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D 19067 · Februar 2012 · Einzelpreis 19,00 € · www.elektronik-industrie.de 

1-2/2012 

Das Entwickler-Magazin von all-electronics 

Displaytechnik 

Robuste, großformatige LCDs 

mit hoher Brillanz für XXL Signage 

Display Lösungen Seite 34 

Messtechnik 

Validierung eines 

Touchscreen-Interface mit 

einem Digital-Oszilloskop Seite 38 

Programmierbare Logik 

Skalierbare Low Voltage 

Signalisierung in einem FPGA 

implementieren Seite 60 

Umgebungslichtund 

Näherungssensorik 

Aufwecken ohne zu berühren Seite 20 

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elektronik industrie · Das Entwickler-Magazin von all-electronics · 1-2/2012

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Digi-Key ist ein autorisierter Distributor für alle Vertriebspartner. Neue Produkte werden täglich hinzugefügt. © 2012 Digi-Key Corporation, 701 Brooks Ave. South, Thief River Falls, MN 56701, USA

Editorial 

Dipl.-Ing. Siegfried W.Best, 

Chefredakteur elektronik industrie 

Dipl.-Ing. Hans Jachinski, 

Chefredakteur elektronik industrie 

Gezeitenwende 2012 

2012 wird von der Politik als das Entscheidungsjahr für den Euro eingestuft. 

Und auch bei der Bauelemente-Technologie steht ein spannendes Jahr mit einigen 

Paradigmenwechseln bevor. Besonders bei den Leistungshalbleitern 

wird ein Durchbruch der Verbindungshalbleiter GaN und SiC erwartet, die 

dann wegen ihrer guten Eigenschaften die Silizium-Gegenstücke mehr und 

mehr ersetzen. GaN ist auch das Material, das jetzt in Verbindung mit Silizium 

die Optoelektronik vorantreiben wird. Forschern von Osram Opto Semiconductors 

in Regensburg ist es gelungen, Prototypen blauer und weißer LED herzustellen, 

bei der die lichtemittierenden GaN-Schichten auf Si-Scheiben mit 

150 Millimeter Durchmesser gewachsen wurden. Die großen Si-Wafer ersetzen 

dabei die bisher üblichen kleinen Saphir-Substrate, eine erhebliche Steigerung 

der Produktivität. Erste LED auf Silizium könnten schon in den nächsten 

zwei Jahren auf den Markt kommen. 

Spannend wird es auch bei der Speichertechnologie. Um einen superdichten 

Speicher zu realisieren, setzen Wissenschaftler von IBM und des Hamburger 

Forschungszentrums CFEL der Max-Planck-Gesellschaft sinniger Weise auf 

einen Stoff, der bislang als wenig geeignet für die Datenspeicherung galt: antiferromagnetisches 

Material. Mittels Rasterelektronenmikroskop bauten sie 

mit Eisenatomen auf einem Kupfernitrid-Substrat einen Speicher – und mit 12 

Atomen ergab sich dann eine für ein Bit ausreichend stabile Struktur. Zum 

Vergleich: Bei aktuellen Computer-Festplatten sind etwa 1. Mio. Atome für ein 

Bit notwendig. 

Auch bei der elektronik industrie steht eine Gezeitenwende bevor. Die vor 

Ihnen liegende Ausgabe ist nach 21 Jahren bei dieser Entwicklerzeitschrift die 

letzte unter meiner Regie. Ab Februar darf ich mich dann in den (Un)Ruhestand 

begeben. Ich bedanke mich für das Vertrauen, das Sie liebe Leser der 

elektronik industrie in den vergangenen Jahren entgegen gebracht haben. Meine 

Nachfolge tritt ein für Sie nicht unbekanntes Gesicht an. Mein Stellvertreter 

Dipl.-Ing. Hans Jaschinski wird die elektronik industrie weiterführen, wozu 

ich ihm viel Erfolg wünsche. 

Es grüßen Sie herzlichst 

Siegfried W. Best 

Hans Jaschinski, hans.jaschinski@huethig.de 

www.elektronik-industrie.de

Inhalt 

Februar 2012 

Coverstory 

20 

Aufwecken ohne zu berühren 

Ein elektronisches Gerät mit Touchscreen kann 

aus dem Sleep-Modus geweckt werden, ohne es 

zu berühren. Möglich wird es durch eine kombinierte 

Umgebungslicht- und Näherungssensorik die auf 

Handbewegung reagiert. 

46 

Messung der EMVU von LTE-Signalen 

Das portable System R&S TS-EMF für die Messung der Elektromagnetischen 

Umweltverträglichkeit kann nun durch ein Software-Update 

auch die Signale der weltweit im Entstehen begriffenen 

LTE-Mobilfunknetze in die Messungen einbeziehen. 

64 

Stacked-Silicon- 

Interconnect 

Virtex-7-2000T ist der 

erste kommerziell verfügbare 

FPGA mit Stacked- 

Silicon-Interconnect – 

der Xilinx-Methode der 

3D-IC-Technik. 

Märkte + Technologien 

06 Damit es nicht zu heiß wird 

Wärmemanagement à la Carte 

08 News und Meldungen 

14 Abgekündigt und dann 

Component Obsolescence Group 

kann helfen 

16 News und Meldungen 

Coverstory 

20 Aufwecken ohne zu berühren 

Kombinierte Umgebungslicht- und Näherungssensorik 

Leserservice infoDIREKT: 

Zusätzliche Informationen zu einem Thema erhalten 

Sie über die infoDIREKT-Kennziffer. So funktioniert’s: 

• www.elektronik-industrie.de aufrufen 

• Im Suchfeld Kennziffer eingeben, suchen 

Display-Technik 

24 Displays als Beamer-Ersatz 

Ungleich schärferes Bild macht auch 

kleine Schriften deutlich erkennbar 

26 Erfahrung mit Display-Starterkits 

Wie sie den Einstieg in die Arbeit mit 

Displays erleichtern 

30 Organische Licht-Emittierende 

Dioden 

Displaytechnologie für das 

21. Jahrhundert 

34 XXL Signage Display-Lösungen 

Robuste, großformatige LCDs 

hoher Brillanz 

36 Neue Produkte 

Messtechnik 

38 Touchscreen-Interface 

Mit einem Oszilloskop validieren 

42 Echtzeit-Oszilloskope bis 60 GHz 

Eine Messgeräte-Klasse für sich 


EMV 

46 EMVU von LTE-Signalen messen 

Update des portablen Systems 

R&S TS-EMF 

50 AXIEM-Software 

Entwurf von Flächenantennen 



56 Schnittstellen nach Maß 

Cyclone IV GX-FPGAs mit integrierten 

PCIe-Schnittstellen 

60 SLVS-Implementierung im FPGA 

Skalierbare Low Voltage Signalisierung 

64 FPGAs in Stacked-Silicon- 

Interconnect-Technik 

Mit fast 2 Mio. die weltweit höchste 

Logikdichte 

4 elektronik industrie 01-2/2012 


Systemdesign 

96 

Inhalt 

Februar 2012 

High Tech Toy 

Der Pegastick ist eine 

Triple-Mode LTE-Plattform 

mit den Hauptmerkmalen 

geringe PCB- 

Fläche, hohe Integration 

sowie geringer Stromverbrauch. 

Wir habe ihn 

für Sie zerlegt. 

68 Universelles Referenz-Design 

Low Power-Applikationen einfach realisieren 

71 Quarz-basierende Sensorlösungen 

Für hohe Ansprüche an Temperaturstabilität 

74 LTPoE++ erweitert PoE auf 90 W 

Zuverlässigen Standard einsetzen 

78 Nicht nur zum Spielen geeignet... 

Die Plattformen AVR und AVR32 Xplained 

Evalkits für das AVR Studio 5 

80 12 Tipps zur Auswahl 

Evaluationboards von RS Components 


84 Antriebssteuerungen individuell entwickeln 

Mikrocontroller bieten ausreichende FOC-Performance 

für viele Anwendungen 

Rubriken 

› AKTIVE BAUELEMENTE 

› PASSIVE BAUELEMENTE 

› ELEKTROTECHNIK 

› MESSTECHNIK 

› AUTOMATION 

› LÖTTECHNIK 

› INDUSTRIELLE IT 

› FACHSEMINARE ZU AKTUELLEN 

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03 Editorial 

Gezeitenwende 2012 

93 Literatur 

94 Gewinnspiele 

96 High Tech Toy 

LTE-Plattform: Pegastick 

98 Impressum 

98 Verzeichnisse 

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Damit es nicht 

zu heiß wird 

Wärmemanagement à la Carte 

Die 1998 gegründete Mersen France La Mure, vormals 

Ferraz Shawmut Thermal Management, bietet sichere 

und zuverlässige Lösungen zur Kühlung von Bauelementen 

der Leistungselektronik. Das Unternehmen 

informierte Ende letzten Jahres über Design und 

anwendungsbezogene Vorteile unterschiedlicher 

Wärmemanagement-Technologien. 

Autor: Siegfried W. Best 

Mersen France La Mure, Spezialist für das Wärmemanagement 

von Komponenten der Leistungselektronik, 

ist in La Mure nahe Grenoble angesiedelt und eine 

Tochtergesellschaft der französischen Aktiengesellschaft 

Mersen S.A. In La Mure stellt die Firma mit etwa 50 Mitarbeitern 

ihre Kühllösungen der verschiedensten Technologien her 

(Bild 1). Die Mersen Gruppe (siehe Kasten), die 2010 einen Gesamt-Umsatz 

von 741 Mio. € tätigte, schätzt das Wachstum auf 

dem Gebiet der Kühllösungen für Leistungselektronik auf jährlich 

6 bis 8% ein und will diesem Wachstum folgen. Zielmärkte für diese 

Lösungen finden sich in hohem Maße in Europa (den Löwenan- 

Bild 1: Das Mersen Werk für Thermal Management in La Mure nahe Grenoble. 

Bild: Dmitry Lobanov - Fotolia.com 

Bild: Mersen 

6 elektronik industrie 01-2 / 2012 



teil macht Deutschland aus) sowie in Asien und 

Nordamerika. 

Das Produktportfolio 

Kühlung von Thyristoren und anderen Leistungshalbleitern 

war der ursprüngliche Ansatz 

der Firma seit ihrer Gründung, heute liegt der 

Schwerpunkt bei der Entwärmung von IGBTs. 

Im Bereich der Luftkühlung wird heute durch einen 

patentierten Rundknetprozess (Swaging) bei 

den Kühlkörpern eine maximale Wärmeleitfähigkeit 

bei niedrigstem Komponentengewicht 

erzielt. Die Fabfin-Kühlkörper – hergestellt im 

Rundknetverfahren – zeichnen sich im Unterschied 

zu herkömmlichen, stranggepressten 

Kühlkörpern durch eine höhere thermische Leistung 

aus. Das Rundknetverfahren ermöglicht eine 

höhere Lamellendichte sowie die Verwendung 

von längeren Lamellen. Die bei dem Verfahren 

angewendete Kaltverformung hat gegenüber dem 

sonst üblichen Kleben wesentliche Vorteile. Der 

Hollowfin-Kühlkörper von Mersen baut auf derselben 

Technologie auf, hier wurden jedoch die 

Lamellen mit Hohlkammern weiterentwickelt, 

um eine noch höhere Lamellendichte zu erzielen. 

Mit dem Rundknetverfahren werden auch Luftkühlkörper 

aus Kupfer bzw. aus einem Materialmix 

Aluminium/Kupfer für besondere Anwendungsfälle 

hergestellt. 

Ein hilfreiches Werkzeug der Firma ist die R- 

Tools Online 3D-Simulation von Kühlkörpern. 

Das interaktive Programm ist unter www.r-tools. 

com kostenfrei zugänglich und bietet Konstrukteuren 

eine schnelle und einfache Simulation 

verschiedener Kühlköperauslegungen. Mittels 

diphasischer Kühlung erzielen Heatpipes von 

Mersen eine effiziente Entwärmung. Die Leistungsfähigkeit 

von Heatpipes liegt markant über 

der von Luftkühlkörpern, da bei der Verdampfung 

des Kühlmediums Energie aus der Umgebung 

rasch entzogen wird. Da elektronische Bauteile 

und Kühllamellen räumlich voneinander 

getrennt angeordnet werden, ergeben sich weitere 

anwendungsorientierte Einsatzmöglichkeiten. 

Die Einheit arbeitet als in sich geschlossenes System 

autark und bietet dem Anwender damit entscheidende 

Vorteile: kompakter Aufbau, kein 

Wartungsbedarf und eine optimierte Wärmeabfuhr. 

Die angebotenen Flüssigkeitskühlplatten unterschiedlicher 

Technologien (Bild 5, aus Aluminium 

und Kupfer) zeichnen sich durch maximale 

Leistungsfähigkeit aus. Sie machen den Großteil 

der Produktion in La Mure aus. Das angewendete 

Vakuumhartlötverfahren (Bild 2) in Verbindung 

mit fortschrittlichen Innenstrukturen ermöglicht 

Kunden- und anwendungsspezifische 

Lösungen auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen. 

Auf Basis langjähriger Erfahrung bei der Entwicklung 

kundenorientierter Lösungen stellt 

Mersen neuerdings eine Produktreihe von vakuumhartgelöteten 

Aluminium-Kühlplatten für 

Standardanwendungen vor. Damit können High- 

Tech-Kühlplatten auch in mittleren und kleinen 

Stückzahlen mit einem interessanten Preis-/Leistungsverhältnis 

und mit kürzesten Lieferzeiten 

bezogen werden. Der Anwender kann so sowohl 

kurzfristig Labortests durchführen als auch für 

kleinere Serien effiziente Flüssigkeitskühlplatten 

kostengünstig beschaffen. Als Ergänzung zu den 

Flüssigkeitskühlplatten bietet Mersen auch komplette 

Systeme für den gesamten Kühlkreislauf, 

einschließlich der erforderlichen Pumpen sowie 

der hydraulischen und elektrischen Bauteile. 

Zum Abkühlen der Flüssigkeit aus der Kühlplatte 

können Luft/Wasser- oder Wasser/Wasser-Wärmetauscher 

zur Anwendung kommen. 

Über die Firma 

Die Mersen-Gruppe 

Mersen France La Mure, 1998 als Ferraz Date Industries gegründet, gehört zur weltweit agierenden Mersen 

S.A. (vormals Carbone Lorraine S.A., die Unternehmensursprünge reichen zurück bis 1891). Die Namensänderung 

erfolgte 2010. Die Gruppe ist mit 6700 Mitarbeitern in 40 Ländern tätig und ein globaler Experte für 

Materialien und Lösungen für schwierige Umgebungen sowie für die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte 

von elektrischer Ausrüstung. Der Geschäftsbereich Electrical Protection von Mersen (vormals Ferraz 

Shawmut) ist einer der Weltmarktführer für Produkte und technische Lösungen zum Schutz von Personen 

und Gütern beim Betrieb von komplexen elektrischen Systemen. Das Unternehmen bietet eine umfassende 

Produktpalette für den elektrischen und thermischen Schutz, Last- und Trennschalter für hohe Leistungen 

sowie Stromabnehmer und Erdungskontakte für Bahnanwendungen. Die Produkte werden im Transportwesen 

verwendet, für die Umwandlung elektrischer Energie, die Stromerzeugung und -verteilung, die industrielle 

Steuerungstechnik und die Verbesserung der Netzspannungsqualität. Mersen unterhält Produktionsstandorte 

auf fünf Kontinenten. Die deutsche Zentrale hat ihren Sitz in Frankfurt am Main, mit Niederlassungen 

in Mannheim und im oberfränkischen Eggolsheim. 

Weitere Informationen fi nden Sie auf der Webseite des Unternehmens www.mersen.com. 

Mersen steht übrigens für die Initialen von Material (Werkstoff), Electricity (Elektrizität), Research (Forschung), 

Sustainability (Nachhaltigkeit) und ENergy (Energie). 

infoDIREKT www.all-electronics.de 

415ei0112 



Unterstützung für Entwickler 

Das Entwicklungsteam von Mersen unterstützt seine Kunden beim 

Design innovativer Lösungen. Die Unterstützung reicht von der 

thermischen und hydraulischen Computersimulation bis zum Labortest 

(Bild 3). Ob Luft-, Flüssigkeits- oder diphasische Kühlung, 

bei Mersen findet man den passenden thermischen Schutz. Durch 

die langjährige Zusammenarbeit mit internationalen Forschungsund 

Entwicklungsteams und den daraus resultierenden technischen 

Konzepten kann die Firma eine breite Palette wettbewerbsfähiger 

Designs und Lösungen für viele Anwendungen und komplexe 

thermische Aufgabenstellungen bieten. 

Produkte für breite Anwendungsbereiche 

Die unterschiedlichen Kühllösungen sind praxiserprobt in vielen 

Anwendungsbereichen. So verringern die Kühlsysteme in der Leistungselektronik 

von Antriebssteuerungen (z. B. in Antrieben, Invertern, 

Gleichrichtern, Soft-Startern usw.) den Verbrauch von 

Elektromotoren. Hier erwartet die Firma ein starkes Wachstum 

von über 30%, getrieben durch die Möglichkeit der Energieeinsparung. 

In der Leistungselektronik in Wind- und Solaranlagen erhöht 

Mersen außerdem den Wirkungsgrad bei erneuerbaren Energien. 

Weitere Anwendungsbereiche finden sich bei der Kühlung in 

Leistungsumrichtern für HVDC-Leitungen, dort verringern sie 

die Leistungsverluste. Und die Kühlung von IGBTs in industriellen 

USV-Anlagen optimiert die Stromqualität. Außerdem minimiert 

das von Mersen angebotene Wärmemanagement in der Leistungselektronik 

von Hochgeschwindigkeitszügen den Energieverbrauch 

im Schienenverkehr. Dieser Bereich stellt den derzeitigen Hauptmarkt 

für Mersen dar, Kunden sind u.a. Siemens, Alstom, Bombardier, 

Peugot und TAES. 

Nicht zu vergessen die Anwendungen, die Mersen im Bereich 

der Kommunikation findet, hier sieht man bei Telekom- und 

Broadcast- aber auch Militärapplikationen ein Wachstum von 14%. 

n 

Bild 2: Vakuumhartlötofen und Kühlanlage mit ferngesteuerter Beschickung. 

Das Vakuumhartlöten sorgt für Korrosionsfreiheit und perfekte Dichtheit. 

Bild: S. Best Bild: Mersen 

Bild 3: Entwicklung und 

Konstruktion, 

3D-Darstellung der 

Kühlplatte und 

thermische Simulation. 

Bild 4: Emmanuel 

Carmier, Werkleiter in 

La Mure und verantwortlich 

für die 

Aktivität Thermal 

Management, 

demonstriert an einem 

Produktbeispiel deren 

Leistungsfähigkeit. Eine 

anwendungsspezifisch 

ausgelegte, in den 

Aluminiumkörper 

gefräste Kanalführung 

sorgt für optimale 

Kühlleistung. 

Bild 5: Aquamax-Aluminium sind anwendungsspezifisch ausgelegte 

Kühlplatten. Eine in den Aluminiumkörper gefräste Kanalführung sorgt für 

optimale Strömungsgeschwindigkeit bei geringem Druckverlust und eine 

homogene Temperaturverteilung an der Oberfläche der Kühlplatte. Das 

Verschließen der Kühlplatten erfolgt durch ein flussmittelfreies Vakuum- 

Hartlötverfahren. 

Bild: Mersen 

Bild: Mersen 



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Avago Technologies gehört zu den weltweit führenden 

Herstellern von High-Power LEDs und optoelektronischen 

Bauelementen. Vom Anbieter diskreter LEDs hat sich Avago 

als Lieferant von Gesamtlösungen für Lichtquellen und 

Beleuchtungsanwendungen entwickelt. Bekannt für die 

Leistungsfähigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit seiner High- 

Power LEDs bietet Avago ein umfangreiches Produktportfolio 

für Ihre Beleuchtungsapplikationen zu wettbewerbsfähigen 

Preisen an. 

Besonders hervorzuheben sind Produkte wie High-Brightness 

und High-Power LEDs, Halb-Watt LEDs, sowie SMD LEDs im 

PLCC Gehäuse. Diese LEDs adressieren ein breites Spektrum 

an Märkten. Dazu gehören die Allgemeinbeleuchtung, Homeund 

Office Beleuchtung, Entertainment, Automotive und 

Backlighting Applikationen. 

EBV Elektronik bietet einen speziellen Service zur Selektierung 

enger Farb- und Helligkeits-Bins für ausgewählte Avago LED- 

Produkte, verfügbar ab Lager, sowie das gesamte Spektrum 

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STeP5-UltraCMOS-Technologie 

Innovative UltraCMOS-Prozesstechnologie 

Drastisch reduzierter Stromverbrauch 

Deeply Depleted Channel-Transistortechnologie 

Bild: Peregrine Semiconductor 

Bild: Michael Feiginov/TU Darmstadt 

Peregrine Semiconductor, ein 

Fabless-Anbieter von integrierten 

HF-ICs, hat die Auslieferung seines 

milliardsten Bausteins auf 

SoS-CMOS-Basis bekanntgegeben. 

Dieser Meilenstein konnte 

mit den SP8T-HF-Schaltern, 

Mehrbandschaltern, die auf ihrem 

STeP5-UltraCMOS-Prozess basieren, 

erreicht werden. Diese Technologie 

ist die Weiterentwicklung 

der bestehenden Varianten von 

STeP (Semiconductor Technology 

Platform) 1 bis 4. Sie verbindet 

die Vorteile von traditionellem 

Revolutionäre Terahertz-Sender 

Höchste Frequenz auf kleinstem Raum 

Darmstädter Forscher haben einen 

Sender für Terahertz-Strahlung 

entwickelt, der kleiner als ein 

Quadratmillimeter ist und deren 

Herstellungsprozess auf herkömmlicher 

Halbleitertechnologie 

basiert. Zudem stellte die Gruppe 

um Dr. Michael Feiginov vom Institut 

für Mikrowellentechnik und 

Photonik der TU Darmstadt einen 

neuen Rekord bei der Frequenz 

auf: Ihre Quelle, eine Resonanztunneldiode 

(RTD-Diode), sendet 

mit einer Frequenz von 1,111 

Terahertz. „Das ist die höchste 

CMOS mit einem isolierenden 

synthetischen 

Saphirsubstrat. 

Im Zuge der Optimierung 

konnte der On- 

Widerstand (R on 

) auf 

1,1 Ω/mm gesenkt 

werden. Im Vergleich 

dazu liegt der R on 

von 

STeP4 noch mit 1,5 

Ω/mm über dem Wert 

von GaAs. Mit Einsatz der STeP5- 

Technologie kann die Leistung 

der HF-Applikation erhöht werden, 

ein einfacherer HF-Schaltungsaufbau 

ist möglich und zusätzlich 

weisen die Bausteine 

weniger ESD-Empfindlichkeit auf. 

Die Technologie wird unter anderem 

in den neuen SP8T- und 

SP10T-HF-Schaltern und den digital 

abstimmbaren Kondensatoren 

in DuNE-Technologie (DTCs) 

eingesetzt. 

infoDIREKT 

505ei0112 

Frequenz, die ein aktives Halbleiterbauelement 

jemals erreicht 

hat“, sagte Feiginov. Das Herz der 

RTD-Diode ist eine Doppel-Barriere-Struktur, 

in die ein Quantum- 

Well (QW) eingebettet ist. Beim 

QW handelt sich um eine Schicht 

des Halbleiters Indium-Gallium- 

Arsenid, die zwischen zwei Barriere-Schichten 

des Halbleiters 

Aluminium-Arsenid eingebettet 

ist. Jede der Schichten ist nur wenige 

Nanometer dünn. Diese Doppel-Barriere-Struktur 

sorgt mithilfe 

eines quantenmechanischen 

Effektes dafür, dass elektrische 

Schwingungen in einem Terahertz-Oszillator 

nicht abklingen, 

sondern immer wieder verstärkt 

werden, so dass eine konstante 

Terahertz-Strahlung emittiert 

wird. Bei der Herstellung arbeiteten 

die TU-Forscher mit der ACST 

GmbH zusammen. 

infoDIREKT 

501ei0112 

Bild: Suvolta 

Bild: Xilinx 

Suvolta hat als Bestandteil der 

CMOS-Plattform Power Shrink 

jetzt die Deeply Depleted Channel-Technik 

(DDC) vorgestellt. Sie 

reduziert die Transitor-Verlustleistung 

um etwa 50 %, ohne dass 

sich dadurch die Arbeitsgeschwindigkeit 

verringert. In Verbindung 

mit Spannungsskalierung 

kann die DDC-Technik die Leis- 

Integration von universellen Analogfunktionen möglich 

Entwicklungkits für die FPGAs der 7-Serie 

Xilinx hat die ersten Targeted- 

Design-Plattformen für die beschleunigte 

Systementwicklung 

und -integration mit ihren 28-nm- 

FPGAs der 7-Serie vorgestellt. 

Auf der Designcon 2012 konnten 

Interessenten bereits das Virtex- 

7-FPGA-Evaluierungs-Kit VC707, 

das Kintex-7-FPGA-Evaluierungs- 

Kit KC705 und das Kintex-7-DSP- 

Kit kennen lernen. Letzterer wurde 

in Zusammenarbeit mit Avnet 

Electronic Marketing entwickelt, 

und auf ihm laufen Applikationen, 

die extrem geringe Verlustleistung, 

FMC-Migration, schnelle 

Kommunikationsschnittstellen 

und hohe DSP-Leistung besitzen. 

Gezeigt wurden auch die Fähigkeiten 

der analogen Schnittstellen 

Agile-Mixed-Signal, die nun in 

allen 28-nm-Bausteinen verfügbar 

sind und die Integration von 

universellen Analogfunktionen 

ermöglichen. Die drei neuen Ent- 

tungsaufnahme sogar 

um 80 % und mehr reduzieren. 

Das Charakteristische 

dieser 

Struktur ist, das beim 

Anlegen einer Spannung 

an das Gate eine 

tiefe Ladungsträger- 

Verarmung auftritt. Halbleiterhersteller 

können so ihre Fertigungsprozesse 

bei gleichzeitiger Verringerung 

der Betriebsspannung und 

reduziertem Stromverbauch in 

den Sub-20-nm-Bereich herabskalieren. 

infoDIREKT 

509ei0112 

wicklungs-Kits 

sind die ersten 

von fast 40, die 

von Xilinx und/ 

oder Mitgliedern 

des Ecosystems 

angeboten werden. 

Jedes Entwicklungs-Kit 

unterstützt 

die FMC- 

Spezifikation, die 

ein Industriestandard-Format für 

Tochterkarten, Steckverbinder 

und modulare Schnittstellen für 

ein FPGA festlegt, das sich auf 

der Basisplatine befindet. Entwickler 

können sofort Hunderte 

von bestehenden FMCs nutzen 

oder ihre Investitionen in Karten, 

die für die vorherigen Generationen 

der Virtex-6- und Spartan-6- 

Bausteine eingesetzt wurden, 

wieder nutzen. Zusätzlich ermöglicht 

die Verwendung des 

AMBA-AXI4-Standards den 

Plug&play-Einsatz und die Wiederverwendung 

von IP-Cores. 

Benutzt man das in ISE verfügbare 

Planungswerkzeug Plan 

Ahead für das Design, so haben 

die Entwickler einen einheitlichen 

Entwicklungsprozess für 

Logik-, DSP- und die eingebettete 

Signalverarbeitung. 

infoDIREKT 

506ei0112 




Das weltweit Kleinste 

3-Achsen-Digitalgyroskop für mobile und intelligente Geräte 

STMicroelectronics hat sein Bewegungssensor-Portfolio durch das 

kleinste Drei-Achsen-Gyroskop mit digitalem Ausgang ergänzt, 

das auf dem Markt angeboten wird. Der Baustein L3G3200D von 

ST ist nur etwas mehr als halb so groß wie Sensoren der heutigen 

Generation. Basierend auf einer bestens konsolidierten Single- 

Sensing-Struktur, überzeugt das 3 x 3,5 x 1 mm große Gyroskop 

durch eine sehr gute Robustheit und Immunität gegenüber mechanischen 

Belastungen. Der Baustein verbindet dies mit hoher Temperaturstabilität, 

so dass die Voraussetzungen für eine leistungsfähige 

Bewegungserfassung um alle drei orthogonalen Achsen gegeben 

sind. Er macht fortschrittliche Bewegungssensor-Funktionen 

damit für die immer kompakteren 

Formate verfügbar, die kennzeichnend 

für die kommende Generation 

von Mobiltelefonen, Tablets und 

anderen intelligenten Consumer- 

Produkten sind. Entsprechend dem 

knappen Energiebudget batteriebetriebener 

Geräte bietet das neue 

ST-Gyroskop Power-Down und 

Sleep-Betriebsarten und besitzt einen 

integrierten FIFO-Speicher 

(First In, First Out) für ein intelligenteres 

Power-Management. Der 

Baustein kann mit beliebigen Versorgungsspannungen 

im Bereich 

von 2,4 bis 3,6 V betrieben werden 

und sein Vollausschlagsbereich 

lässt sich auf ±250, 500 oder 2000 

Grad pro Sekunde einstellen. 

Das Gyroskop L3G3200D gibt 

über die Interrupt und Data-Ready-Leitungen 

16-Bit-Daten aus 

und enthält Hoch- und Tiefpassfilter 

mit einer vom Anwender wählbaren 

Bandbreite. Der Baustein ist 

im erweiterten Temperaturbereich 

von 40 °C bis +85 °C einsetzbar 

und enthält einen Temperatursensor 

mit 8-Bit-Datenausgang. Das 

Gyroskop L3G3200D gibt über die 

Interrupt und Data-Ready-Leitungen 

16-Bit-Daten aus und enthält 

Hoch und Tiefpassfilter mit einer 

vom Anwender wählbaren Bandbreite. 

Der Baustein ist im erweiterten 

Temperaturbereich von 40 

°C bis +85 °C einsetzbar und enthält 

einen Temperatursensor mit 

8-Bit-Datenausgang. Muster des 

Gyroskops L3G3200D von ST sind 

umgehend lieferbar. (sb) n 

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431ei0112 

@ 

Bild: STMicroelectronics 

Oft kopiert – 

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Bewertungs- 

Rabattsystem 

Akzeptierte 

Layoutformate 

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ST ist nur etwas 

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heutigen Generation. 

PCB-POOL ® ist eine eingetragene Marke der Beta LAYOUT GmbH


Gewinner 

Gewinner aus Ausgabe 11/2011 

In der elektronik industrie 11/2011 hatten unsere Leser die Chance, 

zwei Development-Kits zum schnellen und einfachen Design von 

Blue tooth-fähiger Applikationen auf der Basis von Stellaris-Mikrocontrollern 

von Texas Instruments zu gewinnen. Die glücklichen 

Gewinner sind: 

■■ Joachim Kaypinger 

Clemens GmbH 

97297 Waldbüttelbrunn 

■■ Bernhard Schlicht 

MBDA-Systems 

86529 Schrobenhausen 

Herzlichen Glückwunsch! 

Gewinner 

Gewinner aus Ausgabe 8-9/2011 

In der elektronik industrie 8-9/2011 hatten unsere Leser die Chance 

zwei PICStart Plus Development Systeme, gespendet von Schukat, zu 

gewinnen. Die glücklichen Gewinner sind: 

■■ Dennis Preuß 

B. Sc. (FH) 

WeserWind GmbH Offshore Construction Georgsmarienhütte 

27572 Bremerhaven 

■■ 

Markus Göbbels 

Dipl.-Ing. Produktentwicklung 

PROMETEC GmbH 

52070 Aachen 

Die Gewinne wurden bereits übermittelt. Herzlichen Glückwunsch! 

Das Bild zeigt die beiden 

Glücksfeen von Texas 

Instruments: 

Sabine Meinitz (links, 

EMEA Manager 

Media Relations – 

Communications) 

und Roxana Gonzales 

(Wireless Marketing 

Communications). 

Gewinner 

Gewinner aus Ausgabe 8-9/2011 

In der elektronik industrie 8-9/2011 hatten die Leser die Möglichkeit 

ein UHF RFID Demonstrations-Lesesystem, gespendet von austriamicrosystems, 

zu gewinnen. Der glückliche Gewinner ist: 

■■ Frank-Thomas Eitrich 

Robert Bosch GmbH 

72764 Reutlingen 

Der Gewinn wurde bereits übermittelt. Herzlichen Glückwunsch! 

Abgekündigt 

Würth Elektronik eiSos tritt Component 

Obsolescence Group Deutschland e.V. bei 

Würth Elektronik eiSos ist am 01.12.2011 der COG (Component 

Obsolescence Group) Deutschland e.V. beigetreten. Ziel von Würth 

Elektronik eiSos ist es, aktiv an Richtlinien und Maßnahmen zur 

Vermeidung der Folgen einer Nichtverfügbarkeit von Komponenten für 

Produkte zu arbeiten. Darüber hinaus will Würth Elektronik eiSos, im 

Rahmen der kontinuierlicher Forschung und Entwicklung, diesen Fall 

für seine Komponenten verhindern. 

Als größter europäischer Hersteller von passiven Bauelementen ist es 

Würth Elektronik ein zentrales Anliegen, die Verfügbarkeit der Bauteile 

sicherzustellen. Dies spiegelt sich auch in der Unternehmensstrategie 

wider, die alle Katalogprodukte ab Lager garantiert. 

Die Produktlebenszyklen von High-Tech-Komponenten und Komplettprodukten 

laufen in den letzten Jahrzehnten immer weiter auseinander. 

Moderne Komponenten werden teilweise schon nach sechs 

Monaten, von ihren nicht immer kompatiblen Nachfolgern, abgelöst. 

Produkte sollen aber viele Jahre möglichst unverändert geliefert werden. 

Im Industrie-Interessenverband COG Deutschland e.V. arbeiten 

Marktbeteiligte auf Augenhöhe an dem Thema Obsolescence-Management. 

Die COG Deutschland dient ebenso als Informationsplattform für den 

Informationsaustausch der Beteiligten um bei Produktabkündigungen 

mit einer adäquaten Obsolescense-Strategie mögliche Auswirkungen 

so gering wie möglich zu halten. 




Simplelink 

Wireless-Connectivity-Lösungen 

Rohde & Schwarz und Hameg Instruments 

Wachsen enger zusammen 

Bild: Texas Instruments 

sind und belegt mit einem Software-Footprint 

von 6 KByte Flash 

und 3 KByte RAM nur 0,5 % der 

Ressourcen traditioneller Wifi-Lösungen. 

Er hat ein eigenständiges, 

HF-zertifiziertes Modul, das 

ohne HF-Fachwissen zu einer Leiterplatte 

hinzugefügt werden. Die 

HF-Konformität für USA, Kanada 

und Europa (FCC, IT und ETSI) ist 

gegeben. Es ist problemloses Einbuchen 

in 802.11 Access Points 

ohne Display oder Benutzeroberfläche 

durch die hauseigene First 

Time Config-Technologie möglich. 

Zeitgleich ist ein schlüsselfertiges 

SimpleLink Wi-Fi CC3000 FRAM 

Evaluation-Module-Kit (EMK) auf 

Basis der MSP430 FRAM-MCU 

mit Aufwärtskompatibilität zum 

Mikrocontroller-Portfolio von TI 

verfügbar. Es ermöglicht den 

Schnellstart mit TI E2E Web-Support 

und Online-Dokumentation. 

Die Messtechnikprodukte von Hameg 

Instruments sind jetzt fast 

überall auf der Welt direkt bei 

Rohde & Schwarz erhältlich. Dafür 

werden sie mit einem neuen 

Logo versehen, das beide Firmennamen 

enthält. Markenbekanntheit 

und Wachstum von Hameg 

sollen dadurch auch international 

noch weiter gesteigert werden. 

Hameg Instruments gehört seit 

2005 zu Rohde & Schwarz und 

ergänzt das Messtechnikportfolio 

im unteren Preissegment. Nach 

einigen Jahren getrennter Markenführung, 

ist das neue Dual- 

Logo mit beiden Firmennamen 

ein wichtiger Schritt, die Hameg- 

Produkte noch enger in das Rohde 

& Schwarz-Portfolio einzubinden. 

Holger Asmussen, Geschäftsführer 

von Hameg Instruments, ist 

Texas Instruments hat, basierend 

auf seinem zehnjährigen Erfahrungsschatz 

im Wireless-Connectivity-Bereich 

jetzt die Simplelink- 

Produktfamilie vorgestellt. Zur 

Simplelink-Familie gehören eigenständige 

Wireless-Netzwerkprozessoren, 

die für die Integration 

in Embedded-Systeme jeglicher 

Art konzipiert sind. Eckpfeiler 

ist der jetzt in Mustern verfügbare 

Simplelink Wifi CC3000. Diese 

einfach implementierbare Wifi- 

Lösung wird eine Vorreiterrolle 

übernehmen. Es ist ein eigenständiger 

802.11-Netzwerkprozessor 

infoDIREKT 507ei0112 

Toshiba Motor in den Control TCP, UDP und 210x146 IP integriert Ger QR.qxd:Layout 1 5/12/11 11:58 von den Page Vorteilen 1 des Dual-Logos 

überzeugt: „Hameg 

ist in den 

letzten Jahren 

deutlich stärker gewachsen als 

der Markt. Besonders haben dazu 

die neuen Oszilloskope und Labornetzteile 

beigetragen. Unser 

Name ist vor allem in Deutschland 

und Europa etabliert. Die sichtbare 

Kombination mit der Marke 

Rohde & Schwarz wird nun auch 

in anderen Regionen unsere Bekanntheit 

steigern und uns noch 

mehr Wachstumspotenzial eröffnen.“ 

Seit Ende letzten Jahres 

sind die Hameg-Produkte in den 

meisten Ländern Bestandteil im 

Warenkorb des R&S-Vertriebs. 

Kunden können das gesamte 

Messtechnikportfolio vom unteren 

Preissegment bis zu den High- 

End-Produkten bei ihrem persönlichen 

R&S-Ansprechpartner beziehen. 

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Abgekündigt und dann 

Component Obsolescence Group kann helfen 

Bilder: Hans Jaschinski 

Ein Blick in die Ausstellung der COG-Veranstaltung Anfang Dezember 2011 in Frankenthal. 

Was tun, wenn Komponenten eines Produktes 

oder Systems plötzlich nicht mehr 

verfügbar sind Wann lohnt die Nachfertigung 

von Halbleitern Wie hoch sind die 

Kosten für eine etwaige Langzeitlagerung 

Antworten auf diese und noch viel mehr in 

diesem Zusammenhang stehende Fragen 

kann die Component Obsolescence Group 

(COG) bieten. Die Non-Profit Organisation 

wurde 1997 in Großbritannien ins Leben 

gerufen. Im März 2004 erfolgte die 

Gründung des COG Deutschland e.V., in 

dem aktuell 85 Mitgliedsunternehmen organisiert 

sind, mit nach wie vor steigender 

Tendenz. 

Die COG stellt Fachleuten ein Forum für 

den Informationsaustausch bereit, ermöglicht 

die gemeinsame Nutzung von Daten 

und bietet durch moderne Recherchemethoden 

Zugang zu diversen vorhandenen 

Informationen. Besonders hohen Zuspruch 

erfreuen sich dabei die an wechselnden 

Verstaltungsorten stattfindenden 

vierteljährlichen Meetings. Hier werden 

nach dem „Best Practice“-Prinzip nicht 

nur die teils recht unterschiedlichen Lösungsansätze 

der Mitglieder zu verschiedenen 

Themen diskutiert. Die Treffen bieten 

den Anwesenden auch die sonst eher seltene 

Chance, sich von Herstellern, Distributoren 

und Dienstleistern aus erster Hand 

über deren Obsolescence-Strategien informieren 

zu lassen. So wurde im Dezember 

des vergangenen Jahres in Frankenthal unter 

anderem auf die Speicherauswahl unter 

Obsolescence-Gesichtspunkten eingegangen. 

Ein Experte des Speicherspezialisten 

Memphis Electronic gab beispielsweise 

Tipps, woran man „exotische“ Speichergrößen 

und -techniken mit erhöhtem Obsolescense 

Risiko erkennt. Ein weiterer 

Gastvortrag befasste sich mit der künftigen 

Abkündigungs- und Informationsstrategie 

der Firma Maxim Integrated Products, 

nachdem das Unternehmen 2011 nach 

jahrzehntelanger konsequenter Non-Obsolescence-Politik 

überraschend von dieser 

bis zu diesem Zeitpunkt manifestierten 

Vorgehensweise abgerückt ist. Außerdem 

wurde von der Firma pk components an 

Praxisbeispielen demonstriert, wie sich die 

von der COG entwickelte und als künftiger 

einheitlicher Standard vorgeschlagene 

SMART Product Change Notification in 

der Bauteile-Distribution schon heute zum 

Nutzen aller Beteiligten umsetzen lässt. 

Das von einer COG-Arbeitsgruppe erarbeitete 

und kontinuierlich weiter optimierte 

Smart PCN-Format – SMART steht für 

Sicher + Methodisch + Akzeptiert + Realisierbar 

+ Transparent – hat vorrangig zum 

Ziel, die bisher üblichen Mehrfachbearbeitungen 

der PCNs und EOLs künftig ganz 

zu eliminieren oder zumindest zu minimieren. 

Durch die neue Methodik, die eine 

weitestgehend automatische Verarbeitung 

der Informationen ermöglicht, reduziert 

sich der manuelle Aufwand um 75 %. 

Der Nutzen einer COG-Mitgliedschaft 

Warum sollte man Mitglied in der COG 

Deutschland werden und was ist der Nutzwert 

Diese Frage stellten wir dem Gründungsmitglied 

und Stellvertretenden Vorsitzenden 

Volker Goller auf der einmal im 

Jahr stattfindenden COG Expo, auf der 

sich die Dienstleistungsanbieter unter den 

COG-Mitgliedern mit ihren professionellen 

Obsolescence-Lösungen einem breiterem 

Fachpublikum präsentieren. „Es sind 

die vielfältigen Möglichkeiten, sich zu Obsolescence-Themen 

wie beispielsweise Abkündigungen, 

Versorgungsschwierigkeiten 

etc. auszutauschen und sich untereinander 

mit Lösungen weiterzuhelfen.“ Die Anregung, 

sich mit der Obsolescence-Thematik 

überhaupt strukturiert und geordnet auseinanderzusetzen, 

komme übrigens hauptsächlich 

aus unteren und mittleren Managementebenen, 

also von Entwicklern 

und Einkäufern, so die Erfahrung von V. 

Goller. „Das obere Management ist sich erstaunlicherweise 

oft gar nicht richtig bewusst, 

welche Risiken das Thema Obsolescense 

für ein Unternehmen darstellen 

kann. Und dass die Mitarbeit in der COG 




eine kostengünstige fortlaufende Weiterbildung 

für die mit diesen Risiken befassten 

Personenkreis darstellt.“ 

„Da die Elektronik aufgrund ihrer Allgegenwertigkeit 

zentrales Thema ist, geht es 

in der COG sehr viel um Halbleiter. Und 

da sind wiederum aktive Bauelemente, 

speziell Prozessoren, weil da auch noch die 

Software-Entwicklung dranhängt, von großer 

Bedeutung. Obsolescence-Probleme 

können aber auch völlig außerhalb der 

Elektronik auftreten“, gibt V. Goller zu Bedenken: 

„Wenn ein für das Zusammenfügen 

bestimmter mechanischer Komponenten 

vorgesehener Kleber nicht mehr lieferbar 

ist, klingt das erstmal furchtbar banal. 

Aber die Suche nach einem neuen Kleber, 

der genau die gleichen chemischen und 

mechanischen Eigenschaften hat, kann sich 

wesentlich aufwändiger gestalten, als man 

gemeinhin glaubt.“ 

Macht die COG-Mitgliedschaft unabhängig 

von Brokern Hierzu meint V. Goller: 

„Nein, das ist auch nicht unser Ziel. Es 

gibt durchaus einige hochspezialisierte, in 

jeder Hinsicht absolut seriöse Broker, die 

einem tatsächlich mit ihren Dienstleistungen 

helfen können. Einige sind inzwischen 

sogar Mitglied in der COG. Für uns gilt: 

Volker Goller, Stellvertretender Vorsitzender COG 

(Component Obsolescence Group) Deutschland 

e.V., Radevormwald. 

Wer im Obsolescence-Management eine 

glaubhafte Rolle spielen will, muss gewisse 

Kriterien erfüllen, ganz unabhängig von 

der Branche. Wer diese Kriterien erfüllt, ist 

als Mitglied oder Partner der COG gern 

gesehen, unabhängig davon, ob er nun 

Hersteller, OEM, EMSler, Distributor oder 

Broker ist.“ 

Gar nicht gern gesehen sind bei der COG 

hingegen Unternehmen, die ihr Geld mit 

äußerlich kaum vom Original zu unterscheidenden 

gefälschten Bauteilen verdienen 

und dabei oft sogar die Gefährung von 

Menschenleben billigend in Kauf nehmen. 

„Die Fälschungen haben in jüngerer Zeit 

extrem zugenommen“, beobachtet V. Goller 

mit Sorge. Er weist darauf hin, dass in 

einem medizinischen Gerät, einem Auto 

oder Flugzeug schon ein einziges gefaktes 

Bauteil fatale Folgen haben könne. „Wir 

haben deshalb inzwischen sogar eine eigene 

Arbeitsgruppe, die gemeinsam nach 

Mitteln und Wegen sucht, wie man Fälschungen 

besser und frühzeitiger erkennen 

kann. Unter anderem gibt es COG-Mitglieder, 

die speziell Dienste, wie beispielsweise 

Röntgenuntersuchungen anbieten, 

die zweifelsfrei feststellen können: „ja, das 

Bauteil ist gefälscht“, um so entsprechende 

Gegenmaßnahmen treffen zu können.“ 

Darüber hinaus versuche man die Mitglieder 

dadurch zu schützen, dass man jegliche 

Information über gefälschte Komponeten 

sammle und auf den Mitgleider vorbehaltenen 

Bereichen der COG-Webseite veröffentliche. 

