Innovative Elektronikentwicklung in Sachsen am Beispiel ... - CiS
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Deck-Folie<br />
„<strong>Innovative</strong> <strong>Elektronikentwicklung</strong><br />
<strong>in</strong> <strong>Sachsen</strong> <strong>am</strong> <strong>Beispiel</strong> e<strong>in</strong>es<br />
PRETTL Elektronik<br />
Dachantennenmoduls“<br />
PRETTL Elektronik Radeberg GmbH<br />
Dipl.-Ing. Udo Heller, Leiter Entwicklung<br />
04/08
Deck-Folie<br />
PRETTL Elektronik<br />
Gliederung des Vortrages<br />
1. Überblick Prettl Elektronik / Produktbeispiele<br />
2. Überblick Lesswire AG / Projektbeispiele<br />
3. Zus<strong>am</strong>menfassung – Kurzstreckenfunktechnik im Automobil<br />
4. Entwicklungsprojekt Dachantennenmodul<br />
04/08
PRETTL Gruppe<br />
Technologien<br />
Kabelkonfektion<br />
Magnet- und<br />
Schaltertechnik<br />
Bürstensysteme<br />
PRETTL Elektronik<br />
Alles aus e<strong>in</strong>er Hand!<br />
04/08<br />
Elektronik<br />
Kunststofftechnik<br />
Metalltechnik
PRETTL Gruppe<br />
Organisation<br />
PRETTL Elektronik<br />
Wire Harness /Sensors<br />
Pfull<strong>in</strong>gen (D)<br />
Szekszard (HU)<br />
K<strong>am</strong>enez-Pod. (UA)<br />
Mair<strong>in</strong>que (BRA)<br />
Seoul (KOR)<br />
Shanghai (CN)<br />
Wire Harness Trucks<br />
Liberec (CZ)<br />
K<strong>am</strong>enez-Pod. (UA)<br />
Automotive Mechanic<br />
Bempfl<strong>in</strong>gen (D)<br />
Wernau (D)<br />
Szekszard (HU)<br />
Automotive<br />
Geschäftsleitung: Rolf Prettl, Erhardt Prettl<br />
Automotive Electric Europe<br />
Pfull<strong>in</strong>gen (D)<br />
Neurupp<strong>in</strong> (D)<br />
Bydgoszcz (PL)<br />
Cerkezköy (TR)<br />
Automotive Electric NAFTA<br />
Greenville (US)<br />
Queretaro (MX)<br />
Displays & Interior<br />
Bad Salzdetfurth (D)<br />
Bydgoszcz (PL)<br />
St. Tirso (PT)<br />
04/08<br />
Beirat<br />
Franz W. Prettl Prof. Dr. Johann Löhn Volkmar Kübler<br />
Gründer Ste<strong>in</strong>beis - Stiftung Dresdner Bank<br />
Home Appliances Industrial Services Consumer<br />
Systemblenden<br />
& Kabel<br />
PRETTL<br />
Appliance Systems<br />
Neurupp<strong>in</strong> (D)<br />
Opalenica (PL)<br />
Lodz (PL)<br />
Cerkezköy (TR)<br />
Wash<strong>in</strong>gton, NC (US)<br />
El Tepeyac (MX)<br />
Hold<strong>in</strong>gfunktionen<br />
F<strong>in</strong>anzen &<br />
Controll<strong>in</strong>g<br />
Elektronik<br />
PRETTL Elektronik<br />
Radeberg (D)<br />
Lübeck (D)<br />
Liberec (CZ)<br />
lesswire AG<br />
Frankfurt/Oder (D)<br />
Forschung &<br />
Entwicklung<br />
Zentrales<br />
QM<br />
HRM Zentrale<strong>in</strong>kauf GMS<br />
Stromerzeugung<br />
ENDRESS Elektrogeräte<br />
Bempfl<strong>in</strong>gen (D)<br />
Torantriebe<br />
BERNAL Torantriebe<br />
Pfull<strong>in</strong>gen (D)<br />
Eastern Europe<br />
Headquarters<br />
Mergers &<br />
