundlegende Vorgehensweise für jedes Funkgerät auf Systemebene. Es
existiert eine große Menge einfacher Tests
zum Zwecke der Design-Überprüfung. Setzt
man Funkmodule von Wireless-Herstellern
ein, ist davon auszugehen, dass viele Tests bei
der Modulentwicklung durchgeführt wurden,
allerdings muss die Antennenleistung immer
separat betrachtet werden, und dies, wie einleitend erklärt, bereits in einer frühen Phase.
Taoglas ist Experte für kundenspezifische Designs von optimierten Funkprodukten. Mit
weltweit drei Laboratorien mit reflektionsarmen Antennenmesskammern (in Irland, Taiwan und USA) können nicht nur Antennen,
sondern auch Sende- und Empfangsleistung
sowie umgebungsbedingte Performanz gemessen werden. Walter Puhl, Product Group
Manager RF/Wireless bei MSC Technologies,
sagt: »Taoglas beschäftigt hervorragende
Antennen-Design-Ingenieure, die viel Erfahrung mit Implementierung, Fehlerbeseitigung,
Testdurchführung und kundenspezifischem
Design gesammelt haben. Wir unterstützen
den Kunden durch intensive Beratung bis hin
zum kompletten kundenspezifischen Design
und kooperieren mit Taoglas während der gesamten Design In-Phase. Alle Messungen und
Services werden von der MSC angeboten und
von Taoglas durchgeführt.«
■
Wireless Panasonic
Kompakte Bluetooth-Module in SMD-Bauform
M
SC Technologies offeriert mit dem neuen PAN1760 Bluetooth Smart-Modul und dem Bluetooth Smart Ready-Modul
PAN1026 von Panasonic eine Pin-kompatible Bluetooth-Modulserie
basierend auf den Toshiba-Chips TC35667 und TC35661. Der kompakte Formfaktor von nur 15,6 x 8,7 x 1,8 mm in SMD-Bauform ermöglicht den Einbau in viele Anwendungen der Industrie- und Gebäudeautomatisierung.
Das Low-Energy-Modul PAN1760 kann auch als Stand-alone-Modul
betrieben werden und eignet sich ideal für Sensoranwendungen. Es
unterstützt Central Mode und Peripheral Mode, während das PAN1026
nur den Peripheral Mode unterstützt. Der integrierte Bluetooth Stack
der Version v4.x bietet Support für embedded GATT-Profile und high
level API-Kommandos. Das Ecosystem wird durch Toshibas Bluetooth
SDK abgerundet. Das PAN1760 Bluetooth Smart-Modul hat einen sehr
geringen Stromverbrauch von nur maximal 5,4 mA im Tx-Mode wie
auch im Rx-Mode. Im Sleep-Modus erreicht der Stromverbrauch dann
tatsächlich sogar nur 1 μA oder weniger. Das Smart Ready-Modul
PAN1026 liegt natürlich aufgrund der Unterstützung von Bluetooth
Classic höher.
■
Gemalto
H&D Wireless
D
D
M2M LTE-Module
as brandneue Funkmodul der LTE Kategorie 1 (Cat1) „Cinterion
ELS31“ von Gemalto für hocheffiziente 4G LTE Konnektivität
basiert auf dem Cat1 Baseband-Chip von Sequans Communications.
Speziell entwickelt für M2M-Kommunikation und industrielle IoTAnwendungen, erfüllt das Modul die Marktanforderungen für die
Stromverbrauchs– und Leistungsoptimierung, während es im SingleMode LTE eine Geschwindigkeit von 10 Mbit/s Download und 5 Mbit/s
Uplink ermöglicht. Mit garantierter Langzeitverfügbarkeit, Produktion
nach TS16949 und einem erweiterten Temperaturbereich von –40 °C
bis 85 °C ist es bestens für den Industrie-Einsatz und AutomotiveAnwendungen geeignet.
Das „Cinterion Cat1 LTE ELS31“ erlaubt die nahtlose Integration von
Gemaltos MIMs und Sicherheitslösungen. Das fälschungssichere Hardware-Sicherheitssystem Cinterion Se-cure Element (SE) von Gemalto
stellt sicher, dass die Daten an einem sicheren Platz gespeichert werden und der Zugriff nur durch autorisierte Applikationen und Personen
erfolgt.
■
Vom Sensor bis zur Cloud
ie Wi-Fi-Module und die Do-It-yourself-Entwicklungskits von H&D
Wireless, die von MSC Technologies vertrieben werden, vereinfachen die Cloud-Kommunikation für Smart Home, M2M, IoT und Industrieanwendungen, wie zum Beispiel Sensornetzwerke.
Das 8 x 8 mm große SiP-Modul HDG200 unterstützt 802.11 b/g/n und
beinhaltet ein lizenzfreies Linux SDK mit dem Fokus auf Multimedia.
Das HDG 200 ist auch mit Wi-Fi-Treibern für die STM Cortex-Derivate
erhältlich. Das Wi-Fi SiP-Modul HDG820 beherbergt den kompletten
Wi-Fi-Treiber und den TCP/IP Stack im baugleichen Gehäuse. Es zielt
auf M2M-Applikationen ab, die keine großen Datenübertragungsmengen benötigen, aber eine schnelle Integration der Applikation ins Internet erfordern. Zudem bietet H&D Wireless mit einer eigenen Plattform
kundenspezifische bzw. schlüsselfertige Wi-Fi Cloud-Anbindungen an.
Ein Beispiel für die erfolgreiche Implementierung des HDG200 mit
Linux-Treibern finden Sie in unserem Artikel über die Systemlösung
mit unserem Kunden Gira auf Seite 30.
■
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MSC Solution Guide

MSC Technologies

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