„Durch diesen ständig wachsenden 

Datenpool konnte vermutlich schon 

einiges Unheil verhindert werden. Dieser 

unkomplizierte, hocheffizente Informationsaustauch 

unter Gleichgesinnten ist es 

auch, was unsere Mitglieder an der COG 

so schätzen“, ist sich Goller sicher. (jj) n 

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502ei0112 

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Die wohl Kleinste und Flachste weltweit 

Piezo-Hochdruckluftpumpe im Chipformat 

Bild: Murata 

Die piezoelektrische Luftpumpe 

Microblower MZB1001 im Miniaturformat 

von Murata ist für eine 

breite Palette von Konsumprodukten 

für den Gebrauch im 

Haushalt vorgesehen. Der ohne 

Düse 20 x 20 x 1,85 mm messende 

Microblower dürfte die 

kleinste Luftpumpe auf dem 

Markt sein. Seine Funktion basiert 

auf einer piezoelektrischen 

Membran, die unter dem Einfluss 

einer sinusförmigen elektrischen 

Spannung auf und ab schwingt 

und dabei Luft in den Microblo- 

wer hinein und aus der Düse an 

der Oberseite wieder herausbefördert. 

Der Microblower bringt 

es auf einen typischen Luftdurchsatz 

von bis zu 0,8 Liter pro Minute 

und einen typischen Luftdruck 

von bis zu 1,5 kPa, wenn 

die Ansteuerung mit einer Spannung 

von 15 Vpp und 25 kHz erfolgt. 

Die piezoelektrische Membran 

ist für den Betrieb oberhalb 

des normalen Hörbereichs ausgelegt 

und wird in der Regel mit 

einem Signal zwischen 24 und 25 

kHz angesteuert. Als Luftpumpe 

mit der Fähigkeit, einen Luftstrom 

mit hohem Druck zu erzeugen, 

bietet der Microblower ideale Voraussetzungen 

für Anwendungen, 

die für kurze Zeit einen starken 

Luftstrom mit hohem Druck benötigen. 

Die typische Leistungsaufnahme 

der piezoelektrischen 

Membran beträgt nur 0,2 W. Typische 

Anwendungen für den 

MZB1001 sind Duftzerstäuber, 

Lufterfrischer und andere Duftprodukte 

für den Haushalt. 

infoDIREKT 

432ei0112 

Weltweit der Erste 

Optischer Transceiver-IC mit 100 Gbit/s 

Molex hat die branchenweit erste 

auf einem einzelnen CMOS-Photonik-Chip 

implementierte optische 

Verbindungslösung mit 100 

Gbit/s vorgestellt. Die in Zusammenarbeit 

mit Luxtera entwickelten 

neuen Silizium-basierten aktiven 

optischen Bauteile umfassen 

vier 28-Gbit/s-Sende- und Empfangskanäle, 

die von einem einzigen 

Laser versorgt werden und 

zusammen eine Gesamtdatenrate 

von mehr als 100 Gbit/s bieten. 

Diese CMOS-Photonik-basierten 

Verbindungslösungen sind das 

Ergebnis einer kontinuierlichen 

Entwicklung und einer Zusam- 

menarbeit, deren Grundlage durch 

die Akquisition des Luxtera-Geschäftsbereichs 

Aktive Optische 

Kabel durch Molex gelegt wurde. 

Die gehäusten Lösungen sind für 

100-Gbit-Ethernet-, OTN- und InfiniBand-Anwendungen 

sowie für 

elektrische Schnittstellen zu Host- 

Systemen für kommende OIF 

Short Reach und Very Short Reach 

Standards konzipiert. Zu den integrierten 

optischen 100 Gbit/s 

Transceiverlösungen werden direkt 

auf der Leiterplatte montierte 

Lösungen und komplette End-to- 

End-Verbindungssysteme gehören. 

„Das, was man sich von der 

Bild: Molex 

Siliziumphotonik versprochen hat, 

hat sich jetzt erfüllt. Siliziumphotonik-basierte 

aktive optische 

Kabel, die aufgrund ihres geringen 

Energieverbrauchs, ihres 

Leistungsvermögen und ihrer 

Zuverlässigkeit weithin Anerkennung 

genießen, werden von Molex 

jetzt in großen Stückzahlen 

ausgeliefert“, meint Marek Tlalka, 

Marketingdirektor bei Luxtera. 

„Aufgrund der grundlegenden 

Vorteile und Leistungsreserven 

der Siliziumphotonik ist die Skalierung 

auf 100 Gbps und auch 

darüber hinaus auf einem einzigen 

Siliziumbauteil ein unkomplizierter 

Migrationsvorgang. Wir 

wollen die Leistungsstärke von 

Single-Chip-Connectivity-Lösungen 

noch weiter bis in den Terabit- 

und Multi-Terabit-Bereich 

steigern.“ 

infoDIREKT 

433ei0112 

Im Forschungslabor: 

Erste GaN-LEDs auf Silizium- statt auf Saphirsubstrat 

Forschern von Osram Opto Semiconductors 

ist es gelungen, leistungsfähige 

Prototypen blauer 

und weißer LED herzustellen, bei 

der die lichtemittierenden Gallium-Nitrid-Schichten 

(GaN) auf 

Silizium-Scheiben mit 150 Millimeter 

Durchmesser gewachsen 

wurden. Das Silizium ersetzt dabei 

ohne Qualitätsverlust bisher 

übliche Saphir-Substrate. Die 

neuen LED-Chips befinden sich 

bereits im Pilotstatus und werden 

unter realen Bedingungen getestet. 

Erste LED auf Silizium könnten 

damit schon in den nächsten 

zwei Jahren auf den Markt kommen. 

Silizium ist aufgrund seiner 

Verbreitung in der Halbleiterindustrie, 

der Verfügbarkeit großer 

Scheibendurchmesser und seiner 

sehr guten thermischen Eigenschaften 

eine attraktive und kostengünstige 

Option für die Lichtmärkte 

der Zukunft. Qualität und 

Leistungsdaten der gefertigten 

LED-Silizium-Chips stehen der 

von Saphir-basierenden Chips 

nicht nach: Die blauen UX:3 Chips 

im Standard-Gehäuse Golden 

Dragon Plus erreichen eine Helligkeit 

von 634 mW bei einer 

Spannung von 

3,15 V. Das entspricht 

einer 

Leistungseffizienz 

von 58 % für 

1 mm ² -Chips bei 

350 mA. In Kombination 

mit einem 

konventionellen Phosphorkonverter 

im Standard-Gehäuse 

– also als weiße LED – entsprechen 

diese Prototypen 140 lm bei 

350 mA mit einer Effizienz von 

127 lm/W bei 4500 K. Auf einer 

150-mm-Scheibe (6“) ist es 

rechnerisch möglich, mehr als 

17.000 LED-Chips bei 1 mm 2 

Chipgröße herzustellen. Auch 

wurden bereits Siliziumwafer mit 

Strukturen auf 200-mm-Substraten 

(8“) von den Forschern demonstriert. 

infoDIREKT 

434ei0112 

Bild: Osram Opto Semiconductor 



Weltweiter Smart-Grid-Standard 

ITU erkennt G3-PLC an 

Maxim Integrated Products hat 

bekanntgegeben, dass sein G3- 

PLC-Protokoll von der International 

Telecommunications Union 

(ITU) als Standard für niederfrequente, 

OFDM-basierte Schmalband-Powerline-Kommunikation 

(NB-PLC) anerkannt wurde. Mit 

Electricité Réseau Distribution 

France (ERDF) und Sagemcom als 

Partner hat Maxim die G3-PLC- 

Spezifikation entwickelt, um ein 

offenes System und die Voraus- 

setzungen für die Zusammenarbeit 

verschiedenen Smart-Grids 

zu schaffen. Derzeit ist G3-PLC 

der einzige NB-PLC-Standard, der 

das Internetprotokoll IPv6 unterstützt. 

Die Spezifikation optimiert 

die Bandbreite, sieht eine Fehlerkorrektur 

vor und arbeitet mit einer 

höheren Datenrate, die bidirektionale 

Kommunikation unterstützt. 

infoDIREKT 

503ei0112 

Datatec und Datatec ATP 

Agilent Technologies Excellence Awards 

Messen & Kalibrieren 

Quelle: Datatec 

Im Rahmen des „Agilent Technologies 

Partners Executive Forum 

2011“ in Barcelona wurde die dataTec 

GmbH und deren Schwesterunternehmen 

die dataTec ATP 

GmbH mit je einem „Agilent Excellence 

Award“ ausgezeichnet. 

Überreicht wurden beide Awards 

an Hans Steiner (Geschäftsführer 

der dataTec-Gruppe) durch Benoit 

Neel (Vice President and General 

Manager EMEA) und Hans-Jürgen 

Bochtler, (Geschäftsführer von 

Agilent Technologies Sales & Services 

GmbH & Co. KG). 

Für den weltweit größten Umsatz 

im Produktbereich Oszilloskope 

gewann die dataTec GmbH, der 

Spezialist für Mess- und Prüfgeräte, 

unter 30 europäischen Distributoren 

eine der begehrten 

Auszeichnungen. dataTec mit Sitz 

in Reutlingen ist Deutschlands 

führender markenübergreifender 

Distributor für Oszilloskope bis 1 

GHz Bandbreite, Labormessgeräte, 

Stromversorgungen, Prüfgeräte 

und Wärmebildkameras. Preisträger 

für die beste Umsetzung 

der Business- und Marketing- 

Planung im Wirtschaftsraum 

EMEA war die dataTec ATP. Die 

dataTec ATP wurde Anfang 2010 

von Hans Steiner als alleinig autorisierter 

Vertriebspartner für höherwertige 

elektronische Messtechnik 

von Agilent Technologies 

gegründet und besteht zum Großteil 

aus erfahrenen ehemaligen 

Agilent-Mitarbeitern. 

„Wir freuen uns sehr über die 

beiden Preise. Die Auszeichnungen 

sind eine großartige Anerkennung 

unserer bisherigen Arbeit 

und bestätigen den von uns 

eingeschlagenen Weg im Marketing“, 

so ein sichtlich begeisterter 

Hans Steiner im Gespräch. 

„Unter unserer neuentwickelten 

strategischen Leitidee „Messbar 

mehr Auswahl, Beratung und 

Service“ etabliert sich unser 

Hauptkatalog immer mehr zu einem 

umfangreichen Nachschlagewerk 

und Workbook der Messtechnik-Branche.“ 

infoDIREKT 

Von links: Benoit Neel 

(VP and General 

Manager EMEA, 

Agilent Technologies), 

Hans Steiner 

(Geschäftsführer 

dataTec GmbH) und 

Hans-Jürgen Bochtler 

(Geschäftsführer 

Agilent Technologies 

Sales & Services 

GmbH & Co. KG). 

504ei0112 

HF- und Mikrowellen-Komponenten 

von Rosenberger spielen eine 

Schlüsselrolle in vielen industriellen 

Messtechnik- und Kalibrier-Anwendungen. 

- HF-Präzisionssteckverbinder, 

z.B. Steckverbinderköpfe, Kabelsteckverbinder, 

Adapter von Serien 

wie RPC-N, -TNC, -7.00, -SP, -3.50, 

-2.92, -2.40, -1.85 oder -1.00 mm 

- Kalibrier- und Verizier-Kits 

- Test-Kabel & Test-Komponenten, 

z. B. Testkabel für VNAs, Komponenten 

wie Open – Short - Loads, 

Sliding Loads, Luftleitungen, 

Wechselport-Steckverbinder, 

T-Kalibrieradapter 

- Multiport Mini-Coax Steckverbinder 

für variable Messaufbauten in der 

Halbleiterfertigung 

Neu: 

- RPC-N Revolving-Kalibrieradapter 

Exploring New Directions 

Rosenberger 

Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG 

Hauptstraße 1 . D-83413 Fridol ng 

Tel: + 49 - 8684 - 18 0 

Fax: + 49 - 8684 - 18 - 499 

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Sales & Marketing von ZMDI unter neuer Leitung 

Carlo Rebughini übergibt an Frantz Saintellemy 

Frantz Saintellemy (38) verantwortet künftig 

den weltweiten Vertrieb sowie das Marketing 

beim Dresdner Fabless-Halbleiterunternehmen 

ZMDI. Er übernimmt die 

Aufgaben von Carlo Rebughini, der mit 67 

Jahren Anfang 2012 in den Ruhestand gegangen 

ist. Saintellemy kommt von Future 

Electronics, dem weltweit operierenden 

Marktführer in der Distribution und in der 

Vermarktung von Halbleitern und Passiven, 

Interconnect und elektromechanischen 

Komponenten. Dort war er zuletzt 

als Chief Technical Officer (CTO) und 

Corporate Vice President of Technical 

Marketing tätig. Zuvor verantwortete 

Saintellemy verschiedene Managementaufgaben 

bei Analog Devices (ADI). Mit insgesamt 

24 neuen eigenen Produkten hat 

ZMDI im Jahr 2011 so viele neue Produkte 

wie nie zuvor auf den Markt gebracht und 

treibt vor diesem Hintergrund den Personalaufbau 

konsequent voran. So hat das 

Unternehmen im laufenden Jahr bereits 15 

neue Stellen besetzt, vorrangig durch Ent- 

Bild: ZMDI 

wicklungsingenieure und Vertriebsspezialisten. 

Dabei wurden insbesondere die Vertriebsaktivitäten 

in Nordamerika zusätzlich 

gestärkt; zudem wird ZMDI ein Büro mit 

Anwendungslabor für „Smart Power 

Management“-Produkte im Silicon Valley 

eröffnen. Insgesamt beschäftigt das Fabless-Unternehmen 

derzeit 295 Mitarbeiter, 

davon rund 150 Entwicklungsingenieure. 

Frantz Saintellemy: „Ich freue mich sehr darauf, 

die Entwicklung bei ZMDI in meiner neuen 

Aufgabe mitzugestalten und mit meinem Team 

weiter voranzutreiben. Mit den leistungsfähigen 

Schaltkreisen für das „Smart Power Management“ 

und dem kleinsten Sensor zur Zustandsüberwachung 

von Fahrzeugbatterien hat ZMDI 

beispielsweise zwei echte Highlights im 

Portfolio.“ 

ZMDI hat sich zum Ziel gesetzt, das Geschäft 

mit Standardprodukten auszubauen, 

um das dynamische Wachstum der zurückliegenden 

Jahre weiter fortzuführen. Zu 

den zentralen Wachstumstreibern zählt 

insbesondere das „Smart Power Management“ 

mit Produkten und Lösungen zur 

Reduzierung des Energieverbrauchs und 

der Schadstoffemissionen in Rechenzentren. 

Insgesamt ist ZMDI in den letzten 

zwei Jahren um rund 50 Prozent und damit 

deutlich stärker als der Markt gewachsen. 

(sb) 

n 

infoDIREKT 

439ei0112 

Samsung startet Massenproduktion 

Hocheffiziente Embedded Multi-Chip-Memories für Smartphones 

Bild: Samsung 

Samsung Electronics hat mit der Massenfertigung 

von Embedded Multi-Chip Package 

Memories (eMCP) für den schnell 

wachsenden Markt von Smartphones der 

Einstiegs- und Mittelklasse begonnen. Die 

eMCP-Lösungen gibt es mit vielen unterschiedlichen 

Speicherkapazitäten. Zum 

Einsatz kommen LPDDR2-DRAMs in 

30-nm-Technologie hergestellt, und 

20-nm-NAND-Flash-Speicher. Mobiltelefonentwickler 

profitieren von den Vorteilen 

eines einfacheren Designprozesses. 

Samsungs Embedded MCP-Lösungen 

werden in Gehäusen angeboten, die eine 4 

GB e-MMC (Embedded MultiMediaCard) 

in 20-nm-Class-NAND-Flash-Memory- 

Technologie als Datenspeicher enthalten 

sowie eine Auswahl an 256 Megabyte, 512 

Mit den neuen 

eMCP-Lösungen 

werden Smartphones 

der Einstiegsund 

Mittelklasse 

leistungsfähiger 

und erhalten eine 

längere Akkulaufzeit. 

MB oder 768 MB LPDDR2-DRAM in 

30-nm-Class-Technologie zur Unterstützung 

von High-Performance-Mobilgerätesystemen 

(jeweils äquivalent zu 2 Gb, 4 

Gb und 6 Gb). Der 30-nm-Class LPDDR2- 

DRAM-Chip in den neuen eMCPs übernimmt 

eine wichtige Rolle zur Steigerung 

der Performance von Smartphones der 

Einstiegs- bis Mittelklasse. Geboten wird 

eine Datenübertragungsgeschwindigkeit 

von 1.066 Megabit pro Sekunde (Mbps), 

was der doppelten Geschwindigkeit bisheriger 

Mobile DRAMs (MDDR) entspricht. 

Gegenüber 40-nm-Class LPDDR2 DRAMs 

erreichen die neuen 30-nm-Class LPDDR2 

DRAMs eine etwa 30 Prozent höhere Leistungsfähigkeit 

bei 25 Prozent geringerem 

Energieverbrauch. Mit der 30-nm-Class- 

Prozesstechnologie lässt sich gegenüber 

der 40-nm-Class-Technologie die Produktivität 

in der Chip-Fertigung um 60 Prozent 

steigern. (sb) 

n 

infoDIREKT 

437ei0112 




Zusammenarbeit: SiliconBlue mit Citizen 

Low-Power FPGA in GPS-Armbanduhr 

Die seit Dezember 2011 zu Lattice gehörende 

SiliconBlue hat mit einem seiner 

Custom Mobile Device-FPGAs bei dem 

führenden japanischen Uhrenhersteller 

Citizen Watch einen sehr beachtlichen 

Design-Win erzielt. Der FPGA iCE65L08 

wird in der so genannten Eco-Drive Satellite 

Watch von Citizen eingesetzt. Dabei 

handelt es sich um die weltweit erste solargespeiste 

Armbanduhr, die mit GPS- 

Synchronisierung arbeitet. Die Wahl von 

Citizen fiel auf die Technologie von SiliconBlue, 

da das Low-Power FPGA mit 

wafer-level chip-scale package mit einem 

Foot-Print von 4x5 mm und einer Kapazität 

von 8000 Logik-Zellen die Anforderungen 

von Eco-Drive am besten erfüllt. 

Die Uhr synchronisiert sich mit einem der 

24 Satelliten des weltweiten GPS-Systems, 

um Uhrzeit und Datum mit höchster Genauigkeit 

anzuzeigen. Der CEO von SiliconBlue, 

Kapil Shankar: „Es ist uns eine 

große Ehre, dass 

dieser weltweit führende 

Hersteller Der FPGA iCE65L08 wird 

von Armbanduhren 

in seiner neues- 

in der so genannten 

Eco-Drive Satellite Watch 

von Citizen eingesetzt. 

ten Generation einer 

High-Tech-Uhr 

auf unsere Technologie der Custom-Mobile 

Devices-FPGA setzt.“ (sb) 

n 

infoDIREKT 

435ei0112 

Bild SiliconBlue 

Bild Rutronik 

Markus Zühlke, 

Bereichsleiter 

Passive bei 

Rutronik: „Wir 

freuen uns, dass 

wir einen unserer 

wichtigsten 

Partner im 

Passiv-Bereich 

nun europaweit 

vertreten.“ 

Rutronik 

und Murata 

Franchise auf ganz 

Europa erweitert 

Bislang erstreckte sich die Zusammenarbeit 

beider Unternehmen auf 

Zentraleuropa, Frankreich, Dänemark 

und die osteuropäischen Länder. 

Die Rutronik Elektronische 

Bauelemente GmbH vertreibt ab 

sofort die aktiven und passiven 

Bauelemente von Murata sowie die 

Komponenten von Murata Power 

Solutions in ganz Europa. Hierfür 

verstärkt der Distributor zudem 

seine Design-In-Aktivitäten und 

baut den Produktmix weiter aus, 

indem er künftig auch die Produkte 

von Murata Power Solutions vertreibt. 

Dazu zählen DC/DC-Module, 

komplette Netzteile, digitale Anzeigen 

sowie Wickelgüter und Vorschaltgeräte. 

Auch im Bereich der 

Power-Module gehört Murata zu 

den Marktführern. (sb) 

n 

infoDIREKT 

436ei0112 

Resistive touch contRolleR 

Touchscreen 

Typ 

Schnell Störungsunempfindlich Stromsparend 

Features: 

Für Resistive 4-Wire-Touchscreens 

SPI oder I 2 C-Interface 

BU21023MUV BU21023GUL BU21024FV BU21021GUL 

Resistive 4-Wire-Touchscreens 

Dual Touch (integrierte CPU) 

Screen-Größe bis zu 10" 1024×1024 

Feature 

Spannungsversorgung 

Gehäuse 

SPI/I 2 C-Interface 

Integrierte CPU 

Für mobile Geräte 

Kompaktes Gehäuse 



Für Fahrzeug-AV 

Höchst zuverlässig 

(-40°C~85°C) 



bis zu 15" 

4096×4096 

Für Tablet-PCs 

Kompaktes Gehäuse 



VDD=2,7 V – 3,6 V VDD=2,7 V – 3,6 V VDD=2,7 V – 3,6 V VDD=2-7 V – 3,6 V 

VQFN028V5050 

(5,0x5,0x1,0 mm) 

VCSP50L2 

(2.6x2.6x0,5 mm) 

SSOP-B28 

(10,0x7,6x1,15 mm) 

VCSP50L2 

(2,65x2,7x0,5 mm) 

Muster ◦ ◦ ◦ ◦ 

Anwendungen: 

3,0-V-Spannungsversorgung 

Kompaktes Gehäuse (CSP) 

Die ROHM Semiconductor Familie BU2102x ermöglicht anspruchsvolle 

Bedienfunktionen für kostengünstige 4-Wire-Touchscreens in unterschiedlichsten, 

auch batteriebetriebenen Geräten, wie Sicherheitssysteme, 

industrielle Bedien-Panels, Datenlogger und Handheld-Computer, 

Ticketing-Systeme sowie Point-of-Sale (POS)-Terminals. 


making Technology for you 

www.rohm.com/eu


Coverstory 

Aufwecken ohne zu berühren 

Kombinierte Umgebungslicht- und Näherungssensorik reagiert auf 

Handbewegung 

Dieser Artikel erläutert, wie man ein elektronisches Gerät mit Touchscreen, wie zum Beispiel einen Tablet-PC, aus 

dem Sleep-Modus wecken kann ohne es zu berühren. Das Verfahren basiert auf einer rudimentären Form von 

Gestenerkennung und einem neuartigen Näherungssensor. Im Detail wird dabei auf Themen wie mechanische 

Anordnung, Geschwindigkeitsgrenzen, Erkennungsschwellen, Systemintegration und den Faktor Mensch eingegangen 

sowie die Software-Implementierung erläutert. 

Autor: Ilya Veygman 

Technikbegeisterte Köche lassen sich ihre Rezepte selbstverständlich 

von einem Tablet-PC oder Smartphone anzeigen. 

Manchmal stellt sich dies jedoch als nicht so ganz einfach 

dar. Das Handheld-Gerät geht nach ein paar Minuten in 

den Sleep-Modus über, um Strom zu sparen. Wenn man dann etwas 

im Rezept nachschauen möchte, gibt es zwei Möglichkeiten: 

Entweder wird das Gerät so konfiguriert, dass es ständig eingeschaltet 

bleibt – dann verbraucht es unnötig Strom; oder es wird 

bei Bedarf immer wieder aufgeweckt und man riskiert dabei, hässliche 

Fingerabdrücke aus Mehl, Fett oder Tomatenketchup auf dem 

Bildschirm zu hinterlassen. Natürlich kann man sich auch jedesmal, 

bevor man etwas nachschaut, die Hände waschen – doch das 

ist lästig und verschwendet Wasser. 

Durch moderne Technik gibt es jetzt die Möglichkeit, das Gerät 

durch eine Handbewegung aufzuwecken, ohne es zu berühren. 

Näheres über Näherungssensoren 

Viele Touchscreen-Geräte, insbesondere Smartphones, enthalten 

Infrarot- (IR) Näherungssensoren. Diese Sensoren dienen in der 

Regel dazu, den Bildschirm beim Annehmen eines Anrufs abzuschalten, 

um ungewollte Bildschirmeingaben während des Telefonats 

zu verhindern. Dieser Sensor – und ein paar pfiffige Software- 

Routinen – ist alles, was benötigt wird, um das Gerät berührungslos 

per Handbewegung einzuschalten. 

Dahinter steckt die folgende Idee: Man bringt den Näherungssensor 

dazu, dass er, wenn das Gerät schläft – d. h. wenn der 

Touchscreen abgeschaltet ist und der Host-Prozessor sich im 

Stromspar-Modus befindet – „Ausschau hält“ nach Abstandsänderungen 

relativ zum Hintergrund, und dass er bei ausreichend großer 

Änderung das Gerät weckt. Dies verhält sich ähnlich zu der 

Situation, in der der Näherungssensor den Bildschirm abschaltet, 




Coverstory 

sobald ein Anruf entgegengenommen wird. In 

unserer Applikation müssen lediglich die Sensordaten 

ein wenig anders interpretiert werden. 

Zunächst einmal wird der vom Sensor gemeldete 

„normale“ Hintergrundwert erfasst. Dieser 

ist im Idealfall null, in der Praxis ist allerdings mit 

systematischen Offsets (beispielsweise durch 

Rückstreuungen oder Übersprechen) zu rechnen. 

Danach wird der Sensor so konfiguriert, dass er 

entweder einen Interrupt auslöst oder ein entsprechendes 

Signal an den Host-Prozessor sendet, 

sobald der Sensor-Messwert die vorgegebene 

Schwelle überschreitet. Dadurch wird das System 

aufgeweckt und der Bildschirm eingeschaltet. 

Das Konzept ist ganz einfach und lässt sich unter 

Verwendung eines Umgebungslicht- und IR-Näherungssensors 

implementieren. 

In unserem Beispiel wird der MAX44000 verwendet, 

der alle 1,56 ms, oder auch langsamer bis 

maximal 100 ms (abwechselnd mit dem Umgebungslichtsensor) 

einen Messwert liefert. Bei einer 

Erkennungsdistanz von 10 cm und einer LED 

mit einem Abstrahlwinkel von ±15° wird eine 

Fläche von etwa 22 cm 2 (bzw. ein Kreis mit einem 

Durchmesser von etwa 5,3 cm) abgedeckt. Ein 

Ziel, das sich durch diesen Bereich hindurch bewegt, 

muss bei den periodischen Messungen 

mindestens einmal erfasst werden, damit es erkannt 

wird. 

Die Aufweck-Schwelle 

In der Theorie ist der Ansatz sehr einfach. Wenn 

ein Gerät in den Sleep-Modus übergeht, wird der 

Näherungssensor so konfiguriert, dass er die 

Umgebung scannt und einen Interrupt sendet, 

sobald er ein Ziel erkennt (d. h. der Sensor-Messwert 

eine vorgegebene Schwelle überschreitet). 

Ob die Schwelle überschritten ist oder nicht, 

kann der Host-Prozessor herausfinden, indem er 

regelmäßig den Sensor-Messwert über die I 2 C- 

Schnittstelle abfragt. Leider kosten solche regelmäßigen 

Abfragen mehr Strom, als manchem 

Nutzer lieb ist. 

Auf einen Blick 

Hochintegrierter Licht- und 

Näherungssensor zur Gestenerkennung 

Der im nur 2 mm x 2 mm x 0,6-mm-Gehäuse untergebrachte 

digitale Umgebungslicht- und Infrarot-Näherungssensor 

MAX44000 eignet sich besonders 

für den Einsatz bei berührungsempfi ndlichen 

Bildschirmen von Smartphones und 

Mobilgeräten sowie Industriesensoren und Präsenzmeldern. 

Der Beitrag beschäftigt sich mit der 

Problematik der Gestenerkennung und stützt sich 

dabei beispielhaft auf diesen Baustein. 

infoDIREKT www.all-electronics.de 523ei0112 

alle Bilder: Maxim Integrated Products 

Bild 1: Blockdiagramm des digitalen Umgebungslichtund 

Infrarot-Näherungssensors MAX44000 von Maxim. 

Bild 2: 

Zielabstand vs. 

Signalstärke 

beim Näherungssensor 

MAX44000, 

gemessen mit 

einer 18 

%-Graukarte 

bei 100 mA 

Treiberstrom 

ohne Glas vor 

dem Sensor. 

An dieser Stelle kommt eine Besonderheit des 

Sensors MAX44000 zum Tragen. Er ist so konzipiert, 

dass er den Host-Prozessor entlastet, wodurch 

dieser weniger Strom verbraucht. 

Wenn die internen Näherungs-Interrupts des 

MAX44000 (Bit 1 im Register 0x01) aktiviert 

werden, lässt sich die Aufweck-Schwelle in ein 

internes Register (0x0B und 0x0C) schreiben. Sobald 

der Sensor-Messwert diese Schwelle überschreitet, 

setzt der Sensor ein Interrupt-Flag. Daraufhin 

zieht der MAX44000 die externe (Activelow-) 

INT-Leitung auf Low und löst dadurch einen 

Host-Prozessor-Interrupt aus. Auf den 

Interrupt hin kann der Host-Prozessor dann – je 

nach Programmierung – das Gerät aufwecken 

und den Bildschirm einschalten oder sonstige 

Aktionen ausführen. 

Wie so oft ist die praktische Implementierung 

einer Anwendung komplizierter als die zugrunde 

liegende Theorie. Für berührungsloses Aufwecken 

genügt es nicht, nach einem einzigen Messwert 

Ausschau zu halten, der die Schwelle überschreitet. 

Stattdessen müssen mehrere Faktoren 

berücksichtigt werden. 

Signalpegel und Auswertung 

Der vielleicht wichtigste Aspekt ist der zum Triggern 

der Aufweck-Bedingung gewählte Signalpegel. 

Hier muss man einen Kompromiss zwischen 

Ansprechempfindlichkeit und Immunität gegenüber 

Falscherkennung schließen. Eine niedrige 

Schwelle begünstigt die Erkennung eines Eingangssignals 

(beispielsweise einer Geste), erhöht 

jedoch das Risiko einer Falscherkennung infolge 



Coverstory 

von Rauschen oder ungewollten Bewegungen. Umgekehrt kann 

eine hohe Schwelle das Falscherkennungsrisiko auf nahezu null reduzieren, 

zugleich aber auch die Empfindlichkeit so weit herabsetzen, 

dass nur noch sehr nahe Ziele erkannt werden und sogar wildes 

Gestikulieren ignoriert würde. 

Dieses Problem geht man am besten an, indem man zunächst 

einmal das Systemrauschen reduziert. Dies kann mithilfe optischer 

Lösungen erreicht werden sowie durch eine sorgfältige elektrische 

Signalführung und geschickte Bauteilplatzierung. Durch Reduktion 

des Rauschens wird das Falscherkennungsrisiko verringert. Als 

nächstes ist eine „mittlere“ Erkennungsdistanz (beispielsweise 4 

cm bis 5 cm) auszuwählen und anschließend das Signal unter Verwendung 

eines Test-Ziels zu messen. Ideal geeignet für diesen 

Zweck ist eine 18 %-Graukarte. Der Vollständigkeit halber sei darauf 

hingewiesen: Wenn in der jeweiligen Anwendung vor dem 

Sensor ein Dunkelglasfilter angeordnet ist, muss dieses auch in die 

Messungen einbezogen werden. Der gemessene Signalpegel eignet 

sich gut zum Abschätzen eines passenden Schwellenwertes. Eine 

Faustregel besagt, dass der Pegel auf 8 % bis 15 % des Bereichsendwertes 

eingestellt werden sollte, wobei im Einzelfall natürlich Abweichungen 

möglich sind. 

Der mit der zuvor beschriebenen Messung ermittelte Aufweck- 

Schwellenwert wird in die Näherungssensor-Schwellenwertregister 

des MAX44000 geschrieben. Bild 2 zeigt die Sensor-Messwerte in 

Abhängigkeit vom Ziel-Abstand, gemessen mit einer 18 %-Graukarte 

bei 100 mA Treiberstrom und ohne Glas vor dem Sensor. Die 

blaue Linie markiert einen geeigneten Aufweck-Schwellenwert. 

Rauschen und Tiefpassfilter 

Falls Rauschen ein Problem darstellt, kann das Signal mithilfe eines 

Tiefpassfilters „gesäubert“ werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, 

ein solches Tiefpassfilter zu implementieren. Eine dieser Möglichkeiten 

besteht darin, den MAX44000 über spezielle Registerbits so 

zu programmieren, dass er erst dann ein Interrupt-Flag setzt, wenn 

eine vorgegebene Anzahl von Messwerten den Schwellenwert 

überschreitet. 

Bei der zweiten Möglichkeit werden die Sensor-Messwerte in einer 

Warteschlange gespeichert und anschließend ein Softwareimplementiertes 

FIR-Filter darauf angewendet. Beide Ansätze haben 

leider einen Schönheitsfehler: Wenn es nicht möglich ist, die 

Abtastrate des Näherungssensors zu erhöhen, dann verringert sich 

dadurch die maximale Geschwindigkeit der Handbewegung, bei 

der die Geste noch zuverlässig erkannt wird. Insbesondere beim 

Betrieb mit einer effektiven Abtastperiode von 100 ms kann das 

problematisch sein. Bei dem erstgenannten Verfahren kann die 

Triggerverzögerung bis zu 16 Messungen betragen (in der Regel ist 

eine Verzögerung um 4 Messungen ausreichend). 

Maximale Geschwindigkeit der Handbewegung 

Die maximale Geschwindigkeit der Handbewegung wird durch 

folgende Faktoren bestimmt: Blickfeld des Sensors (±15° beim 

MAX44000), Größe und Abstand der Hand, Abtastperiode und 

Schwellenwert. Unter der Annahme, dass all diese Parameter so 

eingestellt sind, dass die Hand während 10 cm ihrer Bewegung erkannt 

wird, so ergibt sich bei einer Abtastperiode T von beispielsweise 

100 ms (langsamste Abtastgeschwindigkeit des MAX44000) 

eine maximal zulässige Geschwindigkeit von 1 m/s. Das ist recht 

schnell. Wenn zwecks Verringerung des Falscherkennungsrisikos 

mehrere Messwerte ausgewertet werden, reduziert sich die maximal 

zulässige Geschwindigkeit entsprechend. Diese ist weiterhin 

von der Erfassungsschwelle abhängig. Je empfindlicher die Erfassungsschwelle, 

desto länger wird die Hand erkannt und desto 

schnellere Bewegungen können erfasst werden. Wie bereits oben 

erwähnt wurde, sollte der Schwellenwert aber sorgfältig gewählt 

werden, um Falscherfassungen zu vermeiden. 

Der Faktor Mensch 

Menschen haben unterschiedliche Hände, und auch ihre Bewegungen 

unterscheiden sich voneinander. Bei einer Anwendung wie 

dieser sollte man deshalb Fallstudien durchführen, um herauszufinden, 

wie schnell und in welchem Abstand typische Benutzer die 

Hand vor dem Bildschirm bewegen und ob sie dabei Handschuhe 

tragen oder nicht. Je nach Art des Touchscreen-Gerätes – Smartphone, 

Tablet, Armaturenbrett... – kann diese Interaktion erheblich 

variieren. Alle diese Variablen, die sich unter „Faktor Mensch“ 

subsummieren lassen, müssen bei der Entwicklung solcher Anwendungen 

berücksichtigt werden. 

Und noch etwas muss beachtet werden: Wann liegt überhaupt 

eine Handbewegung vor und wann nicht Konkret: Woran erkennt 

ein Gerät, ob ein Sensorsignal aus einer Handbewegung resultiert 

und nicht etwa daher, dass das Gerät in eine Hülle, eine Tasche 

oder einen Rucksack gesteckt oder mit dem Bildschirm nach unten 

abgelegt wird Hier muss den Tatsachen ins Gesicht geschaut werden 

– auf diese Frage gibt es keine einfache Antwort, es sei denn, 

das Gerät verfügt über Kontextinformationen. Wie es diese Kontextinformationen 

erhält, ist ein ganz anderes Thema. 

Letztlich lässt es sich beispielsweise so einrichten, dass die Aufweckfunktion 

nur dann aktiviert wird, wenn das Touchscreen- 

Gerät bestimmte Applikationen ausführt, oder dass sie vom Benutzer 

selbst aktiviert werden muss. Viele mobile Geräte enthalten 

außerdem Beschleunigungssensoren, die das Gerät darüber informieren, 

wenn es mit der Vorderseite nach unten abgelegt wird. Die 

Gestenerkennung könnte außerdem automatisch deaktiviert werden, 

wenn das Gerät vom Benutzer in den Sleep-Modus versetzt 

wird (zum Beispiel beim Ausschalten). 

Code-Beispiele 

Zum Abschluss sind drei Code-Beispiele angeführt, die dabei helfen, 

das beschriebene Konzept in der Praxis zu testen. Code 1 ist 

eine rudimentäre Implementierung der Weckfunktion, bei der einfach 

nur die Näherungssensor-Messwerte mit dem vorgegebenen 

Schwellenwert verglichen werden; bei Überschreitung der Schwelle 

wird die Variable device_status auf WAKE_MODE gesetzt, und 

man kann sich beispielsweise den Sensor-Messwert anzeigen lassen. 

Das zweite Code-Beispiel baut auf dem ersten auf und zeigt 

eine Implementierung des bereits beschriebenen FIR-Filterkonzepts. 

Das dritte und 

letzte Beispiel demonstriert 

die Triggerung 

__interrupt void TimedInterrupt( void ) 

{ 

uint8 proximity_counts; 

.... 

des Host-Prozessors 

.... 

durch einen vom 

if ( device_status == SLEEP_MODE ) 

{ 

MAX44000 ausgelösten 

// Das Sensor-Messwert-Byte wird aus dem Register 0x16 

ausgelesen 

Interrupt. Die beiden 

proximity_counts = 

read_i2c_register(MAX44000_ADDR,0x16,1); 

letztgenannten Codeif 

(proximity_counts > WAKEUP_THRESHOLD) 

{ 

Beispiele sind über die 

device_status = WAKE_MODE; 

... 

} 

infoDIRECT-Nummer 

else 

{ 

abrufbar. (jj) n 

} 

// Anweisungen für den Sleep-Modus 

... 

... 

} 

} 

... 

... 

Der Autor: Ilya Veygman ist 

Strategic Applications 

Engineer bei Maxim 

Integrated Products in 

Sunnyvale/Kalifornien. 



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Im Weiher 

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Bild: Rutronik/Sharp 

Bild 1: Der Zoom-Display-Modus errechnet automatisch den Versatz und ermöglicht trotz den kleinen Lücken zwischen den einzelnen Displays ein durchgängiges, 

homogenes Bild. 

Displays als Beamer-Ersatz 

Ungleich schärferes Bild macht auch kleine Schriften deutlich erkennbar 

Sehr gute Bildqualität auch bei Tageslicht und Touch-Funktion machen die neuen Displays zum attraktiven 

Ersatz für Beamer und Flipcharts. Durch die Leuchtkraft und Brillanz des Bildes wirken die Inhalte zudem 

eindrucksvoller. 

Autor: Michael Eger 

Die speziell für das Einsatzgebiet Beamer- und Flipchart- 

Ersatz ausgelegten Displays bietet beispielsweise Sharp 

(Vertrieb: Rutronik) in Diagonalen von 42 bis 108 Zoll 

an. Die für viele Besprechungs- oder Sitzungsräume ideale 

Größe von 70 Zoll ist derzeit sogar nur bei diesem Hersteller 

erhältlich. Welches Format tatsächlich das Beste ist, hängt jedoch 

von den individuellen Raumgegebenheiten ab. Bis auf eine Ausnahme 

haben alle Sharp Business LCD-Monitore eine Full-HD- 

Bildqualität mit 1920 x 1080 Pixeln. Die meisten Modelle stellen 

1064 Millionen Farben dar und kommen auf eine maximale Helligkeit 

von 300...1500 cd/m 2 . Damit erzeugen sie ein ungleich 

schärferes Bild verglichen mit einem Beamer, und auch kleine 

Schriften sind deutlich erkennbar. Dank der weiten Sichtwinkel 

von 160° bzw. 178° können Darstellungen von praktisch jeder Po- 

sition im Raum gut gesehen werden. Beim Einsatz der Displays 

anstelle eines Beamers kommt als größter Vorteil zum Tragen, dass 

sie auch bei Tageslicht ein einwandfrei erkennbares und brillantes 

Bild liefern und Konferenz- oder Präsentationsräume nicht mehr 

abgedunkelt werden müssen. Durch die Leuchtkraft und Brillanz 

des Bildes wirken die Inhalte zudem eindrucksvoller. 

Um eine leistungsfähige Hintergrundbeleuchtung sicherzustellen 

und Helligkeitsverluste zu verhindern, hat Sharp die so UV 2 A- 

Technologie (Ultraviolet-induced Multi-domain Vertical Alignment) 

entwickelt. Mit dieser Foto-Alignment-Technologie können 

Flüssigkristalle im LCD-Bildschirm präzise und gleichmäßig ausgerichtet 

werden. Gleichzeitig reduziert sie den Stromverbrauch 

der Displays, er liegt je nach Modell zwischen 195 W und 395 W. 

Dazu trägt auch der Einsatz von LEDs als Backlight bei. Dass diese 




sich immer mehr gegen CCFL durchsetzen, hat noch mehr gute 

Gründe, etwa die Niedervoltspannungsversorgung, kurze Reaktionszeiten, 

eine längere Lebensdauer und RoHS-Konformität dank 

der Abwesenheit von Quecksilber. Zur langen Lebensdauer tragen 

auch hochwertige Komponenten und sorgfältige Verarbeitung bei. 

Ebenfalls wichtig für Besprechungen und Präsentationen: Durch 

den lüfterlosen Aufbau sind die Displays sehr leise und nehmen wenig 

Staub auf. Da die Displays für den 24/7-Betrieb ausgelegt sind, 

können sie nicht nur als Beamerersatz genutzt werden, sondern eignen 

sich auch für Digital Signage Systeme oder Videowände. 

Präsentieren, bearbeiten, speichern, verteilen 

Nicht nur als Präsentationsmedium, sondern als interaktives Tool 

in der Art eines Flipcharts lassen sich die Touchscreen-LCD-Monitore 

von Sharp nutzen. Im 70 Zoll PN-L702B und dem PN- 

L602B (60 Zoll) sind hochwertige LCD-Bildschirme und ein hochempfindlicher 

Touchscreen integriert. Eine Software ermöglicht 

es, Dokumente oder Bilder anzuzeigen und zu vergrößern, verkleinern 

oder zu bewegen, wie man es vom Smartphone kennt. Zudem 

können mit dem Finger oder einem speziellen Eingabestift direkt 

auf dem Touchscreen Notizen oder Zeichnungen hinzugefügt werden, 

die sich ebenfalls drehen oder verschieben lassen. Ein eigens 

entwickeltes Infraroterkennungssystem, bei dem mehrere Sensoren 

schnell und exakt die Position des Fingers oder Stifts ermitteln, 

sowie ein minimierter Abstand zwischen dem Touchscreen und 

seinem LCD-Panel, sorgen für eine hohe Reaktionsfreudigkeit, sodass 

Nutzer darauf akkurat schreiben oder zeichnen können. Alle 

Elemente auf dem Bildschirm können gespeichert und ausgedruckt 

werden. So haben die Teilnehmer eines Meetings die Ergebnisse 

sofort als Handout oder per Mail als Datei vorliegen. Im Rahmen 

eines Videokonferenz-Systems ermöglichen die Displays einen 

Austausch in Echtzeit zwischen entfernten Standorten und vermitteln 

den Teilnehmern das Gefühl, tatsächlich dabei zu sein. Auch 

für interaktive Digital-Signage-Anwendungen, etwa auf Messen 

oder Roadshows sowie als Fahrgast- oder Besucher-Information, 

eignen sich diese Touchscreen-Monitoren. Speziell für Videowände 

sind die Narrow-Bezel-Typen mit einem extra-dünnen Rahmen 

von 5,4 mm ausgestattet. Werden mehrere Displays zu einer Wand 

zusammengefügt, errechnet der Zoom Display Modus automatisch 

den Versatz. So entsteht trotz den kleinen Lücken zwischen 

den einzelnen Displays ein durchgängiges, homogenes Bild. 

Alle Displays sind einfach zu installieren, wahlweise im Landscape- 

oder Portrait-Format. Dabei bieten sie nicht wie die herkömmlichen 

Beamer ein 4:3-Format, sondern das aktuelle 16:9- 

Format. Trotz ihres Gewichts von 70 kg lassen sie sich problemlos 

an einer Wand aufhängen oder auf einem Rollsystem bewegen, um 

sie in einem anderen Zimmer oder auf einer Messe zu nutzen. 

Als preisgünstigere Alternative führt Rutronik derartige LCD- 

Displays mit oder ohne Touch-Funktion auch von Chilin. Sie haben 

ebenfalls eine sehr gute Bildqualität, sind jedoch nicht wie die 

Sharp-Modelle für den 24/7-Betrieb ausgelegt, sondern lediglich 

für 20-Stunden-Betrieb. Vor allem für Digital-Signage- und Industrie-Anwendungen 

bietet der Hersteller auch Open-Frame-Modelle, 

das heißt rahmenlose Displays, die in ein vorhandenes Gehäuse 

eingesetzt werden können. Sie sind in Größen zwischen 32 und 65 

Zoll erhältlich. Neben den Displays führt Rutronik auch das gesamte 

notwendige Zubehör wie Kabel, verschiedene Rahmen sowie 

Industrie-PCs zur Ansteuerung des Displays. (jj) 

n 

Der Autor: Michael Eger ist Produktbereichsleiter Displays & Embedded 

Boards bei Rutronik. 

infoDIREKT www.all-electronics.de 

Besuchen Sie uns auf der 

EMBEDDED WORLD 2012 

Halle 1 - Stand 463 

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R 

Bild: Rutronik/Sharp 

Bild 2: Der 70 Zoll 

Touchscreen-LCD- 

Monitor PN-L702B 

von Sharp. 

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·Alphanumerische LCD-Anzeigen 

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www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 01-2/2012 25


Alle Bilder Electronic Assembly 

Erfahrung mit Display-Starterkits 

Wie sie den Einstieg in die Arbeit mit Displays erleichtern 

Mit seinen intelligenten Displays bietet Electronic Assembly Systementwicklern und -integratoren aus vielen 

Industriebereichen eine komfortable und vielseitige Möglichkeit, Geräte aller Art mit einem ansprechenden 

Display auszustatten. Verfügt dieses Display auch noch über einen Touchscreen, so kann der Anwender damit 

sogar die Bedienelemente auf dem Display zusammenfassen und damit eine grafische Benutzerführung realisieren, 

die auch gehobenen Ansprüchen gerecht wird. Starterkits erleichtern das Arbeiten mit diesen Displays. 

 

Autor: Christoph Hammerschmidt 

Wir wollten wissen, wie einfach sich der Einstieg in die 

Arbeit mit den Displays gestaltet und in welchem Maß 

die Evaluierungsboards Neueinsteigern den Weg ebnen. 