Acquisitions
Standorte<br />
PRETTL Elektronik<br />
Headquarter<br />
PRETTL Elektronik Radeberg<br />
Darmstadt<br />
Vertriebsniederlassung<br />
Firmensitz<br />
Pfull<strong>in</strong>gen<br />
04/08<br />
PRETTL Elektronik Lübeck<br />
Frankfurt Oder<br />
Entwicklungszentrum<br />
PRETTL Elektroniksysteme Radeberg<br />
Tschechien<br />
PRETTL Elektronik Liberec<br />
Standort mit Fertigung
Geschäftsfelder und Umsatzverteilung<br />
Industrieelektronik<br />
27 %<br />
PRETTL Elektronik<br />
Reparatur & Service<br />
6 %<br />
Mediz<strong>in</strong>technik<br />
26 %<br />
04/08<br />
Telekommunikation<br />
17 %<br />
Automotive<br />
24 %
Entwicklung elektronischer Geräte,<br />
Komponenten und Systeme<br />
PRETTL Elektronik<br />
04/08
Unsere Partner für e<strong>in</strong> Kompetenznetzwerk<br />
Aktive<br />
Mitgliedschaft<br />
<strong>in</strong> ...<br />
PRETTL Elektronik<br />
VISION &<br />
ENGINEERING CENTER<br />
Bluetooth Special Interest<br />
Group (Bluetooth Adopter)<br />
AMZ Automobilzulieferer<br />
2005<br />
04/08<br />
Institut für Aufbau- und<br />
Verb<strong>in</strong>dungstechnik<br />
der Elektronik (IAVT)<br />
Zentralverband Elektrotechnikund<br />
Elektronik<strong>in</strong>dustrie e. V.<br />
Sächsischer Arbeitskreis<br />
Elektroniktechnologie<br />
(VDE/VDI)
Deck-Folie<br />
PRETTL Elektronik<br />
Gliederung des Vortrages<br />
1. Überblick Prettl Elektronik / Produktbeispiele<br />
2. Überblick Lesswire AG / Projektbeispiele<br />
3. Zus<strong>am</strong>menfassung – Kurzstreckenfunktechnik im Automobil<br />
4. Entwicklungsprojekt Dachantennenmodul<br />
04/08
© lesswire AG 2003-205<br />
Überblick zur lesswire AG<br />
Systemhaus für drahtlose Lösungen für OEM Kunden<br />
Technologien: WLAN, Bluetooth, ZigBee, UWB, GPRS/GSM<br />
Märkte: Automotive, Automatisierung, Mediz<strong>in</strong><br />
Seit 10/2006 Tochterunternehmen der Prettl<br />
Unternehmensgruppe<br />
Gegründet 1999 als Sp<strong>in</strong>-off Forschungs-Instituts für High<br />
Performance Microelectronics (IHP), Frankfurt (Oder)<br />
Aktuell 17 Mitarbeiter + Zugriff auf weitere Ressourcen<br />
(Kooperationsvere<strong>in</strong>barung mit IHP)<br />
Standardisierungsgremien<br />
Associated member der Bluetooth SIG<br />
Mitglied des EWC IEEE802.11n<br />
Mitglied der PNO<br />
Mitglied im C2C Communication Consortium
© lesswire AG 2003-205<br />
Alle<strong>in</strong>stellungsmerkmale<br />
Excellente HF-Kompetenz<br />
Reichweiten-Weltrekord für Bluetooth 2,2km<br />
Lösungskompetenz für drahtlose Systeme<br />
Mobile Geräte (PDAs, Handys)<br />
Serversysteme<br />
Embedded Plattformen<br />
Wertschöpfung (SW, HW und HF-Design)<br />
„Echtzeitkommunikation“ über Funk<br />
Wireless Plattform für verschiedene<br />
Funktechnologien
© lesswire AG 2003-205<br />
GSM<br />
GSM<br />
Funkfernbedienungen<br />
868Mhz<br />
2.<br />
