Bei gewöhnlichen Industrie-PCs kommt dabei schnell nutzbare PC-Karten Technologie zum Einsatz, wie zum Beispiel die PC-Karten Familie cifX von Hilscher. Damit kann ein IPC in kurzer Zeit ohne Hardware-Design um Echtzeit-Ethernet-Kommunikation aufgerüstet werden. Bei kompakten Geräten hingegen, insbesondere Slaves, erfolgt die Implementierung einer Echtzeitlösung üblicherweise per Integration eines steckbaren Moduls oder Design-In eines Kommunikations-ASIC. Bei solchen embedded Designs spielen neben der eigentlichen Kommunikationsfunktionalität auch technische und kommerziellen Randbedingen eine tragende Rolle. Das heißt vor allem die Größe und die Stückkosten der gewählten Lösung.
Integration über ASICs
Speziell bei mittlerem und hohem Volumen erfolgt deshalb die Integration der Kommunikationslösung über ASICs, wie z.B. dem flexiblen Multiprotokoll-Chip netX. Dabei erfolgt die komplette Entwicklung der Anschaltung von Grund auf durch den Kunden selbst. Niedrige Stückkosten stehen dabei dem Entwicklungsrisiko, der Entwicklungsdauer und der notwendigen In-House-Kompetenz gegenüber. Eine schnelle und sichere Alternative ist Hilschers Chip-Carrier netRapid. Im Briefmarkenformat kombiniert er die Vorzüge der ASIC-Integration mit den Vorteilen einer Modul-Lösung. Das heißt zum einen geringer Platzbedarf mit adäquaten Stückkosten und zum andern geringes Entwicklungsrisiko mit kurzem Time-to-Market. Als fertig lötbares netX-Chip-Design umfasst netRapid alle essentiellen Bauteile einer Kommunikationsbaugruppe. Neben dem Netzwerk-Controller netX52, enthält der Chip-Carrier die notwendigen Übertrager bzw. Treiber-Bausteine, den RAM- und Flash-Speicher und die galvanische Bustrennung. Damit verringert sich die Hardware-Entwicklung beim Kunden auf die Anbindung von Netzwerkstecker, LEDs und der 3,3V-Versorgungsspannung. Im Idealfall kann die Grundleiterkarte des Kundendesigns als einfaches Zweilagen-Design ausgeführt werden. Die Anbindung an das Host-System erfolgt über klassisches Dual-Port-Memory mit einem 8- bzw. 16-Bit breiten Datenbus oder eine 50MHz schnelle SPI-Schnittstelle.
Einheitliche Applikationsschnittstelle
Die Software-Entwicklung beschränkt sich auf das Anprogrammieren der Applikationsschnittstelle. Dank einer durchgängigen Plattformstrategie ist diese identisch zu allen anderen Hilscher Produkten, wie z.B. den steckbaren Kommunikationsmodulen comX. Im Klartext heißt das: gleiche Funktion mit gleicher Anwenderschnittstelle, gleichem Treiber und gleichen Tools – nur in einer anderen Bauform. Endgültige Funktionalität erhält netRapid durch eine lizenzierte Firmware, die im Fertigungsprozess des Endprodukts aufgespielt wird. Durch den netX52-Ansatz von Hilscher ist der Chip-Carrier eine echte Multiprotokolllösung und gut gerüstet für neue Anforderungen an Profinet und alle anderen Real-Time-Ethernet Systeme. Wie bei allen netX-basierten Produkten von Hilscher, lässt sich mit exakt einer Hardware alle führenden Echtzeit-Ethernet-Protokolle realisieren. Der Wechsel des Kommunikationsprotokolls erfolgt unkompliziert durch Laden der entsprechenden Firmware. Der 32x32mm kleine netX-Träger kommt als einseitig bestückte Leiterkarte und wird direkt auf die Grundplatine gelötet – per Hand oder SMD-Fertigungsprozess. Dabei sind die Lötkontakte wie bei einem QFP-Bauteil seitlich zugänglich und erlauben eine einfache Handhabung. Dies ist speziell für die Fertigungsprozesse relevant, die BGA-Lösungen noch nicht optimal verarbeiten können. Das Besondere am Chip-Carrier netRapid ist, dass es sich nicht nur um eine einfache Kommunikations-Lösung handelt. Vielmehr ist der Chip-Carrier ein grundlegendes Entwicklungs-Konzept, das den Kunden in jeder Phase seines embedded Designs begleitet und dabei eine jeweils abgestimmte Lösung bietet.
In drei Schritten zum Produkt
Eine Produktentwicklung lässt sich üblicherweise in drei Schritte gliedern: Evaluierung & Prototyping, Pilot- & Serienfertigung sowie Kostenoptimierung & Migration. Jede dieser Phasen bringt unterschiedliche Herausforderungen mit sich, die es zu lösen gilt.