Electronic Assembly stellte hierzu einen Starterkit 

bereit, bestehend aus einem Evaluierungsboard für den Displaytyp 

EA eDIPTFT43-ATP nebst USB-Kabel und einer Mini- 

DVD mit Software, Dokumentation und Beispielmakros. Das Evaluierungsboard 

(Aufmacherbild) enthält einen USB-Anschluss für 

die Datenkommunikation mit dem PC beziehungsweise weitere 

optionale Schnittstellen RS-232, I²C und SPI für die Kommunikation 

mit dem Host-Rechner der Zielapplikation. Eine Reihe von 

Leuchtdioden gibt Auskunft über den Status der acht digitalen 

Ausgänge des Displays. Um Sensoren und Schalter oder Relaiskontakte 

in der Zielanwendung nachzubilden, sind auf dem Eval- 

Board darüber hinaus zwei kleine Potentiometer und acht Taster 

angebracht. 

Installation und erste Versuche 

Die Installations-DVD enthält eine Fülle von Material. Neben der 

Dokumentation der verschiedenen Displays finden sich hier die 

Entwicklungssoftware sowie eine Vielzahl von Makrobeispielen 

und Layout-Vorlagen. Der Quelltext-Editor zur Erstellung eigener 




Displayentwicklung leicht gemacht 

Die Displays der EA eDIP-Serie sind „intelligent“, was in diesem Fall 

bedeutet, dass bereits viele Grafi kfunktionen und Schriften zur sofortigen 

Nutzung im Display integriert sind. Um den Entwicklern den Einstieg 

in den Umgang mit dieser Art von Displays zu erleichtern, hat 

Electronic Assembly Starterpakete geschnürt. Neben einem USB-Interfaceboard 

und dem jeweils gewünschten Display inklusive Touchpanel 

enthalten die Pakete eine Mini-DVD mit Dokumentation der 

Displays und einen Editor zur Verwendung des internen Speichers. 

Abgerundet wird der Inhalt des Datenträgers durch eine Vielzahl von 

Beispielmakros und Vorlagen. 


420ei0112 

Makros (Bild 1) bindet über Icons weitere Programme ein. Dazu 

gehören ein Compiler, ein Terminalprogramm, ein Bitmap-Editor 

(Bild 2) und ein Editor für die Erstellung virtueller Messinstrumente. 

Diese Programme sind allesamt so nahtlos in den Quelltext-Editor 

integriert, dass man mit Fug und Recht von einer veritablen 

Entwicklungsumgebung sprechen kann. 

Die Installation gestaltet sich problemlos. Der Anwender kann 

wählen, ob er die gesamte Umgebung auf einer lokalen Festplatte 

oder auf einem transportablen Datenträger installieren will. Letzteres 

bietet den Vorteil, dass man seine Arbeit an jedem beliebigen 

Rechner vorantreiben kann. Man erhält somit gewissermaßen eine 

Entwicklungsumgebung für die Hosentasche. Die gesamte Umgebung 

mit Software, Dokumentation und Beispielmakros kommt 

Semiconductors Display Embedded IT / PC 

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Lighting 

Bild 1: 

Darstellung 

eines Makros 

im KitEditor. 

Bild 2: Der 

Bitmap-Editor 

liefert sogar 

Animationen 

frei Haus, wie 

unten ein 

rotierendes 

Logo. 

… auf der embedded world 2012 in Halle 2, Stand 219 

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Bild 3: Der Instrumenteditor bietet viele einfache und komfortable Möglichkeiten, 

im Handumdrehen ein Analoginstrument zu kreieren. 

Bild 4: Evaluation Board mit DisplayEA eDIPTFT43-ATP. Unterhalb des 

Displays sind im Bild die beiden Potentiometer zu erkennen die als 

Analogwertgeber fungieren. Rechts davon je eine Reihe Input-Tasten und 

LEDs. Die den Bildschirm-Schaltflächen „Wohnzimmer“, „Küche“ und 

„Esszimmer“ zugeordneten Leuchtdioden sind eingeschaltet. 

mit überraschend wenig Speicherplatz aus. Alles inklusive belegt 

sie nicht einmal 100 Megabyte. Auch die selbst erstellten Makros 

machen sich auf dem Datenträger klein; man muss also keine 

Angst haben, dass das Fassungsvermögen des USB-Sticks gesprengt 

wird. Empfehlenswert ist es, für sein Projekt ein eigenes Verzeichnis 

einzurichten, so kommt man im Dickicht der vielen Unterverzeichnisse, 

die das Installationsprogramm anlegt, nicht durcheinander. 

Für die ersten Gehversuche greift man praktischerweise auf die 

vorgefertigten Beispiele zurück. Der Editor kann mehrere Makrodateien 

gleichzeitig öffnen und auf dem PC-Bildschirm nebeneinander 

oder übereinander darstellen, so dass sie sich leicht auf 

Unterschiede und Gemeinsamkeiten untersuchen lassen. Die Gesamtheit 

der zu einem beliebigen Zeitpunkt zur Bearbeitung geöffneten 

Dateien lässt sich als Workspace-Datei gemeinsam abspeichern 

und wieder öffnen, so muss der Benutzer nicht jede Datei 

einzeln aufrufen. 

Der Umgang mit dem Editor ist kinderleicht und intuitiv – er 

stellt Instruktionen, Parameter und Kommentare automatisch in 

unterschiedlichen Farben dar und bietet damit eine optimale 

Übersichtlichkeit. Ein Druck auf die Taste F5 startet den Compiler, 

der die Text-Anweisungen in ein maschinenlesbares Format übersetzt. 

Anschließend werden die Makros in das Display geladen und 

das Power-On-Makro gestartet. Findet der Compiler einen Fehler 

im Quelltext, so bricht er mit einer Fehlermeldung ab. Bei Anklicken 

derselben springt der Cursor im Editor gleich an die passende 

Stelle, eine umständliche Fehlersuche über Zeilennummern oder 

Statement-Suche gehört damit der Vergangenheit an. 

Die Displays werden über Escape-Sequenzen gesteuert. Das Escape-Zeichen 

wird auf dem Bildschirm als Doppelkreuz (#) eingegeben. 

Danach folgen die eigentliche Instruktion und eine Anzahl 

von Parametern, die von der Art des Befehls abhängen. Um ein 

Objekt zu positionieren – gleich, ob es sich um einen Text, ein Bitmap 

oder eine Schaltfläche handelt – ist seine Position in absoluten 

Koordinaten x und y anzugeben. 

Kreise und Dreieckflächen darstellen kann das Display nicht. 

Abgesehen von dieser kleinen Einschränkung steht ein sehr umfangreiches 

Instrumentarium zur Verfügung, mit dessen Hilfe Entwickler 

grafischer Benutzeroberflächen nahezu alles implementieren 

können, was das Herz begehrt. Acht Fonts sind vordefiniert 

und ohne weiteren Aufwand abrufbar. Diese Fonts lassen sich auch 

noch nach x- und y-Richtung skalieren. Bitmaps, Flächenmuster, 

Mehrsprachigkeit, Vorder- und Hintergrundfarben, Animationen 

– all das ist mit dem mächtigen Instruktionssatz möglich. Zudem 

gibt es vordefinierte Makros, die bestimmte Funktionen gleich fertig 

liefern. Beispielsweise kann man eine Fläche ganz einfach per 

„Touchmakro“ zum Schalter erklären oder eine Balkenanzeige definieren, 

die als Schieberegler wirkt. Ebenso lassen sich die acht 

Taster auslesen und mit Funktionen belegen („Bitmakro“). Das 

Gleiche gilt für die beiden Potentiometer – durch eine simple Definition 

liefern sie den Eingangswert für ein virtuelles Messinstrument, 

das auf dem Bildschirm dargestellt wird („Analogmakro“). 

Im Lieferumfang des Starter-Kits ist bereits eine Auswahl an Messinstrumenten-Layouts 

vordefiniert (Bilder 3 und 5). Aus dem 

Quellcode-Editor heraus lässt sich der Instrument-Editor starten. 

Dieses Werkzeug ermöglicht es dem Entwickler, alle nur denkbaren 

Parameter einer Instrumentendarstellung zu variieren – ein 

Definition von vier Schaltflächen 

Programmzeilen zur Definition von vier Schaltflächen 

;Grundriss zeichnen 

#DL 

;Display löschen 

#TC 0 

;Cursor unsichtbar 

#gr 0,0,240,136 

;zeichne Rechteck (links oben) 

#gr 241,0,479,136 

;zeichne Rechteck rechts oben 

#gr 0,137,240,272 

;zeichne Rechteck links unten 

#gr 241,137,480,272 ;zeichne Rechteck rechts unten 

;---------------------------------------------------------------------- 

#TC 0 ; Cursor invisible 

;Buttons einbauen 

;--- Place 4 Buttons to select different Boarders --- 

; use default paramters for Border, color and font of Touchbuttons 

#AF 6 ; set font no. 6for Touch area 

#AT 1,1,239,135,1,0,“CWohnzimmer“ 

#AT 241,1, 478, 135,2,0,“CKüche“ 

#AT 1,136, 239, 271,3,0,“CArbeitszimmer“ 

#AT 241,136,479,271,4,0,“CEsszimmer“ 

;----------------------------------------------------------------------- 

;Ein- und Ausschalten der LEDs 

To uchMacro 1: 

#YW 1, 2 ; Toggle port 1 - Licht in Wohnzimmer darstellen 

TouchMacro 2: 

#YW 2, 2 ; Toggle port 2 - Licht in Küche darstellen 

TouchMacro 3: 

#YW 3, 2 ; Toggle port 3 - Licht in Arbeitszimmer darstellen 

TouchMacro 4: 

#YW 4, 2 ; Toggle port 4 - Licht in Esszimmer darstellen 




Tool, das durchaus zum Spielen verleiten kann, das aber dem Entwickler 

auf jeden Fall die Möglichkeit bietet, die Bildschirmdarstellung 

in weitem Umfang seinen Vorstellungen anzupassen. 

Der Bitmap-Editor ist in gleicher Weise in den Quelltexteditor 

eingebunden wie der Instrument-Editor. Er unterstützt den Entwickler 

im Entwurf von Bitmaps bis zu einer Größe von 480 x 480 

Pixeln. Der Farbumfang ist wählbar zwischen monochrom und 

True Color, also bis zu einer Farbtiefe von 24 Bit. Der Editor bietet 

eine Reihe grundlegender Funktionen zur Gestaltung von Flächen 

– etwa das Zeichnen von Rechtecken, Ellipsen und Kreisen, das 

Füllen von Flächen mit Farben und das Modifizieren einzelner Pixel. 

In der Praxis wird der Bitmap-Editor wohl hauptsächlich für 

die Entwicklung von Schaltflächen verwendet werden, soweit man 

hierzu nicht gleich eine fertige Grafikvorlage nutzen möchte, denn 

auch Bilder im GIF- und JPG-Format lassen sich damit einbinden 

und auf dem Bildschirm darstellen. 

Erstes Projekt 

Um die Möglichkeiten des Evaluierungsboards auszuloten, haben 

wir uns eine kleine Projektaufgabe gestellt. Die Aufgabenstellung 

ist der Gebäudeautomatisierung entnommen – eine durchaus realistische 

Anwendung also für diese Art von Produkten. 

Zunächst wollen wir für eine gedachte Wohnung vier Lichtschalter 

als Schaltflächen definieren. Ihnen werden als symbolische 

Raumbeleuchtungen vier Leuchtdioden aus der LED-Reihe auf 

dem Eval-Board unterhalb des Displays zugeordnet. Sodann wollen 

wir eine Anzeige für Außen- und Innentemperatur realisieren 

– die Anzeige soll natürlich über die Potentiometer simuliert werden. 

Schließlich soll noch ein virtueller Schieberegler die Displayhelligkeit 

einstellen. In einem ersten Schritt definieren wir dazu 

vier Schaltflächen (Bild 4), die ebenso vielen Zimmern zugeordnet 

werden, und weisen ihnen die Funktion zu, das Licht in den entsprechenden 

Zimmern bei jeder Betätigung wechselweise ein- und 

auszuschalten. 

Das geht mit wenigen Programmzeilen (siehe Kasten 1); das Resultat 

besticht durch seine schlichte Eleganz (siehe Bild 4): Das 

Drücken einer Schaltfläche wird durch den Wechsel der Farbe angezeigt. 

Das reicht uns natürlich noch nicht. Wir wollen dieses 

Konzept nun etwas verfeinern: Auch eine Anzeige von Außen- und 

Innentemperatur soll unseren Bildschirm zieren, gesteuert von 

den beiden Potentiometern als simulierte Temperatursensoren 

(Bild 5). Zu alledem wollen wir einen virtuellen Schieberegler implementieren, 

der die Helligkeit des gesamten Displays steuert. Die 

entsprechende Makrodefinition ist in „Info-Kasten 2.“ dargestellt, 

der am Ende des Artikels herunter geladen werden kann. 

Das Ganze ist recht „straightforward“ und ohne besondere programmiertechnische 

Kenntnisse in relativ kurzer Zeit zu schaffen. 

Die für viele Eingaben erforderliche manuelle Berechnung der Koordinaten 

könnten Anfänger als etwas mühsam empfinden. Aber 

wie so oft in der Software hilft das intensive Studium des Handbuchs 

in den meisten Situationen weiter. Notfalls muss man etwas 

Bild 5: Mit den vordefinierten Messinstrumenten-Layouts geschaffene Instrumente 

für Außentemperatur und Innentemperatur. Oben der Balken für die 

Einstellung der Displayhelligkeit. 

herumprobieren, etwa wenn, wie bei den Instrumenten, zunächst 

nicht klar war, auf welchen Bezugspunkt sich die Koordinatenangabe 

bezieht – links oben oder rechts unten oder wo Dass die einfache 

Struktur der Anweisungssprache keine bedingten Verzweigungen 

und keine Abfrageschleifen innerhalb der Makros zulässt, 

wird letztlich nicht vermisst, denn in vielen Makros sind solche 

Abfrageschleifen implizit enthalten. 

Schlussbemerkung 

Natürlich ist die gezeigte Anwendung nur ein erster Annäherungsversuch; 

das Potenzial des Displays wird damit nicht annähernd 

ausgeschöpft. Denkbar wäre nun beispielsweise, durch den Tastendruck 

das Licht nicht nur in den LEDs „anzuknipsen“, sondern 

auch die Darstellung des jeweiligen Zimmers zu ändern. Oder den 

Tasten am unteren Rand des Boards eine Funktion zuzuweisen, die 

sich in einer wie auch immer gearteten Änderung der Bildschirmdarstellung 

niederschlägt. Mit etwas Phantasie und Erfahrung lassen 

sich mit diesem Evaluation Kit äußerst komfortable Benutzeroberflächen 

für viele Anwendungsfelder kreieren – auf eine sehr 

komfortable und anwenderfreundliche Weise. (sb) 

n 

Der Autor: Christoph Hammerschmidt, Fachautor. 

Über die infoDIREKT-Nummer 420ei0112 erhalten sie auch Zugriff auf 

ein pdf-Dokument mit den Makrodefinitionen für die Implementation 

eines virtuellen Schieberegisters. 

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Organische Licht- 

Emittierende Dioden 

Displaytechnologie für das 21. Jahrhundert 

Organische Licht-Emittierende Dioden (OLED) werden sich gemeinsam mit LEDs zur Bildschirm- und Beleuchtungstechnik 

des 21. Jahrhunderts entwickeln. Unser Beitrag beschäftigt sich mit den Vorteilen und zeigt, wo sie 

eingesetzt werden können. 

Autor: Tobias Canzler 

OLEDs und LEDs sind Festkörperlichtquellen (Bild 1), 

d. h. die Lichterzeugung erfolgt weder thermisch wie in 

der Glühbirne noch durch ein Gasplasma wie in der 

Leuchtstofflampe. Sie sind deshalb sehr kompakt. Außerdem 

sind sie sehr effizient: OLEDs sind mittlerweile so effizient 

wie Leuchtstofflampen, LEDs sogar schon deutlich effizienter. 

Es gibt aber auch einen großen Unterschied: Die LED ist 

eine Punktlichtquelle, während die OLED eine nahezu beliebig 

skalierbare flächige Lichtquelle darstellt. Flächige LED-Beleuchtung 

ist natürlich auch möglich, dafür wird das Licht der 

LEDs mittels einer Streuplatte gleichmäßig verteilt. LEDs werden 

nach diesem Prinzip in aktuellen Flüssigkristall-Bildschirmen 

als stromsparende Hintergrundbeleuchtung eingesetzt 

(LED-LCD). 

Bild: Kalle Kolodziej - Fotolia.com 




Vorteile von OLED-Displays 

Obwohl LCD im letzten Jahrzehnt deutliche Verbesserungen in 

der Darstellung erreicht hat, ist OLED für Bildschirme prinzipiell 

besser geeignet. Das hat zahlreiche Gründe: 

Energieeinsparung: OLED erlaubt einen stark reduzierten Energieverbrauch 

gegenüber LCD: Im OLED-Display ist jeder Bildpunkt 

auch gleichzeitig Lichtquelle und die OLED-Effizienz bleibt im Bildschirm 

weitgehend erhalten, d.h. ein dunkler Bildpunkt verbraucht 

keine Energie. Bei der LCD-Technologie leuchtet eine homogene weiße 

Hintergrundbeleuchtung dauerhaft. Ist ein LCD-Bildpunkt hell, 

absorbieren die notwendigen Farbfilter schon etwa 2/3 des Hintergrundlichts. 

Ist der Bildpunkt dunkel, blockt das LCD das Hintergrundlicht, 

was nie vollständig gelingt und den Kontrast verschlechtert. 

Bildqualität: OLED erreicht die beste Farbwiedergabe mit 

> 100 % des natürlichen Farbumfangs, während LCDs nur ca. 70 % 

erreichen. OLED ermöglicht auch deutlich stärkere Kontraste als 

LCD, was sich aus dem oben beschriebenen Funktionsprinzip ergibt. 

Zum Beispiel hat ein Apple iPhone mit IPS-LCD ein Kontrastverhältnis 

von etwa 1000, ein Samsung Galaxy S mit AMOLED 

> 50000. Zudem verschlechtert sich der Kontrast von LCD merklich, 

wenn man seitlich auf den Bildschirm schaut. OLED überzeugt 

auch in der dynamischen Bildqualität: Flüssigkristallbildschirme 

schalten langsam und es kommt in Videos zu einem wahrnehmbaren 

Nachzieheffekt. Das Umschalten von Bildern in 

OLED-Displays funktioniert etwa zwanzig Mal schneller als bei 

LCDs – ausreichend für perfekte Videodarstellung und 3D. 

Skalierbarkeit: Die schon erwähnte gute Skalierbarkeit von 

OLED für Pixel- und Displaygröße erlaubt den Einsatz vom hochauflösenden 

Smartphone bis zum Großbildschirm im Flughafen. 

Kosten: OLED-Displays können, zumindest in Zukunft, zu niedrigen 

Kosten hergestellt werden, da sie einen einfacheren Aufbau 

als LCDs haben. Der einfache Aufbau ermöglicht zudem eine extrem 

flache Bauform und sehr geringes Gewicht. 

DISPLAYS 

UND 

TOUCH- 

DISPLAYS 

Alleinstellungsmerkmale 

Was OLED-Displays besonders spannend macht ist die Tatsache, 

dass sie gebogen oder gar gefaltet werden können. Damit könnte es 

in Zukunft Smartphones geben, deren Display auf die Größe eines 

Tablets entfaltet oder entrollt werden kann. Flexible OLED-Display-Prototypen 

auf Kunststofffolie weisen übrigens eine verblüffende 

Robustheit auf – man kann sie mit einem Hammer traktieren, 

ohne dass sie ausfallen. Allerdings ist eine flexible, hermetische 

und zudem preiswerte Verkapselung bisher noch nicht marktreif. 

Wenn dieses Problem gelöst ist, werden flexible Displays 

Einzug in unseren Alltag halten. OLED-Displays gibt es schon seit 


OLEDs bieten Effizienz, Bildqualität und 

Skalierbarkeit 

OLED erlaubt einen stark reduzierten Energieverbrauch gegenüber LCD: Im OLED-Display ist jeder 

Bildpunkt auch gleichzeitig Lichtquelle und die OLED-Effi zienz bleibt im Bildschirm weitgehend 

erhalten. Die Technologie erreicht die beste Farbwiedergabe mit > 100 % des natürlichen 

Farbumfangs und ermöglicht auch deutlich stärkere Kontraste als LCD. Das Umschalten von Bildern 

in OLED-Displays funktioniert etwa zwanzig Mal schneller als bei LCDs und die gute Skalierbarkeit 

von OLED für Pixel- und Displaygröße erlaubt den Einsatz vom hochaufl ösenden 

Smartphone bis zum Großbildschirm im Flughafen. 



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Bild 1: Novaled 

PIN-Technologie 

Schema. 

über 10 Jahren am Markt und sie konnten erfolgreich Nischen besetzen. 

Ein aktuelles Beispiel sind die Sony-Monitore der BVM-E 

Serie mit hyper-akkurater Farbwiedergabe für den Profi-Einsatz 

zum Beispiel in der Videoproduktion. 

OLEDs im Umbruch 

Die OLED-Display-Industrie befindet sich gerade in einer Phase 

des Umbruchs – von Passiv-Matrix zu Aktiv-Matrix-Ansteuerung 

(AMOLED) und von kleinen zu großen Bildschirmen. Dieser 

Wandel wird getrieben von großen Investitionen in Fertigungsanlagen 

der asiatischen Hersteller. Der OLED-Displaymarkt ist 2011 

um über 50 % gewachsen und ähnlich hohe Wachstumsraten werden 

auch für die nächsten Jahre erwartet. Insbesondere Samsung 

hat wesentlich zu diesem Erfolg beigetragen und dominiert zurzeit 

den OLED-Display-Markt mit einer Jahresproduktion von über 50 

Millionen Displays. Das aktuelle Wachstum wird getragen vom 

Einsatz in Smartphones. Erfreulich ist, dass die OLED-Technologie 

schon jetzt ihre Stärken in der Darstellungsqualität ausspielt. Man 

findet deshalb OLED-Displays nicht nur in Samsung Top-Mobiltelefonen 

wie dem Galaxy S (Bild 2), sondern auch im aktuellen 

Nokia-Flaggschiff Lumia oder im Google Nexus. Obwohl es bei 

jeder neuen Generation des iPhone entsprechende Spekulationen 

gibt, verwendet Apple hingegen bisher ausschließlich LCD. 

Der OLED-Fernseher kommt! 

OLED-Displays werden immer größer und das ultimative Ziel ist 

der TV-Markt (Bild 3). Die Chancen für einen baldigen, erfolgreichen 

Eintritt in den Fernsehmarkt stehen gut. Erste große OLED- 

Bild 3: Der erste 

Fernseher mit OLED- 

Bildschirm wurde 2009 

von Sony vorgestellt. Er 

hatte eine Schirmdiagonale 

von 28 cm und eine 

Auflösung von 960 x 540 

Pixel. Unerreicht ist der 

dynamische Kontrast von 

1 Mio. : 1. Der hatte auch 

seinen Preis von damals 

4299 €. 

Bild: Samsung 

Bild:Novaled - Anke Lemke 

Bild 2: Samsungs Galaxy 2 ist ein Musterbeispiel für den erfolgreichen 

Masseneinsatz von AMOLEDs. 

Bild: Sony 




Fernseher (>50 Zoll) von Samsung und LG wurden schon für 2012 

angekündigt. Die letzten technischen Herausforderungen für den 

Erfolg großer OLED Fernseher sind hier kurz zusammengestellt: 

■■ Die Stabilität der organischen Materialien wurde lange Zeit als 

großes OLED-Problem wahrgenommen. Die Anforderungen 

sind für einen Fernseher deutlich größer als für ein Mobiltelefon. 

Der Fortschritt der Technologie in den letzten Jahren lässt 

hier aber kein ernsthaftes Problem erwarten. 

■■ Die Backplane: Die elektrische Ansteuerung der Bildpunkte 

von LCD- und OLED-Bildschirmen geschieht über die so genannte 

Backplane. Für LCD kann sie preiswert aus amorphem 

Silizium hergestellt werden. Für OLED ist man bisher auf polykristallines 

Silizium angewiesen, was deutlich teurer in der Herstellung 

ist. Eine preiswerte Alternative sind neuartige Metalloxid-Halbleiter. 

Diese Technologie wird gerade zur Serienreife 

entwickelt und wird OLED einen weiteren Preisvorteil verschaffen. 

■■ Die Pixelabscheidung: Bei einem Standard OLED-Display werden 

rote, grüne und blaue Subpixel nebeneinander durch Schattenmasken 

abgeschieden. Das funktioniert sehr gut bei kleiner 

und mittlerer Displaygröße. Für einen 50-Zoll-Fernseher lässt 

sich dieser Ansatz nur noch mit großem Aufwand beherrschen. 

Man arbeitet an verschiedenen und sehr unterschiedlichen Ansätzen, 

die Schattenmaskierung komplett zu umgehen. 

Schlussbemerkung 

Das wohl wichtigste Thema für die weitere Entwicklung der OLED- 

Technologie ist die weitere Verbesserung der Leuchteffizienz: Die 

Hälfte des OLED-Lichts geht heute beim Austritt aus der OLED 

noch verloren. Die Entwicklung neuer Materialien bei Novaled hat 

zwei Schwerpunkte, zum einen die Erhöhung der OLED-Lebensdauer 

und zum anderen die Verbesserung der Lichtausbeute. Novaled 

hat 2011 ein neuartiges OLED-Transportmaterial am Markt 

eingeführt, das neben optimierten elektrischen Eigenschaften auch 

die Lichtauskopplung aus der OLED erhöht. Damit konnte ein 

neuer Effizienzrekord für weiße, großflächige und langlebige 

OLEDs von 60 lm/W erzielt werden. 

OLED ist der Impulsgeber für eine sich entwickelnde Industrie 

der „Organischen Elektronik“. Sachsen etabliert sich dabei als europäisches 

Zentrum, mit einer vitalen Forschungslandschaft und 

zahlreichen jungen Firmen, die sich im Interesseverband „Organic 

Electronics Saxony“ (www.oes-net.de) organisieren. Novaled verfolgt 

dabei die Vision, das in der anorganischen Halbleiterphysik 

überaus erfolgreiche Dotierkonzept auf das gesamte Feld der organischen 

Elektronik zu übertragen. Das betrifft Bereiche wie die 

organische Photovoltaik, die organische Sensorik, organische Batterien 

und komplette organische Schaltungen. Eine überaus reizvolle 

Vorstellung ist, dass irgendwann OLED-Displays auf einer 

flexiblen organischen Backplane abgeschieden werden – das wahrscheinlich 

ultimativ flexible Display! 

Novaled 

Novaled hatte im Jahr 2011 sein 10-jähriges Jubiläum und ist damit 

ein Pionier der noch jungen OLED-Technologie. Novaled hat das 

Konzept der elektrischen Dotierung organischer Halbleiter zur 

Marktreife entwickelt und ist heute ein etablierter Zulieferer für 

die OLED Display- und Beleuchtungsindustrie. Die Gründer von 

Novaled wurden dafür gerade mit dem Deutschen Zukunftspreis 

2011 des Bundespräsidenten geehrt. Die elektrische Dotierung basiert, 

analog zur anorganischen Silizium-Technologie, auf dem 

Einbringen von Dotanden (hier Molekülen) in einen organischen 

Halbleiter. Die Novaled PIN-Technologie ermöglicht für die 

OLEDs minimale Kontaktwiderstände, verlustfreien Ladungstransport 

und im Resultat ein niedrige Betriebsspannung. Novaled 

liefert dem Displaymarkt sein Know-how und die notwendigen 

organischen Materialien, das sind in der Hauptsache n-Typ Halbleiter 

und n-Typ Dotanden, sowohl p-Typ Halbleiter und p-Typ 

Dotanden. Dabei lässt Novaled die Materalien für die Display- 

Massenproduktion in Lohnfertigung beispielsweise bei der BASF 

herstellen und vertreibt sie selbst und exklusiv. (sb) 

n 

Autor: Tobias Canzler, Novaled AG. 

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Bild 1 (rechts): E-Signage- 

Screens eignen sich für 

zahlreiche digitale Werbeflächen. 

80 Zoll-Bildschirme, 

aufgehängt im Portraitmodus, 

entsprechen dem Format 

klassischer Citylight-Poster. 

Bild 2 (oben): Aus den so 

genannten Narrow Bezel- 

Screens lassen sich 

Großbildvideowände in 

nahezu beliebigen Formaten 

aufbauen. Die Gesamtstegbreite 

von nur 6,5 Millimeter 

sorgt dabei für ein fast 

nahtloses Bild. 

XXL Signage Display-Lösungen 

Robuste, großformatige LCDs hoher Brillanz 

Mit der neuen e-Signage-Serie startet Sharp ins Jahr 2012 und konzentriert sich dabei auf Diagonalen zwischen 

60” und 80”. Das Portfolio umfasst High Brightness-Bildschirme mit bis zu 2.000 cd/m ² , ultra-hochauflösende 

Displays und großformatige Standard-LCDs, die speziell für Anwendungen im Signagebereich optimiert sind. 

 

Autor: Dr. Matthias Neundorf 

Durch die bislang weltweit erste und einzige LCD-Fabrik 

der so genannten 10. Generation verfügt Sharp über 

Schlüsseltechnologien zur Herstellung großformatiger 

LCDs. Aus den etwa 9 m² großen Gläsern der Fabrik in 

Sakai lassen sich jeweils 8 Panels mit 60 Zoll Diagonale schneiden, 

während die Muttergläser der G8-Linien nur drei Displays dieser 

Größe hergeben. 

Auch in der 40-Zoll-Klasse können aus den G10-Gläsern fast 

doppelt so viele Panels erzeugt werden wie aus den Glasflächen der 

8. Generation. Dadurch kann der japanische Hersteller alle Bereiche 

des e-Signage-Markts effizient bedienen, speziell aber das 

Marktsegment mit Diagonalen von 60 Zoll und größer. Diesem 

messen Marktforscher nicht nur das schnellste Wachstum, sondern 

auch die größte Profitabilität bei. Das neue e-Signage-Portfolio 

von Sharp umfasst daher rund ein Duzend TFT-LCD-Module 

in den Diagonalen von 60, 70 und 80 Zoll und entspricht damit in 

etwa gängigen Größen von Werbeplakaten (Bild 1). 

E-Signage verbindet Industrietauglichkeit und modernste 

TV-Technologie 

Die technischen Anforderungen an Signage-Applikationen sind 

sehr hoch und entstammen zwei gegensätzlichen Welten: Einerseits 

sind die Digital-Signage-Installationen ähnlich harten Bedingungen 

ausgesetzt wie Industrieanwendungen, unter anderem 

durch 24/7 Dauerbetrieb und speziell bei Außeninstallationen 

wechselnden, sehr hellen Umgebungslichtverhältnissen sowie einem 

erweiterten Temperaturbereich. Die neuen e-Signage-LCDs 

von Sharp sind daher in der Regel auf eine Betriebstemperatur von 

0°C bis 50°C ausgelegt bei einer Betriebsdauer von bis zu 60.000 

Stunden im Dauerbetrieb. Andererseits gelten bei der Bildqualität 

die Maßstäbe moderner Konsumgeräte, denn die Betrachter von 

Digital-Signage-Applikationen sind zumeist Konsumenten und 

deren Augen sind durch die rasante Entwicklung in der Fernsehtechnologie 

inzwischen verwöhnt. Dagegen darf das Erscheinungsbild 

von e-Signage-Lösungen nicht abfallen, besonders, wenn es 




um die werbewirksame Präsentation von beispielsweise Schmuck, 

Autos oder Mode geht. Um diese hohen Anforderungen in Sachen 

Bildqualität zu erfüllen, nutzt Sharp aktuelle LCD-TV-Technologien 

auch in e-Signage-Screens. 

Volle HD-Auflösungen mit 1920 x 1080 Pixel sind bei e-Signage- 

Displays wie bei TV-LCD-Panels von Sharp Standard, um eine hohe 

Bildqualität zu gewährleisten. Für spezielle Anwendungen, wie beispielsweise 

in der Medizin bei der Bild gebenden Diagnostik, wo es 

besonders auf Bildschärfe und Detailreichtum ankommt, bietet das 

Unternehmen auch TFT-LCDs mit der vierfachen HD-Auflösung 

mit 3.840 x 2.160 Pixel an. Weitere Anwendungen für derart hochauflösende 

Displays sind Kontrollraum- und High End-Monitore 

für CAT-Systeme, professionelle Videobearbeitung, und so weiter. 

Ebenso tragen große Kontrastverhältnisse elementar zur Qualität 

der Bildwiedergabe bei. Auch hier greift Sharp auf modernste 

TV-Technologie zurück und nutzt zur Fertigung der e-Signage- 

Displays das UV2A-Verfahren. Bei diesem speziellen Herstellungsprozess 

werden die Flüssigkristallmoleküle durch UV bis auf weinige 

Picometer hochpräzise ausgerichtet. Das Resultat sind zum 

einen weite Betrachtungswinkel von 170° und mehr aus allen Richtungen 

und zum zweiten extrem große Kontrastverhältnisse. Allein 

der statische Kontrast des LCD-Panels liegt dank der UV2A- 

Technologie bei 5.000:1. 

Dynamische LED-Backlights: Kontrastreich und effizient 

In Verbindung mit einer dynamischen LED-Hintergrundbeleuchtung 

(Local Dimming) lassen sich zum Beispiel Kontrastverhältnisse 

von bis zu 1.000.000:1 erreichen. Anders als bei TV-Geräten sind die 

Hintergrundbeleuchtungen von e-Signage-Applikationen einer großen 

Bandbreite an Umgebungslichtverhältnissen und damit besonderen 

Anforderungen ausgesetzt. Speziell im Außenbereich sind je 

nach Standort große Displayhelligkeiten notwendig, um auch bei 

hellem Tageslicht eine optimale Ablesbarkeit zu gewährleisten. 

Für dieses besondere Anwendungsfeld hat Sharp 60 Zoll und 70 

Zoll LCD-Screens im Portfolio mit Helligkeiten von 1.500 cd/m ² 

und 2.000 cd/m ² . Abhängig von den Lichtverhältnissen wird die 

maximale Helligkeit in der Regel nur für kurze Zeit benötigt. Bereits 

bei Bewölkung reicht eine Displayhelligkeit von etwa 500…600 

cd/m ² völlig aus, während eine dunkle Umgebung nur noch 200 cd/ 

m ² erfordert. Bei diesen wechselnden Lichtverhältnissen kommt 

der Vorteil der weitreichenden Dimmbarkeit von LED-Backlights 

voll zum Tragen. Dadurch lässt sich nicht nur das Kontrastverhältnis 

durch Local Dimming in Abhängigkeit vom Bildschirminhalt 

optimieren, sondern auch die Displayhelligkeit insgesamt den 

Umgebungslichtverhältnissen anpassen, was sich positiv auf den 

Stromverbrauch auswirkt. Allein die Local Dimming-Funktion reduziert 

die durchschnittliche Leistungsaufnahme auf etwa die 

Hälfte des Maximalwerts. Wird zudem das Umgebungslicht in die 

Helligkeitssteuerung des Displays einbezogen, sinkt der Stromverbrauch 

der e-Signage-Screens in dunkler Umgebung auf etwa 15 

bis 20 Prozent des maximalen Strombedarfs. 

Bild 3: Touch-Screens sind vor allem im Bildungsbereich und in Meeting- 

Centern von Vorteil. Sie ermöglichen interaktive Präsentationen und das 

Notieren von Anmerkungen direkt auf dem Bildschirm. 

In Touch with … 

In einigen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise im Bildungssektor, 

spielt auch die Touchscreensteuerung von großformatigen 

Displays eine wichtige Rolle, da hier Screens als Alternative zu 

klassischen Präsentations- und Lehrmedien wie Tafeln, Tageslichtprojektoren 

oder White Boards eingesetzt werden. Aus den zahlreichen, 

am Markt verfügbaren Touch-Technologien haben sich 

bei großen Bildschirmen Infrarot-basierte Systeme durchgesetzt. 

Sie sind robust, lassen sich vor allem für große Bildschirmdiagonalen 

gut skalieren und sind je nach eingesetzter Software Multitouch-fähig. 

Diese Funktionalität ist insbesondere dann notwendig, 

wenn die für iPhone, iPad und Co. etablierten Steuerungsgesten 

auf die digitalen Tafeln übertragen werden sollen. Als so genanntes 

Interactive White Board bietet Sharp eine Komplettlösung 

in den Diagonalen 60 Zoll, 70 Zoll und 80 Zoll inklusive Touchfunktionalität 

und digitalem Schreibstift an (Bild 3). (sb) n 

Der Autor: Dr. Matthias Neundorf ist bei SME im Bereich Industrial Components 

Key Account Manager für e-Signage-Displays. 


425ei0112 

Bilder: Sharp 

Wo finden Sie 

die passende 

Technik für 

Ihr Business 



Neue Produkte 

Intelligent und vielseitig 

Grafikdisplays mit 160 x 104 oder 104 x 160 

Kompakt, flach, leicht, sonnenlichttauglich! 

Kleine und mittlere TFT-Displays 

Bild: Electronic Assembly 

Ob Quer- oder Hochformat – die 

Displays EA eDIP160-7 von Electronic 

Assembly lassen sich in jeder 

Orientierung einsetzen. Je 

nach Einbaulage beträgt die Auflösung 

entweder 160 x 104 oder 

104 x 160 Bildpunkte. Die Displays 

verfügen über einen integ- 

rierten Grafikcontroller, der Programmieren 

auf Systemebene 

überflüssig macht. Das Display ist 

mit RS-232, SPI oder I 2 C ausgestattet. 

Das optional verfügbare 

Touchpanel erschließt dem Display 

Anwendungen im Bereich 

interaktiver Maschinensteuerungen. 

Acht Zeichensätze werden 

mitgeliefert; die Programmierung 

von Funktionen und die pixelgenaue 

Positionierung von Buchstaben 

und Bitmap-Bildern erfolgt 

über hochsprachenähnliche Grafikbefehle. 

infoDIREKT 

525ei0112 

Bild: Data Modul 

Von Ortustech Technology ist das, 

mit Blanview-Technologie gefertigte 

14,5 cm (5,7”) TFT COM57- 

H5M25KLC mit Außenabmessungen 

von nur 130,32 mm x 101,2 

mm, einer Dicke von 7,06 mm 

und einem Gewicht von nur 85 g 

erhältlich. Das TFT hat eine VGA- 

Auflösung von 640 x 480 Bild- 

punkten und arbeitet im Temperaturbereich 

-20 bis +70 °C. Ortustech 

TFTs, in Deutschland über 

Data Modul erhältlich, erzielen 

durch die HAST-Technologie (Hyper 

Amorphous Silicon TFT) sehr 

gute optische Eigenschaften. Der 

Blickwinkel von 80°/80°/80°/80° 

und der Kontrast von 400:1 sprechen 

für sich. Außderdem wurde 

eine LED-Hintergrundbeleuchtung 

entwickelt, die eine Halbwertszeit 

von 50.000 Stunden garantiert. 

Eine Version mit 70.000 Stunden 

ist bereits in Entwicklung. 

infoDIREKT 

526ei0112 

Einstellbarer Backlight Driver 

Industriekompatibles 5,7” High Brightness TFT 

Gestochen scharf, hygienisch rein 

HD Medizin-Monitor mit Dicom-Preset 

Bild: Eversion Electronics 

Eversion Electronics hat ein 5,7” 

QVGA/VGA High Brightness TFT- 

Display mit Backlight Driver auf 

den Markt gebracht. Der Backlight 

Driver wird über den JST-Steckverbinder 

angesteuert und ist pinund 

funktionskompatibel zum japanischen 

TFT-Industriestandard. 

Das LED-Backlight verfügt über 

eine Helligkeit von 700 cd/m2, bei 

einer LED-Lebensdauer von mindestens 

40.000 Stunden und und 

typisch 50.000 Stunden bei 25 

°C. Um Anforderungen wie minimale 

Eigenerwärmung oder minimale 

Leistungsaufnahme gerecht 

zu werden, können am TFT-Modul 

drei Helligkeiten (100/75/50 %) 

per Dip-Schalter voreingestellt 

werden. Als Optionen sind Touchpanel 

oder Anti Reflection-Polfilter 

verfügbar. Kundenspezifische Modifikationen 

können realisiert 

werden. Die Typen VGG322426- 

7UFLWD (QVGA) und VGG644804- 

6UFLWD (VGA) sind schon verfügbar. 

infoDIREKT 

527ei0112 

Bild: Penta 

Penta präsentiert mit dem Endovis 

HD 24 einen Medizin-Monitor. 

Das 24”-Display macht brillante 

Full-HD-Auflösung im 16:10-Format 

für höchste Detailgenauigkeit 

bei der Befundung auch in hygienisch 

sensiblen Bereichen verfügbar. 

Für eine hohe Detailauflösung 

verfügt das 24” große Aktiv- 

TFT-Display über WUXGA-Auflö- 

sung (1920 x 1200 Pixel) und gibt 

Video-Streams sogar im 16:10 

Breitbildformat in Full-HD-Auflösung 

(bis 1080p) wieder. Zusätzlich 

macht der Monitor durch eine 

Farbtiefe von 10 Bit und bis zu 

1024 Graustufen selbst kleinste 

Details erkennbar. Durch den Betrachtungswinkels 

von 178° ist 

eine gleichmäßig hohe Ablesbarkeit 

aus jedem Blickwinkel, ohne 

positionsbedingte Farbverfälschungen 

oder Abweichungen, 

gegeben. Für eine bessere Bildwahrnehmung 

unterstützt der 

Monitor Dicom-Preset mit bis zu 

10 Settings für alle Eingänge. 

infoDIREKT 

528ei0112 

Für kleine E-Paper-Displays mit Aktivmatrix 

E-Paper Plattformen für Industrie-Anwendungen 

Bild: Epson 

Die Seiko Epson Corp. hat angekündigt, 

dass sie mit der Auslieferung 

industrieller Plattformen 

für E-Paper-Displays begonnen 

haben. Diese Plattformen bestehen 

aus Mikrocontrollern zur Ansteuerung 

von elektronischem 

Papier (E-Paper) mit integrierter 

Firmware, die die grundlegenden 

Funktionen des Geräts steuert. 

Die Kunden können diese Plattformen 

mit einem E-Paper-Dis- 

play verbinden, um so einfach 

ihre eigenen industriellen E-Paper-Produkte 

zu entwickeln, 

selbst wenn ihnen umfassende 

Informationen über die einzigartigen 

Wellenformen zur Steuerung 

von E-Paper fehlen. Die Epson 

E-Paper-Plattformserie besteht 

aus dem S1C17F57, einem 

Mikrocontroller für kleine Segmentanzeigen 

und dem 

S1D13T03, einem Timing-Mikro- 

controller für kleine E-Paper- 

Displays mit Aktivmatrix. Die 

Auslieferung von Mustern des 

S1D13T03 hat begonnen. Im 

März wird mit der Auslieferung 

von Mustern eines neuen Mikrocontrollers 

für mittelgroße E-Paper-Displays 

mit Aktivmatrix gestartet. 

infoDIREKT 531ei0112 




Neue Produkte 

Langlebige LED-Hintergrundbeleuchtung 

8,5”-LCD mit weitem Betrachtungswinkel 

15”- und 22”-Widescreen-Displays 

Sichere Zweihandbedienung per Multitouch 

Bild: Kyocera 

Der japanische Technologiekonzern 

Kyocera hat sein Produktportfolio 

um ein 8,5“-Breitformat- 

LCD erweitert. Dieses LCD hat einen 

sehr weiten Betrachtungswinkel 

und ist mit einer 

langlebigen LED-Hintergrundbeleuchtung 

ausgestattet. WVGA- 

Auflösung, langlebige LED-Hintergrundbeleuchtung 

mit einem geringem 

Energieverbrauch, bis zu 

70.000 Stunden Betriebszeit und 

ein Betrachtungswinkel von 170°, 

sowohl horizontal als auch vertikal, 

sind optimal für anspruchsvolle 

Anforderungen. Durch modernste 

Technologie, durch die 

veränderte Ausrichtung der Flüs- 

sigkristalle innerhalb der TFT- 

Zelle, konnte die Leistungsfähigkeit 

dieses Moduls hinsichtlich 

der vertikalen und horizontalen 

Darstellung verbessert werden. 

Der diagonale Betrachtungswinkel 

wird darüber hinaus auch den 

hohen Anforderungen beim Einsatz 

in industriellen und medizinischen 

Anwendungen gerecht. 

Durch die veränderte Ausrichtung 

der Flüssigkristalle innerhalb der 

TFT-Zelle, erscheinen die Farben 

von allen Betrachtungswinkeln 

nahezu gleich (keine Grey-Inversion). 

Durch die Verwendung von 

LEDs und Lightguides hat die 

LED-Hintergrundbeleuchtung einen 

geringeren Energieverbrauch. 

Die 18 Bit RGB-Schnittstelle ermöglicht 

eine einfache und 

schnelle Installation. Zusätzlich 

zu diesen Merkmalen wird das 

Produkt langfristig lieferbar sein. 

infoDIREKT 

529ei0112 

Bild: tci 

Eine einfachere und komfortablere 

Bedienung von Maschinen ermöglichen 

die Panel-PCs der G- 

Serie von tci. Sie sind mit einem 

15“- oder 22“-Widescreen-Display 

ausgestattet und bieten dank 

IPS-Technologie höchste Detailschärfe 

und Brillanz. Die Multitouch-Oberfläche 

ermöglicht die 

von Smartphones bekannte intuitive 

Benutzerführung mit Mehrfingerbedienung 

und Gestenerkennung 

auch für maschinennahe 

Anwendungen. Durch das Spreizen 

der Finger können Ausschnitte 

von Messdiagrammen oder 

Teilbereiche von Zeichnungen 

einfach gezoomt werden, ohne 

dass ein Bildwechsel erforderlich 

ist. Auch die klassischen Sicherheitsanforderungen, 

bestimmte 

Befehle nur mit beiden Händen 

auszulösen, lassen sich erfüllen. 

Wenn der Anwender mit einer 

Hand den Parameter auswählen 

und mit der anderen den Wert 

einstellen muss, lassen sich Fehleingaben 

und das unbeabsichtigte 

Starten von Aktionen wirksam 

verhindern. Zudem sorgt die 

Zweihandbedienung für schnellere 

Eingabeprozesse. Der kapazitive 

Multitouch-Sensor (Projective 

Capacitive Touch) befindet sich 

geschützt hinter robustem Einscheiben-Sicherheitsglas 

(ESG). 