Funkfernbedienung<br />
Heizung<br />
Wir bieten Long Range Funk-Lösungen für<br />
• ISM-Band 868/915Mhz (>2km)<br />
• Bluetooth (500m)<br />
• WLAN (500m)<br />
Bedienelement<br />
3.<br />
1.<br />
Diagnose<br />
Vorteile:<br />
• Reichweite<br />
• Robustheit<br />
• Sicherheit<br />
• Flexible<br />
Schnittstellen
• Funkmodule<br />
• Integration im Werkstatt-<br />
Tester<br />
© lesswire AG 2003-205<br />
Drahtlose Fahrzeugdiagnose<br />
Bluetooth<br />
WLAN<br />
• Funkgateway für die<br />
OBD2-Schnittstelle im<br />
Fahrzeug
© lesswire AG 2003-205<br />
Car2Car Kommunikation<br />
•Erarbeitung technische Spezifikation des Car2Car-Standards<br />
(PHY/MAC/Network<strong>in</strong>g) für die europ. Automobil<strong>in</strong>dustrie<br />
•Zus<strong>am</strong>menfassung und Konsolidierung der Ergebnisse der<br />
Arbeitsgruppen
© lesswire AG 2003-205<br />
E<strong>in</strong>facher Zugriff auf Steuergeräte über das<br />
OBD2-Bluetooth-Gateway<br />
Vehicle Control<br />
CAN-Bus<br />
Infota<strong>in</strong>ment<br />
Body & Comfort<br />
Bluetooth-fähige Endgeräte<br />
OBD2-Bluetooth-Gateway
Deck-Folie<br />
PRETTL Elektronik<br />
Gliederung des Vortrages<br />
1. Überblick Prettl Elektronik / Produktbeispiele<br />
2. Überblick Lesswire AG / Projektbeispiele<br />
3. Zus<strong>am</strong>menfassung - Kurzstreckenfunktechnik im Automobil<br />
4. Entwicklungsprojekt Dachantennenmodul<br />
04/08
© lesswire AG<br />
Vortragsübersicht<br />
• Anwendungsfälle für drahtlose Kommunikation im<br />
Fahrzeug<br />
Car-2-X Kommunikation<br />
In vehicle Kommunikation<br />
• Verfügbare drahtlose Technologien und ihre<br />
Eigenschaften<br />
Zellulare Technologien<br />
WLAN Technologien<br />
PAN Technologien<br />
• Probleme bei der Nutzung drahtloser Technologien im<br />
Fahrzeug<br />
• Zukünftige drahtlose Technologien <strong>in</strong> der Entwicklung<br />
Ultrahochgeschw<strong>in</strong>digkeitskommunikation bei 60 GHz
© lesswire AG 2003-2008<br />
High Power<br />
Long Range<br />
Low Power<br />
Short Range<br />
Übersicht (1)<br />
GSM GPRS/2½GUMTS/3G<br />
GPRS/2½GUMTS/3G<br />
ZigBee<br />
PAN<br />
BT-ULP<br />
Bluetooth<br />
HSDPA 3GPP/LTE<br />
802.11b<br />
802.11g<br />
802.11a<br />
Text Graphics Internet Audio Video Multi-channel<br />
Video<br />
Low Data Rate High Data Rate<br />
802.11n<br />
WLAN<br />
UWB<br />
Quelle: Prof. Rolf Kraemer / Präsentation: Übersicht Drahtlose Technologien
© lesswire AG<br />
Roadmap für drahtlose Systeme<br />
Quelle: Prof. Dr. Fettweis, VCT 2007
© lesswire AG<br />
Drahtlose Technologien 2<br />
• WLAN-Technologien (IEEE802.11a,b,g,n,p)<br />
• Kommunikation <strong>in</strong> lokalen Netzen (802.11a,b,g,n)<br />
Bis 300 Mb/s (bei Kanlabündelung sogar bis 600 Mb/s)<br />
Sendeleistung bis 20 dBm (100 mW)<br />
Reichweite etwa 100 m (bei 802.11n bis 300 durch<br />