Die plane und durchgehende 

Glasoberfläche ist ohne Fugen 

und Vertiefungen in das rundum 

IP65-geschützte Edelstahlgehäuse 

gefasst. Die Montage erfolgt 

am Standard-Tragarm. 

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Messtechnik 

Bild 1: Das Touchscreen TSC2046 befindet sich auf einem 240 x 320 Pixel OLED-Display. 

Alle Bilder: LeCroy 

Touchscreen-Interface 

Mit einem Oszilloskop validieren 

Ein Touchscreen-Interface wird unter Verwendung verketteter Rechenfunktionen auf einem LeCroy Digital-Oszilloskop 

untersucht. Die Fallstudie umfasst vier Funktionen: SPI Echtzeit-Dekodierung, die MessageToValue-Funktion, 

die Trend- und die XY-Darstellung. Dieses Setup wird zur Entwicklung und Validierung eines Touchscreen Hardund 

Software-Treibers verwendet. 

Autor: Roland Gamper 

Das 240 x 320-Pixel-Display und der damit verbundene 

Touchscreen sind Teil eines Multi Peripherie-Boards, 

welches von dem Labor für Numerische Systeme (LSN) 

verwendet wird, um Studenten an der Genfer Hochschule 

für Angewandte Wissenschaften zu trainieren. Das Testboard 

verbindet die Peripherie über eine Vielzahl von seriellen Leitungen 

(I 2 C, SPI, CAN, UART) und hat Dutzende von Testpunkten, welche 

das Abgreifen von Signalen erleichtern. 

Der Touchscreen ist ein TSC2046, der über einen SPI-Bus an 

einen NXP-Mikrocontroller LPC2292 angebunden ist. Der Touchscreen 

erkennt Hits über die gesamte Fläche des Bildschirms mit 8 

Bit Auflösung. Immer wenn der Touchscreen eine Berührung er- 

kennt, wird eine Interrupt-Service-Anfrage (IRQ) an den Controller 

gesendet. Als Reaktion aktiviert der Mikrocontroller den 

Touchscreen-Treiber, der das Touchscreen über die SPI-Schnittstelle 

mit einer Geschwindigkeit von 33.250 kbit/s abfragt. Der 

Treiber liest die Koordinaten der Berührung aus und leitet diese an 

die Applikationsschicht weiter. 

Einstellung des Oszilloskopes für die Überwachung der 

Touchscreen-Interaktion 

Das Setup benötigt, um das XY-Diagramm darzustellen, eine Verarbeitungskette 

von 4 Schritten, die in Bild 2 dargestellt ist. Jede 

der Komponenten der Kette speist seine Ergebnisse in die nächste 



Komponente ein. Wir werden die Prozesskette betrachten, von 

dem Auslesen der SPI-Signale auf Kanal 1 und 2 (Bild 3), bis hin zu 

dem XY-Diagramm, das als 2D-Bild die Hits auf dem Bildschirm 

darstellt (Bilder 5 und 6). Die Zwischenschritte sind in Bild 4 dokumentiert. 

Dekodierung der SPI-Bussignale 

Der Dekoder muss im DSO konfiguriert werden, damit der SPI- 

Nachrichtenfluss zwischen Touchscreen und Mikrocontroller dekodiert 

werden kann. In diesem Fall benutzen wir Kanal 2 für die 

Datenleitung und Kanal 3 für die Taktleitung. Der Frame-Modus 

kombiniert mit dem Inter-Frame-Timeout ermöglicht die logische 

Interpretation der Mitteilungen als Transaktionen, die die X- und 

Y-Koordinaten der Touchscreen-Berührung beinhalten. Dies ist 

später wichtig für die Message-To-Value-Parameter-Umwandlung. 

Wir haben uns für eine dezimale Anzeige entschieden, um den 

Vergleich zwischen Positionen und Datenwert zu erleichtern. Die 

Einstellungen werden in Bild 3 im Detail gezeigt. 

Die Konfiguration von zwei Message-To-Value- 

Parametern 

Dieser serielle Datenparameter gehört zu der Proto-Bus-MAG- 

Option. Er extrahiert einen Wert aus einer bestimmten Nachricht 

an einer bekannten Position und kann diesen bei Bedarf auch neu 

skalieren. Für den hier untersuchten praktischen Fall brauchen wir 

2 Message-To-Value-Parameter, um die X-und Y-Koordinaten von 

jeder Nachricht zu extrahieren. Der einzige Unterschied zwischen 

den beiden Parametern ist die Startposition des Wertes. Es ist ein 

32-Bit-Wert für die X-Position und 8-Bit-Wert für die Y-Position. 

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Trenddarstellung der beiden Message-To-Value- 

Parameter 

Die nächsten Verarbeitungskomponenten sind zwei Trend-Funktionen, 

die in Bild 4 dargestellt sind. Die Mathematikfunktion F1 

kumuliert alle Werte des Parameters P2, während Mathematik F2 

alle P1-Werte kumuliert. Beide Trendfunktionen sind so skaliert, 

dass sie in einem XY-Diagramm die Geometrie und Ausrichtung 

des Touchscreen- Bildschirms wiederspiegeln. Jedes Paar von Werten 

auf den Trendfunktionen stellt die Koordinaten eines Berührungspunktes 

auf dem Touchscreen-Display dar. Wenn alle x,y- 

Paare in einem XY-Diagramm dargestellt werden, kann die Abfol- 


Physikalische Übertragungsschicht, digitale 

Kodierung und Interpretation der Dateninhalte 

gleichzeitig 

Die gezeigte Technik ist nicht nur sehr effi zient in der Aufdeckung von 

Fehlern oder bei der Validierung des Designs, sondern auch bei der 

Diagnose der Fehlerursache. Der Hauptvorteil der Verwendung des 

Oszilloskops liegt in der Tatsache, dass das Instrument die physikalische 

Übertragungsschicht, die digitale Kodierung sowie die Interpretation 

der Dateninhalte gleichzeitig anzeigt. Die gleichen Analysemöglichkeiten 

können bei vielen anderen serielle Datenströmen, wie 

UART, MIL-STD-1553, SPI, ARINC 429, LIN, FlexRay, MIPI, I 2 C, etc. 

durchgeführt werden. Sie sorgen für schnelle Einblicke in die Qualität 

und Struktur der Daten sowohl in analogen und digitalen Ebenen sowie 

der inneren Struktur der Schnittstelle. 


511ei0112 

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Messtechnik 

Bild 2: Die vierstufige Verarbeitungskette des Oszilloskops, von den 

Rohdaten auf dem Kanal bis zur XY-Darstellung. 

Bild 4: Die exakte Einstellung der Trend-Funktionen beinhaltet eine 

Aufzeichnung aller Berührungen auf dem Touchscreen-Display. 

Bild 3: Message To Value Setup. Beachtenswert ist die Übereinstimmung 

zwischen den Werten des dekodierten Signals auf C2 und der extrahierten 

Werte vom Message-To-Value-Parameter. In dieser Botschaft wird die 

X-Position mit dem Wert 41 übermittelt und die Y-Position mit 113. 

Bild 5: Die Trend-Funktionen und ihre XT-Darstellung, inklusive XY-Einstellungen. 

Die Ausreißer auf den Trend F1 verursachen vereinzelte Punkte auf 

dem XY-Diagramm und reflektieren einen Fehler bei dem Auslesen der 

X-Position. 

ge der Berührungen auf dem Touchscreen-Display nachgezeichnet 

werden. 

Die Rekonstruktion der 2D-Bilder des Touchscreens 

Schließlich werden am Ende der Prozessketten die beiden Trends 

als Quellen für ein XY-Diagramm verwendet. Dieses Diagramm 

zeigt die x,y-dekodierten Paare in einem geeigneten Koordinatensystem 

und rekonstruiert genau die Positionen der Berührung auf 

dem Touchscreen-Display (Bild 5). 

In Bild 6 wird das XY-Diagramm auf dem Oszilloskop im Vergleich 

mit einem Bildschirm-Foto dargestellt. Beide Bilder zeigen 

die gleichen Berührungen in der Herzform. Das DSO kann eine 

vollständige Rekonstruktion des 2D-Bildes direkt aus den analogen 

Signalen auf den Kanälen 1 und 2 herstellen. Diese Technik 

ermöglicht eine schnelle Beurteilung der Funktionsfähigkeit des 

Systems. Darüber hinaus helfen diese Tools im Fehlerfall, die Ursache 

des Problems aufzuspüren. 

Weitere Messmöglichkeiten 

Andere Analysetools in diesem Software-Paket erlauben es, die Reaktionsfähigkeit 

des Benutzers durch die Messung der Verzögerungen 

zwischen den Touch-Screen-Nachrichten zu qualifizieren. 

Mithilfe der Dekodierung und dem Parameter Bus Load ist es 

leicht, nutzlose Bustransfers aufzuspüren und eine Optimierung 

des Datenaustauschs durchzuführen. In diesem Beispiel könnte 

das dritte Byte des X- und Y-Transfers aus der Übertragung gelöscht 

werden, da es keine aussagekräftige Information enthält. 

Parameter wie Delta Messages helfen, die Busaktivität zu beurteilen, 

wenn sich mehrere Peripheriegeräte einen gemeinsamen 

Bus teilen. 

Die in den Geräten eingebauten Masken- und Pass/Fail-Tests ermöglichen 

die Validierung von Extrema bei den X- und Y-Werten, 

um unrealistische Messwerte, die durch die Hardware oder Softwarefehler 

verursacht werden, zu identifizieren. 

Zusammenfassung 

Die Entwicklung und Validierung von Hardware-Treibern wird 

durch die Verwendung der richtigen Werkzeuge erleichtert. Ein 

digitales Oszilloskop der neuesten Generation ermöglicht die Beobachtung 

von verschiedenen Signalen an verschiedenen Punkten 

der numerischen Prozesskette. Die gleichzeitige Beobachtung und 

Korrelation von analogen, digitalen und codierten Daten ermöglicht 

eine schnelle Analyse der Fehler und verkürzt die Entwicklungszyklen. 

Als Beispiel kann ein fehlerhafter Wert, der in dem 

XY-Diagramm dargestellt wird, mehrere Ursachen haben, wie zum 

Beispiel in der Touchscreen-Hardware, seriellen Datenübertragung 

oder Rechenfehler in den Treibern. Die Beobachtung der Ergebnisse 

der Verarbeitungsschritte, wie sie oben erklärt wurde, 

kann dem Ingenieur schnell bei der Zuordnung des Problems auf 

einer der drei genannten Ursachen helfen. 

Danksagung 

Vielen Dank an F. Vannel von der LSN für die Möglichkeit, Live- 

Signale auf dem System zu erfassen und hier zu beschreiben. Außerdem 

Y. Leoni für die Firmware-Entwicklung, die nötig war, um 

die richtigen Signale und Bilder zu generieren. Dank auch an G. 

Ritter und U. Schroffenegger bei LeCroy für die Zusammenarbeit, 

Erkenntnisse und Austausch über das Proto-Bus-MAG-Modul in 

den LeCroy-Oszilloskopen. (jj) 

n 

Bild 6: Auf der linken Seite das XY-Diagramm auf dem DSO dargestellt und 

auf der rechten Seite ein Foto des Bildschirms mit der entsprechenden 

Darstellung der Berührungen. 

Der Autor: Roland Gamper ist Senior Software Engineer und war 22 Jahre bei 

LeCroy in Genf beschäftigt. Derzeit ist er als Entwickler der Lahniss Ltd, 

insbesondere im Bereich der Protokoll-Analyse, für LeCroy tätig. Er lehrt 

auch Mikrocontroller-Programmierung an der Genfer Hochschule für 

Angewandte Wissenschaften. 



Name 

Peter Simonsen 

Beruf 

Design-Ingenieur 

Embedded-Software 

Fachgebiet 

Erneuerbare Energien 

Mit LabVIEW kann ich ... 

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mit vollständiger 

Anwendungskontrolle 

durchführen. 

Aktuelles Projekt 

Entwicklung einer 

Prüfarchitektur für 

die Verifikation eines 

Steuerungssystems 

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©2012 National Instruments. Alle Rechte vorbehalten. LabVIEW, National Instruments, NI und ni.com sind Marken von National Instruments. 

Andere erwähnte Produkt- und Firmennamen sind Marken oder Handelsbezeichnungen der jeweiligen Unternehmen. Druckfehler, Irrtümer und Änderungen vorbehalten.

Messtechnik 

Bild 1: Das Oszilloskop-System Lab Master 10 Zi in der Version mit 36 GHz Bandbreite, 

4 Kanälen und Abtastraten von 80 GS/s besteht aus der Master-Steuerungseinheit 

MCM-Zi und darunter dem Erfassungsmodul. 

Bild 2: Unter der Master-Steuerungseinheit MCM-Zi befindet sich hier ein Erfassungsmodul, 

mit dem 60-GHz-Signale mit 160 GS/s abgetastet werden können. 

Echtzeit-Oszilloskope bis 60 GHz 

Eine Messgeräte-Klasse für sich 

Der Oszilloskop-Spezialist LeCroy ist mit einem Paukenschlag ins Jahr 2012 gegangen. Mit 60 GHz Bandbreite, 

160 GS/s Abtastrate, 1024 M Punkte/Kanal Analysespeicher, der höchsten Kanalzahl für die höchste Bandbreite 

(vier Kanäle mit 36 GHz in einem Gerät) und der größten Kanalzahl (10 Kanäle mit 60 GHz und bis 20 Kanäle mit 

36 GHz), hat LeCroy jetzt mit dem Lab Master 10 Zi abermals die Messlatte für andere High-end-Oszilloskop- 

Anbieter noch höher gelegt. 

Autor: Hans Jaschinski 

Bereits im Frühling 2010 hatte LeCroy einen Plan bekannt 

gegeben, der vorsah, bis Ende 2011 mit einem 60-GHz- 

Oszilloskop auf den Markt zu kommen. Es scheint mit 

nur wenigen Monaten Verzögerung auch so zu funktionieren. 

Anfang dieses Jahres konnten erste Früchte aus der jahrelangen 

Erfahrung mit SiGe-Prozessen geerntet werden. Die von 

LeCroy entwickelten und jetzt verfügbaren 36-GHz-ICs verdanken 

ihre Leistungsdaten wesentlich auch dem SiGe-Fertigungsprozess 

8HP von IBM Semiconductor. Zuvor wurden die ICs ebenfalls 

von IBM gefertigt, allerdings im Fertigungsprozess 7HP, mit dem 

Bandbreiten bis 20 GHz erzielt werden konnten. Der IBM 8HP- 

SiGe-Prozess ist die 4. SiGe-Generation mit der doppelten Leistung 

wie die jeweils vorherige Generation mit bis zu 200 GHz 

Transistor Schaltgeschwindigkeit (Transitfrequenz). Der 8HP- hat 

im Vergleich zum 7HP-SiGe-Prozess ein um etwa 3 bis 4 dB geringeres 

Grundrauschen. Dies ermöglicht bei 36 GHz ein ebenso geringes 

Rauschen wie es heute bei 20-GHz-Oszilloskopen erreicht 

wird. Außerdem ist der Strombedarf deutlich geringer. 

Die vor allem von Wettbewerbern gelegentlich skeptisch betrachtete 

DBI-Technik (Digital Bandwith Interleave), ist eine von 

LeCroy entwickelte und patentierte Technologie, die es ermöglicht, 

die reine SiGe-Bandbreite zu verdoppeln bzw. zu verdreifachen. 

Dies gelingt durch eine Aufteilung des breitbandigen Originalsignals 

in mehrere Pfade mit geringerer Bandbreite, die mit den SiGe- 

Chips erfasst werden und anschließend mithilfe von digitaler 

Signalverarbeitung wieder in ein Signal mit hoher Bandbreite zu- 

sammengesetzt werden. Die Abtastrate und der Erfassungsspeicher 

werden entsprechend der Bandbreite auch verdoppelt bzw. 

verdreifacht. DBI ist aktuell die einzige Methode im Markt, die 

Echtzeit-Bandbreiten ermöglicht, die weit über der Bandbreite der 

eingesetzten Chips liegen. Das 60 GHz LabMaster 10 Zi Erfassungsmodul 

setzt die 7. Generation der DBI-Technologie ein und 

erreicht fast eine Verdoppelung des 4-kanaligen 36-GHz- 

Erfassungsmoduls mit 2 Kanälen à 60 GHz, 160 GS/s und bis 1024 

M Punkte/Kanal tiefen Analysespeicher. 

Modulare Architektur 

Die modulare Lab Master Oszilloskop-Architektur trennt die Signalerfassung 

von Display, Steuerung und Verarbeitungsfunktio- 


Die Boliden unter den Oszilloskopen 

Zum wiederholten Mal hat LeCroy mit den Eckdaten 60 GHz und 160 

GS/s seiner High-end-Oszilloskope den Abstand zu den nachfolgenden 

Wettbewerbern nicht nur vergrößert, sondern jetzt nahezu verdoppelt. 

Für diese prestigeträchtige Geräteklasse ist der Markt relativ 

eng, da in der Vollausstattung mit 60 GHz-Bandbreite auf 10 Kanälen 

gleichzeitig das Oszilloskop-System schon mal ein Million-Dollar-Projekt 

werden kann. 


513ei0112 



alle Bilder: LeCroy 

nen. Die Master-Steuerungseinheit MCM- 

Zi besteht aus Display, Steuerung, Channel-Sync-Architektur 

und einer leistungsstarken 

CPU der Server-Klasse. Die Lab 

Master 10 Zi Erfassungsmodule auf Basis 

von 8HP SiGe und DBI ermöglichen 36 

GHz Bandbreite und bis zu 60 GHz auf 2 

Kanälen. Ein Lab Master 10 Zi Master- 

Steuermodul und ein 10 Zi Erfassungsmodul 

arbeiten wie ein normales 4-kanaliges 

36-GHz-Oszilloskop bzw. wie ein 2-Kanal 

60-GHz- und 4-Kanal-36-GHz-Oszilloskop. 

Durch die Channel-Sync-Technologie 

können bis zu fünf 10 Zi Erfassungsmodule 

sehr genau synchronisiert werden, genauer 

gesagt, bis zu 20 Kanäle mit 36 GHz 

und 10 Kanäle mit 60 GHz. All diese Eigenschaften 

werden zurzeit von keinem 

anderen Oszilloskophersteller auch nur annäherungsweise 

erreicht. 

Bemerkenswerte Leistungsmerkmale 

Die maximale Triggerbandbreite beträgt 30 

GHz – doppelt so hoch wie bei bestehenden 

Wave Master 8 Zi-A- und Lab Master 9 

Zi-A-Oszilloskopen. Das Jitter-Grundrauschen 

ist bei den 50- und 60-GHz-Modellen 

nur 100 fs eff 

groß. Die Anstiegszeit (von 

20 % auf 80 %) beträgt 5,5 ps beim 60-GHz- 

Modell und 9,75 ps beim 36-GHz-Modell. 

Ein serieller 14,1 Gbit/s, 80-bit-Pattern- 

Trigger unterstützt das symbolische Triggern 

auf 8b/10b und 64b/66b sowie PCI 

Express 3.0 und ist als Option erhältlich. 

Bild 3: Das Multikanal-Oszilloskopsystem Lab 

Master 10 Zi. Durch zusätzlich Erfassungsmodule 

können Kanäle hinzugefügt werden – bis zu 

maximal 10 Kanälen mit 60 GHz Bandbreite bzw. 

20 Kanälen mit 36 GHz Bandbreite. 

Anwendungsbereiche 

36 GHz Bandbreite ermöglicht die Erfassung 

der fünften Harmonischen von seriellen 

14,4 Gbit/s schnellen Datensignalen. 

Vier Kanäle mit maximaler Bandbreite ermöglichen 

die Fehlerbehebung bei Übersprechproblemen 

bei multiplen seriellen 

Datenspuren oder die Erfassung sowohl 

des Taktes als auch des Differenzsignals für 

serielle Daten wie Quick Path Interconnect 

(QPI). 

Cloud Computing erfordert die schnelle 

Entwicklung von 28 GBaud (112 Gbit/s) 

DP-QPSK Optical Coherent Modulation- 

Systemen. Für diese 28-GBaud-Tests ist die 

4-Kanal-Version mit 36 GHz Bandbreite 

sehr gut geeignet. 

Jitter-Untersuchungen an 28 bis 32 Gbit/s 

schnellen Serdes-Signalen lassen sich mit 

dem 50 GHz LabMaster 10 Zi-System 

durchführen. Diese Oszilloskope bieten 

deutlich mehr Bandbreite und ermöglichen 

es, die dritten Harmonischen eines 28 

Gbit/s NRZ-Signals anzuzeigen. Mit 60 

GHz lassen sich sogar die vierten Harmonischen 

dieser Signale erfassen. 

Es werden verstärkt Forschungen an 56 

GBaud (224 Gbit/s) DP-QPSK und 16- 

QAM Optical Coherent Modulation-Systemen 

durchgeführt. Der LabMaster 10 Zi 

kann als 2- oder 4-kanaliges 60-GHz-System 

konfiguriert werden und ermöglicht 

Messungen an den schnellsten derzeit 

möglichen Übertragungsraten, nahezu 125 

GBaud (500 Gbit/s) für DP-QPSK oder 1 

Tbit/s für 16-QAM. Die 160 GS/s Abtastrate 

ist sehr gut für die Erfassung von extrem 

schnellen phasen-modulierten Signalen 

geeignet. 

Optische Übertragungssysteme über 1 

Tbit/s werden zwar kleinere Übertragungsraten 

einsetzen, dafür aber Multiplexing 

verwenden, wie beispielsweise MIMO oder 

OFDM. Daher benötigen sie mehr als 4 Erfassungskanäle. 

Die modularen LabMaster 

10 Zi Oszilloskope mit bis 20 Kanälen mit 

36 GHz und 10 Kanälen mit 60 GHz ermöglichen 

somit die Entwicklung solcher 

optischer Kommunikationssysteme. 

Tiefe Speicher 

Die serienmäßige Speichertiefe beträgt 20 

M Punkte/Kanal. Speicher-Optionen gibt 

es mit 32, 64, 128, 256 und 512 M Punkten/ 

Kanal. Der maximale Analysespeicher ist 

512 M Punkten/Kanal (36 GHz) und 1024 

M Punkten/Kanal (60 GHz). 

Die Lab Master 10 Zi-Oszilloskope sind 

ab 252.900 $ verfügbar, die Erfassungsmodule 

ab 156.000 $. Die 36-GHz-Versionen 

werden ab Frühjahr 2012 ausgeliefert. Die 

50- und 60-GHz-Oszilloskope folgen etwa 

3 Monate später. n 

Der Autor: Hans Jaschinski, Redaktion elektronik 

industrie, hat diesen Beitrag nach Unterlagen von 

LeCroy zusammengefasst. 

Datenerfassung 

für Anwendungen in Forschung 

und Industrie 

ISAQ 100 

Das optisch isolierte 

Datenerfassungssystem 

Isolationsverstärker 

Datenrekorder & -analysator 

Echtzeit Oszilloskop 

FFT-Analysator 

• Hohe Genauigkeit 

18 bit Auflösung, 2 Mbit/s 

• Potentialfreie Messungen 

Bis zu 3 km optische Datenübertragung 

• Absolute Sicherheit 

Galvanische Isolation > 1 MV 

Tischbetrieb bis zu 1000 V 

• Großer Eingangsbereich 

±250 V max. Eingangsbereich 

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8000 Stunden Batterielebenszeit 

Leicht und kompakt 

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EMV-kritische Umgebungen 

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Messtechnik 

Neue Produkte 

Frequenzbereich 9 kHz bis 1,5 GHz 

Preiswerte Spektrumanalysatoren 

LWL-Übertragungssystem 

Analoge Messdatenübertragung über LWL 

Bild: Meilhaus/Riogol 

ner (ATP) Meilhaus Electronic 

vertrieben wird, seinen 

Anspruch, hohe Qualität 

zu einem fairen Preis 

zu bieten. Mit zahlreichen 

Optionen wie zum Beispiel 

einem 1,5 GHz Tracking- 

Generator, EMI-Filter oder 

einem VSWR-Messkit 

kann der Spektrumanalysator 

bei Bedarf weiter 

aufgerüstet werden. Der Frequenzbereich 

liegt bei 9 kHz bis 

1,5 GHz. Zur Fernsteuerung vom 

PC aus ist das Instrument mit 

Ethernet/LXI und USB ausgestattet. 

Rigol hat zudem weitere, 

preislich interessante Spektrumanalysatoren 

im Programm, die 

einen Frequenzbereich bis 3 GHz 

abdecken. 

infoDIREKT 

532ei0112 

Bild:MF Instruments 

Mit dem DSA815 präsentiert Rigol 

einen preisgünstigen Spektrumanalysator 

mit übersichtlichem 

8“-Farbdisplay. Mit einem Preis 

von 1058 Euro (plus MwSt.) ist 

das Gerät eine interessante Lösung 

für Ausbildung/Hochschule, 

Labor, Forschung, Entwicklung, 

Industrie bis hin zum mobilen Einsatz 

vor Ort. Damit untermauert 

der Hersteller, der in Deutschland 

vom Advanced Technology-Part- 

Zu den Transientenrekordern 

Transcom bietet MF Instruments 

das Lichtwellenleiter-Übertragungssystem 

MFL10 an. Es dient 

zur analogen Signalübertragung 

über einen Lichtwellenleiter. 

Durch den Lichtleiter ist der Eingang 

vom Ausgang komplett galvanisch 

getrennt. Außerdem können 

Messdaten über sehr lange 

Strecken mit dem LWL übertragen 

werden. Ein weiterer Vorteil der 

Übertragung über LWL ist, dass es 

keine Signalbeeinflussung durch 

EMV-Störungen gibt. Das System 

besteht aus einem akkubetriebe- 

nen Sender und einem Empfängergehäuse, 

in das bis zu sechs 

Empfänger eingebaut werden 

können. Die intuitive Bedienung 

des Senders erfolgt über die Folientastatur 

und das sehr gut ablesbare 

LCD-Display. Die Akkulaufzeit 

beträgt bis zu 8 Stunden. 

Mit 8 MHz Bandbreite ist die 

Übertragungsstrecke extrem 

schnell und damit beispielsweise 

für Messungen an Schaltern und 

bei Elektrofahrzeugen geeignet. 

Sechs Eingangsbereiche von ±1 V 

bis ±50 V ermöglichen eine optimale 

Anpassung des differentiellen 

Eingangs an das zu messende 

Signal. Am Ausgang liefert das 

System eine normierte Spannung 

von ±1 V. Die Toleranz des Transientenrekorders 

beträgt ±0,5 %. 

infoDIREKT 

533ei0112 

Wir stellen aus: embedded world 2012, 

Halle 4, Stand 4-435 

Maßgeschneiderte I/O 

CompactRIO Module Development Kit und RIO Mezzanine Card 

Wir garantieren 

qualifizierte Beratung, 

schnellen Service und eine 

große Auswahl! 

Passive 

Bauelemente 

und Induktivitäten 

National Instruments hat ein neues 

CompactRIO Module Development 

Kit (MDK) und die Spezifika- 

Bild: National Instruments 

gabe der elementaren I/O-Knoten. 

Des Weiteren verfügen Single- 

Board-RIO-Systeme jetzt über einen 

Erweiterungsanschluss für 

eine RIO Mezzanine Card (RMC). 

Damit können anwendungsspezifische 

Platinen zu Single-Board- 

RIO hinzugefügt werden, Der 

RMC-Anschluss bietet 96 Digital- 

I/O-Kanäle zu und vom FPGA. 

infoDIREKT 

534ei0112 

Einführung in die Goldammer .NET-Programmierschnittstelle 

„Wo muss ich hin klicken“ 

Die Redewendung „ein Bild sagt 

mehr als tausend Worte“ lässt 

sich gut mit dem Zusatz „und ein 

Video sagt mehr als tausend Bilder“ 

erweitern: Oft verzweifelt 

Bild: Goldammer 

tion der RIO Mezzanine Card 

(RMC) für Single-Board-RIO bekannt 

gegeben. Die Version 2.0 

des CompactRIO-MDK verfügt 

über einen neuen FPGA-Core für 

die Kommunikation, der automatisch 

bewährte NI-Praktiken und 

maschinennahe Verwaltungsaufgaben 

implementiert. Das MDK 

enthält eine vom Steckplatz unabhängige 

Codegenerierung und 

ein neues Paradigma für die Verein 

Anwender beim Lesen des 

Handbuchs einer neu gekauften 

Hardware oder Software, weil die 

Schaltfläche, auf die im nächsten 

Schritt des Tutorials geklickt 

werden soll, offenbar nicht vorhanden 

oder deaktiviert ist, weil 

er aus Versehen einen Schritt 

übersprungen oder leicht verändert 

durchgeführt hat. Dabei ist 

meist der Vorgang ganz leicht zu 

verstehen, wenn man einmal gesehen 

hat, wie es richtig geht. 

Aus diesem Grund bietet die Firma 

Goldammer zur Einführung 

der .NET-Programmierschnittstelle 

auf ihrer Webseite www. 

Goldammer.de eine Sammlung 

von Video-Tutorials an, die direkt 

im Webbrowser angesehen werden 

können und den Ein- und 

Umstieg in die neue Art der Bedienung 

der Goldammer-Hardware 

erleichtern. 

infoDIREKT 

535ei0112 

Fon 04103-18 00-0 · sales@wdi.ag 

www.wdi.ag 


Messtechnik 

Neue Produkte 

LV-Link 3.0 für 32 und 64 Bit LabVIEW 

Virtuelle Instrumente für USB und PCI 

Option für RTO-Oszilloskope 

FlexRay-Schnittstellen testen 

Bild: Data Translation 

Data Translation bietet jetzt eine 

neue Version seiner Softwaretreiber 

LV-Link für LabVIEW an. Diese 

Bibliothek mit virtuellen Instrumenten 

(VIs) ermöglicht die komfortable 

Anbindung der USB- 

Messmodule und PCI-Messkarten 

von Data Translation an LabVIEW. 

Das Release 3.0 unterstützt neben 

der 32-Bit-Variante auch die 

64-Bit-Version der bekannten 

Messtechnik-Software und macht 

die Anwendungserstellung dank 

erweiterter Hilfe und zusätzlichen 

Beispielprogrammen noch einfa- 

cher. Die virtuellen Instrumente 

sind speziell für die Erfassung 

und Ausgabe mit hohen Datenraten 

ausgelegt und integrieren alle 

Subsysteme und Funktionen der 

USB- und PCI-Messhardware von 

Data Translation: zum Beispiel 

analoge Ein-/Ausgänge, Digital- 

I/O, Counter/Timer, Quadrature 

Decoder; auch Streaming-to-Disk 

mit maximaler Datenrate ist möglich. 

Mit den polymorphen VIs 

lässt sich zudem die Anzahl der 

notwendigen virtuellen Instrumente 

innerhalb einer LabVIEW- 

Anwendung deutlich reduzieren; 

diese beinhalten die Leistungsmerkmale 

verschiedener VIs in 

einem einzigen virtuellen Instrument, 

dessen Funktionalität sich 

jeweils dem ausgewählten Subsystem 

anpasst. 

infoDIREKT 

536ei0112 

Bild: Rohde&Schwarz 

Die RTO-Oszilloskope von Rohde 

& Schwarz sind darauf ausgelegt, 

dass Anwender ihre Messungen 

schnell erledigen und auf zuverlässige 

Ergebnisse vertrauen können. 

Nun erweitert das Unternehmen 

sein Portfolio um eine Trigger- 

und Dekodier-Option für die 

serielle Kommunikationsschnittstelle 

FlexRay. In der Automotive- 

Industrie gilt es, diese Schnittstellen 

auf Fehler zu überprüfen und 

in Betrieb zu nehmen. Dafür 

schafft die Option RTO-K4 eine 

deutliche Arbeitserleichterung. 

Sie triggert auf FlexRay-spezifische 

Protokolldaten. Anschließend 

werden die aufgezeichneten 

Messkurven in leicht lesbare Protokollinhalte 

dekodiert. Das in 

Hardware implementierte Triggersystem 

sorgt für hohe Erfassungsraten 

– Fehler sind somit 

schnell aufgespürt. Eine umfangreiche 

Auswahl an protokollspezifischen 

Triggerbedingungen 

macht flexibles Arbeiten möglich. 

Die Dialogführung ist intuitiv: Erklärende 

Grafiken und Querverweise 

zu weiteren Einstellungen 

erleichtern die Konfiguration. Um 

Messergebnisse übersichtlich zu 

präsentieren, sind Protokolldetails 

im Messkurvendiagramm farblich 

gekennzeichnet und Protokolldaten 

tabellarisch zusammengefasst. 

infoDIREKT 

538ei0112 

Bild:Omikron Lab 

Sichere Datenerfassung 

Optisch isoliertes Datenerfassungssystem 

Das zweikanalige Datenerfassungssystem 

ISAQ 100 von Omikron 

Lab ermöglicht das Analysieren 

und Aufzeichnen von Spannungssignalen 

unter schwierigsten 

Bedingungen. Die 

hochgenauen ±250 V Eingänge 

mit 2 MS/s Abtastrate und 18 Bit 

Auflösung eignen sich für die Analyse 

von physikalischen und chemischen 

Prozessen. Die auf jedem 

Standard-Windows-PC lauffähige 

Software stellt einen Datenrekorder 

und -analysator sowie ein Oszilloskop 

und FFT-Analysator zur 

Verfügung. Das volle Potenzial des 

Systems wird durch die Glasfaser- 

kabel ausgeschöpft, 

welche mit einer 

maximalen Länge 

von 3 km der optischen 

Datenübertragung 

zwischen 

dem Signalaufnahmegerät 

und der 

Steuereinheit dienen. 

Das Datenerfassungssystem 

kann dadurch als Trennverstärker 

genutzt werden und macht es zu 

einer sehr guten Lösung für Messungen 

in EMV-kritischen Umgebungen 

und für Hochspannungsanwendungen. 

Das Hardwarekonzept 

ermöglicht potenzialfreies 

Messen mit unbegrenzt hohen 

Spannungen und garantiert sogar 

einen sicheren Tischbetrieb für 

Anwendungen mit bis zu 1000 V 

gegen Erde. Die batteriebetriebenen 

Signalaufnahmegeräte ermöglichen 

eine ununterbrochene 

Messdauer von 8000 Stunden. 

infoDIREKT 

537ei0112 

Fehlersuchwerkzeug 

850-MHz-Band 

Anritsu stellt mit dem MW8208A 

PIM-Master ein Testgerät vor, das 

Anwendern im 850 MHz-Band die 

Distance-to-PIM-Technologie nahebringt. 

Exakt und schnell kann 

lokalisiert werden, ob die Quelle 

der passiven Intermodulation 

(PIM) in der Antennenanlage der 

Basisstation oder in der Umgebung 

liegt. Es lassen sich gleichzeitig 

Entfernung und relative 

Amplitude aller statischen PIM- 

Fehler ermittelt, einschließlich 

Fehler, die durch verschmutzte, 

korrodierte, mit falschem Drehmoment 

angezogenen Verbinder 

und durch mikroskopisch kleine 

Lichtbögen in Verbindern verursacht 

werden. Es lässt sich auch 

exakt der Ort der passiven IM- 

Quelle lokalisieren, die außerhalb 

der Antennenanlage auftritt. Das 

Gerät erzeugt zwei Signale hoher 

Leistung im Sendeband und kann 

IM-Produkte bis zur 7. Ordnung 

im Empfangsband messen. 

infoDIREKT 

539ei0112 

USB Messtechnik 

Leistungsstark und Kompakt 

*599€ 

USB 

HighSpeed 

2.0 

480 MBit/s 

G0C-1034-8 

Galvanisch entkoppelt 8 analog(AI) 

A/D 16 Bit 250kHz 1 24 Bit Counter, 

4 DIN 4 DOUT Ue- 2,4-30V. 

Umfangreiche 

Softwarebibliothek: 

Agilent VEE, EDASwin, 

EVApro, DIAdem, DASYLab, 

LabVIEW, NEU ! ! ! Matlab 

API Schnittstelle Visual 

C++,Visual Basic,Delphi 

GOLDAMMER 

ã 

GmbH 

Schlosserstraße 6a, 38440 Wolfsburg 

Telefon (0 53 61) 29 95 - 0 

Telefax (0 53 61) 2995 - 29 

Detaillierte Informationen finden 

Sie unter http://www.goldammer.de 


EMV 

Bilder: Rohde & Schwarz 

EMVU von LTE-Signalen messen 

Update des portablen Systems R&S TS-EMF 

Fit für LTE Der Standard Long Term Evolution (LTE) oder auch 4G erobert verstärkt den Mobilfunkbereich. Die 

Signale der derzeit entstehenden LTE-Netze sollten bei Messungen der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit 

nicht außer Acht gelassen werden. Rohde & Schwarz stellt daher ein Software-Update für sein portables 

System R&S TS-EMF zur Verfügung. 

Die Autoren: Jürgen Kausche und Gerd Mielke 

Das auf Bild 1 abgebildete, portable System R&S TS-EMF 

zum Messen der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit 

(EMVU) für den Nachweis der Einhaltung von 

Grenzwerten deckt alle relevanten Messverfahren ab. Darunter 

fallen alle Messverfahren für die Funkstandards GSM, 

WLAN und WiMAX einschließlich der Decodierung des CPICH 

bei WCDMA. Das System misst darüber hinaus alle Signale vom 

Rundfunk bis hin zu Mobilfunk und Radar und summiert sie. Es 

führt auch Hochrechnungen auf die maximale Auslastung, beispielsweise 

von Mobilfunkanlagen, durch. Die LTE-Mobilfunknetze, 

die zurzeit in vielen Ländern aufgebaut werden, machen es erforderlich, 

dass dieser Mobilfunkstandard auch bei den EMVU- 

Messungen berücksichtigt wird. Dazu hat Rohde & Schwarz sein 

portables System R&S TS-EMF, basierend auf aktuellen Untersuchungen, 

um LTE-spezifische Funktionen erweitert. 

LTE-Signalstruktur 

LTE verwendet ein OFDMA-Signal, das mit bis zu 20 MHz Bandbreite 

aus einer Vielzahl von 15 kHz breiten Unterträgern besteht. 

Zusätzlich weist es eine Zeitstruktur mit einer Framelänge von 

10 ms auf, bestehend aus 10 Subframes und einer Symbollänge 

von 71 µs. 

Das Signal enthält in der Bandmitte eine 1080 kHz breite Signalisierung 

– zusätzlich zu den Nutzdaten. Die Kanäle P-SCH 

und S-SCH, die auch als P-Sync beziehungsweise S-Sync bezeichnet 

werden, sind pro Basisstation individuell codiert und werden 

mit konstanter Leistung gesendet. Daraus ergibt sich analog zur 

Decodierung des CPICH eine individuelle Zuordnung der Emission 

zur Basisstation. Gleiches gilt für die Referenzsymbole, die 

über das gesamte Spektrum verteilt sind, was auf Bild 2 verdeutlicht 

wird. 



Bild 1: Exakte EMVU-Messungen von LTE-Signalen: Das portable System R&S 

TS-EMF mit der isotropen Antenne R&S TSEMF-B2 und dem Universal Radio 

Network Analyzer R&S TSMW. 

Alle weiteren Kanäle, auch die Nutzdaten, sind nicht codiert. 

Deshalb koordinieren benachbarte Basisstationen die Belegung 

von Zeitschlitzen und Frequenzkanälen zeitlich flexibel untereinander. 

Das ist ein Unterschied zu WCDMA, bei dem alle Kanäle 

codiert sind. Zusätzlich sind bei LTE pro Zeit- und Frequenzblock 

verschiedene Modulationen möglich. 

Frequenzselektive Messung betrachten 

Für frequenzselektive Messungen von LTE-Signalen ist keine Erweiterung 

des R&S TS-EMF erforderlich. Diese Messungen ermitteln 

die momentan von allen umliegenden Basisstationen erzeugte 

Summenfeldstärke, siehe Bild 3. Aufgrund des hohen Crest-Faktors 

kommt der RMS-Detektor zum Einsatz. Aufgrund der Zeitstruktur 

des Signals sollte die Verweilzeit pro Messpunkt optimal 

an die Symbolrate angepasst werden, um sowohl Unter- als auch 

Überbewertungen zu vermeiden. 


Fit für die EMVU-Messung von LTE-Signalen 

Das portable System R&S TS-EMF für die EMVU-Messung bewährt sich seit vielen Jahren bei Behörden 

und Messdienstleistern und wurde der technischen Entwicklung ständig angepasst. Nun hat das Messtechnikunternehmen 

ein weiteres Software-Update auf den Markt gebracht, das auch die Signale der 

weltweit im Entstehen begriffenen LTE-Mobilfunknetze in die Messungen einbezieht. 


510ei0112 


EMV 

Bild 2 (oben): LTE-Signalisierung ohne Nutzdaten. 

Bild 3 (rechts): Frequenzselektive Messung eines LTE-Signals ohne 

Nutzdaten. 

Das Testsystem bietet verschiedene Messmöglichkeiten: 

■■ Mittelwert der Leistung über der Signalbandbreite: Diese Messung 

zeigt die Schwankungen aufgrund unterschiedlicher Netzauslastung. 

Weil die Referenzkanäle über den gesamten Frequenzbereich 

verteilt sind, lässt sich daraus auch die Signalbandbreite 

bestimmen. 

■■ Feldstärke durch die Signalisierung in der Bandmitte: Da die 

Signalisierung und die Referenzsymbole im Pegel unabhängig 

voneinander einstellbar sind, ist eine Extrapolation nur mit entsprechenden 

Angaben vom Netzbetreiber möglich. 

Für die frequenzselektive Messung an LTE-Signalen hat R&S 

seine aktuelle TS-EMF-Softwareversion RFEX v6.1.30 um Messpakete 

mit vordefinierten Parametern für LTE erweitert. Dadurch ist 

ein komfortables Messen von LTE-Signalen möglich, insbesondere 

mit der isotropen Antenne R&S TSEMF-B2, deren Frequenzbereich 

von 700 MHz bis 6 GHz alle LTE-Bänder abdeckt. 

Frequenzselektiv messbar ist nur der Summenwert aller umliegenden 

Basisstationen. Eine Zuordnung zu einzelnen Basisstationen 

lässt sich nicht umsetzen. In jedem Fall müssen, wie schon bei 

WCDMA, hohe Sicherheitsfaktoren bei der Extrapolation auf die 

maximale Anlagenauslastung berücksichtigt werden. Das liegt 

zum einen daran, dass – abhängig von den Basisstationseinstellungen 

– Nutzdaten die Signalisierung überdecken können und somit 

das Messergebnis verkehrsabhängig ist. Zum anderen wird bei LTE 

das Multiple-Input-/Multiple-Output-Verfahren (MIMO) verwendet, 

bei dem die Nutzdaten mit bis zu vier Antennen gesendet werden, 

die Signalisierung teilweise aber nur mit einer Antenne. Somit 

bleiben bei der Signalisierung die anderen Ausbreitungswege unberücksichtigt. 

Als Drittes kommt hinzu, dass sich nach LTE-Standard 

an einzelne Endgeräte Signale mit bis zu 3 dB höherem Pegel 

senden lassen. 

Im Fokus: Codeselektive Messung 

Bereits bei WCDMA hatte sich gezeigt, dass die exakte Hochrechnung 

auf maximale Auslastung und die Zuordnung der Immission 

zu einer Basisstation nur über die Decodierung des Signals möglich 

sind. Bei LTE ist das vergleichbar. Die genaue Hochrechnung 

erfolgt aus der Feldstärke der Signalisierung, alternativ aus den Re- 

Bild 4: Beispiel eines Mess reports für LTE-Decodierung. 



Modulationsverfahren 

Unterscheidung 

der Basisstationen 

Signalisierung 

Signalisierungsleistung 

Einfluss der 

Nutzdaten 

LTE WCDMA (UMTS) GSM 

OFDMA CDMA FDD-TDMA 

Code Code Frequenz 

Symbole, auf festgelegten 

Zeitschlitzen in der 

Bandmitte 

Variabel gegenüber 

der max. Leistung 

(typ. ≤ ±3 dB) 

Leistung auf zusätzlichen 

Unterträgern 

und / oder Zeitschlitzen 

Messmethode Decodierung der 6 

inneren Ressource 

Blocks: P-SCH, 

S-SCH, Ref-Symbole 

und Zelleninformationen 

Hochrechnung 

auf max. 

Leistung 

Pegel der Ref- 

Symbole 

hochgerechnet auf 

volle Bandbreite 

CPICH, konstante 

Amplitude 

Variabel, typ.10 

% der maximalen 

Leistung 

Beaufschlagung 

des Signals mit 

zusätzlicher 

Leistung 

Decodierung des 

CPICH 

Max Leistung / 

CPICH-Leistung 

BCCH, zeitlich 

konstant 

BCCH immer volle 

Leistung 

Verkehrskanäle auf 

unterschiedlichen 

Frequenzkanälen 

Leistungspegel 

des BCCH, keine 

Decodierung 

Max. Anzahl an 

TCHs 

Superior Solutions 

for Industrial 

MIMO Ja Nein Nein 

Bild 5: Messmethoden bei LTE, WCDMA und GSM. 

ferenzsymbolen, benötigt aber detaillierte Basisstationsparameter 

wie die Kanalanzahl oder den Faktor ρ B 

, der das Verhältnis der Signalpegel 

zueinander beschreibt. Diese Signalparameter werden bei 

der Decodierung automatisch ermittelt. In Bezug auf MIMO erlaubt 

die Messung eine Aussage, von wie vielen Antennen das 

empfangene Referenzsignal gesendet wurde und macht somit eine 

exakte Extrapolation möglich. 

Diese codeselektiven Messungen unterstützt das mobile Testsystem 

R&S TS-EMF zusammen mit dem Universal Radio Network 

Analyzer R&S TSMW und den Optionen R&S TSEMF-K21 und 

R&S TSMW-K29. Durch die hohe Messgeschwindigkeit lassen 

sich alle relevanten Messmethoden, wie Schwenkmethode, Punktraster 

und Mittelung über die Zeit, realisieren. Damit ist das für 

WCDMA bewährte Messverfahren auf LTE erweitert. Auf Knopfdruck 

liefert das System einen ausführlichen Messreport, was Bild 

4 verdeutlicht. 

Fazit 

Das R&S TS-EMF ist ein EMVU-Messsystem für frequenzselektive 

und codeselektive Messungen von LTE-FDD-Signalen. Während 

die frequenzselektive Messung die momentane Gesamtimmission 

aller umliegenden Basisstationen ermittelt, ermöglicht die codeselektive 

Messung die Zuordnung der Immissionen zu den einzelnen 

Basisstationen sowie die exakte Hochrechnung auf maximale 

Auslastung. Durch dieses bereits bei WCDMA bewährte Verfahren 

lassen sich sowohl Über- als auch Unterbewertungen vermeiden 

und somit realistische Ergebnisse mit der benötigten Genauigkeit 

erreichen. Einen Vergleich der Messmethoden für die verschiedenen 

Mobilfunkstandards zeigt Bild 5. (eck) 

n 


Die Autoren: Jürgen Kausche und Gerd Mielke, Produktmanagement 

bzw. Entwicklung EMV-Systeme und Projekte bei 

Rohde & Schwarz in München. 

• Aluminum electrolytic capacitors with high 

ripple current capability 

• MKP film capacitors for DC link applications 

• PFC products for energy saving and power quality 

• X2 EMI capacitors up to 45 µF 

• 2-chip piled type multilayer ceramic chip 

capacitors for long service life 

• EMC and sine-wave filters for currents up to 8 kA 

• Ferrite materials with reduced power losses 

• Low-profile SMT power inductors 

• Common-mode chokes with high current capability 

• Thermistors for inrush current limiting 

• NTC thermistors for temperature measurement 

and compensation 

• PTC thermistors for overcurrent protection 

• Miniaturized pressure sensors up to 25 bar 

• Varistors for overvoltage protection 

• SAW filters for advanced metering infrastructure 

www.tdk-epc.com 

Hanover Fair 12 • Hanover, Germany 

April 23-27, 2012 • Hall 13 

TDK-EPC Corporation

EMV 

AXIEM-Software 

Entwurf von Flächenantennen 

Antennen, die in modernen drahtlosen Kommunikationssystemen eingesetzt werden sollen, müssen zunehmend 

strengen Zielsetzungen in Bezug auf Leistung und Herstellbarkeit genügen. Auf der einen Seite hat der Entwickler 

Kosteneffizienz, Zuverlässigkeit und Größe zu berücksichtigen. Auf der anderen Seite nehmen die Erwartungen an 

Funkdienste seitens der Verbraucher ständig zu, so dass die Abstrahlcharakteristiken der Antennen – Gewinn, 

Effizienz und Bandbreite – beachtet werden müssen. Beide Anforderungen können erfüllt werden, wie es unser 

Beitrag zeigt. 

Autoren: Dr. Vladimir Veremey und Dr. John Dunn 

Moderne Wireless-Systeme nutzen inzwischen MIMO- 

Konfigurationen (Multiple Input Multiple Output), bei 

denen mehrere Antennen sowohl beim Empfänger- als 

auch beim Sendersystem eingesetzt werden. Die unmittelbare 

Nähe dieser Antennen birgt das Risiko, dass eine ungewollte 

Kopplung auftritt, die zu einer Beeinträchtigung der Systemleistung 

führen kann. Neue Entwürfe sind erforderlich, um 

diese Ziele zu erreichen. Geringe Kosten und ein kleiner Formfaktor 

sind Gründe dafür, dass sie sich gut für Planartechnologien 

eignen. Darüber hinaus müssen Antennen gute Leistungscharakte- 

ristiken sowie gute Isolierung zwischen benachbarten Antennen 

aufweisen. 

In diesem Artikel wird eine neue Flächenantenne mit Mehrfachschlitzen 

(mit freundlicher Genehmigung von AVS Microwave) 

beschrieben, die vor dem Hintergrund der oben genannten Entwicklungsvorgaben 

erstellt wurde. Die Antenne besteht aus einer 

flachen Schlitzantenne, die von einem zylindrischen Wellenleiter 

stabilisiert wird. Sie lässt sich einfach fertigen und verfügt über gute 

Strahlungseigenschaften. Die Isolierung zwischen benachbarten 

Antennen liegt im Vergleich zu konventionellen Schlitzantennen 



um ein Vielfaches höher. Die Antennen wurden in der Entwicklungsumgebung 

Microwave Office (MWO) simuliert, die die Software 

AXIEM von AWR nutzt. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug 

für die elektromagnetische (EM) Simulation von Anwendungen 

mit ebenen Strukturen. Im Verlauf des Artikels wird erläutert, 

wie AXIEM eingesetzt wurde, um die Aufgabe sowie einige der 

Feinheiten bei der Einwicklung guter Simulationen vorzubereiten. 

EM-Technologie für ebene Schichtenstrukturen 

Die Software AXIEM von AWR beruht auf dem lateral offenen 

Verfahren der Momentenmethode und liefert Lösungen für 

Oberflächenströme auf Flächenelementen, die parallel zu den dielektrischen 

Schichten verlaufen, sowie in gleicher Weise für 

Oberflächenströme auf Flächen, die senkrecht dazu liegen. Daher 

eignet sich AXIEM besonders für die Analyse moderner Flächenantennen 

mit komplexen dreidimensionalen Komponenten wie 

offene Wellenleiter, Biegungen in mehreren Ebenen und Hohlräumen. 

Mit AXIEM lassen sich leicht geschlitzte Wellenleiter simulieren 

(wie bei diesem Entwurf), indem die Leiter (einschließlich der Seitenwände) 

als Polygongitter approximiert werden. Eine Simulation 

wie bei diesem Design könnte auch mit einem dreidimensionalen 

elektromagnetischen Simulator (EM-Simulator) durchgeführt 

werden, wobei dazu in der Regel die Finite-Elemente-Methode 

(FEM) angewendet würde. Durch den Einsatz von AXIEM für diese 

Anwendung ergeben sich gleich drei Vorteile. Zum einen sind 

Lösungsverfahren für Flächen (Planar Solvers) in der Regel schneller 

als FEM-Verfahren, wenn beide Methoden genutzt werden 

können. Das liegt daran, dass nur der Leiter und nicht der gesamte 

räumliche Bereich wie beim FEM-Verfahren als Polygongitter dargestellt 

wird. Zum anderen befindet sich bei AXIEM die Antenne 

nicht in einem geschlossenen Gehäuse, sie gibt vielmehr Strahlen 

in den freien Raum ab. Bei einem FEM-Verfahren hingegen muss 

der Rand des Gehäuses über eine Annäherung ermittelt werden, 

damit er für die Antenne unsichtbar wird. Hierzu werden spezielle 

Randbedingungen eingesetzt, die zu mehr Rechenzeit führen können. 

Schließlich ist AXIEM Teil der MWO-Schaltungsumgebung. 

Daher ist es einfach, die Ergebnisse der EM-Simulation in den übrigen 

Schaltungsentwurf zu integrieren. Es ist sogar möglich, das 

Layout des Schaltkreises automatisch an AXIEM zu schicken. Somit 

wäre der Schritt des Zeichnens überflüssig. Bei der hier beschriebenen 

Anwendung wurde diese Funktionalität von AXIEM 

jedoch nicht eingesetzt. 

Dennoch stellen Flächenantennen gewisse Herausforderungen 

an EM-Simulatoren. Die gängigste besteht darin, dass eine durch 

ein Gitter approximierte Massefläche Voraussetzung ist. Dadurch 

kann sich eine höhere Anzahl an Unbekannten ergeben, was wie- 


Planare Antenne einfach entwerfen 

Es wurde eine neuartige Schlitzantenne, die von einem zylindrischen Wellenleiter stabilisiert wird, 

entwickelt und simuliert. In diesem Rahmen ist eine Reihe von Teststrukturen gebaut und geprüft 

worden. Die Entscheidung für Axiem fi el aufgrund ihrer Geschwindigkeit, Genauigkeit und Integration 

in die Umgebung Microwave Offi ce. Da es sich bei Axiem um einen Simulator für ebene Schichtenstrukturen 

handelt, eignet er sich besonders für die Simulation planarer Antennenstrukturen, für 

die eine große Anzahl Unbekannter verwendet werden muss und bei denen keine Kompromisse bei 

der Geschwindigkeit eingegangen werden können. 


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EMV 

derum zu einer höheren Simulationsdauer führt. Obwohl Approximieren 

der Massefläche durch Einsatz einer unendlichen Fläche 

umgangen werden kann, ist dies von den Entwicklern in der Regel 

nicht erwünscht. Entwurf und Simulation eines realistischen Antennenproblems 

verlangen, dass eine endliche Massefläche vorhanden 

ist, sodass die Auswirkungen dieser Fläche innerhalb der 

Richtcharakteristiken hinreichend abgebildet werden. AXIEM 

setzt neue, schnelle und iterative Lösungsverfahren ein, die sowohl 

die für die Lösung benötigte Zeit als auch den Speicherplatz für das 

Ablegen der Matrix verringern. 

Aufbau einer Antenne 

Eine Antenne mit einem Schlitz ist in ihrer einfachsten Ausführung 

ein bidirektionaler Strahler. Bei einem einfachen Aufbau 

wird der Schlitz der Antenne von einem Zylinder stabilisiert. Zylinder, 

Erdungsplatte der Antenne und Schlitz bilden einen mit 

Schlitzen versehenen Wellenleiter. Die Resonanzfrequenz, bei 

der die Eingangsimpedanz des Schlitzes 50 Ohm entspricht, 

wechselt in einen höheren Frequenzbereich, sodass die Antenne 

länger als Lambda 0 

/2 und eine optimalere Amplituden- und Phasenverteilung 

am Schlitz geschaffen wird. Im Gegensatz zu konventionellen 

Schlitzantennen mit Hohlräumen nutzt dieser neue 

Antennenentwurf keine Hohlraumresonanzen. Der zylindrische 

Schirm, der hinter dem Schlitz liegt und die Strahlen in den oberen 

Halbraum umleitet, hat offene Enden. Randbedingungen, 

damit ein Grundmodus im geschlossenen Wellenleiter ausbreitungsfähig 

ist, sind nicht erforderlich. Die Querschnittsabmessungen 

des Zylinders müssen so gewählt werden, dass der Zylinder 

mit dem Schlitz der Antenne einen mit Schlitzen versehenen 

zylindrischen Wellenleiter bildet, der den grundlegenden H00- 

Modus unterstützt. 

Bild 1: Richtwirkung 

einer Antenne mit zwei 

Schlitzen und 

zylindrischen 

Wellenleitern. 

MIMO-Antennen 

Moderne Kommunikationssysteme verwenden Mehrfach-Antennenstrukturen. 

Für MIMO-Systeme spielen kompakte Antennenstrukturen 

eine ganz entscheidende Rolle. Allerdings besteht dabei 

ein erhöhtes Risiko, dass es zu gegenseitiger und störender Kopplung 

kommt. Schlitzantennen verschiedenster Konfigurationen 

sind wegen ihrer bündig montierten, flachen Struktur attraktiv. 

Die höhere Bandbreite, geringere Interaktion über Oberflächenwellen, 

bessere Isolation und kaum ins Gewicht fallende Abstrahlung 

seitens des Speisenetzes sorgen dafür, dass Abstrahlungsschlitze 

für Konfigurationen mit MIMO-Antennen sehr attraktiv 

sind. 

Ausgangspunkt für den neuen Entwurf waren neuartige Schlitzantennen, 

die aus Teilstücken mit geschlitzter Übertragungsleitung 

gebildet wurden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Entwürfen wird 

bei diesem die übliche Schlitzübertragungsleitung durch einen offenen, 

mit Schlitzen versehenen zylindrischen Wellenleiter ersetzt, 

dessen Betriebsart der H00-Modus ist. Dadurch änderten sich die 

Eigenschaften der Komponenten der Übertragungsleitungen. Es 

war die Geburtsstunde einer neuen Klasse von Schlitzantennen 

mit verbesserten Richteigenschaften (in einem Halbraum ist die 

Abstrahlung dominierend), drastisch verringerter Kopplung mit 

benachbarten Strahlungselementen (entscheidend für MIMO-Anwendungen) 

und Eigenschaften für den breitbandigen Einbandbzw. 

Mehrbandbetrieb. Die so entworfenen Antennen sind bei 

sehr kleinen Konfigurationen (ein bis vier Elemente) sehr effizient 

und auch große, stark bündelnde Antennenarrays lassen sich einfach 

fertigen und warten. 

Während der Entwicklung wurde die Kopplung zwischen Strahlungselementen 

zweier Antennen mithilfe des AXIEM EM Solver 

von AWR analysiert. Für eine Konfiguration aus zwei Antennen 

wurde eine Leiterplatte aus dem Hochfrequenzlaminat RO4350B 

der Größe 150 x 160 mm und einer Stärke von 30 mm verwendet. 

Der Antennengewinn der Antennen mit zwei Schlitzen bei der Betriebsfrequenz 

(mit 50-Ohm-Speisenetz) von 1,8 GHz liegt bei 5,6 

dBi. Die neue Antenne mit zwei Schlitzen und zylindrischen Schirmen 

hinter den Schlitzen hat einen Antennengewinn von 11,2 dBi. 

Die Kopplung zwischen Antennen dieses Entwurfs kann erheblich 

reduziert werden. Da die Parameter|S41| und |S31| unter -38 dB 

liegen, können die zwei in nächster Nähe befindlichen Antennen 

unabhängig voneinander arbeiten und weisen einen hohen Isolierungsgrad 

auf. 

AVS Microwave nutzte dieses Konstruktionsprinzip bei der Produktion 

eines Antennenarrays, das aus einer Antenne mit doppelten 

Schlitzen und zylindrischen Wellenleitern besteht (2,4 bis 2,5 

GHz). Bei diesem Entwurf wird ein Antennengewinn von 11,71 

dBi erzielt (US-Patent: 2011/0090128 A1). Des Weiteren entwarf 

das Unternehmen eine Antenne mit vier Schlitzen und zylindrischen 

Wellenleitern. Diese linear polarisierte Antenne verfügt bei 

einer Frequenz von 5,07 bis 5,95 GHz über einen Antennengewinn 

von 12 dBi, ein Vor-Rück-Verhältnis besser als -20 dB und Nebenkeulen 

von mehr als 13 dB. Die Impedanz liegt bei 50 Ohm und die 

Bild 2: Zwei 

Antennen mit 

doppelten 

Schlitzen. 

Alle Bilder AWR; Aufmacher S.Best 

Bild 3: Strahlungskopplung 

zwischen 

Strahlungselementen 

von zwei Antennen 

mit doppelten 

Schlitzen. 



Literaturhinweise 

■ 

■ 

■ 

■ 

■ 

■ 

■ 

[1] S. A. Long, „Experimental study of the impedance of cavity-backed 

slot antennas“, IEEE Trans. Antennas Propagation, vol. AP-23, 

pp. 1-7, Jan. 1975. 

[2] A. Nosich and A. Svezhentsev, „Principal and Higher Order 

Modes of Microstrip and Slot Lines on a Cylindrical Substrate“, 

Electromagnetics, Volume 13, pp. 85-94, 1993. 

[3] V. Veremey, „Superdirective Antennas with Passive Refl ectors“, 

IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 37, pp. 16-27, 

1995 

[4] A.V. Sulima, „Scattering of TE Waves by Cavity Backed Slots“, 

Proceedings of the 32nd European Microwave Conference, 2002, 

Mailand, Italien 

[5] AWR Corp., „Planar Antenna Simulation in AXIEM“, Microwave 

Journal, July 2010 

[6] A.V. Sulima, V. Veremey, „A Highly Effi cient Slot Antenna“, 2010 

IEEE AP-S International Symposium on Antennas and Propagation, 

Toronto, Kanada, July 11-17, 2010 

[7] A.V. Sulima, V. Veremey, „Transmission Line Slot Antenna“, 

Patent Application Pub.No. US 2011/0090128 A1 

Nur für 

Feinschmecker 

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Baureihe TOE 8950 

Rückflussdämpfung bei mehr als 10 dB (US-Patent: 2011/0090128 

A1). Bei diesem neuartigen Entwurf werden die Wellenleitereigenschaften 

von Zylindern mit längslaufenden Schlitzen genutzt, um 

einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. So konnte eine hocheffiziente 

und kostengünstige Antenne umgesetzt werden. Diese Antenne 

kann als Hauptstrahlungselement bei Richtantennen mit 

niedrigem, mittlerem und hohem Gewinn sowie als Grundelement 

für Basisstationen oder intelligente Antennenentwürfe eingesetzt 

werden. Sie eignet sich auch für MIMO-Anwendungen, da ihre 

Isolation weniger als -35 dB beträgt. Der Frequenzbereich der Impedanzanpassung 

der Antenne liegt bei 22 % (|S11| < -10dB). Aktive 

Komponenten wie Phasenschieber, Verstärker oder Schaltmodule 

können ebenfalls in die Antennenzuleitungen integriert werden. 

(sb) 

■ 

Die Autoren: Dr. Vladimir Veremey und Dr. John Dunn, EM-Technologen AWR 

Corporation. 

Bild 4: Zwei Antennen 

mit doppelten 

Schlitzen und 

stabilisierenden 

Zylindern (offene 

Wellenleiter) 

... 2 x 0 -130 V 

... 0 -40 A 

Ungewöhnlich vielfältige Ausstattung 

Exzellente technische Daten 

Intuitiv bedienbar 

Arbiträr-Modus 

TOE 8950 definiert Ansprüche neu 

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Bild 5: Strahlungskopplung 

zwischen 

Strahlungselementen 

von zwei Antennen 

mit doppelten 

Schlitzen und 

stabilisierenden 

Zylindern. 

Referenzen: Airbus, Audi, BMW, Bosch, Conti, Daimler, 

Hella, Miele, Nokia, Osram, Porsche, Siemens, VW ... 

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Neue Produkte 

CMAD-Absorberzange 

Für reproduzierbare Störleistungsmessungen 

Für gestrahlte Störaussendungsmessungen 

oberhalb von 30 MHz 

stand in der Vergangenheit kein 

geeigneter Leitungsabschluss zur 

Verfügung. Vielfach wurde/wird in 

diesem Frequenzbereich die 

Netznachbildung verwendet, die 

jedoch oberhalb von 30 MHz undefiniert 

wirkt. Durch Verwendung 

Mit ICP-Eingang 

Kompakte Filtermodule für die DIN-Schiene 

Die Filtermodule der Serie DR 

von Kemo (Vertrieb: Synotech) 

sind auf DIN-Schienen montierbar 

und dienen zur Signalaufbereitung 

in industriellen Steuerungs- 

und Überwachungssystemen. 

Sie enthalten eine integrierte 

ICP-Versorgung zum 

direkten Anschluss von piezoelektrischen 

Sensoren. Durch die 

galvanische Trennung zwischen 

Versorgungsspannung und Signalpfad 

wird die Signalqualität 

deutlich erhöht und die Gefahr 

von Einstreuungen reduziert. 

Während die Module der Serie 

DR1200 mit einer fest eingestell- 

Bild: Teseq 

der CMAD (Common Mode Absorption 

Device) von teseq, deren 

Eigenschaften in CISPR 16-1-4 

definiert und deren Verwendung 

zukünftig in CISPR 16-2-3 beschrieben 

sein wird, verbessert 

sich der asymmetrische Leitungsabschluss 

im Frequenzbereich 30 

bis 200 MHz deutlich und Messergebnisse 

werden vergleichbarer. 

Die Absorberzange CMAD 20A 

erfüllt die Anforderungen nach CI- 

SPR 16-1-4. Sie ist Nachfolger 

der CMAD 20, welche für CISPR 

22 Edition 4.0 2003 entwickelt 

wurde, jedoch nicht CISPR 16-1-4 

erfüllt. 

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ten Grenzfrequenz im Bereich 

0,1 Hz…500 kHz geliefert werden, 

ist bei der Serie DR1600 die 

Einstellung der Grenzfrequenz 

möglich. Die Basisfrequenz (0,2 

Hz bis 127,5 kHz) kann mit den 

Faktoren x1 bis x255 multipliziert 

werden. Angeboten werden Tiefpass- 

und Hochpass-Filter mit 

unterschiedlichen Filtercharakteristiken. 

Der DR1000 hat keine 

Filterfunktion und dient als universell 

einsetzbare ICP-Versorgung. 

Sie liefert einen Konstantstrom 

von 4 mA bei max. 24 V DC 

. 

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443ei0112 

442ei0112 

EMV-Filter für Frequenzumrichter 

Kostengünstige 3-Leiter-Typen 

TDK-EPC, ein Unternehmen der 

TDK Corporation, bietet eine neue 

Baureihe von Epcos 3-Leiter EMV- 

Filter für Frequenzumrichter und 

andere Applikationen der Leistungselektronik. 

Durch den Ein- 

Auch zur Kostenersparnis 

EMV-Sinusausgangsfiltern 

Die Sinusausgangsfilter der Serie 

FMAC SINE und FMAC SINE DCL 

von Schurter sind für den Einsatz 

in 500 V AC 

Anlagen mit Strömen 

von 4 A aufwärts ausgelegt. Sie 

konvertieren die Wellenformen 

der Ausgangsspannung von Frequenzumrichtern 

in verzerrungs- 

In horizontaler Ausführung 

Stromkompensierte Netzdrossel 

Bild: TDK-EPC 

Bild: Schurter 

satz verbesserter Materialien 

wurde eine besonders kostengünstige 

Konstruktion dieser Eingangsfilter 

möglich. Die Typen der 

Baureihe B84143*166 verfügen 

über die UL/CSA-Zulassung und 

sind für Ströme von 10 A, 20 A 

oder 35 A bei Bemessungsspannungen 

von 520 V AC 

oder 300 V AC 

ausgelegt. Die Filter entsprechen 

der Schutzart IP20 und sind für 

eine Betriebstemperatur von bis 

zu 50 °C ausgelegt. 

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440ei0112 

arme Sinuswellen für Motorantriebs- 

und Energietechnik-Applikationen. 

Sie eignen sich für 

eine Vielzahl von Anwendungen 

wie Frequenzumrichter in unterbrechungsfreien 

Stromversorgungen, 

Aufzügen, Heizungs-, 

Lüftungs- und Klimatechnik- 

Systemen, Traktions- und Fördersystemen, 

sie erhöhen die 

Zuverlässigkeit und Lebensdauer, 

reduzieren den Montageaufwand 

und vermeiden die Notwendigkeit 

teurere geschirmter 

Motorkabel. 

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Würth Elektronik bietet mit der 

Serie WE-CMBH eine stromkompensierte 

Netzdrossel in horizontaler 

Ausführung an. Mit einer 

Profilhöhe von nur 22 mm 

findet die Netzdrossel in flachen 

Gehäusen Platz. Dank der kapazitätsarmen 

Wickeltechnik ist 

eine breitbandige Entstörung 

möglich, wodurch die WE-CMBH 

hervorragend zur Störunterdrückung 

im Frequenzbereich von 

150 kHz bis 30 MHz eingesetzt 

werden kann. Erhältlich sind Induktivitätswerte 

von 1 mH bis zu 

7 mH, bei Nennströmen von bis 

zu 10 A. In der Leistungselektronik 

kommt die WE-CMBH in 

Netzfilter- und Ausgangsfilter zur 

Anwendung und zur Motorentstörung. 

Die Firma spezifiziert 

den Betriebstemperaturbereich 

von –40 bis +125 °C. 

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444ei0112 

Bild: Würth Elektronik 



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Neue Produkte 

HF-Absorber 

Mit erhöhter Lebensdauer bei gleichbleibender Leistung 

Bild:ETS-Lindgren/EMV 

Traditionelle HF- 

Absorber sind 

steif und können 

durch Einwirkung 

von außen, beispielsweise 

durch 

einen Gerätewagen 

oder Personen, 

beschädigt 

werden. Dies passiert 

besonders häufig in den stark frequentierten 

Bereichen einer Absorberkabine wie 

dem Eingang oder dem Boden. Der neue 

FlexSorb-Absorber von ETS-Lindgren (Vertrieb: 

emv GmbH) löst dieses Problem durch 

die Fähigkeit sich zu biegen und dann wieder 

seine ursprüngliche Form anzunehmen, ohne 

zu brechen. Die FlexSorb-Absorber absorbieren 

keinen Staub und sind nicht hygroskopisch. 

Die Leistung der FlexSorb-Absorber 

wurde im Labor überprüft und bestätigt. Die 

Ergebnisse zeigen, dass FlexSorb die gleiche 

Leistung erbringen wie die Standard-HF-Absorber. 

Die neuen Absorber sind in Konfigurationen 

für EMV-, Mikrowellen-und Wireless- 

Anwendungen lieferbar. Die Standard-Farben 

sind schwarz und blau. Andere Farben sind 

auf Anfrage erhältlich. 

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496ei0112 

COMPACT IMMUNITY TEST SYSTEM 

Bild: ETS Lindgren/EMV 

Kurzfristig lieferbar 

EMV-Antennen kommen innerhalb von 2 Wochen 

Die beliebtesten EMV-Antennen von ETS Lindgren 

sind jetzt kurzfristig von der emv GmbH 

lieferbar. Doppel- und Vierfach-Steg-Hornantennen, 

konisch-logarithmische Spiral-Antennen, 

geschirmte Loop-Antennen, bikonische 

Antennen, log.-per. Antennen und aktive Monopolantennen 

sind jetzt auf Lager bei ETS- 

Lindgren und stehen für den kurzfristigen Versand 

bereit. In Anerkennung der Bedeutung 

der „Time-to-market“ und der Kosten, die entstehen, 

wenn ein Produkttest verzögert wird, 

hat ETS-Lindgren eine Auswahl der meist gekauften 

EMV-Antennen in den letzten Jahre 

erstellt. Diese erfüllen gängige Anforderungen 

aus den Normen für EMV-Prüfungen wie CISPR 

16-1, IEC / EN 55022, FCC Parts 15 und 18, 

SAE J551 und J113, ANSI C63.4 sowie die 

MIL-STD-461F und -285 Standards. Europäische 

Kunden erhalten ihre Lieferung innerhalb 

von etwa zwei Wochen. 

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445ei0112 

PERFECTION. 

DELIVERED. 

Proudly presented 

at EMV 2012 

The new AXOS 5 integrates all of the 

best features of our stand alone test 

systems into one single user friendly 

and economic solution. 

Bild: Rittal 

Verbesserte HF-Schirmung 

EMV-Filterlüfter erfüllt die Anforderungsstufe 2 

Müssen EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) 

-Schaltschränke mit hoher HF (Hochfrequenz) 

-Schirmwirkung mittels Filterlüfter 

klimatisiert werden, ist der Einsatz spezieller 

EMV-Filterlüfter erforderlich. Eine deutlich 


verbesserte Abschirmwirkung 

bzw. Dämpfung gegen 

elektromagnetische Felder 

und damit höhere EMV-Sicherheit 

bieten jetzt die 

neuen EMV-Filterlüfter von 

Rittal. Die Neuentwicklung, 

die über die Vorteile der 

TopTherm-Filterlüfterserie 

– wie hohe Druckstabilität 

und einfache Montage – 

verfügt, erfüllt die Anforderungsstufe 2 für 

Schirmdämpfungen nach EN61587-3:2006 

im Frequenzbereich von 30 bis 1000 MHz. 

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Haefely is a subsidiary 

of Hubbell Incorporated.


alle Bilder: Altera 

Bild 1: Mit FPGAs wie der Cyclone IV GX-Familie, 

die über fest integrierte und leistungsfähige 

PCIe-Schnittstellen verfügen, können effiziente 

Zweichip-Lösungen, bestehend aus dem Intel 

Atom und einem flexiblen I/O Companion 

realisiert werden. 


Flexible I/O Companions 

Mit der vorgestellten Entwicklungsumgebung für fl exible I/O Companion-Bausteine 

lassen sich sehr schnell verschiedene Varianten von 

anwendungs- und kundenspezifi schen Systemen basierend auf der 

Atom-Familie bauen. Die Cyclone IV GX-Familie mit ihren integrierten 

PCIe-Schnittstellen eignen sich dabei besonders für kostensensitive 

Anforderungen. Für das schnelle Prototyping hat Kontron ein vollständiges 

Starterkit entwickelt, das eine Vielzahl von Schnittstellen aus 

dem industriellen Einsatzgebiet bereits enthält. Über die hier vorgestellte 

Anwendung des I/O Companion-Konzeptes für die Atom-Familie 

hinaus, ist die Entwicklungsumgebung auch für andere Prozessortypen 

mit PCIe-Bus sowie generell auch für andere Busarchitekturen 

geeignet. 


520ei0112 

Hintergrund-Bild : victor zastol‘skiy - Fotolia.com 




Schnittstellen 

nach Maß 

Cyclone IV GX-FPGAs mit 

integrierten PCIe-Schnittstellen 

Stetig wachsende Anforderungen im Embedded 

Computing-Bereich führen zu immer leistungsfähigeren 

Systemarchitekturen. Dabei spielen neben verschiedenen 

ARM-basierten Rechnerkonzepten wie den 

SoC-FPGAs von Altera vor allem die Intel x86-Prozessoren 

der Atom-Familie eine entscheidende Rolle. 

Wichtige Marktsegmente sind dabei komplexe Antriebslösungen, 

SPS oder Maschinensteuerungen. Oft 

kommen hier in den Embedded-Systemen neben den 

CPUs FPGAs zum Einsatz, mit denen fehlende Schnittstellen 

und Funktionen realisiert werden können. 

Autoren: Dr. Axel Zimmermann, Christoph Fritsch 

Ein Vorteil von Atom ist, dass wichtige Funktionen des bisher 

unumgänglichen Chipsatzes in den Prozessor verlagert 

wurden und damit verglichen mit PC-Architekturen sehr 

viel kostengünstigere und platzsparende Systeme aufgebaut 

werden können. So finden sich in der neuen Generation der 

Atom-Prozessoren die Grafik- und Speichercontroller wieder, die 

bisher in den „Southbridge“-Bausteinen angesiedelt waren. Während 

die meisten ARM-basierten Systeme möglichst alle Peripheriekomponenten 

auf einem Baustein integrieren und damit anwendungsspezifische 

Mikrocontrollerlösungen bereitstellen, bleibt 

Intel viel näher der universellen PC-Architektur verbunden. Durch 

die Verwendung von Standardkomponenten auf der Softwareseite 

lassen sich so Kosten einsparen. 

Auf der Hardwareseite ist allerdings etwas mehr Aufwand notwendig. 

Zum Aufbau von kompletten Systemen kommt man zusätzlich 

zum Atom-Prozessor nicht um einen Peripheriebaustein, 

den so genannten I/O-Hub, herum. Die verschiedenen I/O-Hub- 

Lösungen wiederum sind auf spezielle Anwendungen zugeschnitten 

und ermöglichen damit erst den Einsatz von Atom-Architekturen 

im Embedded Computing. Ein vollständiges Atom-System 



Bild 2: Blockschaltbild einer möglichen 

Systemkonfiguration mit Atom-Prozessor 

und FPGA. 

Bild 3: Hard-IP für PCI Express in Cyclone IV GX-FPGAs. 

besteht also immer aus mindestens zwei Bausteinen, von denen einer 

universell und der andere spezialisiert ist. Will man mit diesem 

Konzept eine Plattform aufbauen, die verschiedene Variationen einer 

Industrieapplikation abdecken kann, so sind in aller Regel zusätzliche 

Systemkomponenten notwendig, da die Auswahl an I/O- 

Hub-Bausteinen limitiert ist. Meist kommen hier daher FPGAs 

zum Einsatz. 

Auf den ersten Blick liegt es nahe, die I/O-Hub-Funktionen 

gleich mit in das FPGA zu integrieren. Da aber der PCIe-Bus sehr 

hohe Anforderungen an die FPGA-Technologie stellt, war das bisher 

nur mit großem Aufwand möglich. Erst mit der Verfügbarkeit 

von kostengünstigen FPGAs wie der Cyclone IV GX-Familie, die 

über fest integrierte und leistungsfähige PCIe-Schnittstellen verfügen, 

ist eine echte effiziente Zweichip-Lösung, bestehend aus dem 

Intel Atom und einem flexiblen I/O Companion, für den Serieneinsatz 

machbar (Bild 1 und Bild 2). 

Programmierbare Hardware 

Die Basis des flexiblen I/O Companions ist die Cyclone IV GX- 

Familie. Gegenüber der Cyclone IV E-Familie weisen die GX-Varianten 

eingebaute Transceiver-Blöcke auf, die eine serielle Datenübertragung 

mit bis 3,125 Gbit/s zulassen. Zusätzlich zu den Transceivern 

wurde hier auch der Protokoll-Layer von PCIe als hart 

eingebautes Macro implementiert (Bild 3). 

Das FPGA erfüllt dabei zwei Aufgaben im System. Zum einen 

werden Standard-Interfaces realisiert, die sonst im I/O-Hub liegen. 

Zum anderen stellt das FPGA die Plattform für kundenspezifische 

Blöcke dar. Standard-Schnittstellen sind zum Beispiel USB, PATA, 

SATA, I2S und andere. Um Ressourcen zu sparen, werden nur genau 

so viele Interfaces implementiert wie von der Applikation auch 

tatsächlich benötigt werden. Im Gegensatz zu den fest verdrahteten 

I/O-Hub-Bausteinen bleibt beim flexiblen I/O-Companion also 

keine Logik unbenutzt. 

Kundenspezifische Blöcke sind zum Beispiel industrielle Bus- 

Interfaces mit EtherCAT und Profibus sowie Module zur Video- 

Signalverarbeitung und für funktionale Sicherheit. Hier wird deutlich, 

wie einfach eine Atom-basierte Embedded-Plattform mithilfe 

des I/O Companions aufgebaut werden kann. Die Standard-Kom- 

Entwicklungskit 

COM Express FPGA-Starterkit 

Das COM Express FPGA-Starterkit von Kontron enthält ein Cyclone IV 

GX-FPGA und bietet alle erforderlichen Komponenten, um Board-Designs 

mit frei defi nierbaren I/Os zu evaluieren. Das Starterkit enthält 

alle Komponenten, die für einen schnellen Einstieg notwendig sind: 

Die Kernkomponente ist das mit einem Cyclone IV GX-FPGA ausgestattete 

COM Express FPGA-Baseboard für Pin-out Typ 1, Typ 2 und 

Typ 10 Computer-on-Modules, wie die Kontron ETXexpress, microET- 

Xexpress oder nanoETXexpress-Familien. Die applikationsspezifi - 

schen I/Os werden über mitgelieferte Confi guration Bitstreams konfi - 

guriert. Mit dem beiliegenden USB-Blaster Download-Kabel werden 

sie in das FPGA übertragen. Zwei High Speed Mezzanine Cards (HS- 

MCs) – ein Kommunikationsboard sowie ein Board für Massenspeicher 

und Video – führen die physikalischen Schnittstellen heraus: Ein 

ATX-Netzteil sowie ein Befestigungs-Kit vervollständigen das Starterkit. 

Bild 4: Applikationsbeispiel. 



ponenten sowie die kundenspezifischen Module können jederzeit 

aus der Funktionsbibliothek entnommen und je nach Plattformausbau 

in die einzelnen Varianten integriert werden. Da die Cyclone 

IV GX-Bausteine in vielen Komplexitäten erhältlich sind, 

können so Systemlösungen in ganz verschiedenen Leistungsklassen 

mit einem identischen Architekturkonzept erstellt werden. 

Dieser Vorgang ist mit dem SOPC Builder genannten Entwicklungswerkzeug 

weitgehend automatisiert. Die neueste Quartus II- 

Version enthält bereits Qsys – das neue Systemintegrations-Tool 

von Altera – das erstmals für FPGAs optimierte Netzwerk-on- 

Chip basierte Verbindungen ermöglicht. Qsys bietet ein memorymapped 

und Streaming-Interface und erreicht nahezu die doppelte 

Performance im Vergleich zum SOPC Builder. 

Applikationssicht 

Die weitgehend automatische Hardware-Generierung des flexiblen 

I/O Companions ist nur eine Seite des Konzeptes. Manchmal 

ist es wichtiger, wie die Hardware von der Software effektiv angesprochen 

werden kann und wie sie zusammen mit dem Atom- 

Prozessor möglichst leistungsfähig arbeitet. Die I/O Companion- 

Entwicklungsumgebung stellt dazu Werkzeuge und Mechanismen 

zur Verfügung. An dem I/O Companion-Design (Bild 4) 

lässt sich die Vorgehensweise verdeutlichen. Im FPGA des I/O- 

Companion sind hier die drei industriellen Netzwerkinterfaces 

Profinet, CAN und Ethernet implementiert. Die IP-Module sind 

über das FPGA-interne Bussystem am PCIe-Controller angeschlossen, 

der mit dem PCIe-Controller des Atom-Prozessors 

kommuniziert. Damit diese Kommunikation erst einmal in Gang 

kommt, sind spezielle Gerätetreiber notwendig, die das Registerlayout 

der Interface-Blöcke kennen und eine Programmierschnittstelle 

zur Verfügung stellen. Diese Treiber sind die Grundlage 

für weitere Programmschichten, die zum Beispiel einem 

Anwendungsprogramm die Kommunikation über ein bestimmtes 

Interface mit einem standardisierten Protokoll ermöglichen. 

Zusammen mit weiteren Hilfsprogrammen für Visualisierung 

und Ein-/Ausgabe sind die Programmblöcke in ein Laufzeitsystem 

des jeweils verwendeten Betriebssystems eingebettet. Aus 

Softwareentwickler-Sicht stellt der I/O Companion-Baustein den 

physikalischen Anschluss an die Netzwerkprotokolle dar. 

Die Schwierigkeit ist, dass je nach verwendeter I/O Companion- 

Konfiguration andere Interfaces und Funktionen in Hardware zur 

Verfügung stehen, die dann auch von den jeweils passenden Treibern 

unterstützt werden müssen. Während zu fest verdrahteten 

I/O-Hubs einfach ein Satz von festen Treibern mitgeliefert wird, ist 

das bei im FPGA implementierten Interfaces nicht ganz so einfach. 

Hier kann sich die Lage der Interface-Ports im PCIe-Adressraum 

je nach I/O Companion-Variante durchaus ändern, oder es sind 

für kundenspezifische Blöcke ganz neue Registerinterfaces notwendig. 

Die I/O Companion-Entwicklungsumgebung stellt jedoch 

zur einfachen Einbindung von verschiedenen Varianten in ein Betriebssystem 

eine Reihe von Mechanismen und Werkzeuge zur 

Verfügung. Einer der wichtigsten Punkte ist, dass jede I/O Companion-Variante 

selbst die Informationen über die verwendete Hardware, 

die Lage der Register und das Programmierinterface enthält. 

Alle Daten stehen in einem Konfigurationsblock zur Verfügung. 

(jj) 

n 

Einfaches Design von 

Flächenbeleuchtungen 

Intelligenter linearer LED-Treiber 

für mehrkanalige LED-Systeme 

Mit dem LED-Treiber LM3466 wird das Design 

effizienter und robuster Multi-String-Beleuchtungssysteme 

mit einheitlicher Stromaufteilung so einfach 

wie nie zuvor. Es dauert nur wenige Minuten, bis ein 

Multi-String-LED-Array konfiguriert ist – aus einem 

handelsüblichen Konstantstrom-Netzteil, einem 

einzigen LM3466 und nur wenigen passiven 

Bauelementen pro String. 

Wichtige Eigenschaften: 

• Einfach anwendbar, nur wenige externe Bauelemente 

erforderlich 

• Automatische Aufteilung des Stroms auf mehrere aktive 

LED-Strings 

• Robuste Fehlerschutz- und Meldefunktion 

• Arbeitet im Interesse maximaler elektrischer Effizienz 

(bis zu 99 %) mit einer minimalen Overhead-Spannung 

• Optimales EMI-Verhalten durch lineare Schaltung 

• Geeignet für Eingangsspannungen von 6 V bis 70 V 

• Unterstützt LED-Ströme bis zu 1,5 A 

> Weitere Informationen 

> Muster bestellen 

> Evaluation-Modul bestellen 

www.ti.com/lm3466 

Die Autoren: Dr. Axel Zimmermann, Market Development Manager, 

Automotive Business Unit, Altera Corp. und Christoph Fritsch, Director, FAE 

Europe, Altera GmbH. 


The platform bar is a trademark of Texas Instruments. © 2012 TI


Bild: imageteam - Fotolia.com 

SLVS-Implementierung im FPGA 

Skalierbare Low Voltage Signalisierung 

Die meisten FPGAs sind in der Lage, die herkömmlichen LVDS-Schnittstellen zu unterstützen. Einige FPGAs, wie 

der Baustein Lattice SC/M, lassen sich jedoch so programmieren, dass sie den Source-Strom für den Ausgang 

gemäß den SLVS-Erfordernissen treiben können, während sie gleichzeitig auf dem Chip einen eingebauten 

differenziellen Leitungsabschluss zur Verfügung stellen, um so mit einer minimalen Anzahl externer Bauelemente 

am Eingang SLVS-Signale zu empfangen. 

Autor: Feng Chen 

Innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte hat der explosive Anstieg 

der Nachfrage nach Datenbandbreite zu einer Vielzahl von 

Datenübertragungsstandards geführt. Zusätzlich zu den Implementationskosten 

besteht das primäre Ziel eines jeden Datenübertragungsstandards 

darin, eine größere Anzahl von Datenbits 

bei geringerer Verlustleistungsaufnahme zu übertragen. Seit 

seiner Einführung im Jahr 1994 hat sich der LVDS-Standard (Low 

Voltage Differential Signalling) zum meistgenutzten Datenübertragungsstandard 

in der Branche entwickelt. Dieser Standard bietet 

eine Kombination von Eigenschaften, die im Englischen kurz 

und knapp die Bezeichnung „Gigabits @ Milliwatts“ (Gigabit-Performance 

bei einem Energieverbrauch im Milliwatt-Bereich) 

trägt. 

Dort, wo der generische Standard LVDS an seine Grenzen stößt, 

entwickelten sich einige Variationen, um so unterschiedliche anwendungsspezifische 

Anforderungen zu erfüllen. Im Oktober 2001 

veröffentlichte JEDEC (Joint Electron Devices Engineering Council) 

den SLVS-Standard (Scalable Low Voltage Signaling) für 400 

mV. SLVS erbt nicht nur die geringe Anfälligkeit gegenüber Stör 

signalen, die herkömmliche differenzielle LVDS-Empfänger auszeichnen, 

sondern es weist auch einen charakteristischen herunterskalierten 

Signalhub von 400 mV mit Masse-Bezug auf, während 

LVDS mit einem Signalhub von 700 mV arbeitet. Durch diesen 

geringeren Signalhub benötigt SLVS zur Übertragung weniger 

Leistung. Normalerweise ist für die Schnittstelle eine 0,8-V-Spannung 

(Rail) erforderlich, die in Submicron-Siliziumbausteinen in 

der Regel zur Verfügung steht. Über eine Distanz, die mit den Abmessungen 

der üblichen Leiterplatten kompatibel ist, lässt sich eine 

Datenrate von bis zu 3 Gbit/s oder darüber erzielen. Die Kombination 

aus den zuvor erwähnten Eigenschaften sorgt dafür, dass 

SLVS ein idealer Standard zur Übertragung hoher Datenraten bei 

geringer Verlustleistungsaufnahme ist, wenn es darum geht, Verbindungen 

zwischen Bauelementen auf einer Leiterplatte zu realisieren. 

Für Schnittstellenanwendungen im Bereich der Datenpfade sowie 

als Protokollumsetzer kommen FPGA-Bausteine auf Grund 

ihrer mit zahlreichen Features ausgestatteten I/O-Ports in vielen 

Anwendungen zum Einsatz. Mit zunehmender Beliebtheit von 




SLVS in Data-Channel-Designs ist eine ökonomische und robuste 

FPGA-Lösung zur Implementation eines SLVS-Transceivers besonders 

wünschenswert. 


Datenübertragungs-Schnittstellen und 

Protokollumsetzer 

I/O-Eigenschaften eines FPGAs sollten Entwickler sorgfältig in ihre 

Überlegungen mit einbeziehen und unter den allgemein erhältlichen 

LVDS-kompatiblen Lösungen das richtige Bauelement auswählen, um 

damit ein Low-Power-SLVS-Interface zu implementieren. Features 

wie beispielsweise ein großer Gleichtaktbereich, eingebaute differenzielle 

Abschlusslasten, ein programmierbarer SLVS-Treiberstromausgang 

sowie eine hohes Verhältnis zwischen SERDES und Logik sind 

essenzielle Anforderungen bei der Auswahl des FPGAs. Bei dem Lattice-FPGA 

SC/M handelt es sich um eine erprobte Lösung für Hochleistungs-Interfaces 

und nahtlose Schnittstellen-Anforderungen einer 

SLVS-Implementierung. 


522ei0112 

LVDS/SLVS: Technologie-Überblick 

Bei dem Datenübertragungs-Standard LVDS handelt es sich um 

eine ausgereifte Technologie, die sich in Anwendungen wie Video, 

Massenspeicher und Datenkommunikation, in denen große Datenmengen 

übertragen werden müssen, zur meistverwendeten 

Übertragungs-Schnittstelle entwickelt hat. 

Bild 1 zeigt, wie eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung per LVDS 

funktioniert. Der Transmitter verfügt über eine interne Stromquelle, 

mit der er die Verbindungsschleife treibt. Dabei toggelt die Polarität, 

wenn sich der Signalzustand verändert. Der Großteil des 

Treiberstroms fließt durch den Abschlusswiderstand auf der Empfangsseite 

– und zwar unter der Annahme, dass der Operationsverstärker-Eingang 

für Gleichströme eine sehr hohe Impedanz aufweist. 

Der Spannungsabfall über dem Abschlusswiderstand ist 

proportional zum Treiberstrom, und wenn der Transmitter toggelt, 

kann der Operationsverstärker im Empfänger die Polaritätsumschaltung 

erkennen, sodass es möglich wird, die Information zu 

übertragen. 

Auf Grund der Gleichtaktunterdrückung, die sich durch das differenziell 

betriebene Leitungspaar ergibt, ist LVDS besonders unempfindlich 

gegenüber Störspannungen. Sowohl die Geschwindigkeit 

der Datenübertragung als auch die Verlustleistungsaufnahme 

steht in engem Zusammenhang mit dem Spannungshub über 

dem Abschlusswiderstand; der Nominalwert des Spannungshubs 

beträgt in einer typischen LVDS-Verbindung 350 mV (700 mV 

Spitze-Spitze) über einem 100-Ω-Widerstand. LVDS-Kanäle weisen 

eine geringe Anfälligkeit gegenüber Störspannungen auf, weil 

externe Störungen meist auf beide Leitungen mit derselben Spannung 

einstrahlen, der Gleichtakt-Störspannung, sodass die Differenz 

zwischen den Spannungen auf den beiden Leitungen unverändert 

bleibt. Die niedrige Gleichtaktspannung ist der Durchschnittswert 

der Spannungen auf den beiden Leitungen; sie beträgt 

etwa 1,25 V. Für den Gleichtakt (Common Mode) sorgt der Transmitter 

(Sender) mithilfe einer Offset-Spannung gegenüber Masse. 