Be<strong>am</strong>form<strong>in</strong>g)<br />
Hohe Sicherheit mit WPA<br />
Hotspots <strong>in</strong> vielen Städten verfügbar<br />
• Kommunikation zwischen Autos, Autos und Infrastruktur und<br />
Roadside (802.11p, noch nicht endgültig)<br />
Eigene Frequenzen bei 5,9 GHz<br />
2 Kanäle mit jeweils 10 MHz (<strong>in</strong> USA 7 Kanäle verfügbar)<br />
Datenraten bis 26 Mb/s<br />
Senseleistung bis 33 dBm (2 W) (<strong>in</strong> USA bis 43 dBm)<br />
Reichweite bis zu 2 km<br />
E<strong>in</strong>satz im wesentlichen für DSRC ähnliche Dienste<br />
• Probleme beim Media-Stre<strong>am</strong><strong>in</strong>g unter hoher Last deshalb<br />
802.11e (QoS-Erweiterung) erforderlich
© lesswire AG<br />
Drahtlose Technologien 3<br />
• PAN (Personal Area Network)<br />
• Bluetooth (IEEE802.15.1)<br />
Bis 2Mb/s im Bereich bis 100 m<br />
Sendeleistung 20 dBm (100 mW)<br />
Sehr robust wegen FHSS (Frequency Hopp<strong>in</strong>g)<br />
Hohe Sicherheit mit AES 128<br />
Sehr hohe und garantierte Qualität wegen TDMA<br />
Zugriffsverfahren<br />
• IEEE802.15.3<br />
Leider bis Heute ke<strong>in</strong>e Anwendungen<br />
802.15.3a gescheitert (Siehe WiMedia)<br />
802.15.3c noch <strong>in</strong> der Diskussion(siehe 60 GHz<br />
Kommunikation)<br />
• IEEE802.15.4 (Version 2006; a)<br />
Für Sensornetzkommunikation bei 2,4 GHz und 915/868 MHz<br />
Ger<strong>in</strong>ge Sendeleistung, kle<strong>in</strong>er Duty Cycle, ger<strong>in</strong>ge<br />
Datenraten<br />
Hohe Sicherheit
© lesswire AG<br />
Drahtlose Technologien 4<br />
• WiMedia UWB Standard<br />
• UWB-basierter Standard mit sehr hohen Datenraten (480Mb/s)<br />
und niedriger Sendeleistung (
© lesswire AG<br />
Probleme bei der Nutzung<br />
• Durch die E<strong>in</strong>bauanordnung können<br />
Abschattungsbereiche entstehen<br />
Antenne möglichst im Dachbereich sowohl für Kommunikation<br />
nach Innen als auch nach Außen anordnen<br />
• Die abgestrahlte Leistung ist zu kle<strong>in</strong><br />
Möglichst kurze Antennenleitungen verwenden<br />
Digitale Kommunikation so lange wie möglich verwenden<br />
RF-Module <strong>in</strong> der Nähe der Antennen platzieren<br />
• Störungen durch andere Teilnehmer treten auf<br />
• Dyn<strong>am</strong>ische Kanalwahl benutzen<br />
• Dyn<strong>am</strong>ische Leistungsanpassung aktivieren
© lesswire AG<br />
Zus<strong>am</strong>menfassung<br />
• Es gibt viele Anwendungen für drahtlose Funksysteme<br />
im Fahrzeug<br />
• Es gibt viele Funkstandards zur Realisierung der<br />
Funkkommunikation<br />
• Ke<strong>in</strong> e<strong>in</strong>zelner Standard kann alle Bedürfnisse erfüllen<br />
• Die meisten Probleme bei der Nutzung von<br />
Funklösungen kommen von falscher HF-Anordnung<br />
• Weitere <strong>in</strong>teressante Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitssysteme<br />