Die differenzielle Spannung von 350 mV hat zur Folge, dass das 

LVDS-System im LVDS-Lastwiderstand eine statische Leistung 

verbraucht, die von der Offset-Spannung (1,25 V) und dem Spannungshub 

der differenziellen Spannung (350 mV) abhängt. 

SLVS basiert auf einer Punkt-zu-Punkt-Signalisierungsmethode, 

die im JEDEC-Standard JESD8-13 (SLVS-400) definiert ist. SLVS 

entwickelte sich aus dem herkömmlichen LVDS-Standard, verwendet 

aber einen kleineren Spannungshub sowie eine niedrigere 

Gleichtakt-Spannung. Der Hub in Höhe von 200 mV (400 mV 

Spitze-Spitze) trägt zu einer Senkung der Verlustleistung bei und 

kommt bei RSDS-Standards häufig zum Einsatz. RSDS steht für 

Reduced-Swing Differential Signalling und damit für eine Signalübertragung 

über differenzielle Leitungen, bei denen ein geringe- 

Bild 1: Vereinfachte LVDS-Verbindung. 

Bild 2: Differenzieller Abschluss auf dem Chip. 

Bild 3: SLVS bei Lattice SC/M Interface. 

alle Bilder: Lattice Semiconductor 



Bild 4: FPGA-SLVS-Transceiver in einer Data-Bridging-Anwendung. 

rer Hub zum Einsatz kommt. Der RSDS-Standard senkt den Spannungshub 

nur von 350 mV auf 200 mV, behält aber den Gleichtakt- 

Offset des LVDS-Standards in Höhe von 1,25 V bei. SLVS unterscheidet 

sich durch eine geringere Gleichtaktspannung. Der 

Gleichtakt weist hierbei mit einem Nominalwert von 200 mV einen 

sehr geringen Wert auf, sodass sich eine beachtliche Senkung 

der Leistung im Ruhebetrieb ergibt. Die Kombination aus einem 

kleineren Signalhub und einer geringen Gleichtakt-Spannung 

sorgt für einen viel geringeren Leistungsverbrauch. Das folgende 

Beispiel erläutert diesen Aspekt. Eine SERDES-Verbindung für 6 

Gbit/s nimmt etwa 250 mW Leistung auf. Ein typische SLVS-Paar, 

das bei 800 Mbit/s arbeitet, nimmt zirka 15 mW auf. Selbst wenn 8 

Bit erforderlich sind (8 x 800 Mbit/s = 6,4 Gbit/s) ergibt sich lediglich 

eine Gesamt-Leistungsaufnahme von 120 mW – und das ist 

weniger als halb so viel wie die Leistungsaufnahme von LVDS. 

Tabelle 1: 

Konformität der Eingänge und Ausgänge mit der SLVS-Spezifikation. 

FPGA-Lösung für die SLVS-Schnittstelle 

Um eine SLVS-kompatible Schnittstelle zu bauen, muss ein Entwickler 

berücksichtigen, ob der Ziel-FPGA-Baustein ausreichend 

große Hardware-Ressourcen und Flexibilität an seinen I/O-Ports 

zur Verfügung stellt, um sowohl die Empfänger- als auch die Sender-Implementation 

abzudecken. Ein im Halbleiter integrierter 

differenzieller Abschluss ist in der Regel innerhalb eines SLVS- 

Empfängers die bevorzugte Lösung, um so die Anzahl der Bauelemente 

auf der Leiterplatte, welche die Verbindung zum Übertragungspartner 

herstellt, zu minimieren. Viel wichtiger ist es jedoch, 

sorgfältig darauf zu achten, dass der Gleichtakt-Bereich sowie der 

differenzielle Bereich des FPGA-Empfängers die gesamte SLVS- 

Ausgangsspezifikation abdeckt. Um einen robusten SLVS-Transmitter 

zu konstruieren, muss der differenzielle Ausgangsport des 

FPGAs die Fähigkeit besitzen, den Treiberstrom für den passenden 

SLVS-Pegel mit einem externen Kopplungs-Widerstandsnetzwerk 

einzuspeisen. 

Wie LVDS benötigt auch SLVS einen Lastabschluss auf der Empfängerseite, 

aber es ist nicht spezifiziert, ob der Abschluss sich innerhalb 

oder außerhalb des Empfängers befindet. Die meisten FP- 

GA-Bausteine verwenden typischerweise sowohl eingebaute Ressourcen 

als auch Elemente auf der Leiterplatte, um eine SLVS- 

Schnittstelle zu Industriestandard-Bauelementen zu realisieren. 

Damit die Verbindungen zwischen den Leiterplatten sauberer werden 

und eine robuste System-Performance erreicht wird, sollten 

Entwickler einen FPGA-Baustein auswählen, der nicht nur Flexibilität 

und Geschwindigkeit bei den SLVS-konformen Bussen aufweist, 

sondern auch über einen integrierten differenziellen Abschluss 

zur Implementation der Empfängerseite verfügt (Bild 2). 

Für eine SLVS-Transmitter-Lösung ist die Programmierbarkeit 

der Ausgangsstromquelle von kritischer Bedeutung. Der differenzielle 

Treiberstrom sollte auf einen spezifischen Wert programmierbar 

sein, um so die SLVS-Anforderungen zu emulieren. Normalerweise 

dient das Widerstandsnetzwerk auf der Leiterplatte 

dazu, den Hub und die Gleichtaktspannung einzustellen, die der 

SLVS-Empfänger benötigt. Um die vom On-Board-Widerstandsnetzwerk 

aufgenommene Leistung zu kompensieren, muss der 

Stromquellen-Treiberpuffer in der Regel mehr einspeisen als den 

nominellen Strom von 3,5 mA, um so die differenziellen Leitungen 

jenseits des Chips zu versorgen. Ein Strom-Treiberpuffer, der diese 

Anforderung erfüllt, ist bei herkömmlichen LVDS-kompatiblen 

FPGA-I/O-Ports nicht allgemein erhältlich. 

Bild 3 zeigt eine SLVS-Schnittstellenimplementation auf Basis 

eines FPGAs vom Typ Lattice SC/M. Die Eigenschaften der LVDS- 

Eingänge entsprechen den Signalisierungsanforderungen zur di- 




rekten Verbindung mit SLVS-Transmittern. Die internen differenziellen 

Abschlüsse sind für Eingänge auf allen Seiten des Bausteins 

verfügbar. Charakteristisch für die Eingangsports des Bauelements 

sind die Bereiche der Gleichtaktspannung U cm 

sowie der differenziellen 

Spannung U d 

, die mit ausreichend Reserve gut die gesamte 

SLVS-Ausgangsspezifikation abdecken, sodass die Eingänge Datenströme 

von bis zu 2 Gbit/s ohne irgendwelche zusätzlichen Bauelemente 

auf der Leiterplatte empfangen können. Darüber hinaus 

lässt sich der differenzielle Ausgangsstrom auf einen Wert von 2 

mA, 3,5 mA, 4 mA und 6 mA programmieren. In diesem speziellen 

Beispiel wählten die Entwickler einen Treiberstrom von 6 mA 

– und zwar in Kombination mit der außerhalb des Chips befindlichen 

Abschlussschaltung zur Emulation der SLVS-Anforderungen. 

Tabelle 1 zeigt, inwiefern dabei die SLVS-Spezifikation erfüllt wird 

beziehungsweise SLVS-Konformität besteht. 

SLVS-Transceiver-Applikation 

Die SLVS-Schnittstelle kommt beispielsweise in der Datenkommunikation 

sowie bei Video/Bild-Displays zum Einsatz. Bei diesen 

Anwendungen sind hohe Geschwindigkeit und geringe Verlustleistungsaufnahme 

erforderlich. Ein FPGA-Baustein mit SLVSkompatiblen 

Transceivern spielt eine wichtige Rolle im Rahmen 

der Anbindung des SLVS-I/Os an ein Standard-IC mit anderen 

Datenprotokollen Kürzlich erfolgte das Design-In eines Lattice- 

SC/M-FPGAs in eine VDSL2-Referenz-Linecard von Broadcom. 

Bei dieser Lösung zeigt sich, wie das FPGA zum Einsatz kommt, 

um SLVS-Schnittstellen- und XAUI-PHY-Bridge-Funktionen zur 

Verfügung zu stellen. 

Im VDSL2-Rerferenzdesign implementiert das FPGA sechs SLVS- 

Links. Bild 4 zeigt das Blockschaltbild des FPGAs, der als Brücke zwischen 

dem SLVS-Datenstrom und XAUI-Paketen fungiert. Dabei 

sendet und empfängt der Broadcom-VDSL2-Baustein jeweils drei 

Links. Jeder Link enthält einen 18-bit-Bus, der zur Verbindung zwischen 

den Standard-SLVS-Ports der DSL-Leitungsabschluss-ICs und 

dem FPGA dient. Das FPGA kann die SLVS-Busse multiplexen – und 

zwar von jedem der drei Rx-Links (Empfangs-Links) zu jedem beliebigen 

der drei Tx-Links (Sende-Links), sodass die Broadcom-Bausteine 

alle untereinander verbunden sind. Auf der anderen Seite des 

FPGAs können acht SERDES-Kanäle, die jeweils mit einer Datenrate 

von 3,125 Gbit/s arbeiten, dazu genutzt werden, um zwei XAUI- 

Schnittstellen für Ethernet-Switch-Verbindungen zu realisieren. Diese 

Konfiguration ist eine typische VDSL2-Terminalanbindung mit 48 

VDSL2-Anschlüssen an ein 10-Gbit/s-Backhaul-System. 

Die differenziellen I/Os im FPGA unterstützen Datenübertragungsraten 

bis 884 Mbit/s. Mit den integrierten differenziellen 

LVDS-Transceivern und der XAUI-Sublayer-Logik enthält das FP- 

GA zwei Einheiten zur Pufferung und Paketumwandlung (Buffering 

& Packet Conversion) sowie jeweils einen Ethernet-MAC- 

Block; an Ressourcen sind hierfür weniger als 15.000 LUTs (Look- 

Up-Tables) erforderlich. Das große Verhältnis zwischen SERDES 

und Logik macht dieses FPGA zu einer guten Wahl für schnelle 

SLVS-Brückenfunktionen in DSLAM-Anwendungen. (jj) n 

Der Autor: Feng Chen ist FPGA Strategic Marketing Manager bei 

der Lattice Semiconductor Corp. 

Neue 8-bit-Mikrocontroller mit integrierter konfigurierbarer 

Logik in 6- bis 20-poligen Gehäusen 

Mit den neuen 8-bit-Mikrocontrollern PIC10F32X, PIC12F150X und PIC16F150X 

von Microchip können Sie zusätzliche Funktionalitäten in Ihre Anwendungen 

aufnehmen, die Größe reduzieren, Energie sparen und Kosten senken. Sie sind 

insbesondere für preisgünstige Anwendungen oder Einwegprodukte geeignet. 

Onboard befinden sich konfigurierbare Logikzellen (CLCs), ein komplementärer 

Funktionsgenerator (CWG) und ein numerisch gesteuerter Oszillator (NCO). 

die kombinatorische und sequentielle logik lässt sich über die konfigurierbaren logikzellen 

(clcs) per software steuern. dies hat den Vorteil, dass funktionalitäten hinzugefügt, 

externe komponenten eliminiert und codeplatz eingespart werden können. der 

komplementäre funktionsgenerator (cwg) hilft bei der Verbesserung der schalteffizienz 

zwischen den verschiedenen Peripherien, während der numerisch gesteuerte Oszillator 

(ncO) eine lineare frequenzeinstellung und höhere auflösung der anwendung ermöglicht, 

wie zum Beispiel in tongeneratoren und Vorschaltgeräten. 

zusätzlich zur Einführung dieser neuen Peripherien bieten der Pic10f/lf32X und der 

Pic12/16f/lf150X Mcus einen internen 16-Mhz-Oszillator, einen adc, bis zu vier PwMs 

sowie ein integriertes temperaturmessmodul zur preisgünstigen temperaturmessung. 

das alles ist in kompakten 6- bis 20-poligen gehäusen untergebracht. 

Microcontrollers 

Digital Signal 

Controllers 

Analog 

Memory 

Erfahren Sie mehr über PIC® MCUs mit der Peripherie der 

nächsten Generation und geringer Anschlusszahl: 

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anschlusszahlen - dM164120-1 

freie clc-konfigurationswerkzeuge: www.microchip.com/get/euclctool 

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Die Namen und Logos Microchip, HI-TECH C, MPLAB und PIC sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in USA und anderen Ländern. mTouch, PICDEM, PICkit und REAL ICE sind Warenzeichen der Microchip 

Technology Incorporated in den USA und anderen Ländern. Alle anderen o.g. Warenzeichen sind Eigentum der jeweiligen Unternehmen. ©2011 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS30629A. ME296AGer/12.11


FPGAs in Stacked-Silicon- 

Interconnect-Technik 

Mit fast 2 Mio. die weltweit höchste Logikdichte 

Xilinx liefert nun den FPGA mit der weltweit höchsten Logikkapazität an Kunden aus: den Virtex-7-2000T. 

Dieser 6,8-Milliarden-Transistor-FPGA hat 1.954.560 Logikzellen – doppelt so viele, wie der größte 28-Nanometer-Baustein 

des Wettbewerbs. Dies ist der dritte von Xilinx auf den Markt gebrachte FPGA, der im 

28-nm-HPL-Prozess von TMSC hergestellt wird. Wichtiger aber: Er ist der erste kommerziell verfügbare 

Baustein mit Stacked-Silicon-Interconnect – der Xilinx-Methode der 3D-IC-Technik. Autor: Mike Santarini 

alle Bilder: Xilinx 




Traditionell haben FPGA-Anbieter ihre neuen Architekturen 

auf die neusten Halbleiterfertigungsprozesse implementiert, 

um die Vorteile des so genannten Moore´schen 

Gesetzes zu nutzen, das besagt, dass sich die Anzahl der 

Transistoren mit der Einführung einer neuen Halbleiterfertigungstechnik 

alle 22 Monate verdoppelt. In den letzten Jahrzehnten erlaubte 

es das Moore´sche Gesetz den FPGA-Anbietern, ständig 

neue FPGAs anzubieten, die ihre Kapazität im Vergleich zu den 

Vorgängern verdoppelten. 

Für den Baustein Virtex-7-2000T und einige andere Mitglieder 

der Virtex-7-Familie hat Xilinx die Stacked-Silicon-Interconnectoder 

kurz SSI-Technik kreiert, die mehrere Silizium-Chips nebeneinander 

auf einem passiven Silizium-Interposer integriert. Die 

werden dann über Metallverbindungen, die durch den Interposer 

laufen, verbunden, ähnlich der Weise, mit der separate Chips über 

Metallverbindungen in einer Leiterplatte kommunizieren. Auf diese 

Weise ist Xilinx in der Lage, Bausteine herzustellen, die das 

Moore´sche Gesetz überflügeln. Die Virtex-7-2000T FPGAs haben 

die doppelte Logikdichte des 28-nm-Bausteins des nächsten Wettbewerbers 

und sind 2,5-mal so groß wie das größte Virtex-6-FP- 

GA. Das Besondere an dieser Architektur ist aber, dass dieser Baustein, 

obwohl er aus vier Chips besteht, von Entwicklern als ein 

extrem großes FPGA mit den Entwicklungswerkzeugen und der 

Designmethode von Xilinx entworfen werden kann. 

Zusätzlich zu den 1.954.560 Logikzellen enthält der Virtex-7- 

2000T-Baustein konfigurierbare Logikblöcke mit insgesamt 

305.400 CLB-Slices und maximal 21.550 KBit distributed RAM. Er 

hat 2.160 DSP-Slices, 46.512 Block-RAMs, 24 Takt-Management- 

Tiles, vier PCIe-Blöcke und 35 GTX-Transceiver (jeder kann 12,5 

Gbit/s übertragen). Er besitzt außerdem 24 I/O-Bänke und insgesamt 

1.200 I/Os. Die Auslieferung der Virtex-7-2000T-FPGAs bedeutet 

für die Anwender den Beginn völlig neuer Designmöglichkeiten. 

ASIC- und IP-Emulation sowie Prototypenerstellung 

Heutzutage hat ein durchschnittliches Hochleistungs-ASIC- oder 

-ASSP-Design 420 Millionen Gatter. Wegen dieser hohen Gatteranzahl 

nutzen über 90 Prozent der Design-Teams Hardwareassistierte 

Verifikationssysteme, entweder mit kommerziell verfügbaren 

Emulationssystemen oder durch selbst erstellte ASIC-Prototypen-Boards. 

Traditionell waren Unternehmen, die solche Emulationssysteme 

oder Design-Teams, die Prototypen ihrer Designs erstellen, die 

ersten Anwender für die größten FPGAs, die ein Hersteller produzieren 

konnte. Dieser Markt wird besonders vom Virtex-7-2000T 

mit seiner „More-than-Moore´s“-Kapazität profitieren. Dies ermöglicht 

es den Firmen, Emulationssysteme mit der Kapazität 

der nächsten Generation bereits heute anzubieten, 

den Anwendern die Entwicklungszeit 

zu verkürzen und neue 

innovativere Produkte schneller 

auf den Markt zu bringen. 

Die meisten dieser kommerziellen 

Emulationssysteme enthalten, abhängig von 

der Größe des ASICs, der IP oder des Systems, 

das ein Anwender emulieren will, zwei oder mehrere 

Baugruppen und mehrere Racks mit FPGAs. Die Anwen- 


Erster kommerziell verfügbarer FPGA mit 

Stacked-Silicon-Interconnect 

Xilinx hat mehrere Silizium-Chips nebeneinander auf einem passiven 

Silizium-Interposer integriert. Auf diese Art und Weise, die oft auch als 

2,5D-IC-Technik gezeichnet wird, kann das Unternehmen extrem große 

FPGAs herstellen. Die Virtex-7-2000T FPGAs haben die doppelte 

Logikdichte des 28-nm-Bausteins des nächsten Wettbewerbers und 

sind 2,5-mal so groß wie das größte Virtex-6-FPGA. Das Besondere 

dieser Architektur ist aber, dass die Bausteine, obwohl sie aus vier 

Chips bestehen, mit den Entwicklungswerkzeugen und der Designmethode 

von Xilinx entworfen werden können. 


519ei0112 

der nutzen Emulationssysteme, um ihre Verifikation zu beschleunigen 

und sicherzustellen, dass ihre Entwicklungen auch richtig 

funktionieren. Außerdem, um die richtigen Hardware-Versionen 

ihres Designs an die Software-Entwickler zu übergeben, damit diese 

mit der Entwicklung der Software beginnen können und sie nahezu 

vollendet haben, wenn die Halbleiterfabriken die ersten Prototypen 

liefern. 

In einem typischen Anwendungsfall eines kommerziellen Emulationsmodells 

entwickeln die Anwender ihr ASIC oder ihre IP 

zunächst und verifizieren sie funktionell mit traditioneller EDA- 

Verifikationssoftware. Danach implementieren sie die RTL-Version 

ihrer Entwicklung in einen kommerziellen Emulator für eine 

weitere Verifikation der Entwicklung. Jeder Emulatorhersteller 

bietet üblicherweise seine eigene Software an, die zusammen mit 

der Design-Software von Xilinx zusammen arbeitet, um die RTL- 

Version zu synthetisieren und das ASIC-Design in Funktionsblöcke 

zu partitionieren, die optimal zwischen den FPGAs im Emulator 

verteilt werden können. Die Software des Emulatorherstellers 

stellt dann eine Schnittstelle zu einer Workstation oder einem PC 

her, auf dem unterschiedliche EDA-Verifikationswerkzeuge laufen, 

um die Entwicklung zu testen, wenn sie auf dem Emulator läuft. 

Emulatorenanbieter offerieren häufig preiswerte Varianten ihrer 

Emulatoren – meist als „Replikate“, oder allgemein als „Prototy- 

Bild 1: Aufbau des Virtex-7 2000T FPGAs von oben nach unten: 4 

Silizium-Chips, Interposer, Substrat. 


elektronik industrie 01-2 / 2012 

65


Bild 3: Schematisches Schnittbild des Aufbaus. 

pingsysteme“ bezeichnet. Diese Varianten emulieren einfach nur 

die Funktion des ASICs. Die Unternehmen geben diese Systeme an 

ihre Entwicklungsabteilungen weiter und erhalten damit eine frühe 

Verfügbarkeit zur Entwicklung von Treibern, Firmware und 

Applikationen, die auf dem Design laufen. Größere FPGAs erlauben 

es den Emulatoranbietern, entweder Emulationssysteme mit 

höherer Kapazität anzubieten, oder Systeme mit kleinerer oder 

mittlerer Kapazität mit weniger FPGAs zu bauen, was die Verlustleitung 

senkt sowie die Stückliste verringert und dabei die Taktgeschwindigkeit, 

mit der das Design läuft, steigert. Der Virtex-7- 

2000T ist so groß, dass die Emulatorenanbieter damit in der Lage 

sind, Emulatoren mit nur einem einzigen FPGA anzubieten. 

Das FPGA Virtex-7-2000T eignet sich auch für Entwicklungsteams, 

die sich kein kommerzielles Emulationssystem leisten 

können, dessen Anschaffung leicht mehr als 1 Mio. Dollar kostet. 

Deshalb entwickeln viele Design-Teams ihre eigenen kundenspezifischen 

Baugruppen, um einen Prototypen ihres ASIC zu erstellen 

und/oder seine Funktion zu emulieren oder gar die Funktion eines 

ganzen Systems und können damit schnell in die Softwareentwicklung 

einsteigen. Manchmal erstellen die Anwender von Emulatoren 

zur Entwicklung ihrer integrierten Schaltung sogar ihre eigenen 

FPGA-Varianten für ihre Softwareabteilung. Auch für IP-Anbieter 

ist der Baustein attraktiv. Sie können das FPGA nicht nur 

dazu nutzen, neue IP-Blöcke zu entwickeln, sondern es auch verwenden, 

um den Funktionsumfang ihrer Cores potenziellen Kunden 

zu demonstrieren. 

Konsolidierung der Systemarchitektur und Minderung des 

Stromverbrauchs 

Das FPGA Virtex-7-2000T ist auch für Systemarchitekten interessant, 

die nach Wegen suchen, die Verlustleitung ihrer Systeme zu 

verringern und gleichzeitig die Systemleistung zu steigern sowie 

den Funktionsumfang des Systems zu erhöhen. Mit dem Baustein 

können sie die Funktionen, die bisher auf mehrere FPGAs verteilt 

waren, in einen einzigen Baustein integrieren. Diese Systemintegration 

steigert die Systemleistung und verringert die Verlustleistung, 

weil I/O-Schnittstellen zwischen den einzelnen FPGAs auf 

der Baugruppe eliminiert werden. Das Partitionieren der Systemfunktionen 

auf mehrere ICs ist eine komplexe Aufgabe und kann 

zu längeren Entwicklungszeiten und höheren Testkosten führen. 

Das Konsolidieren der Anzahl von Bausteinen im System reduziert 

die Anforderungen an das Partitionieren und auch die Kosten, die 

mit der Verifikation und dem Test verbunden sind. Damit können 

Systemarchitekten auch Platz auf einer Baugruppe einsparen, in- 

Bild 2: Die Kapazität 

des Virtex-7 2000T 

FPGAs ist groß genug 

um ein System, das 

bisher 6 FPGAs 

erforderte, in einem zu 

integrieren. 



dem sie neue Funktionen unterbringen, oder die Ausmaße ihres 

Produktes verkleinern. Wie auch bei den anderen Bausteinen in 

der 7-Serie hat Xilinx den Baustein Virtex-7-2000T in der FPGAspezifischen 

HPL-Prozesstechnik (high performance low power) 

von TSMC fertigen lassen. Durch diesen HPL-Prozess besitzen die 

Transistoren geringere Leckströme als die von Wettbewerbsprodukten, 

die im 28-nm-High-Performance-Prozess implementiert 

sind. Das bedeutet, dass dieser Baustein eine Verlustleitung aufweist, 

die der von Wettbewerbsprodukten vergleichbar ist, die nur 

die halbe Kapazität besitzen. 

ASIC-Ersatz 

Nicht zuletzt ist der Baustein Virtex-7-2000T auch attraktiv für eine 

steigende Anzahl von Entwicklungsteams, die die Kosten und 

das Entwicklungsrisiko, das mit der Entwicklung eines 28-nm- 

ASICs oder -ASSPs verbunden sind, nicht rechtfertigen können. 

Da sich die Halbleiter-Fertigungsprozesse ständig weiterentwickelt 

haben, sind die Kosten, Halbleiter zu entwickeln und zu produzieren, 

ebenfalls rapide angestiegen. Die NRE-Aufwendungen (nonrecurring-engineering) 

für ein 28-nm-ASIC oder ASSP liegen bei 

weit über 50 Millionen Dollar und die Wahrscheinlichkeit eines 

ASIC-Respins steigt dabei auf nahezu 50 Prozent. Ein einziger 

übersehener Fehler im Entwicklungsprozess kann ernsthaft die 

Profitabilität gefährden; mehrere Fehler können zum Abbruch des 

gesamten Projekts führen, in verpassten Marktfenstern resultieren 

und sogar ganze Firmen ruinieren. 

Das Virtex-7-200T kann ASICs mit zehn bis zwanzig Millionen 

Gattern ersetzen, ohne die NRE-Kosten, die mit der ASIC-Entwicklung 

verbunden sind. Da der Baustein reprogrammierbar ist, 

können die Entwickler, sollten sie einen Fehler gemacht haben, 

den Baustein einfach neu programmieren, um den/die Fehler zu 

beseitigen. 

Die Entwicklungsmethoden bleiben gleich 

Obwohl der Virtex-7-2000T extrem groß ist, erfordert das Programmieren 

dieses Bausteins keine großen Änderungen in der 

Entwicklungsmethode. Designteams, die große Entwicklungen in 

das Virtex-7-2000T platzieren, werden durch die Xilinx-Werkzeuge 

beim Floorplanning und der Partitionierung unterstützt, um die 

optimale Leistungsfähigkeit und das perfekte Timing zu erhalten. 

Die jüngste Version der Xilinx-Entwicklungswerkzeuge unterstützt 

den Baustein Virtex-7-2000T und damit können Anwender sofort 

mit der Entwicklung mit dem Virtex-7-2000T beginnen. In diesem 

Jahr plant Xilinx die Markteinführung weiterer Virtex-7-FPGAs 

sowohl in monolithischen als auch SSI-Konfigurationen. (jj) n 

Der Autor: Mike Santarini ist bei der Xilinx, Inc./USA für die Hauszeitschrift 

Xcell Journal verantwortlich. 

Bild 4: Der Virtex-7 

2000T verfügt über 

1200 I/Os. 


Systemdesign 

Universelles Referenz-Design 

Low Power-Applikationen einfach realisieren 

Mit dem Oryx Board geben Arrow Electronics und Sharp Designingenieuren ein universelles Werkzeug zur Entwicklung 

unterschiedlicher Ultra Low Power-Anwendungen an die Hand. Das Referenzdesign beinhaltet alle 

notwendigen Grundfunktionen und benötigt bei voller Leistungsaufnahme maximal 42 mW. 

 

Autoren: Patrick Delmer und Sven Johannsen 

Bei aller Unterschiedlichkeit, die meisten portablen Geräte 

besitzen ähnliche Grundfunktionen: ein Display als Anzeigemodul, 

Sensoren zur Aufnahme von Messdaten, 

CPU, RTC, Speicher und Eingabeinterface häufig als 

Toucheingabe. Auch die Erwartung der Nutzer ist in einem Punkt 

immer dieselbe: eine möglichst lange Nutzungsdauer zwischen 

den unvermeidbaren Batterieaustausch- oder Ladezyklen. Um 

mobile Geräte aller Art Strom-sparend konzipieren zu können, hat 

Arrow Electronics mit dem Oryx Board ein Ultra Low Power-Referenz-Design 

entwickelt (Bild 1), was alle notwendigen Funktionalitäten 

umfasst und dabei maximal 42 mW Leistung aufnimmt. 

High Tech für Low Power 

Die geringe Leistungsaufnahme des Oryx Boards resultiert aus 

dem Zusammenspiel der auf Effizienz getrimmten Low Power- 

Komponenten. Dazu gehören das Sharp Memory LCD LS- 

013B4DN04, die Low Power CPU LPC11U14 MCU von NXP, der 

Linear Technology Shunt Charger Typ LTC4071 sowie eine Reihe 

von Sensoren, so z. B. der Beschleunigungssensor ADXL345 von 

Analog Devices (Bild 2). 

Einen entscheidenden Beitrag zur Energieeffizienz des Boards 

leistet das hier eingesetzte Memory-LCD von Sharp. Während Displays 

normalerweise die Hauptstromverbraucher in einer Applikation 

sind, trägt das 1,35 Zoll große LCD vom Typ LS013B4DN04 

mit 4 µA nur einen Bruchteil zur Gesamtleistungsaufnahme des 

Oryx Boards bei. Grund dafür sind die 1-bit-Speichereinheiten in 

jedem Pixel, die die Bildinformationen speichern. Daher muss die 

Bildinformation nur in den Pixeln neu geschrieben werden, bei denen 

der Inhalt sich im Vergleich zum vorherigen Bildframe geändert 

hat. Als reflektive Displays benötigen Memory-LCDs auch 

keine Hintergrundbeleuchtung. Zusammen hat dies den Effekt, 

dass Memory-LCDs im Vergleich zu herkömmlichen Displays 

gleicher Größe nur 0,8 Prozent des Stroms benötigen. Denn bei 

transmissiven LC-Displays müssen Mikrocontroller den kompletten 

Bildschirminhalt von Frame zu Frame mit einer Geschwindigkeit 

von 50 bis 60 Hz neu schreiben, obwohl der Großteil des Bildinhalts 

derselbe bleibt. Zudem beansprucht das Backlight einen 

guten Teil der Leistungsaufnahme (Bild 3). 

Auch andere Peripherieelemente wie Real Time Clock (RTC), 

Sensoren und Speicher sind auf Energieeffizienz getrimmt. Als 

wahrer Stromsparkünstler begnügt sich die NXP RCT vom Typ 

PCF8523 mit maximal 200 µA im Betriebsmodus und nur 150 nA 

im Stand-by. Zudem zeichnet sich die RTC durch eine sehr große 

Genauigkeit aus. 

Für den Kontakt zur Außenwelt ist das Oryx Board mit einer 

Reihe von Sensoren ausgestattet. Von Analog Devices stammt der 

3-Achsen-Beschleunigungssensor ADXL345. NXP liefert hingegen 

den Temperatursensor LM75BDP und acht Multi-Channel 

Touch-Sensoren vom Typ PCF8885, die als Bedienelemente fungieren. 

Die Sensoren brauchen im Betriebsmodus nur zwischen 10 

Bild 1: Arrow Electronics hat mit 

dem Oryx Board ein Ultra Low 

Power-Referenz-Design 

entwickelt. 

Bild: Arrow 



Cree Z-FET 1200V 

SiC MOSFET 

CMF20120D 

R DS(on) 

= 80 mΩ 

I D(MAX) 

= 33A 

CMF10120D 

R DS(on) 

= 160 mΩ 

I D(MAX) 

= 24A 

Bild 2: Blockdiagramm. 

µA und 100 µA. Im Schlafzustand liegt der Strombedarf in der 

Größenordnung von 100 nA bis 200 nA. 

Als Datenspeicher dient ein 4 Mbit SPI Flash Memory. Seine 

Stromaufnahme im Stand-by liegt bei 20 µA. Ist das Oryx Board 

insgesamt im Ruhezustand, fällt der Flash-Speicher in den Deep 

Power Down mit1,5 µA. 

Das Herzstück des Oryx Boards, der NXP Low Power-Prozessor 

C 

vom Typ LPC11U14 MCU, gehört in Leistungsklasse der 50 MHz 

M 

CPUs ebenso zu den Strom-sparendsten am Markt. Ausgestattet 

mit einem ARM Cortex M0-Kernel, 32 kB Flash Memory, 6 YkB 

SRAM und Boot ROM hat diese CPU selbst bei maximaler Taktung 

eine Stromaufnahme von lediglich 8 mA. Bild 4 zeigt das 

CM 

MY 

Blockdiagramm des LPC11U14. 

Intelligentes Power-Management reduziert Gesamtverbrauch CMY 

Für Ultra Low Power-Applikationen ist ein intelligentes Power-Management 

genauso entscheidend wie die physikalische Energieeffizi- 

K 

enz der Komponenten. NXP hat daher den LPC11U14 MCU mit 

verschiedenen Leistungs- bzw. Schlafmodi ausgestattet. Wird nicht 

die volle Prozessorleistung benötigt, senkt sich die Taktfrequenz auf 

12 MHz ab, was die Stromaufnahme auf 2 mA reduziert. Darüber 

hinaus verfügt die CPU über drei Schlafmodi. Der Deep Sleep-Mo- 


Schnell zu Ultra Low Power-Applikationen 

Mithilfe des Oryx Boards, das Arrow Electronics zusammen mit Sharp, 

NXP, Analog Devices und Linear Technology entwickelt hat, lassen 

sich zahlreiche tragbare Geräte wie Test- und Messgeräte in der Medizin 

oder im Industriebereich, Sport- und Fitnesscomputer, mobile 

POS-Eingabeterminals, Spielzeug oder Fernbedienungen als Ultra 

Low Power-Applikationen realisieren. Die geringe Stromaufnahme 

des Referenz-Designs von maximal 14 mA im vollen Betrieb und nur 

2,27 µA im Stand-by-Modus sorgt abhängig vom Nutzungsgrad für 

extrem lange Batteriewechsel – beziehungsweise Ladezyklen, so 

dass die Anwendung über sehr lange Zeit betriebsbereit bleibt. Durch 

die geringe Leistungsaufnahme im Stand-by-Modus lässt sich eine 

auf dem Oryx Board basierende Anwendung mithilfe von Solarzellen 

theoretisch als energieautarkes System aufbauen und so eine kontinuierliche 

Bereitschaft gewährleisten – ganz ohne Batteriewechsel 

oder externe Ladegeräte. 

CY 

Bild Arrow 

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424ei0112 


Systemdesign 

Bild Sharp 

Bild: Sharp 

Bild 3: Memory-LCD (oben). 

Bild 4: Blockdiagramm 

LPC11U14, (rechts). 

Bild 5: Leistungsprofil 

Datenlogger (links) 

Bild: NXP 

dus wird immer sofort aktiviert, wenn sich der Prozessor im Leerlauf 

befindet, was bereits im normalen Betrieb die Stromaufnahme zwischen 

den einzelnen Prozessorschritten auf 360 µA verringert. Befindet 

sich das System insgesamt im Ruhezustand, schaltet der LP- 

C11U14 MCU zunächst in den Power Down-Modus mit nur noch 2 

µA Stromaufnahme und schließlich in den Deep Power Down-Modus, 

der den Strombedarf bis auf 220 nA absenkt. 

Für die einfache Handhabung der diversen Modi und optimale 

Betriebseinstellungen hat der Mikrocontroller vordefinierte und 

von NXP optimierte Leistungsprofile. Diese werden über einfache 

Funktionen aufgerufen und konfiguriert. Die Registereinstellungen 

und nötigen Softwareschritte der vier Leistungsprofile sind in 

einem separaten ROM-Speicher hinterlegt. Zusätzlich erlauben die 

Power-Profile eine optimale Einstellung der internen PLL für einen 

vorgegebenen Systemtakt und PLL-Eingangsfrequenz. 

Insgesamt lässt sich die Leistungsaufnahme des Oryx Boards je 

nach erforderlicher Prozessorleistung und benötigten Peripherieeinheiten 

stufenweise reduzieren. Im Normalbetrieb sorgt bereits 

die Absenkung der Taktfrequenz der CPU für eine Verringerung 

der Stromaufnahme auf etwa 2,4 mA. Der Power Down Mode 

senkt die Stromaufnahme des Referenzdesigns in kurzen Ruhephasen 

des Prozessors auf einen Level von nur noch 6,57 µA, und 

das bei eingeschaltetem Display, was die durchschnittliche Stromaufnahme 

beim Betrieb je nach Anwendung noch einmal erheblich 

verringert. Im Stand-by schließlich, wenn das Display abgeschaltet 

ist und die Prozessoraktivität bis auf wenige Grundfunktionen 

eingeschränkt ist, braucht das Board nur noch 2,27 µA. 

Auftanken mit Sonnenstrom im Stand-by 

In diesem Zustand lässt sich das Referenzdesign theoretisch auch 

durch Solarzellen unter künstlichem Licht wieder aufladen, denn 

bereits im Power Down Mode braucht das Oryx Board weniger 

Strom als leistungsstarke Minisolarpanels produzieren. Beispielsweise 

liefern Sharp‘s Photovoltaikzellen vom Typ LR0GC11 bei 

Sonnenlicht bis zu 390 mW Leistung und selbst bei Innenraumlicht 

noch gut 1 mW. Ausreichend, um im Power Down Mode die 

Lithiumionenzelle zu laden. Den Ladevorgang kontrolliert ein 

Shunt Charger von Linear Technologies vom Typ LTC4071, der für 

die Steuerung sehr niedriger Ströme optimiert ist und zudem ein 

Auge darauf hat, dass die Lithiumionenzelle nicht durch Tiefentladung 

zerstört wird. 

Oryx Board als Basis energieeffizienter Applikationen 

Dank der geringen Leistungsaufnahme in allen Betriebs- und 

Schlaf-Modi sowie des stufenweisen Powermanagements des Oryx 

Bords lassen sich vor allem Anwendungen mit längeren Ruhephasen 

gezielt auf Energieeffizienz trimmen. 

Bei einem Datenlogger beispielsweise, der jede Sekunde einen 

Temperaturwert und einen analogen Messwert aufnimmt, benötigt 

nur die Datenerfassung die volle Prozessorleistung. Dadurch 

steigt die Stromaufnahme für 20 ms. auf 14 mA. Die restlichen 980 

ms befindet sich das System im Power Down Mode und nimmt 

dabei nur 6.57 µA auf. Damit ergibt sich ein durchschnittlicher 

Verbrauch von 286 µA, d.h. mit der 45-mAh-Lithiumionenbatterie 

des Typs LIR2032 könnte ein Datenlogger auf Basis des Oryx Borads 

rund 6,5 Tage ununterbrochen arbeiten. Verlängert man die 

Messfrequenz auf eine Minute, sinkt die Stromaufnahme auf 11,2 

µA im Schnitt, so dass der Datenlogger dann sogar 167 Tage mit 

einer Batterieladung auskommt (Bild 5). 

Auch Fernsteuerungen für TV-Geräte, Hifi-Anlagen oder Settop-Boxen 

sind Geräte, die lange Zeit ungenutzt liegenbleiben. Zudem 

sind es noch immer vergleichsweise simple Anwendungen. 

Mithilfe des Oryx Boards könnten ihnen neue interaktive Funktionen 

eingehaucht werden – z. B. einer elektronischen Programmzeitschrift 

zur Programmierung von Sendern, die sich über das 

Memory-LCD anzeigen lässt – ohne dabei Batteriewechselintervalle 

zu verkürzen. Denn über den integrierten Beschleunigungssensor 

würde die Fernsteuerung erst dann aktiviert, sobald das 

Gerät in die Hand genommen wird. Die langen, inaktiven Phasen 

ließen sich dafür nutzen, das Gerät mithilfe kleiner Solarzellen aufzuladen. 

Auf Basis des Referenzdesign könnten Fernsteuerungen 

als Energie autarkes System aufgesetzt werden, so dass die Nutzungsbereitschaft 

jederzeit gegeben ist. (sb)n 

Die Autoren: Patrick Delmer, Supplier Business Manager 

Arrow Electronics und Sven Johannsen, Business 

Development Manager, Sharp Microelectronics Europe. 



Systemdesign 

Bild: sellingpix - Fotolia.com 

Quarz-basierende Sensorlösungen 

Für hohe Ansprüche an Temperaturstabilität 

Während die meisten Sensoren auf Halbleitern basieren, hat Epson Toyocom sein Wissen als Weltmarktführer 

Quarz-basierender Taktgeber genutzt, um spezielle Sensorelemente auf Quarz-Basis zu entwickeln. 

Autor: Teruhisa Miyazawa 

 

Sensoren und Sensornetzwerke erfreuen sich einer stetig 

steigenden Beliebtheit und finden sich in immer neuen 

Anwendungen. Man denke nur an Navigationssysteme, 

die auch bei Verlust des GPS-Signals die gefahrene Route 

noch nachverfolgen können, oder an Smartphones, welche die Lage 

des Gerätes erkennen und damit zum Beispiel den Bildschirm 

von Längs- auf Querformat umschalten. Neue Anwendungsbereiche 

für Sensoren bedeuten nicht nur einen steigenden Absatzmarkt, 

sondern auch kontinuierlich steigende Anforderungen an 

die Sensoren. 

Während die meisten Sensoren auf Halbleitern, so genannten Si- 

MEMS basieren, hat die zum Seiko Epson-Konzern gehörende Epson 

Toyocom Corporation ihr Know-how als Weltmarktführer 

Quarz-basierender Taktgeber genutzt, um spezielle Sensorelemente 

auf Quarz-Basis zu entwickeln. Dank der äußerst geringen Temperaturabhängigkeit 

des Quarzmaterials weisen auch Quarz-basierende 

Sensoren neben anderen Vorteilen eine äußerst geringe 

Temperaturabhängigkeit auf und zeichnen sich deshalb für anspruchsvolle 

Anwendungen aus. 

Dieser Artikel beschreibt verschiedene Quarz-basierende Sensoren 

für diverse Anwendungsbereiche von Konsumer- bis hin zu 

sicherheitsrelevanten Kfz-Anwendungen. Weitere Anwendungen 

sind von Epson angebotene Mikrocontroller mit speziellen Sensorschnittstellen 

bis hin zu Sensorsystemen, also Kombinationen der 

diversen Bauteile mit entsprechenden Auswertealgorithmen. 

_06DRZ_TOELLNER_3 Netzgeräte 86x29 3_as_gepr.pdf;S: 1;Format:(86.00 x 29.00 mm);03. Nov 2010 12:28:00 

Netzgeräte 

Labor- 

Leistungs- 

Arbiträrwww.TOELLNER.de 


Systemdesign 

Epson Toyocoms QMEMS-Prozess 

Um die Eigenschaften immer kleiner werdender Quarze für Taktgeber-Anwendungen 

zu verbessern, hat Epson Toyocom bereits 

vor Jahren einen, von den konventionellen mechanischen Bearbeitungsschritten 

abweichenden Prozess zur Bearbeitung von Quarzmaterial 

auf photolithografischer Basis entwickelt. Dieser QMEMS 

(Quarz + MEMS) genannte Prozess ermöglicht die Substitution 

mechanischer Prozesse durch die wesentlich weniger toleranzbehaftete 

Photolithographie. Im Gegensatz zu mechanischen Prozessen 

können mithilfe des QMEMS-Prozesses äußerst komplexe und 

3-dimensionale Strukturen in einem Quarz-Chip erzeugt werden, 

welche zu einer Verbesserung der resultierenden Eigenschaften 

führt. 

Dieses Prozess-Know-how hat Epson Toyocom auch für die Entwicklung 

spezieller, auf Quarz basierender Sensorelemente zur Erkennung 

verschiedener physikalischer Größen wie Druck und Rotationsbeschleunigung 

genutzt, welche sich neben kleinen Bauformen 

durch außerordentliche Temperaturstabilität und gutes Signal-Rauschverhältnis, 

geringe Nullpunktdrift und hohe Linearität 

auszeichnen. 

QMEMS-basierendes Gyro-Sensorelement 

Dank des QMEMS-Prozesses zur Bearbeitung von Quarz-Chips 

war es Epson Toyocom möglich, ein proprietäres Sensorelement 

zur Erkennung von Rotationsbeschleunigungen zu entwickeln. 

Das für Epsons Gyroskope eingesetzte Sensorelement weist eine so 

genannte Doppel-T-Struktur auf, d.h. es verfügt über sechs bewegliche 

Arme, die ein Si-Sensorelement tragen (Bild 1). 

Das Sensorelement ist aus Quarzmaterial aufgebaut, welches 

über piezoelektrische Eigenschaften verfügt und somit bei Beschleunigung 

oder Rotation ein entsprechendes Signal erzeugt. 

Zur Entkopplung des Sensors von der weiteren Auswerteelektronik 

wird das Signal der beiden mittleren Detektionsarme über 

einen Differenzverstärker geleitet. Dies bewirkt (im Gegensatz zu 

konventionellen Gyroskopen) eine deutliche Verringerung der 

Sensitivität des Gyro-Sensors auf Linearbeschleunigungen. D.h. 

bei Linearbeschleunigungen würden beide Detektionsarme in 

die gleiche Richtung verbogen und liefern damit ein gleichphasiges 

Signal, das der Differenzverstärker kompensiert. Bei Rotationen 

jedoch verbiegen sich die beiden Detektionsarme gegenläufig, 

erzeugen also ein gegenphasiges Signal, welches im Differenzverstärker 

weiter verstärkt wird. Das Resultat dieser Anordnung 

ist nicht nur eine äußerst hohe Unterdrückung von Linearbeschleunigungen 

wie beispielsweise Stößen, sondern auch eine 

hohe Sensitivität und damit einhergehend ein sehr gutes Signal- 


Quarz statt Silizium 

Epson Toyocom hat sein Know-how bei Quarz-basierenden Taktgebern 

genutzt, um spezielle Sensorelemente auf Quarz-Basis zu entwickeln. 

Dank der äußerst geringen Temperaturabhängigkeit des Quarzmaterials 

weisen auch Quarz-basierende Sensoren neben anderen 

Vorteilen eine äußerst geringe Temperaturabhängigkeit auf und zeichnen 

sich deshalb für anspruchsvolle Anwendungen im Konsumer-, 

Kfz- und Industriebereich aus. 


427ei0112 

Rausch-Verhältnis bei sehr kleiner Bauform (zum Beispiel von 5 

x 3,2 mm oder kleiner). 

Im Gegensatz zu Si-MEMS-basierenden Sensoren weisen Epson 

Toyocoms Sensorelemente dank des eingesetzten Quarzmaterials 

und dessen hoher Güte ein sehr geringes Rauschen auf und verfügen 

über eine sehr gute Linearität und außergewöhnlich geringe 

Nullpunktdrift über den gesamten Temperaturbereich. 