kommen bald und erweitern den Anwendungsbereich
Deck-Folie<br />
PRETTL Elektronik<br />
Gliederung des Vortrages<br />
1. Überblick Prettl Elektronik / Produktbeispiele<br />
2. Überblick Lesswire AG / Projektbeispiele<br />
3. Zus<strong>am</strong>menfassung – Kurzstreckenfunktechnik im Automobil<br />
4. Entwicklungsprojekt Dachantennenmodul<br />
04/08
Projektablauf / Fragestellungen<br />
21-May-08<br />
• Grundidee / das technisch mittelfristig Machbare<br />
• Use Case Diskussion<br />
– Wo wollen wir h<strong>in</strong>? Was ist machbar, welcher Aufwand?<br />
– Welcher Kundennutzen, wofür wird der Kunden bezahlen<br />
wollen<br />
• Technische Herausforderungen<br />
• Festlegen der Use Cases /Show Cases für die Demo<br />
– Geräte / Ausstattung / Verbausituation / Anzahl<br />
– Show cases, Szenarien<br />
• Zeitplan, Ressourcen, Verantwortlichkeiten<br />
Copyright © 2007 lesswire AG. All rights reserved, confidential
Die Idee - Dachmodul Demonstrator<br />
Car PC<br />
BT<br />
• Treiber WLAN<br />
• Treiber BT<br />
• BT Stack<br />
• Software-WLAN-AP<br />
• Firewall<br />
• DHCP-Server<br />
• Gateway-Applikation (z.B. NAT)<br />
• UMTS/HSDPA Treiber, Connection Manager<br />
• ……<br />
21-May-08<br />
Abgesetzte Peripherie<br />
WLAN<br />
2x USB-WLAN,<br />
USB-BT,<br />
USB-UMTS<br />
USB Hub<br />
Touchscreen<br />
UMTS<br />
WLAN<br />
Mic<br />
Copyright © 2007 lesswire AG. All rights reserved, confidential<br />
Car PC<br />
M<strong>in</strong>iATX<br />
USB<br />
Highspeed<br />
480 Mbps<br />
vehicle roof<br />
LS<br />
Auto<br />
Radio<br />
LS
Herausforderung Demonstrator<br />
21-May-08<br />
• Grundidee: PC-Komponenten,<br />
– Kostengünstig, ger<strong>in</strong>ges Risiko, kurzfristige Realisierung<br />
• WLAN im Innenraum Access Po<strong>in</strong>t<br />
– M<strong>in</strong>iPCI: ja USB: nur veraltete Lösung<br />
– Ansatz: WLAN Hardware-AP e<strong>in</strong>setzten<br />
– Nachteil: neben USB auch Ethernet<br />
• Bluetooth – WLAN Coexistance<br />
– Antennen für WLAN und BT sehr nah beie<strong>in</strong>ander<br />
– Konkrete Verbausituation wichtig, Lösung auf Chip-Ebene<br />
– Fallback: zeitlich versetzte Demo<br />
• Platzbedarf – Alles im Gehäuse unterzubr<strong>in</strong>gen?<br />
• Erweiterungen im Ergebnis der Use Case Diskussion?<br />
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Diskussion der Anwendungsfälle<br />
21-May-08<br />
• Grundidee / das technisch mittelfristig Machbare<br />
• Technische Herausforderungen<br />
• Use Case Diskussion<br />
– Wo wollen wir h<strong>in</strong>? Was ist machbar, welcher Aufwand?<br />
– Welcher Kundennutzen, wofür wird der Kunden bezahlen<br />
wollen<br />
• Festlegen der Use Cases /Show Cases für die Demo<br />
– Geräte / Ausstattung / Verbausituation / Anzahl<br />
– Show cases, Szenarien<br />
• Zeitplan, Ressourcen, Verantwortlichkeiten<br />