Epson’s QMEMS-basierende Sensoren 

Um den diversen Anforderungen verschiedenster Märkte Rechnung 

zu tragen, hat Epson Toyocom eine Reihe verschiedener Sensoren 

und Sensorsysteme entwickelt, welche auf der proprietären 

Struktur der Gyro-Sensoren und/oder des speziellen QMEMS- 

Prozesses basieren. 

■ Gyroskope zur Erfassung von Rotationsbeschleunigungen einer 

Achse und verschiedenster Drehraten von 60dps bis 1500dps 

für Konsumeranwendungen. 

■ Sensoren mit zwei verschiedenen Drehratenausgängen (zur Erfassung 

sowohl langsamer Drehraten mit hoher Genauigkeit als 

auch schneller Drehraten mit entsprechend verringerter Auflösung). 

■ Mehrachsige Sensoren (beispielsweise AH-6100 zur Erfassung 

von Rotationen und Linearbeschleunigungen jeweils in allen 

drei Achsen) und ein-achsige Gyroskope für den automobilen 

Einsatz in beispielsweise Navigationssystemen (XV-8000). 

■ Sensoren für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen 

wie unter anderem in der Fahrzeugstabilisierung (ESC). 

Letztere verfügen neben oben beschriebenen Eigenschaften zusätzlich 

noch über eine weiter erhöhte Zuverlässigkeit und Zusatzfunktionen 

wie permanente Selbsttests und Meldung möglicher 

Funktionsfehler zur Ausgabe entsprechender Warnsignale an den 

Bild 1 (links): 

Epson Toyocoms 

Gyro-Sensor mit 

dem 6-armigen 

Quarz-basierenden 

Sensorelement. 

Bilder: Epson Toyocom 

Bild 2 (rechts): 

Funktionsprinzip 

des Gyro-Sensors 

mit differenzieller 

Auswertung und 

damit sehr hoher 

Unterdrückung 

störender 

Linearbeschleunigungen. 



Fahrer. Auch die Einhaltung automobilrelevanter 

Vorschriften und Qualitätsanforderungen 

wie AEC-Q100 und PPAP sind 

für die, für den automobilen Einsatz vorgesehener 

Bauteile selbstverständlich. 

Am oberen Ende erweitert Epson derzeit 

sein Sensorportfolio mit einer IMU (Interial 

Measurement Unit) namens S4E5A0A0. 

IMUs sind Systeme, die Inertialbewegungen 

von leichten Inklinationen bis hin zu 

starken Bewegungen genau wahrnehmen. 

IMUs finden Anwendung in speziellen Bereichen 

der Luft- und Raumfahrt, vermehrt 

aber auch in industriellen Anlagen, für die 

sie jedoch nicht nur genauer und stabiler, 

sondern auch kleiner sein müssen und weniger 

Energie benötigen dürfen. 

Die IMU erfasst in drei Achsen die Winkelbeschleunigung 

und die Beschleunigung 

zur Erfassung von sechs Freiheitsgraden. 

Die Gyroskope liefern hohe Genauigkeit 

und Stabilität bei einem Drehratenbereich 

von ±300 Grad/s und der Beschleunigungsmesser 

hat einen Dynamikbereich von ±3 

G. Die IMU bietet eine Messgenauigkeit der 

Winkelgeschwindigkeit (Winkeldrift oder 

Angle Random Walk) von 0,24 Grad/√hr 

und eine Gyro-Nullpunktdrift (Bias Instability) 

von 6 Grad/h. Das System ist außerdem 

mit den Industriestandard-Schnittstellen 

SPI und UART ausgestattet, misst 24 x 24 x 

10 mm und verbraucht 30 mA im Betrieb 

mit U b 

= 3,3 V. 

Epson’s Sensor-Systemlösungen 

Zusätzlich zu den Standard-Sensoren und 

der IMU offeriert Epson auch eine Vielzahl 

verschiedener Mikrocontroller, darunter 

solche mit dedizierten Sensorschnittstellen. 

Diese sind explizit für die Auswertung von 

Sensorsignalen entwickelt worden und ermöglichen 

es, neben den hausinternen Sensoren 

auch eine Vielzahl weiterer Sensoren 

wie Magnetsensoren und andere anzuschließen 

und deren Signale zu verarbeiten. 

Zur einfachen und schnellen Evaluierung 

der Sensoren stellt Epson des Weiteren 

eine Reihe von Sensormodulen bereit, 

die neben den eigentlichen Sensoren auch 

diverse Schnittstellenoptionen wie ZigBee 

und USB haben und es damit ermöglichen, 

die Sensorsignale nicht nur direkt zu verarbeiten, 

sondern diese auch mit der mitgelieferten 

Software auf einem PC anzuzeigen. 

Neben der einfachen Evaluierung der 

Sensoren sind diese Module auch dafür gedacht, 

Konzeptverifikation für von Epson 

in entsprechenden Volumina angebotene 

komplexere und kundenspezifische Sensorlösungen 

vorab durchzuführen. Dies 

erlaubt es, das Pflichtenheft für eine kundenspezifische 

Sensorlösung von Epson 

schon vor dem eigentlichen Designstart 

mit Testergebnissen zu untermauern. Diese 

kundenspezifischen Lösungen können 

zusätzlich zu diversen Sensoren und dem 

Mikrocontroller auch weitere Komponenten 

sowie kundenspezifische Algorithmen 

auch externer Quellen enthalten. 

Basierend auf dem Angebot unterschiedlichster 

Sensoren und Mikrocontroller bis 

hin zu kompletten, kundenspezifischen 

Sensorlösungen plant Epson sein Angebot 

an Sensoren und Sensorlösungen kontinuierlich 

zu erweitern, um Kunden den Einsatz 

von Sensoren zu erleichtern. (sb) n 

QMEMS 

QMEMS ist eine Kombination von „Quarz“, 

ein kristallines Material mit Eigenschaften 

wie hohe Frequenzstabilität, Präzision, und 

„MEMS“ (mikro-elektromechanisches 

System). QMEMS-Bauteile, die in einem 

Mikrofabrikationsprozess auf einem 

Quarzmaterial statt auf einem Halbleitermaterial 

(wie MEMS) hergestellt werden, 

bieten sehr gute Eigenschaften in einem 

kompakten Gehäuse. QMEMS ist eine eingetragene 

Marke von Epson Toyocom. 

Gyroskop (Winkelgeschwindigkeits- 

Sensor) 

Ein Sensor, der den Rotationswinkel (Winkelgeschwindigkeit) 

eines Objekts pro 

Zeiteinheit in Bezug auf eine Referenzachse 

misst. 

Inertialmesseinheit (IMU) 

Ein System für die Erkennung von Inertialbewegungen, 

das aus Winkelgeschwindigkeitssensoren 

an drei Achsen und Beschleunigungsmessern 

in drei Richtungen 

besteht. IMUs werden primär für das Messen 

und die Kontrolle des Verhaltens von 

mobilen Objekten eingesetzt. 

Winkeldrift (Angle Random Walk) 

Der Winkelfehler, der sich über der Zeit in 

der Winkelgeschwindigkeit durch weißes 

Rauschen bildet. 

Nullpunktdrift (Bias Instability) 

Die zufälligen Messabweichungen des Gyroskop-Nullpunktes 

mit 1/f Rauschdichte, 

die sich durch die Mittelung einer spezifizierten 

finiten Länge von Abtastzeiten und 

Zeitintervallen berechnet. 

Der Autor: Teruhisa Miyazawa, Epson Toyocom, 

Corp. Manager Strategic Product Planning. 

Up to 5V 

0V 

IN+ 

IN – 

2.5V to 5V 

V REF 

LTC2369 

GND 

2.5V 

V DD 

SPI 

I/O 

OV DD = 1.8V to 5V 

–40°C to +125°C 

Guaranteed 


Systemdesign 

LTPoE++ erweitert PoE auf 90 W 

Zuverlässigen Standard einsetzen 

Mit Power-over-Ethernet (PoE) lassen sich Strom und Daten über bestehende Ethernet-Kabel übertragen, was 

Applikationen von Einschränkungen durch eine separate Wechselstromversorgung befreit. Allerdings nimmt der 

Bedarf an Energie immer mehr zu. Ein neuer Standard soll hier Abhilfe schaffen: LTPoE++. Autor: Heath Stewart 

Die Anzahl an PoE-Lösungen wächst und so auch der Bedarf 

an mehr Energie. Mit LTPoE++ steht ein proprietärer 

Standard zur Verfügung, der sich diesem steigenden 

Energiebedarf annimmt, indem er die PoE- und PoE+- 

Spezifikationen auf 90 W an die so genannten Powered-Devices 

(PDs) gelieferter Leistung ausweitet. LTPoE++ reduziert im Vergleich 

zu anderen Standards die Leistung ausweitenden Lösungen, 

die Engineering-Komplexität des Power-Sourcing-Equipment 

(PSEs) und der PDs ebenfalls deutlich. Die Eigenschaften dieses 

Standards erweitern die Anzahl über Ethernet versorgter Applikationen 

um mehrere Größenordnungen, wodurch neue Klassen von 

PDs möglich werden, wie Energie-hungrige Picozellen, Basisstationen 

oder Heizungen für Kameras mit Neige-, Schwenk- und 

Zoom-Funktionen (Pan-Tilt-Zoom, PTZ). 

Im Blickpunkt: Power-over-Ethernet 

PoE ist ein Standardprotokoll zum Übertragen von Gleichstrom 

über ein Kupfer-Ethernet-Kabel. Die IEEE-Arbeitsgruppe, die die 

Ethernet-Datenstandards 802.3 verwaltet, hat 2003 die PoE-Möglichkeit 

hinzugefügt. Die ursprüngliche PoE-Spezifikation, bezeichnet 

als 802.3af, erlaubte es, 48 V DC mit maximal 13 W zu 

übertragen. Die maximal 13 W begrenzten die Anzahl möglicher 

Anwendungen erheblich. Im Jahre 2009 veröffentlichte die IEEE 

den Standard 802.3at oder PoE+, der die Spannungs- und Stromstärken 

so erweiterte, dass sich damit 25,5 W übertragen ließen. 

Der IEEE-Standard legt ebenfalls die PoE-Terminologie fest, wie 

Bild 1 verdeutlicht. Ein Gerät, das Leistung in ein Netzwerk einspeist, 

wird als PSE oder Power-Sourcing-Equipment bezeichnet. 

Ein Gerät, das Leistung aus dem Netzwerk entnimmt, wird als PD 



Systemdesign 

Bilder: Linear Technology 

Bild 1: Ein typisches PoE-System. 

Bild 3: Der teure Weg die PoE+-Leistung auszubauen. Zweifach-Typ2-PD 

liefert mehr Leistung als Standard-PoE+-PD, hat aber die doppelten Kosten 

und Komponentenanzahl. 

Bild 2: IEE-802.3at-Signature-Resistance-Bereiche. 

Bild 4: Weniger teure, aber mangelhafte Alternative zur Erweiterung der 

PoE+-Leistung. Dieses Schema ist ähnlich der in Bild 3 gezeigten Zweifach- 

Typ2-Anordnung, die Leistung verteilende Dioden-ORing-Architektur 

reduziert die Kosten etwa durch das Eliminieren eines DC/DC-Wandlers im 

PD. Wegen dem inheränten geringeren Schutz vor Überspannungen erfüllt 

diese Lösung die Anforderungen von PD-Designs aber nur selten. 


Moderner Standard für mehr Power 

13 und 25,5 W sind zu wenig, wenn es um eine adäquate Leistungsübertragung 

bei PoE geht. Mit dem proprietären Standard LTPoE++ 

lassen sich nunmehr 90 W übertragen. Darüber hinaus punktet die 

robuste End-to-End-Stromversorgungslösung mit niedrigen Kosten, 

hoher Zuverlässigkeit und niedriger Komplexität. 


514ei0112 

oder Powered Devivce bezeichnet. Es gibt zwei Arten von PSEs: 

Endpunkte – üblicherweise Netzwerk-Router oder Switches – die 

sowohl Leistung als auch Daten übertragen sowie Midspans, die 

zwar Leistung einspeisen, aber einfach Daten durchleiten. 

Midspans kommen normalerweise zum Einsatz, um die PoE-Fähigkeit 

in bestehende nicht PoE-fähige Netzwerke nachzurüsten. 

Typische PD-Anwendungen sind IP-Telefone, Zugangspunkte in 

drahtlose Netzwerke, Überwachungskameras, Femtozellen, Picozellen 

und Basisstationen für die drahtlose Kommunikation. 

Die IEEE-PoE+-Spezifikation definiert die Rückwärts-Kompatibilität 

mit 802.3af-PSEs und -PDs. Die PoE+-Spezifikation spezifiziert 

auch Typ1-PSEs und -PDs, um PSEs und PDs einzuschließen, 

die bis zu 13 W Leistung liefern oder verbrauchen. Typ2-PSEs und 

-PDs können bis zu 25,5 W Leistung einspeisen oder ziehen. 

Entwicklung von LTPoE++ 

Die 25,5 W des IEEE-PoE+-Standards waren noch nicht festgelegt, 

als bereits ersichtlich wurde, dass es einen höheren und weiter ansteigenden 

Bedarf nach mehr Leistung als 25,5 W gab. Die 

LTPoE++-Spezifikation stellt bis zu 90 W an ein LTPoE++-PD zur 

Verfügung. Diese Spezifikation punktet mit einer zuverlässigen 

Geräteerkennung und Klassifizierungs-Erweiterungen für bestehende 

IEEE-PoE-Portokolle. LTPoE++ ist rückwärts kompatibel 

und arbeitet problemlos mit existierenden Typ1- und Typ2-PDs 

zusammen. Anders als andere die Leistung ausweitende proprietäre 

Lösungen verfügt LTPoE++ des Herstellers über die gegenseitige 

Identifizierung zwischen dem PSE und dem PD. LTPoE++-PSEs 

können zwischen einem LTPoE++-PD und allen anderen Arten 

von IEEE-kompatiblen PDs unterscheiden, was es den LTPoE++- 

PSEs ermöglicht, kompatibel mit bestehendem Equipment zu bleiben 

und auch problemlos mit diesem zusammenzuarbeiten. 

LTPoE++-PSEs und -PDs arbeiten nahtlos mit IEEE-802.3at- 

Typ1- und Typ2-Geräten zusammen. Typ1-PSEs umfassen generell 

den 802.3af-Funktionsumfang bis zu 13 W. Typ2-PSEs erweitern 

den traditionellen PoE auf 25,5 W: 

■ Typ1-PSEs versorgen alle Typ1-, Typ2 und LTPoE++-PDs mit 

bis zu 13 W. 

■ Typ2-PSEs versorgen Typ1-PDs mit bis zu 13 W und liefern 

25,5 W an Typ2- und LTPoE++-PDs. 

■ LTPoE++-PSEs lassen sich mit eingeschränktem Funktionsumfang 

betreiben, selbst wenn sie an traditionelle Typ1- und Typ2- 

PSEs angeschlossen werden. 

■ LTPoE++-PSEs arbeiten mit Typ1- und Typ2-PDs zusammen. 

LTPoE++-PDs werden bis zur festgelegten Leistungsgrenze vom 

LTPoE++-PSE versorgt. Wenn ein LTPoE++-PD identifiziert ist, 

wird das PD versorgt, bis die Leistungsauslegung des PSEs die vom 

PD benötigte Leistung erreicht oder übersteigt. Ein LTPoE++-PSE 

_06DRY_TOELLNER_2 Generatoren_86x29 2_as_gepr.pdf;S: 1;Format:(86.00 x 29.00 mm);03. Nov 2010 12:28:02 

Funktions-Generatoren 



Systemdesign 

kann zum Beispeil sowohl 35-W- als auch 

45-W-PDs versorgen. 

IEEE-kompatible PD-Erkennung 

Die technische LTPoE++-Erkennung und 

Klassifizierung ist eine einfache, rückwärts 

kompatible Erweiterung zu bereits bestehenden 

Methoden. Andere, die Leistung 

ausweitende Protokolle, verletzen die hingegen 

IEEE-Spezifikation, was Bild 2 verdeutlicht. 

Damit besteht das Risiko, auch 

nicht kompatible NICs zu versorgen. 

Jede Verteilung von hoher Leistung, die 

die von der IEEE vorgeschriebenen Erkennungs-Widerstands-Spezifikationen 

(Detection-Resistance-Specifications) 

verletzt, 

beinhaltet das Risiko, Nicht-PoE-Geräte zu 

beschädigen oder zu zerstören. 

Die folgenden Regeln definieren eine Erkennungsmethode 

für die höchsten Sicherheitsstandards 

und eine sichere Zusammenarbeit. 

■■ Priorität 1: Keine Geräte einschalten, die 

man nicht einschalten sollte. 

■■ Priorität 2: Geräte einschalten, die man 

einschalten darf. 

Linear Technologys PSEs verfügen über robuste 

Detektionssysteme, die eine Vierpunkt-Erkennung 

einsetzen. Falsche positive 

Erkennungen werden durch das Prüfen 

des Signatur-Widerstands (Signature-Resistance) 

mit erzwungenen Strom- und 

Spannungsmessungen minimiert. 

Vorzüge von LTPoE++ betrachten 

Standard-PoE-PSEs nutzen zwei der vier 

verfügbaren Ethernet-Kabelpaare, um die 

Versorgung zu realisieren. Einige die Leistung 

erweiternde Topologien nutzen zwei 

PSEs und zwei PDs über ein Kabel, um 2 x 

25,5 W Leistung zu übertragen. Diese so 

genannte Zweifach-Typ2-Topologie ist in 

Bild 3 dargestellt. Hauptproblem bei dieser 

Strategie: Sie verdoppelt die Anzahl der 

Komponenten, was die Kosten von PSE 

und PD ebenfalls verdoppelt. Darüber hinaus 

erfordert ein robustes Design zwei DC/ 

DC-Wandler am PD, einen für jeden Komponenten-PD, 

wobei jeder DC/DC-Wandler 

eine relativ komplexe Flyback- oder isolierte 

Vorwärts-Versorgung ist. 

Einer der DC/DC-Wandler in einer 

zweifachen Typ2-Anordnung lässt sich 

durch das ORing der PD-Ausgangsleistung 

eliminieren, wie in Bild 4 gezeigt wird. Für 

diese Methode sind allerdings immer noch 

zwei PSEs und zwei PDs notwendig – mit 

allen damit verbundenen Kosten- und 

Platznachteilen. Der Spannungsabfall an 

den Leistungs-ORing-Dioden kann als 

Kompromiss für die Einsparungen, die sich 

durch den Einsatz eines DC/DC-Wandlers 

erzielen lassen, angesehen werden. In der 

Regel bleibt die Leistungsverteilung über 

ORing-Architekturen solange attraktiv, bis 

die Überspannungstests beginnen. Wegen 

der inheränten Reduzierung der Toleranz 

gegenüber Überspannungen erfüllen diese 

Lösungen nur selten die Designziele von 

PDs. 

Im Gegensatz dazu erfordern die 

LTPoE++-Lösungen, wie in Bild 5 zu sehen 

ist, nur jeweils einen einzigen PSE, PD und 

DC/DC-Wandler, was in deutlichen Einsparungen 

bezüglich Kosten, Platz und einer 

Verkürzung der Entwicklungszeit resultiert. 

LLPD-Interoperabilität und Optionen 

Bei der Wahl eines PoE-Systems samt Architektur 

tritt ein Nachteil auf: Die Implementierung 

des Link-Layer-Discovery- 

Protocols (LLDP) birgt oft versteckte Kosten. 

LLDP ist eine von der IEEE vorgeschriebene 

Leistungsabschätzung auf 

Softwareebene für PDs. LLDP erfordert Erweiterungen 

des Standard-Ethernet-Stacks 

und kann einen signifikanten Aufwand für 

die Softwareentwicklung bedeuten. Unglücklicherweise 

befindet sich die Anstrengung 

der Open-Source-Community, eine 

Unterstützung für LLDP zu bieten, immer 

noch im Anfangsstadium. 

Während Typ2-PSEs optional LLDP implementieren 

können, muss ein vollständig 

IEEE-kompatibles Typ2-PD sowohl die 

physikalische Klassifizierung als auch die 

Fähigkeit der LLDP-Leistungsabschätzung 

enthalten. Dafür muss aber die LLDP-Software 

an allen Typ2-PDs entwickelt werden. 

Zusätzlich werden die Entwicklungen 

durch die Zweifach-Versorgung komplizierter, 

die mit der LLDP-Anforderung zusammenhängt. 

Insbesondere der PD-seitige 

Prozessor muss an 13 W voll funktionsfähig 

sein. Darüber hinaus muss er über LL- 

DP zusätzliche Leistung abschätzen und 

liefern können. Diese Anforderung erhöht 

Kosten und Komplexität der Entwicklung 

und des gesamten Systems. 

LTPoE++ verfügt über verschiedene Implementierungsoptionen 

für LLDP. 

LTPoE++-PSEs und -PDs sorgen autonom 

für die erforderlichen Leistungspegel und 

Fähigkeiten auf der Hardwareebene, wobei 

sie voll kompatibel zu LLDP-basierten Lösungen 

sind. Kurz: LTPoE++ gibt Systementwicklern 

die Wahl, LLDP zu implementieren 

oder nicht. Proprietäre End-to-End- 

Systeme sind auf die LLDP-Unterstützung 

nicht angewiesen. Vorteile: eine schnellere 

Markteinführungszeit sowie niedrigere 



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Bild 5: Die LTPoE++-Architektur ist die einzige Leistung erweiternde PoE-Lösung, die 90 W am PD liefert 

und dabei die Komplexität und die Kosten im Rahmen hält. 

Stücklistenkosten, Leiterplattenplatz und 

Komplexität. 

Die Leistung beschreiben 

PoE-Leistungspfade lassen sich in drei 

Hauptfelder aufteilen: die Leistung, die im 

PSE generiert wird, die Leistung, die an das 

PD geliefert wird und die Leistung, die an 

die Applikation geliefert wird. Die Ansprüche 

der Fähigkeiten von PSE und PD Leistung 

zu liefern, müssen sorgfältig untersucht 

werden, bevor sinnvolle Vergleiche 

angestellt werden können. Ein Lieferant 

kann beispielsweise die Leistung beschreiben, 

wie sie vom PSE geliefert wird, ein anderer 

die Leistung, die an das PD geliefert 

wird, während der Entwickler von PDs an 

die Leistung denkt, die die Applikation benötigt. 

Obwohl hier die PSE-Leistungsmessung 

die am wenigsten aussagekräftigste ist, wird 

sie jedoch am häufigsten im Marketingmaterial 

zitiert. Die PSE-Leistung ist allgemein 

als die Leistung definiert, die am PSE-Ende 

des Ethernetkabels geliefert wird. Die Fähigkeit 

Leistung zu liefern, wird manchmal 

noch ungenauer beschrieben, wenn Lieferanten 

die Leistung bei der maximalen 

Spannung spezifizieren, die allerdings nur 

selten erreicht wird. 

PD-Leistung oder die auch gelieferte 

Leistung ist diejenige, die am PD-Ende des 

Ethernetkabels anliegt – vor der Diodenbrücke. 

Die notierte Leistung ist ein nützlicheres 

Maß als die PSE-Leistung, weil sie 

die Verluste über 100 Meter von CAT-5e- 

Kabeln mit in Betracht ziehen muss. PD- 

Leistungsabschätzungen spiegeln einen angenommenen 

Wirkungsgrad der DC/DC- 

Wandler von Anwendungen und Diodenbrücken 

wider, was für Lieferanten von 


PSE- und PD-Bausteinen ungewohnt ist. 

Den Entwickler eines PDs interessiert 

hauptsächlich die Leistung, die an die Applikation 

geliefert wird, wobei alle Systemeffekte 

in Betracht gezogen werden müssen, 

einschließlich der magnetischen Komponenten 

des Ethernets, Spannungsabfälle an 

den Diodenbrücken und des Wirkungsgrads 

des DC/DC-Wandlers. Diese Angabe 

ist am aussagekräftigsten, aber schwer exakt 

zu spezifizieren. 

Von bis zu 72 W am PSE in der Zweifach- 

Typ2-Konfiguration kommen am PD nur 

51 W an. Bei 90 % Wandler-Effizienz bleiben 

der Applikation gerade mal 46 W und 

damit weit weniger als mit den 70-W- und 

90-W-LTPoE++-Lösungen: Dort sind es 63 

und 81 W. Linear Technology stellt eine 

vollständige LTPoE++-Familie an PSE- und 

PD-Lösungen zur Verfügung. Zusätzlich ist 

eine vollständige PSE-Serie, die 1- bis 12- 

Port-Lösungen umfasst, ab sofort lieferbar. 

Fazit 

LTPoE++ ist eine robuste End-to-End- 

PoE-Stromversorgungslösung mit einem 

hohen Kosteneinsparungsfaktor. In Zusammenspiel 

mit einem guten Applikationssupport, 

belegbaren Nachweisen und 

einer guten Reputation für die Zuverlässigkeit, 

stellt LTPoE++ eine der umfangreichsten 

Hochleistungslösungen im Markt dar. 

LTPoE++-Systeme vereinfachen die Stromversorgung, 

so dass sich Systementwickler 

auf die Entwicklungsaufgaben für ihre Applikationen 

konzentrieren können, die mit 

entsprechendem Kundenmehrwert überzeugen. 

(eck) 

n 

Der Autor: Heath Stewart ist Senior Design 

Engineer bei Linear Technology. 

Alle Preise verstehen sich zzgl. MwSt., Porto und Verpackung. Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten. 

Optische Übertragung von 

CAN-Nachrichten für EMV- 

Anwendungen. Umschaltbar auf 

High- oder Low-Speed-CAN. 

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Systemdesign 

Bild 1: Universelle 

Schnittstellen auf 

allen Xplained-Kits 

(UC3L0). 

Nicht nur zum Spielen geeignet... 

Die Plattformen AVR und AVR32 Xplained Evalkits für das AVR Studio 5 

Sie planen eine neue Applikation, wissen aber noch nicht, ob eine „einfache“ 8-bit-MCU mit starker Peripherie 

ausreicht, oder doch 32-Bit-Rechenleistung notwendig sein wird Atmels steckerkompatible Xplained Evalboards 

machen es leicht, die verschiedenen MCUs zu testen und am Ende den Favoriten in Ihre Zielapplikation zu 

überführen. 

Autor: Dirk Jansen 

Die Idee ist einfach: Man definiere einen PCB-Formfaktor 

(85 mm x 54 mm), lege die Position, Belegung und die 

Pinfunktion von vier 10-poligen IO-Pfostensteckern im 

100-mil-Raster fest, platziert den JTAG-Stecker und einen 

Jumper, der den Strompfad zur MCU für Messungen öffnet, 

sowie eine USB-Schnittstelle, die auch zur Spannungsversorgung 

dient und fertig ist das Xplained-Konzept. 

Diese einfache Idee ermöglicht die Verwendung aller AVR- und 

AVR32-MCUs von Atmel und die Anbindung externer Hardware, 

sei es an die eigene Peripherie, die sich über die IO-Konnektoren J1 

bis J4 anbinden lässt, oder Atmel-eigene Sensorboards, die auf J1 

und J2 aufgesteckt werden. Aber dazu später mehr. 

Auf den jeweiligen Xplained-Boards kann Atmel darüber hinaus 

nach Belieben Sonderfunktionen darstellen, wie beispielsweise kapazitive 

Tasten beziehungsweise Slider, Tasten, LEDs, LCD, Memory 

(SDRAM, NAND, Data Flash), Lichtsensoren und so weiter. 

Damit die Xplained-Kits untereinander kompatibel sind, ist natürlich 

auch die Definition der einheitlichen logischen Funktionen 

der Steckverbinder J1, J2, J3 und J4 wichtig. Zu beachten ist bei der 

Anwendung der jeweiligen IO-Funktion lediglich die eventuell interne 

Doppelnutzung der Pins. So befindet sich zum Beispiel auf 

dem J4 der UC3L0 Xplain auch zusätzlich das intern angebundene 

Atmel AT45 Data Flash. Diese Doppelbelegungen sind in den jeweiligen 

Xplain User Guides beschrieben und die interne Verbindung 

ist meist durch vorgesehene Trennstellen wieder zu unterbrechen. 

Atmel stellt auf J1 und J4 in identischer Belegung jeweils drei 

serielle Schnittstellen (UART, I 2 C und SPI) zur Verfügung. Somit 

können leicht externe Hardware-Erweiterungen realisiert werden. 

Natürlich lässt sich jeder Pin auch als GPIO-Pin nutzten: 


AVR und AVR32 Xplained Evalkits 

Die von MSC Vertrieb erhältlichen universellen Xplained Entwicklungsboards 

von Atmel sind untereinander steckerkompatibel und im 

Formfaktor 85 mm x 54 mm für die wichtigsten AVR- und AVR32-Familien 

verfügbar. Diese einfache Idee ermöglicht die Verwendung aller 

AVR und AVR32 MCUs in Verbindung mit eigener Hardware. Sie können 

entweder über die IO-Konnektoren J1 bis J4 angebunden, oder 

mit Atmels eigenen Sensorboards auf J1 und J2 aufgesteckt werden. 


517ei0112 



Systemdesign 

Bild 2: AVR und AVR32 Xplained-Kits. 

Bild 3: JTAG ICE3 verbindet AVR und AVR32 mit der Entwicklungsumgebung. 

■■ Auf J3 finden sich nun allgemeine GPIO-Pins, die je nach verwendeter 

MCU auch Sonderfunktionen wie zum Beispiel PWM 

bieten. 

■■ J1, J3 und J4 haben die Versorgungsspannung zur Speisung ihrer 

eigenen Hardware auf Pins 9 und 10. 

■■ Auf J2 befinden sich analoge Eingänge (ADC) und, wenn auf 

der MCU vorhanden, analoge Ausgänge (DAC). Die interne 

analoge Versorgung dieser Peripherie steht ebenfalls zur Verfügung. 

Die verfügbaren Xplained-Kits 

Atmel unterstützt die wichtigsten AVR 8-bit-MCUs und AVR32- 

MCUs mit je einem Xplained-Kit. Eine Erweiterung auch auf Atmels 

SAM ARM MCU-Produkte ist ebenfalls möglich. 

Dokumentierte Schaltpläne, Bestückungslisten und eine vollständige 

Unterstützung der Inbetriebnahme durch viele Beispielprojekte 

und Treiberpakete aus dem AVR Studio 5, helfen sehr 

schnell dabei, eigene Ideen auf diesen kleinen Hardwareplattformen 

wahr werden zu lassen. Zu jedem Xplained-Kit gibt es darüber 

hinaus entsprechende „Getting Started“-Applikationsschriften. 

Xplained-Kits kosten um die 30 €. 

Sensorboards 

Durch die genaue Festlegung der mechanischen, elektrischen sowie 

logischen Schnittstellen ist es leicht möglich, externe Hardware 

an die Xplained-Kits anzuschließen. Atmel bietet hierzu verschiedene 

Sensorboards mit 3-achsigen Beschleunigung-, Magnetfeldund 

Kreiselinstrument-(Gyroskop)-Sensoren sowie genaue Drucksensoren. 

Mit Hilfe der im AVR Studio 5 Softwareframework (ASF) 

enthaltenen Treiber, können leicht kalibrierte Daten erfasst, visualisiert 

und für eigene Anwendungen benutzt werden: So lassen sich 

mit Hilfe der Xplain-Kits eigene ferngesteuerte Hubschrauber mit 

Bild 4: AVR Studio 5 beinhaltet Editor, Compiler, Debugger und das ASF. 

integriertem Autopiloten entwickeln! Außerdem gibt es Xplain- 

Aufsteckboards für Atmels digitale LM75-kompatible Temperatursensoren 

und die Crypto- und Authentication-Produkte. Weitere 

Boards, auch von Drittanbietern, sind in Vorbereitung. 

Was fehlt noch zum Glück 

Mit der Entwicklungsplattform AVR Studio 5 können alle AVRund 

AVR32-Projekte entwickelt werden. Sie beinhaltet nicht nur 

den leistungsstarken Microsoft Visual Studio Editor, AVR und 

AVR32 GNU C/C++-Compiler, Linker und Debugger, sondern 

auch alle Peripherie-Treiber, Softwareservices (USB-Klassentreiber, 

FAT-Filesysteme, RTOS und so weiter) und mehr als 500 Beispielprojekte 

samt umfangreicher Dokumentation. Neben diesem 

kostenlosen Entwicklungstool wird nur noch ein JTAG-Debug- 

Interface wie zum Beispiel AVR Dragon, JTAG ICE-MK2, AVR 

One-Kit oder das JTAG ICE3 benötigt und man kann mit AVR 

beziehungsweise AVR32 durchstarten. (jj) 

n 

alle Bilder: MSC Vertrieb 

Tabelle 1: 

Belegung 

IO-Header 

J1, J2, J3, 

J4. 

Der Autor: Dipl.-Ing. Dirk Jansen ist Produkt-Marketing-Manager 

und FAE der MSC Vertriebs GmbH mit Tätigkeitsschwerpunkt 

Atmel-MCUs sowie der zugehörigen Tools. 

_06DRX_TOELLNER_1 Verstärker_86x29 1_as_gepr.pdf;S: 1;Format:(86.00 x 29.00 mm);03. Nov 2010 12:28:01 

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4-Quadrantenwww.TOELLNER.de 


Systemdesign 

12 Tipps zur Auswahl 

Evaluationboards von RS Components 

Es gibt eine Vielzahl von Entwicklungskits und Referenzdesigns, um bestimmte 

Komponenten zu evaluieren. Die in diesem Beitrag aufgeführten zwölf Punkte sollen 

die Auswahl erleichtern. 

Autor: Frank Behrens 

Viele Faktoren spielen in die Auswahl eines Evaluationboards 

hinein. Letztlich ist jeder einzelne ein entscheidender 

Baustein dafür, ob ein spezielles Board wirklich den 

Ansprüchen der Anwendung und den Bedürfnissen des 

Entwicklers entspricht. 

Bei Beachtung der folgenden 12 Hinweise ist man bei der Auswahl 

auf der sicheren Seite. 

1. Prüfen Sie Bewertungen und Meinungen anderer 

Entwickler. 

Gibt es vielleicht Erfahrungsberichte auf www.designspark.com 

Unter www.designspark.com sind Design-Informationen, Bewertungen 

von Benutzern und neue kostenlose Tools versammelt, die 

den Design-Vorgang beschleunigen. Ein wichtiges Merkmal von 

DesignSpark ist eine Bibliothek unabhängiger Bewertungen für 

Development-Kits und Testplattformen. DesignSpark ermöglicht 

seinen Benutzern außerdem den Zugang zu einem eigenen De- 

sign-Center, das Technologietipps von DesignSpark-Mitgliedern 

enthält. Die unabhängige Sichtweise eines erfahrenen Praktikers 

birgt oftmals mehr relevante Informationen für die Auswahl des 

richtigen Evaluationskits als die Produktdokumentation des Herstellers. 

2. Nehmen Sie die Stückliste des Evaluationboards unter 

die Lupe. 

Sind darin Teile enthalten, die Ihrem Evaluationsdesign entsprechen 

Beispielsweise könnte eine passende Leistungssteuerschaltung 

vorhanden sein. Auch USB-Schnittstellenlösungen lassen sich 

oft für die eigenen Zwecke nutzen. 

3. Sind passende Interfaces zur Erweiterung verfügbar 

Ist es auf einfache Weise möglich, andere Boards mit diesem zu 

verbinden und können Sie dies für Ihre Zwecke nutzen Wenn dies 

der Fall ist, unterstützt die verfügbare Software die weitere Evalua- 

Bild: Peter Ploskonka - Fotolia.com 



Systemdesign 


Systemdesign 

tion oder sind Sie gezwungen, darüber hinaus-gehende Programmierungen 

vorzunehmen 

4. Werfen Sie einen Blick auf das Errata Sheet, das der 

Hersteller für das Board herausgegeben hat. 

Oft haben Evaluationboards bekannte Fehlfunktionen oder es gibt 

bestimmte Probleme beim Einsatz. Nur der Entwickler selbst kann 

bestimmen, ob diese bereits bekannten Vorkommnisse Auswirkungen 

auf die Evaluation der Komponenten haben, die für ihn im 

Fokus stehen. 

5. Sehen Sie sich den Prozessor, der auf dem Board zum 

Einsatz kommt, genau an. 

Auch bei Chips sind Fehlfunktionen an der Tagesordnung und Sie 

sollten sie kennen, bevor Sie sich für den Kauf entscheiden. Lesen 

Sie sich die vom Hersteller herausgegebene Dokumentation für 

den auf dem Board eingesetzten Prozessor intensiv durch. Denken 

Sie aber auch daran, dass der auf dem Board derzeit tatsächlich 

eingesetzte Chip von jenem abweichen kann, der zu dem Zeitpunkt 

aktuell war, als die Dokumentation für das Board verfasst wurde. 

6. Unterziehen Sie die Demonstrationssoftware einer 

kritischen Prüfung. 

Oft ist die Software entscheidend für die Evaluation der Leistungsfähigkeit 

elektronischer Bauteile. Gibt es vielleicht sogar eine Demonstrationssoftware, 

die Sie zur Evaluation einsetzen können, 

ohne dass Sie Ihren eigenen Code programmieren müssen 

7. Welche Möglichkeiten lässt die integrierte Entwicklungsumgebung 

(Abkürzung IDE, von engl. integrated 

development environment), die der Hersteller mit dem 

Evaluationboard liefert 

Mit einer solchen Sammlung von Anwendungsprogrammen soll 

die Softwareentwicklung möglichst ohne Medienbrüche bearbeitet 

werden können. Umfangreichere integrierte Entwicklungsumgebungen 

enthalten oft weitere hilfreiche Komponenten wie Versionsverwaltung, 

Projektmanagement oder die Möglichkeit der einfachen 

Erstellung von grafischen Benutzeroberflächen. Manche 

Boards werden aber mit einer Standard-Entwicklungsumgebung 

geliefert, die an die Möglichkeiten des Evaluationskits an sich gebunden 

ist und nicht für die Entwicklung anderer Hardware genutzt 

werden kann. Ober aber sie ist dahingehend begrenzt, dass 

der Compiler nur einen Code von bestimmter Länge verarbeiten 

kann. 

8. Ist ein Board Support Package (BSP) erhältlich, das für 

Ihren Einsatzzweck passend ist 

Zu vielen Boards sind autorisierte BSPs erhältlich. Mit ihnen können 

Sie Ihr Projekt sofort starten. Sie sparen viel kostbare Zeit, 

wenn Sie auf ein solches Package zurückgreifen. 

9. Informieren Sie sich darüber, welche Möglichkeiten es 

zur technischen Anwendungsberatung gibt. 

Nachdem Sie das passende Evaluationboard gefunden haben, ist es 

wichtig, auch die beste Bezugsquelle ausfindig zu machen. Nichts 

ist frustrierender als zwar das richtige Board in der Hand zu haben, 

aber keinen Ansprechpartner, wenn es Anlaufschwierigkeiten gibt. 

Vergewissern Sie sich also, dass Sie ein Evaluationsboard bei einem 

Distributor kaufen, der Sie in technischer Hinsicht beratend unterstützen 

kann. 

10. Klären Sie ab, 

ob der Distributor Ihnen ein Rückgaberecht einräumt und schadhafte 

Kits ersetzt. 

11. Stellen Sie sicher, dass das von Ihnen bevorzugte 

Board auch in einer annehmbaren Zeit lieferbar ist. 

Es dürfte kaum befriedigend sein, wenn das Entwicklungskit zwar 

in vielen Punkten hervorragend mit den Anforderungen des Referenzdesigns 

übereinstimmt, aber erst in 26 Wochen lieferbar ist. 

12. Lesen Sie das vorhandene Dokumentationsmaterial 

sehr genau. 

Dass das Handbuch nicht gelesen wurde, ist der Hauptgrund, warum 

Entwickler bei Evaluationboards Hilfe von außen anfordern. 

Wenn Sie an einer Stelle nicht weiter kommen, sehen Sie nach, ob 

es nicht Unterlagen gibt, die Sie weiterbringen. 

Viele Informationen, die weit über diese Tipps hinausgehen, beantworten 

Ihnen Pear to Pear-Netzwerke oder Entwicklerforen wie 

www.designspark.com. Hier treffen sich Praktiker, um Informationen 

aus erster Hand zu erhalten. Mit seiner Auswahl an Prototypund 

Entwicklungsplatinen werden Kunden bei RS Components 

auf einfachstem Wege finden, was auch immer man sucht oder 

braucht. Außerdem schneller Versand und Online-Zugang zum 

kompletten Sortiment. 

Schritt für Schritt unterstützt der Webshop Entwickler bei der 

Produktsuche und der sicheren und schnellen Online-Bestellung. 

Abgesehen von Prototyp- und Entwicklungsplatinen kann man 

weitere Produkte aus der Reihe der Elektronische Bauelemente, 

Stromversorgung und Steckverbinder bestellen. (sb) 

n 

Autor: Frank Behrens, PR Manager Europe, RS Components GmbH 


422ei0112 

Bild: RS-Components 

Die Arduino-Plattform, hier mit dem Atmega 8-16, besteht aus Hard- und 

Software und ist quelloffen. Die im Bild gezeigte Hardware besteht aus 

einem einfachen I/O-Board mit dem µC und analogen (unten) und digitalen 

Ein- und Ausgängen (oben). 



Systemdesign 

Neue Produkte 

Mit internen Schutzfunktionen 

Dual-3A/2,5-MHz-DC/DC-Aufwärtsregler 

Linear Technology präsentiert 

den LT8582, einen DC/DC-Aufwärtsregler-Inverter 

mit zwei unabhängigen 

Kanälen, der intern 

gegen Ausgangskurzschluss, 

Eingangs-/Ausgangsüberspannungen 

und Übertemperatur ge- 

Bild: Linear 

schützt ist. Jeder der beiden Kanäle 

enthält zwei 42 V-Schalter 

– einen 1,7 A-Master-Schalter 

und einen 1,3 A-Slave-Schalter 

– die für einen maximalen 

Schaltstrom von 3 A parallel geschaltet 

werden können. Der 

LT8582 hat eine U b 

von 2,5 V bis 

22 V und ist gegen Transienten 

bis 40 V geschützt. Die beiden 

Kanäle des LT8582 können als 

Aufwärts-, SEPIC-, Inverter- oder 

Flyback-Wandler konfiguriert 

werden. 

infoDIREKT 

446ei0112 

Hochintegriert und klein 

3-Phasen Motor-Controller 

Das Modell MSK 4364 von MS- 

Kennedy (Vertrieb: Weltronic) ist 

ein ultra kompakter 3-Phasen 

Motor-Controller mit 5 A und 55 

V für BDC-Motoren. Dieser exakte 

4 Quadranten Drehmomenten-Verstärker 

bietet eine gute 

Bild: MSKennedy 

Nullpunktlinearität, d.h. genaue 

Positionierung um den Drehmomenten-Nullpunkt. 

Steuerung 

für die Hallsensoren und die 

Kommutierung sind integriert. 

Der IC bietet Überlaufschutz, selektierbarer 

60° und 120° Phasensteuerung 

sowie interne 

Strommesswiderstände. Das 

elektrisch isolierte Gehäuse 

misst nur 44,3 mm x 29 mm x 

5,1 mm. Der Arbeitstemperaturbereich 

reicht von -55 °C bis 

+125 °C. 

infoDIREKT 

455ei0112 

Der kleinste Gekapselte 

Schnappschalter mit langem Betätigungshub 

Bild: Omron 

gen des Ultra-Subminiatur-Mikroschalters 

D2HW betragen nur 

13,3 x 11,2 x 5,3 mm. Dies entspricht 

78 % herkömmlicher Gehäusegrößen. 

Der IP67-zertifizierte 

Subminiaturschalter ist mit 

geraden oder abgewinkelten Anschlüssen 

sowie verschiedenen 

Betätigungsmechanismen direkt 

über Stößel oder verschiedene 

Hebel erhältlich. Die maximale 

Betätigungskraft beträgt 0,75 N. 

Die maximalen Nennspannung 

ist 125 VAC bei 0,1 A bzw. 42 

VDC bei 0,5 A. 

infoDIREKT 

449ei0112 

Medium-Power-Transistor 

Der erste im 2 x 2 mm Leadless DFN-Gehäuse 

NXP Semiconductors kündigt den 

industrieweit ersten Medium-Power-Transistor 

in einem 2-mm x 2 

mm 3-pin Leadless DFN-Gehäuse 

an. Der BC69PA ist der erste einer 

Familie im ultra-kleinen DFN2020- 

Bild: NXP 

3 (SOT1061) SMD-Plastikgehäuse, 

er eignet sich für leistungssensitive 

Applikationen in mobilen, 

automotiven, industriellen 

Anwendungen sowie in der Weißen 

Ware. Das neue DFN2020-3- 

Gehäuse spart gegenüber dem 

bekannten SOT89-Gehäuse bis 

zu 80 Prozent an Leiterplattenfläche. 

Montiert auf eine 4-lagige 

Leiterplatte verkraftet das Gehäuse 

Leistungen bis 1,1 Watt. Wesentliche 

Daten sind: V CEO 

von 20 V 

bis 80 V und ein Kollektorstrom 

bis 3 A. 

infoDIREKT 

448ei0112 

Mit eingebetteter Fehlerkorrektur 

Single Level Cell NAND Flash-Speicher für ein breites Anwendungsspektrum 

Der weltweit kleinste gekapselte 

Schnappschalter kommt von 

Omron. Er verfügt über einen besonders 

langen Betätigungsweg 

mit einem Überhub von 1,4 mm, 

der ohne zusätzlichen internen 

Mechanismus realisiert wurde. 

Die äußeren Gehäuseabmessun- 

Toshiba Electronics Europe stellt 

mit BENAND einen vielseitigen, 

für verschiedene Anwendungen 

tauglichen Single Level Cell 

(SLC) NAND Flash-Speicher mit 

integriertem Fehlerkorrekturcode 

(ECC – Error Correction 

Bild: Toshiba 

Code mit 4 Bit pro 512 Byte) vor. 

BENAND kann in Anwendungen 

wie LCD-TV-Geräten und Digitalkameras, 

sowie in Robotern 

und industriellen Anwendungen 

zum Einsatz kommen. Muster 

von acht BENAND-Produkten 

stehen ab sofort in den zwei 

Speicherkapazitäten 4 und 8 

Gbit zur Verfügung. Die einfache 

Schnittstelle und hohe Zuverlässigkeit 

von SLC NAND mit kleiner 

Speicherkapazität sorgt für 

einen breiten Einsatz im Consumerbereich 

und in program- 

mierbaren Industrieanwendungen. 