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Use Cases – Versuch e<strong>in</strong>er Gliederung<br />
Anwendungen<br />
• Enterta<strong>in</strong>ment<br />
– Stre<strong>am</strong><strong>in</strong>g Audio<br />
– Stre<strong>am</strong><strong>in</strong>g Video<br />
– G<strong>am</strong><strong>in</strong>g<br />
– Internet<br />
• Bus<strong>in</strong>ess<br />
– Internet: Information<br />
– VPN – Firmennetzwerk<br />
– „Outlook-Funktionen“<br />
– Telefon-/Videokonferenzen<br />
• Navigation, Verkehrs<strong>in</strong>fo<br />
• Integration <strong>in</strong> SoHo<br />
– Download auf CarPC, ...<br />
• Sightsee<strong>in</strong>g<br />
• .......<br />
Weitere Gliederungen<br />
....<br />
21-May-08<br />
Nutzergruppe<br />
• Fahrer (limitiert)<br />
– Stre<strong>am</strong><strong>in</strong>g Audio<br />
– Navigation<br />
• Beifahrer<br />
– Alle use cases<br />
• Fond-Passagiere<br />
– Alle use cases<br />
– Unterschiedliche Altersgruppen<br />
– Parallel verschiedene Dienste (z.B.<br />
verschiedene Audiostre<strong>am</strong>s)<br />
Geräteklasse<br />
• Mit festem PC/CarPC, ...<br />
• E<strong>in</strong>b<strong>in</strong>den Radio- und Freisprechanlage<br />
• Laptop, PDA, Kopfstützen-Monitor,<br />
Stereo-Headset (BT, WLAN)<br />
• Fahrzeugbus – CAN (Bereitstellen von<br />
Diensten, Nutzen von Diensten, ...)<br />
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Def<strong>in</strong>ition Demonstrator<br />
21-May-08<br />
• Grundidee / das technisch mittelfristig Machbare<br />
• Technische Herausforderungen<br />
• Use Case Diskussion<br />
– Wo wollen wir h<strong>in</strong>? Was ist machbar, welcher Aufwand?<br />
– Welcher Kundennutzen, wofür wird der Kunden bezahlen<br />
wollen<br />
• Festlegen der Use Cases /Show Cases für die Demo<br />
– Geräte / Ausstattung / Verbausituation / Anzahl<br />
– Show cases, Szenarien<br />
• Zeitplan, Ressourcen, Verantwortlichkeiten<br />
Copyright © 2007 lesswire AG. All rights reserved, confidential
Car Demo<br />
HotSpot<br />
GSM<br />
21-May-08<br />
UMTS<br />
WLAN<br />
WLAN b/g<br />
Bluetooth<br />
UMTS<br />
WLAN<br />
USB Hub<br />
roof module<br />
Touchscreen<br />
Mic<br />
<strong>in</strong>side vehicle<br />
Car PC<br />
M<strong>in</strong>iATX<br />
vehicle roof<br />
USB<br />
Highspeed<br />
480 Mbps<br />
LS<br />
Auto<br />
Radio<br />
LS<br />
Copyright © 2007 lesswire AG. All rights reserved, confidential<br />
Use cases<br />
• Hotspot <strong>in</strong>side Vehicle<br />
• G<strong>am</strong><strong>in</strong>g<br />
• Video, Audio<br />
• TV<br />
• BT: MP3, free speech<br />
• WLAN: Internet (PDA, Laptop)<br />
Discussion<br />
• 2x WLAN<br />
• OS for Car PC<br />
• Deadl<strong>in</strong>e end 2007<br />
• What’s realistic?<br />
2x USB-WLAN,<br />
USB-BT,<br />
USB-UMTS<br />
USB Hub
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