Bis heute ist der ECC in den rektur: mehr als 4 Bit Korrektur 

eine fortschrittliche Fehlerkor- 

Host-Prozessor integriert und pro 512 Byte für NAND Flash in 

korrigiert 1 Bit pro 512 Byte. Die 32-nm-Technologie. 

Fortschritte in der Speicherprozesstechnik 

erfordern jedoch infoDIREKT 447ei0112 

_06DRZ_TOELLNER_3 Netzgeräte 86x29 3_as_gepr.pdf;S: 1;Format:(86.00 x 29.00 mm);03. Nov 2010 12:28:00 

Netzgeräte 

Labor- 

Leistungs- 



Systemdesign 

Bild: archibald - Fotolia.com 


Feldorientierte Regelung (FOC) von BLDCs 

Bürstenlose Gleichstrommotoren mit feldorientierter Regelung sind in 

neuen Anwendungen immer häufi ger erste Wahl, da sie eine hohe 

Energieeffi zienz bieten. Es gibt aber noch weitere Lösungen: Antriebselektronik-Plattformen, 

die dies ermöglichen, bieten Entwicklern 

zusätzliche Flexibilität, die Vorteile neuester Mikrocontroller-Architekturen 

zu nutzen, ohne dabei auf frühere Investitionen in Motorsteuerungs-Software 

oder das Leistungselektronikdesign verzichten zu 

müssen. 


518ei0112 



Systemdesign 

Antriebssteuerungen 

individuell entwickeln 

Mikrocontroller bieten ausreichende 

FOC-Performance für viele Anwendungen 

Für die feldorientierte Regelung (FOC) von BLDC-Motoren liegt 

heute bei Halbleiterherstellern und Anbietern von Motorsteuerungen 

eine große Menge an Know-how vor. Um in Zukunft noch 

leistungsfähigere Antriebe bereitzustellen, brauchen Entwickler 

eine flexible Entwicklungsplattform, mit der bestehendes Wissen 

im Bereich Antriebssteuerungen und Vektorsteuerungs-Algorithmen 

mit neuerer Software kombiniert werden kann. Dies bietet 

Vorteile in Sachen Leistungsfähigkeit, Kosten oder schnellerer 

Markteinführung. 

Autor: Roland Gehrmann 

Entwickler verschiedener Anwendungen, von industriellen Gebläsen, 

Pumpen und Kompressoren bis hin zu Weißer Ware wie Kühlschränken 

oder Waschmaschinen, entscheiden sich zunehmend für bürstenlose 

Gleichstrommotoren (BLDC). Im Vergleich zu herkömmlichen Wechselstrom-Induktionsmotoren 

bieten BLDC-Motoren Vorteile wie eine höhere 

Energieeffizienz und ein konstantes Drehmoment über einen größeren Drehzahlbereich. 

Geräteentwickler können somit leisere Produkte fertigen, die energieeffizienter 

und leistungsfähiger sind und neue Funktionen sowie Betriebsmodi 

unterstützen. BLDC-Motoren bieten in Bezug auf ihre Nennleistung auch eine 

kleinere Baugröße. Durch das zunehmende Interesse werden BLDC-Motoren 

außerdem immer wettbewerbsfähiger hinsichtlich ihres Preises. 

Im Vergleich zu DC-Motoren mit Bürsten verursachen bürstenlose Modelle 

weniger elektrische Störungen und sind laufruhiger. Sie sind damit weniger wartungsanfällig, 

was ein entscheidender Vorteil in einigen industriellen Anwendungen 

ist, wo eine Inspektion bzw. der Zugriff auf den Motor schwierig und 

teuer erscheint, wenn beispielsweise die Bürsten ausgetauscht werden müssen. 


Systemdesign 

Anforderungen an die Antriebselektronik 

Die elektronische Kommutierung eines bürstenlosen Motors erfolgt 

über eine aufeinanderfolgende Bestromung der Statorspulen 

– abhängig von der Rotorposition. Die Antriebselektronik, die diesen 

Vorgang steuert, kann auch die Drehzahl und das Drehmoment 

des Motors regeln, indem die zugeführten Spannungs- und 

Stromsignale verändert werden. Entwickler haben die Wahl zwischen 

Hall-Sensoren zur Erfassung der Rotorposition oder einem 

sensorlosen Ansatz, der die Rotorposition auf der Basis der Gegen- 

EMK-Messung berechnet. Die sensorlose Regelung spart die Kosten 

des Hall-Sensors und der zugehörigen Verbindungen und erhöht 

die Systemzuverlässigkeit, da weniger Bauteile erforderlich 

sind. 

In einem BLDC hängt die Rotordrehzahl von der Größe der angelegten 

Spannung ab. Daher erlaubt die Anpassung der durchschnittlichen 

Spannung mittels PWM eine Drehzahlregelung. Das 

maximale Drehmoment hängt von festen Motorparametern ab, 

zum Beispiel von den Rotorabmessungen und der Anzahl der Statorwicklungen, 

sowie vom Strom, der durch den Stator fließt. Da 

die vom Motor aufgenommene Leistung das Produkt aus Spannung 

und Strom ist, verbraucht der Motor weniger Leistung bei 

niedriger Drehzahl, liefert aber weiterhin das Nenndrehmoment 

bis zu seiner Nenndrehzahl. 

Um das optimale Drehmoment zu liefern, muss das Statorfeld 

um 90° versetzt (in Quadratur) zum Rotorfeld sein. Die Motorsteuerung 

muss daher die entsprechende Stator-Signalform in Bezug 

auf die Rotorposition generieren. Dies wird bei höheren Drehzahlen 

zu einer Herausforderung, da jede Verzögerung des Signals 

eine Feldkomponente erzeugt, die direkt auf den Rotor einwirkt. 

Diese „direkten“ Komponenten verringern das nutzbare Drehmoment, 

erhöhen den Verschleiß der Rotorlager und erhöhen den 

Geräuschpegel. 

Vektorsteuerung oder feldorientierte Regelung (FOC) wird immer 

beliebter bei der Erzeugung der gewünschten Stator-Signalformen 

in Echtzeit. Damit lässt sich die bestmögliche Drehmoment-Kennlinie 

über einen weiten Drehzahlbereich erzielen. FOC 

erübrigt auch die Bandbreitenbegrenzungen herkömmlicher, sinusförmiger 

Ansteuerungstechniken, indem die abgetasteten Statorströme 

90° verschoben zum Rotor mit Direktvektoren umgewandelt 

werden und der Direktvektor mit Null verglichen wird. 

Die Ergebnisse werden dann in die Statordomäne zurückgewandelt, 

um die gewünschten PWM-Steuersignale zu erzeugen. 

Als FOC erstmals als kommerzielle Antriebssteuerungstechnik 

eingeführt wurde, haben Entwickler von Antriebssteuerungen, 

Anbieter von Motorsteuerungs-ICs und Drittanbieter umfangreiches 

Wissen in Form von Software, Hardware oder Firmware-basierten 

Algorithmen bereitgestellt. Entwicklern von Antriebssteuerungen 

oder Geräten stehen daher zahlreiche Möglichkeiten offen, 

drehzahlgeregelte BLDC-Antriebe mittels FOC zu implementieren. 

Zukünftig wird sich der Fortschritt durch eine Maximierung 

des Werts bestehender Investitionen in FOC-Software ausdrücken. 

Gleichzeitig werden neue Techniken genutzt, um die Leistungsfähigkeit 

und den Wirkungsgrad zu erhöhen sowie die Kosten und 

die Markteinführungsdauer zu verringern. 

Migration in Hardware 

Bemühungen, die Leistungsfähigkeit der Anwendungen sowie die 

Energieeffizienz zu erhöhen, führten dazu, dass bei der Entwicklung 

der Antriebselektronik von einer vollständigen Ausführung 

der FOC in Software immer mehr abgesehen wird. Dies würde zu 

viele wertvolle CPU-Ressourcen und hohe Taktfrequenzen erfordern. 

Der Trend geht hin zu einer Hardware-basierten Implementierung. 

Dabei wird die CPU von den rechenintensiven Aspekten 

der FOC entlastet und kann sich den anwendungsbedingten Funktionen 

wie der Veränderung der Rotorpositionssignale und der 

Generierung der Drehzahlbefehle widmen. Entwicklern steht somit 

mehr Spielraum zur Verfügung, die Core-Betriebsfrequenz 

und damit auch den Stromverbrauch oder die Thermal-Design- 

Anforderungen zu verringern. Die MCU lässt sich dann auch für 

zusätzliche Funktionen auf Applikationsebene, zum Beispiel zur 

Ansteuerung von Benutzerschnittstellen, verwenden. 

Dennoch können Entwickler, die bereits über ihre eigenen FOC- 

Software-Algorithmen verfügen, aus bestimmten Gründen ihr 

Wissen weiter verwenden. Die neueste Generation hochleistungsfähiger 

Prozessoren, wie der 32 Bit ARM Cortex M3, bietet Entwicklern 

eine kosteneffiziente Plattform, auf der eine rein Soft- 

Bild 2: Das CPU-Board und Leistungselektronik-Board des Antriebselektronik-Starterkits. 



Systemdesign 

ware-basierte FOC gehostet werden kann. Mikrocontroller für 

Antriebssteuerungen, wie beispielsweise Toshibas TMPM37x-Familie, 

bieten eine ausreichende FOC-Performance für viele Haushaltsgeräte 

und industrielle Einrichtungen. 

Eigenes Know-how erhalten 

Die Architektur der TMPM37x-MCU bietet den Entwicklern die 

Wahl, ob sie ihr eigenes Know-how verwenden wollen oder die 

Hardware-Beschleunigungsfunktion von Toshiba. Diese Flexibilität 

wird durch getrennte Programmable Motor Drive (PMD) und 

Vektor-Engine (VE) Softwareblöcke ermöglicht, um einen 3-Phasen-BLDC-Motor 

anzusteuern (Bild 1). Toshibas Firmware-ähnlicher 

Ansatz zur Implementierung von PMD und VE ermöglicht es 

den Entwicklern, ihr eigenes Wissen dort einzusetzen, wo dies bevorzugt 

wird – ohne dabei unerwünschte Zusatzkosten durch ungenutzte 

MCU-Hardware-Ressourcen zu verursachen. 

Der TMPM37x-PMD-Block enthält einen 3-Phasen-PWM-Generator, 

Totzeit-Controller, Schutzschaltkreise und ein ADC-Timing-Netzwerk. 

Falls erforderlich, können Entwickler die Funktionen 

des PMD-Blocks frei mit jeder proprietären Motorsteuerungssoftware 

kombinieren. 

Alternativ arbeitet Toshibas Vektor-Engine zusammen mit den 

PMD-Funktionen und agiert als Coprozessor zur Entlastung der 

Haupt-CPU. Innerhalb der VE handhaben ein Scheduler zur 

Event- und Prioritätssteuerung, ein Rechenkern und Dekoder, eine 

Steuereinheit, eine Multiply-Accumulate-Einheit (MAC-Einheit) 

und Vektorsteuerungsmodule den 3-Phasen-Stromeingang 

von den A/D-Wandlern der MCU und führen den FOC-Algorithmus 

aus. 

Werden PMD und VE zusammen verwendet, sind nur ein paar 

Registereinstellungen erforderlich, um alle Motorsteuerungsfunktionen 

zu verwalten, einschließlich 3-Phasen-PWM-Signalerstellung 

mit 16 Bit Auflösung, Drehzahlregelung und Positionsbestimmung. 

Im Vergleich zu einer Software-basierten FOC, bei der die 

CPU Daten bei jeder PWM-Periode generieren muss, verringert 

dieser Ansatz die Prozessorlast auf eine Berechnung bei jeder Rotorpositionsbestimmung, 

d.h. nur noch in 60°-Intervallen. Die 

TMPM37x-MCU enthält auch einen 12-Bit-AD-Wandler für eine 

schnelle, PWM-synchronisierte A/D-Wandlung sowie einen Komparator 

zum Erkennen von Notstopp-Bedingungen. 

Schnellere Entwicklung 

Um Entwickler von Antriebssteuerungen die Arbeit zu erleichtern 

und Anwendungen auf Basis der TMPM37x-Serie schneller auf 

den Markt zu bringen, bietet Toshibas Starterkit TMPM370STK 

ein komplettes Board mit TMPM374-MCU. Die Beschaltung des 

Boards stellt PWM-Ausgangssignale und andere Steuersignale an 

einem Steckverbinder bereit, über den ein getrenntes Leistungselektronik-Board 

angeschlossen werden kann. Anwender können 

damit bei Bedarf ihre eigene Leistungsstufe verwenden. Ein Leistungselektronik-Board 

von Toshiba steht als Teil des Kits ebenfalls 

zur Verfügung (Bild 2). 

Das MCU-Board bietet eine USB-Verbindung zum Host-PC 

und kann mit einer der zahlreich vorhandenen integrierten Entwicklungsumgebungen 

(IDE) benutzt werden, zum Beispiel Keil 

MDK mit ìVision IDE/Debugger, IAR Kickstart Edition oder Atollic 

TrueStudio Lite. 

Das TMPM37x-Starterkit enthält auch eine PC-basierte Anwendung 

mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI) zur Motorregelung. 

Die GUI ist ein intuitives Tool zur Konfiguration der Motorparameter 

und der Drehzahl sowie zur Überwachung des Status in 

Echtzeit. Dazu dient ein Grafikdisplay, das die Zieldrehzahl, aktuelle 

Drehzahl und das Drehmoment anzeigt (Bild 3). Es enthält 

auch ein digitales Speicheroszilloskop (DSO) mit erweiterten Trigger-Einstellungen. 

Das Kit kann zusammen mit Online-Ressourcen 

wie einer Start-up-Anleitung zur detaillierten Software- und 

Hardware-Einrichtung, Beispiel-Applikationen und -Code sowie 

kurzen Applikationsbeschreibungen verwendet werden, beispielsweise 

wie man einen Hall-Sensor anschließt. Schaltpläne für Baugruppen 

wie das CPU-Board und das Leistungselektronik-Modul 

stehen ebenfalls zur Verfügung und helfen dabei, den Projektablauf 

zu vereinfachen und zu straffen. (jj) 

Der Autor: Roland Gehrmann, 

Toshiba Electronics Europe. 

Bilder: Toshiba Electronics 

Bild 1: Rechenintensive FOC-Funktionen werden von der TMPM37x CPU 

ausgelagert. 

Bild 3: Starterkit-GUI für die Motorkonfiguration und Überwachung. 


Die Premiere des Jahres: 

Themenpark „Power Electronics and 

Manufacturing for E-Mobility“ 

Besuchen Sie den Themenpark „Power Electronics and Manufacturing for 

E-Mobility“ auf der PCIM und SMT/Hybrid/Packaging in Nürnberg 

Das Thema Elektromobilität stellt die Unternehmen vor 

viele neue Herausforderungen. Im Bereich der Elektronikfertigung, 

in der Leistungselektronik, dem Energiemanagement 

und der Antriebstechnik sind neue, innovative 

Lösungen gefragt. 

Im Rahmen der in diesem Jahr zeitgleich stattfindenden 

Messen PCIM und SMT/Hybrid/Packaging in Nürnberg 

(vom .. bis ..), wird der Hüthig-Verlag in 

Kooperation mit dem Messeveranstalter Mesago erstmals 

einen Themenpark unter dem Motto „Power Electronics 

and Manufacturing for E-Mobility“ veranstalten.

Ihr kostenloses 

Ticket unter 

www.all-electronics.de/ 

tickets 

Bilder: www.nuernbergmesse.de/de/presse/nm/mediacenter/fotos; 

Marcus Kretschmar/fotolia.com 

Ca. Aussteller erwarten Sie mit neuen Trends rund 

um das Thema „Power Electronics and Manufacturing 

for E-Mobility“. 

Besuchen Sie den Themenpark! Ihr persönliches, 

kostenloses Eintrittsticket erhalten Sie unter 

www.all-electronics.de/tickets 

Hüthig GmbH 

Im Weiher 10 

D-69121 Heidelberg 

Tel. +49 (0) 6221 489-0 

Fax +49 (0) 6221 489-481 

www.huethig.de

Neue Produkte 

ZF Electronics/Cherry jetzt bei H&H 

Lieferprogramm mit Schaltern im kleinen Gehäuse erweitert 

H&H Components GmbH hat die Schalter und 

Sensoren von Cherry in sein Lieferprogramm 

aufgenommen. Cherry ist eine Marke von ZF 

Electronics, einem der führenden Unternehmen 

zur Entwicklung und Herstellung von 

Schaltern, Sensoren und Steuerungen. Bei 

Bild: ZF Electronics/H&H 

Cherry‘s neuer DK-Serie handelt es sich um 

Sub-Subminiaturschalter die sich für die verschiedensten 

Anwendungen. Die Länge der 

Schalter beträgt dabei weniger als 15 mm 

und sie sind nach IP6K5 dicht, IP6K7-Schutzart 

ist auf Anfrage ebenfalls möglich. Mit einer 

Temperaturfestigkeit von bis zu 105°C 

und einer mechanischen Lebensdauer von 

bis zu 500.000 Betätigungen sind sie extrem 

zuverlässig. Zusätzliche Betätiger sind entweder 

als Rollenhebel oder als Edelstahlbügel 

erhältlich und können vertikal oder über 

kundenspezifische Betätiger geschaltet werden. 

Die DK-Schalter verfügen über einen 

langen Betätigungsweg von min. 1,3 mm und 

bieten verschiedenste Anschlussmöglichkei- 

ten, da sie sowohl mit Löt- als auch Leiterplattenanschlüssen 

und als vorverdrahtete 

Option erhältlich sind. Die Standard-DK- 

Schalter sind für den Betrieb an Niederspannungs-DC-Schaltkreisen 

mit 5 mA bis 2 A 

ausgelegt. Es sind auch Versionen für Stromkreise 

bis zu 60 V DC verfügbar, die z.B. in 

batteriebetriebenen Geräten eingesetzt werden 

können. Anwendungen mit sehr niedriger 

Spannung, wie die Schaltung von Thermoelementen, 

sind ebenfalls möglich. Die Kontaktkonfiguration 

ist SPDT mit dem Vorteil einer 

hohen Kontakt-Sicherheit durch Gold/Silber- 

Crosspoint-Kontakte. 

infoDIREKT 

450ei0112 

Industrieweit niedrigste Versorgungsspannung 

Digitalpotentiometer mit 256 Stufen 

Die Digitalpotentiometer (DCP) ISL233x5 

und ISL234x5 von Intersil ermöglichen die 

flexibelste und zuverlässigste Lösung zum 

Feineinstellen von Spannungs- und Widerstandswerten 

in 256 Stufen. Mit 2,8 µA bei 5 

Bild: Intersiil 

V ist der Versorgungsstrom um 40 bis 50 

Prozent geringer als bei den meisten Wettbewerbsmodellen. 

Die analoge Versorgungsspannung 

geht von 1,7 bis 5,5 V. Der digitale 

Versorgungsbereich kann sogar von nur 1,2 

bis 5,5 V sein. Das erübrigt den Pegelumsetzer, 

falls der µC niedrigpegelige Ausgänge 

hat. Die Abgriffposition wird über das I 2 C 

oder das SPI gesteuert. ISL233x5 hat mehrere 

Adress-Pins für bis zu 4 DCPs am I 2 C. 

Typ ISL234x5 bietet Daisy-chain-Funktionalität 

für SPI und ermöglicht mehrere DCPs 

an I/O-Leitungen. 

infoDIREKT 

451ei0112 

Einstieg in die XMC4000-Welt 

Optimierte Debug-Tools für 

neue Infineon-Controller 

Parallel zur Markteinführung der neuen auf einem 

ARM-Cortex-M4-Core basierenden Mikrocontrollerfamilie 

XMC4000 von Infineon 

Technologies stellt PLS Programmierbare Logik 

& Systeme mit der Universal Debug Engine 

(UDE) Version 3.2.1 optimierte Test- und Debug-Werkzeuge 

für die gleichermaßen leistungsstarken 

wie energieeffizienten 32-Bit- 

Mikrocontroller der Serie XMC4500 vor, die als 

erste Baureihe der XMC4000- Mikrocontrollerfamilie 

ab März 2012 in Musterstückzahlen 

verfügbar ist. 

infoDIREKT 

482ei0112 

Ofenstabilisiert 

Quarzoszillatoren für 10 bis 40 MHz 

scopes und mehr 

Messtechnik 

zum fairen Preis 

Der IQOV-90 von IQD (Vertrieb: WDI AG) ist ein 

leistungsstarker OCXOs. Seine wesentlichen 

Merkmale sind ein kleines SMD-Gehäuse, der 

Einsatz eines Kristalls mit AT- oder SC- 

Schnitt, sehr niedriges Phasenrauschen von 

Bild: IQD/WDI 

-128 dBc/Hz bei 10 Hz Offset, eine Auswahl 

von möglichen Versorgungsspannungen z.B. 

12 V (120 mA), geringe Alterung und ein optionaler 

Alarm. Im Kontext betrachtet sieht 

man, dass ein normaler Quarzkristall über 

den Betriebstemperaturbereich eine typische 

Frequenzstabilität von ±30 ppm (±30 x10 –6 ) 

besitzt und ein hochwertiger TCXO weniger 

als ±0,5 ppm (±0,5 –6 ). Ein OCXO, wie der 

IQOV-90, hat über den Betriebstemperaturbereich 

von -20 bis +70 °C eine Stabilität von 

±5 ppb (±5 –9 ). Als Ausgangssignalform können 

Sinus oder HCMOS mit einer Last von 50 

Ohm spezifiziert werden. 

infoDIREKT 

452ei0112 



Neue Produkte 

Sub-GHz-Sender in 8-bit-PIC-MCU integriert 

Für einfache Entwicklung von Funkschlüsseln 

Bild: Microchip 

Mit dem PIC12LF1840T48A stellt Microchip 

das erste Mitglied einer Familie von Single- 

Chip-MCUs vor, in der eXtreme Low Power 

(XLP), 8-bit-PIC-Mikrocontroller und ein Sub- 

GHz-Sender integriert sind. Der PIC- 

12LF1840T48A vereint in einem 14-poligen 

TSSOP kostensensible, platz- und energiesparende 

Anwendungen z.B. für Funkschlüssel für 

Kfz-, Garagen- und Hauszugangskontrollen 

sowie Heim- und Gebäudeautomatisierungssysteme. 

Die MCU ist darüber hinaus mit dem 

lizenzfreien KEELOQ-Verschlüsselungssystem 

mit Wechselcode-Technologie ausgestattet. 

Neben allen diesen Funktionen und der sicheren 

drahtlosen Kommunikation wurde beim 

Konzept für den PIC12LF1840T48A auch an 

eine längere Batterielebensdauer gedacht, so 

dass er an einer extrem niedrigen Spannung 

von 1,8 V betrieben werden kann. 

infoDIREKT 

453ei0112 

Mit frontseitiger Flip-Verriegelungsvorrichtung 

0,3 mm FPC-Steckverbinder 

Bild: TE Connectivity 

TE Connectivity gab die Einführung des 0,3 

mm FPC-Steckverbinders mit einer frontseitigen 

Flip-Verriegelungsvorrichtung bekannt, 

der bei der Miniaturisierung von Elektronikbauteilen 

eine optimale Konnektivität bietet. 

Die neue Baureihe ist halogenarm und beinhaltet 

Stecker mit bis zu 71 Positionen. Die 

Ausführung mit frontseitigem Flip-Lock-System 

erfüllt nicht nur die aktuellen Anforderungen 

zahlreicher Endverbraucherprodukte, sondern 

ist auch halogenarm und dadurch deutlich 

umweltfreundlicher. 

infoDIREKT 

480ei0112 

Vielseitig einsetzbar 

Bluetooth Module für Datenraten bis 3 Mbit/s 

Bild: Flaircomm/Atlantik Elektronik 

Das BTM403 von Flaircomm (Vertrieb: Atlantik 

Elektronik) wurde speziell für den Einsatz in 

Barcode-Lesegeräten oder RFID-Scannern, 

Mess- und Überwachungssystemen, industriellen 

Sensoren und Reglern oder in medizinischen 

Geräten entwickelt. Im einfachsten Fall kann ein 

Paar von Modulen auch als Kabelersatz dienen. 

Das Modul hat als Class-1-Version mit UFL- 

Stecker für eine externe Antenne oder eine 

Chip-Antenne auf dem Modul, bei einer Sendeleistung 

von +17 dBm, eine Reichweite von ca. 

50 m. Die Class-2-Version mit Antenne auf dem 

Modul kommt mit +4 dBm und entsprechend 

niedrigerem Stromverbrauch auf 10 m Reichweite. 

Auf dem Modul befindet sich der Blue- 

Core4-Chip von CSR mit angeschlossenem 

Flashspeicher. Dieser wird von der Flaircomm 

AT#-Software gesteuert, die dem Anwender auf 

der UART-Schnittstelle das entsprechende AT#- 

Commandset zur Verfügung stellt. Die verschiedenen 

Profile wie SPP, DUN oder HDP werden 

mittels dieses umfangreichen, aber einfach zu 

implementierenden AT#-Commandsets genutzt. 

Das Modul, mit einer Größe von nur 35,3 mm x 

14,0 mm, findet überall seinen Platz. Der implementierte 

Bluetooth-Standard 2.1 + EDR ermöglicht 

Datenraten von bis zu 3 Mbit/s. 

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481ei0112 


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Literatur 

Bild: Vieweg+Teubner 

Bild: Greisinger 

Fachbuch 

EMV-gerechte Schirmung 

Dieses Buch wendet sich an Ingenieure, 

Naturwissenschaftler, Studenten, 

Forscher und Fachleute aus 

der Praxis. Die Schirmung zur Sicherstellung 

der EMV in der Hochfrequenz 

und Radartechnik entwickelt 

sich ungefähr seit dem Jahr 

1960 mit immer stärkerer Dynamik. 

Einen großen Aufschwung und ein 

Hoch erreichte die Schirmung durch 

den Einsatz von Nano- und Volumenmagnetmaterialien 

durch das 

Deutsche EMV-Gesetz im Jahr 

1996. Entwickler verschiedener Industriezweige 

beschäftigen sich 

intensiv mit den Effekten der Magnetmaterialien für die Schirmung. Das 

Verständnis der Wechselwirkung eines magnetischen Materials und das 

daraus folgende Phänomen der Schirmung wird an einfachen Beispielen 

und Praxisanwendungen deutlich. Zum Inhalt gehören: EMV-Gesetzgebung, 

Normung – Grundlagen der Magnetmaterialien für die EMV – Volumenmaterialien 

– Nanomaterialien – Praxisbeispiele der Schirmung 

und Designhinweise – Nanoschirmung – NF Schirmung – Doppelschirm 

– Polymergehäuse – Metallgehäuse mit Magnetmaterialien – Leiterplattenschirmung 

– Koaxialleitungsschirm – Schirmdämpfung eines Drahtgefl 

echtes. Von Frank Gräbner, Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag 

2011. X, 176 Seiten. Mit 147 Abbildungen und 12 Tabellen und Online- 

Service. Broschüre. EUR 39,95, ISBN 978-3-8348-1490-6 

infoDIREKT 

Katalog 

Industrielle Messtechnik 2012 

457ei0112 

Im neuen Gewand präsentiert sich 

der 144 Seiten starke Katalog, in 

dem Greisinger electronic , ein Unternehmen 

der GHM-Messtechnik, 

seine Produkte zusammengefasst 

hat. Die Einteilung in die Rubriken 

Dienstleistungen, Handmessgeräte 

und industrielle Messtechnik 

ist geblieben, wobei sich die industrielle 

Messtechnik aufgliedert 

in Anzeigen/Regler, Datenlogger/ 

EasyBus, Messumformer/Sensoren, 

Temperaturfühler, Alarm- und 

Schutzgeräte sowie Ex-Schutz. 

Über 40 neue Produkte und Optionen 

sind neu aufgenommen, erstmals Drehzahl-Handmessgeräte, 

ein Materialfeuchtemessgeräte für Boot und Caravan, wasserdichte 

Leitfähigkeitsmessgeräte- und wasserdichte Druckmessgeräte sowie 

Wasserwächter, um nur einige zu nennen. Der Katalog kann kostenlos 

über infoDIREKT angefordert oder heruntergeladen werden. 

Bild: Klingenfuss 

Im Labor zur Überprüfung von Kurzwellenempfängern 

auf Frequenzgenauigkeit 

und Demodulationsleistung 

werden verlässliche Frequenzen 

von Referenzsendern benötigt. 

Ebenso von den SWLs, die 

das DX-Hobby betreiben. Hilfreich 

ist da der „2012 Shortwave Frequency 

Guide“ in englischer Sprache 

von Klingenfuss , eine riesige 

Frequenzliste mit 7.127 Frequenzeinträgen 

und einer alphabetischen 

Stationsliste von globalen 

Rundfunkstationen. Außerdem 

8.531 Einträge von kommerziellen Sendern weltweit mit den unterschiedlichsten 

Modulationsarten. Der Guide in seiner nun 16. Aufl age 

wird für 40 € angeboten. Der Klingenfuss Verlag hat weitere hilfreiche 

Frequenzlisten im Programm, so das Radio-Code-Handbuch oder Modulationsarten 

auf CD. Klingenfuss Verlag, Fax 07071-600849, email: 

info@klingenfuss.org, www.klingenfuss.org. 

Bild: Linear Technology 

Fachbuch 

2012 Shortwave Frequency Guide 

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Fachbuch 

Analog Circuit Design 

458ei0112 

930 Seiten Analogtechnik von zwei 

Experten der Analog-Szene, von denen 

uns Jim Williams leider zu früh 

verlassen hat. Und Bob Dobkin ist 

nicht nur den Lesern der elektronik 

industrie eine bekannte Größe. Der 

Untertitel verdeutlicht den Anspruch 

des Buches: A Tutorial Guide to Applications 

and Solutions. Dieses Praxisbuch 

basiert auf den zahlreichen Applikationsschriften 

von Linear Technology 

– und diese werden unter 

Fachleuten seit vielen Jahren als sehr 

hilfreich eingestuft. Aufgebaut ist das 

Buch in zwei Abschnitte: Power Management 

und Data Conversion, Signal Conditioning/HF. Der erste Abschnitt 

zeigt vier ausführliche Tutorials, der zweite geht auf Schaltreglerdesigns ein 

und dem Linearreglerdesign ist mit dem dritten Abschnitt ein eigener gewidmet. 

Es folgen Hochspannungs- und -stromdesigns sowie Laser und 

Beleuchtungsdesign. Die Kapitel des zweiten Abschnitts umfasssen Data 

Conversion mit fünf Beiträgen, die Signal Conditioning mit 15 Beiträgen. 

Etwas zu kurz kommt die Hochfrequenz mit nur zwei Beiträgen. 

Analoge Schaltungen sind heutzutage wichtiger als je zuvor. Mit der starken 

Zunahme von digitalen Systemen, der drahtlosen Übertragungstechnik, den 

komplexen industriellen und automotiven Systemen sind die Designer gefordert, 

anspruchsvolle analoge Lösungen zu entwickeln. Mit dem empfehlenswerten 

Buch wurde ein Standardwerk geschaffen, das für den Entwickler 

ebenso hilfreich ist wie für Studenten der Elektronik. Von Bob Dobkin/Jim 

Williams, Elsevier ISBN 978-0-12-385185-7, 930 Seiten, USD 84,95. 

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Gewinnspiele 

elektronik industrie-Leser gewinnen immer 

Gewinnen Sie eines von drei Evaluierungsboards mit TFT-Displays und 

Touch-Eingabe, gespendet von Glyn. 

Einsendeschluss: 

31.03.2012 

Glyn bietet den Lesern der elektronik industrie 

ein neuartiges Support-Board an, das EVBVN- 

CLO_SE202428, drei Stück davon werden unter 

den Teilnehmern dieses Gewinnspiels verlost. 

Mit diesem Grafikboard ist es möglich, 

das Evaluierungsboard für den USB Chip Vinculum 

II von FTDI mit den TFT-Displays von 

Seiko Instruments zu einem kompletten Eingabesystem 

zu verbinden. Dadurch lassen sich 

USB-Funktionen auf einfache Weise visualisieren. 

Das EVBVNCLO_SE202428 wird einfach 

auf das FTDI Vinco-Evaluationsboard aufgesteckt 

und mit dem gewünschten Display bestückt. 

Es ist keine zusätzliche Spannungsversorgung 

nötig. Die einsetzbaren a-Si-TFT-LCD- 

Module haben weiten Betrachtungswinkel von 

160° (80° in jede Richtung) und hohes Kontrastverhältnis 

von bis zu 800:1. Sie sind in den 

Diagonalen von 2,0“ bis 2,8“ erhältlich, wobei 

die Varianten mit 2,4“ und 2,8“ mit fast unsichtbarem 

Touch-Panel aufwarten. Die Gewinne 

sind mit dem 2,8“-Display ausgestattet. Die 

Displays der Typen 20QVF1H, 24QVF1H/J 

28QVF1H/J verfügen über QVGA-Auflösung. Die 

Displays sind mit einer LED-Hinterleuchtung 

ausgerüstet. Die kostenlose Demosoftware zum 

Ansteuern des Displays mit 

der FTDI-Toolchain ist im Lieferumfang 

enthalten. Diese 

zeigt Bitmaps vom USB-Stick 

auf dem Display als Slideshow 

an. Weitere Beispiele werten 

den Touchsensor aus und zeigen 

interaktive Menüs, etwa 

für einen Taschenrechner. 

Die Software-Toolchain 

von FTDI wird ebenfalls 

mit ausgeliefert. 

Um eines der Kits zu gewinnen 

einfach bis zum 31.März 

2012 eine E-Mail mit dem 

Betreff „ftdi“ an ftdi@glyn.de 

schicken. 

Viel Glück wünscht die Redaktion! 

Die Gewinner der Gewinnspiele werden 

jeweils in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht. 

Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. 

infoDIREKT www.elektronik-industrie.de 

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Gewinnen Sie ein CompactPCI PlusIO/Serial Hybrid-System, gespendet von 

EKF Elektronik im Wert von 2000 €! 


31.03.2012 

Anlässlich des 40-jährigen Firmenjubiläums bietet 

die unabhängige mittelständische Firma EKF 

Elektronik GmbH in Hamm den Lesern der elektronik 

industrie die Möglichkeit ein CompactPCI 

PlusIO/Serial Hybrid-System zu gewinnen. Der 

Gewinn ist ein 3U/30TE-System einschließlich 

Stromversorgung für CompactPCI PlusIO-Systemslot 

mit vier cPCI Serial Peripherie-Steckplätzen. 

Die System-CPU wird die PC2-LIMBO mit 1,6 

GHz Intel Atom-Prozessor (E680T) sein, die im 

industriellen Temperaturbereich von -40 bis +85 

°C eingesetzt werden kann. Der im FCBGA-Gehäuse 

untergebrachte Prozessor ist direkt auf 

die Leiterplatte gelötet. Die CPU-Karte hat 2 

GByte, ebenfalls gelöteten DDR2-Speicher onboard, 

DVI-D-Grafik zum Anschluss eines digitalen 

Displays mit einer maximalen Auflösung von 

1920 x 1080 Bildpunkten, zwei USB 2.0-Schnittstellen, 

sowie ebenfalls zwei Gigabit-Ethernet- 

Schnittstellen und so weiter. 

Als Massenspeicher kommt das cPCI Serial 

Peripherieboard SD1-DISCO mit 500 GByte 

Festplatte hinzu. Der Gewinner erhält das System 

komplett betriebsbereit montiert mit aktuellem 

Linux-Betriebssystem Ubuntu installiert. 

Das Rack wird mit einem ATX-Netzteil (PS/2- 

Formfaktor) ausgestattet sein. 

Um das CompactPCI PlusIO/Serial Hybrid-System 

von EKF Elektronik zu gewinnen, einfach 

bis zum 31. März 2012 eine E-Mail an 

ekf@ekf.de mit dem Betreff „PlusIO/Serial 

System“ schicken. 


Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils 

in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht. 



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Gewinnspiele 

Atlantik Elektronik stellt den Lesern der elektronik 

industrie das neue Seriell-nach-WLAN- 

Modul XBee Wi-Fi von Digi vor und verlost drei 

Development Kits unter allen Gewinnspielteilelektronik 

industrie-Leser gewinnen immer 

Gewinnen Sie einen von zwei Musterkoffern „Core Sample-Kit“, gespendet 

von der Vacuumschmelze im Wert von zusammen 200 EUR! 


31.03.2012 

Der Musterkoffer „Core Sample-Kit“ der Vakuumschmelze 

ist in einer aktualisierten Version 

verfügbar und die Leser der elektronik industrie 

können zwei dieser Koffer gewinnen. Hierbei 

handelt es sich um einen individuell gestalteten 

Musterkoffer mit einer Auswahl an verschiedenen 

nanokristallinen VITROPERM 

Ringbandkernen für EMV-Anwendungen. In einem 

handlichen Kunststoffkoffer sind 55 Kerne 

mit verschiedenen Abmessungen in unterschiedlichen 

Ausführungsvarianten zusammengestellt. 

Neu sind Kerne mit einem Außendurchmesser 

von 45 mm, wodurch sich das 

„Core Sample-Kit“ nun ideal für die Anwendungen 

Schaltnetzteile, Unterbrechungsfreie 

Stromversorgungen, Schweißgeräte, Frequenzumrichter 

und Solarwechselrichter eignet. Mit 

den im Koffer enthaltenen Kernen lassen sich 

stromkompensierte Drosseln für Nennströme 

bis ca. 80 A auslegen. Durch gestufte Permeabilitätsniveaus 

µ im Bereich zwischen 18.000 

bis über 100.000 erhalten Entwickler größt- 

mögliche Freiheitsgrade bei 

Experimenten im Labor. 

Um einen der Musterkoffer 

zu gewinnen, einfach bis zum 

31. März 2012 eine E-Mail an 

Core-Sample-Kit@vacuumschmelze.com 

mit dem 

Betreff „Core-Sample-Kit“ 

schicken. 

Viel Glück wünscht die 

Redaktion! 

Die Gewinner der 

Gewinnspiele werden 

jeweils in einer der 

nächsten Ausgaben 

veröffentlicht. 

Der Rechtsweg ist 

ausgeschlossen. 


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Gewinnen Sie eines von drei Seriell-nach-WLAN-Modul XBee Wi-Fi-Module 

gespendet von Atlantik Elektronik im Wert von zusammen 330 EUR! 


31.03.2012 

nehmern. Das XBee Wi-Fi-Modul bietet eine 

schnelle und einfache Seriell-nach-WLAN-Verbindung 

(UART oder SPI), um preissensitiven Applikationen 

eine drahtlose Netzwerkanbindung 

zu ermöglichen. Es funkt nach IEEE 802.11 b/g/n 

Standard mit maximal 65 Mbps, unterstützt den 

gesamten industriellen Temperaturbereich (-40 

°C bis +85 °C) und verfügt über einen Low-Power-Sleeping-Modus, 

der mit weniger als 2 µA 

auskommt. XBee-Module bieten Entwicklern eine 

enorme Flexibilität. Die XBee Wi-Fi-Module 

bauen auf dem gemeinsamen Formfaktor und 

Footprint mit anderen XBees auf. Dies ermöglicht 

es, unterschiedliche drahtlose Technologien auf 

derselben Trägerplatine schnell auszutauschen. 

Entwickler können von 802.11 zu 802.15.4, Zig- 

Bee, DigiMesh oder proprietärem Langstreckenfunk 

wechseln – bei minimaler Entwicklungszeit 

und Risiko. Als Mitglied der XBee-Familie kombinieren 

die XBee Wi-Fi-Module Hardware und 

Software zu einer vollständig modularen Lösung. 

XBee Wi-Fi-Module können sowohl im Ad-Hoc- 

Modus betrieben werden als auch im Client 

Mode mit Access Points (APs) verbunden werden. 

Entwickler können die XBee-eigenen ATund 

API-Befehle für erweiterte Konfigurationsoptionen 

verwenden. In den verlosten Kits sind 

zwei XBee Wi-Fi-Module inklusive Trägerplatinen 

und allen notwendigen Kabeln enthalten. 

Die Konfiguration erfolgt mit Digis X-CTU-Software 

und kommuniziert mit den Boards über 

USB. Mithilfe des Quick Start Guides können 

Entwickler innerhalb weniger Minuten die Module 

in ihre WLAN-Infrastruktur integrieren. 

Um eines der Kits zu gewinnen, einfach bis 

zum 31. März 2012 eine E-Mail an 

c.seidl@atxx.de mit dem Betreff „XBee Wi-Fi 

Gewinnspiel“ schicken. 


Die Gewinner der Gewinnspiele werden jeweils 

in einer der nächsten Ausgaben veröffentlicht. 



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High Tech Toy 

LTE-Plattform: Pegastick 

Sichere Kommunikation auf sieben Bändern 

Der Pegastick hat ein breites Interesse in der Branche geweckt. Geringe PCB-Fläche, 

hohe Integration sowie ein geringer Stromverbrauch sind die Hauptmerkmale 

dieser neuen Triple-Mode LTE-Plattform. 

Autor: Siegfried W. Best 

Der Pegastick von Renesas Mobile basiert auf der so genannten 

Pegasus Triple-Mode LTE Modem-Plattform, 

die 4G LTE mit Dual Carrier HSPA (weiterentwickeltes 

3G) und 2G-Verbindungstechnologie vereint. Das 

bedeutet, dass er mit allen bereits bestehenden Netzwerken 

weltweit sowie mit mobilen breitbandigen Systemen arbeiten 

kann. Für den weltweiten Einsatz unterstützt er sieben Bänder 

in der Triple-Mode- und fünf Bänder in der Dual-Mode-Version. 

Die Pegasus LTE-Plattform ist Teil des Produktportfolios 

von Renesas Mobile Corporation (RMC). 

RMC entstand im Dezember 2010 durch den Zusammenschluss 

der Nokia Wireless Modem-Sparte mit der Renesas 

Electronics Mobile Multimedia Unit. Renesas Electroncis übernahm 

im Zuge dieser Akquisition die Modem-Sparte von Nokia. 

Das neue Unternehmen RMC entwickelt und liefert Plattformen 

für Wireless-Modems, Smartphones und Tablets sowie 

Applikationsprozessoren. 

Die Details 

Die Pegasus-Plattform ist für viele Arten von Mobilfunkgeräten 

geeignet. Der Pegastick, der die Form eines USB-Sticks (Bild 1) 

hat, ist eine Variante, die für den mobilen PC-Markt entwickelt 

wurde. Er ist ständig mit dem Internet verbunden, um die Verwendung 

von Cloud-Diensten zu unterstützen. Es kann genauso 

einfach im Mini-PCIe-Format in Tablets, Netbooks und anderen 

PC-ähnlichen Geräten zum Einsatz kommen. Die Pegasus-Plattform 

besteht aus: 

■ Basisbandmodem und Energiemanagement 

■ RF-Untersystem, RF-IC, Frontend-Modul (FEM) und PA 

Bild 2 zeigt die Oberseite der als USB-Stick ausgeführten Pegasus-Plattform 

mit dem Energiemanagement und dem Basisbandmodem 

sowie Flashspeicher, Bild 3 die Unterseite mit dem 

kompletten HF-System. 

Die Plattform unterstützt in anderen Konfigurationen auch 

moderne Smartphones. Hierzu kann ein leistungsstarker Prozessor 

von RMC zum Einsatz kommen. Darüber hinaus werden 

aber auch Profile für Applikationsprozessoren von anderen 

Herstellern unterstützt. 

Breites Einsatzgebiet und kurze Time-to-Market 

Der geringe Stromverbrauch ermöglicht den Einsatz in mobilen 

Geräten wie E-Readern oder Spielkonsolen, da die anspruchsvollen 

Anforderungen bezüglich der Batterielebensdauer erfüllt 

werden. 



High Tech Toy 

Bild 1 Bild 2 Bild 3 

Kartenslot 

RF-IC 1B3W 

LP DDR 

kombiniert mit 

eMMC-Speicher 

Energiemanagement 

R2A30436 

Basisband-Modem mit 

Controller BA 73781 

Frontendmodul 05025 

PA Renesas 09631B 

Bilder: Renesas Mobile 

Die Pegasus-Plattform unterstützt aufgrund eines definierten 

Hardware-Setups und offener Softwareschnittstellen alle üblichen 

mobilen Betriebssysteme. Pegastick bringt einen deutlichen 

Mehrwert mit sich, da er kurze Turn-around-Zeiten von 

Spezifikation bis Marktreife ermöglicht. Die zu Grunde liegende 

Modemtechnologie, die von Nokia übernommen wurde, 

wurde bereits in verschiedenen Ausführungen in ungefähr zwei 

Milliarden Mobilteilen von allen wichtigen Netzbetreibern genutzt. 

Dadurch hat die Plattform einen enorm hohen Grad an 

Stabilität und Verlässlichkeit bewiesen, die bis jetzt nur bedingt 

von anderen Produkten so erreicht werden konnte. (sb) ■ 

Kontakt: Renesas Mobile Europe Oy, German Branch, 

Karl-Hammerschmidt-Str. 42, 85609 Aschheim-Dornach, 

Phone: +49 89 38070 0, Fax: +49 89 38070 265 


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Technische Daten Pegasus 

LTE 

1800 MHz 

EUTRAN FDD&TDD cat3 100Mbps/50Mbps 

1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz Bandbreite 

4x2 MIMO Unterstützung, RX Diversity 

VoLTE 

■ Rückgriff auf CS (Verbindung wird in 2G oder 3G aufgebaut) 

SR-VCC Übergabe (IMS VoIP über LTE 2G/3G CS Verbindung) 

■ 

3G HSPA+ 

DL 42Mbps (64QAM, MIMO, DC-HSDPA) UL 11.5Mbps (HSUPA) 

R99 PS 384/384kbps, CS für Videoanrufe, NB-AMR und HD S 

■ 

Modernster Empfänger , MIMO und Rx Diversity 

mit Interferenzabschwächung (Typ 3i) 

Rel-7 Energiesparfunktionen (DRX, DTX) 

■ Smartphone HSPA (Rel-8 HS-FACH/HS-RACH/ 

DRX, HSPA Verbindungsaufbau

Verzeichnisse/Impressum 

Inserenten 

Beta LAYOUT, Aarbergen 11 

Bicker Elektronik, Donauwörth 51 

Conrad Electronic SE, Hirschau 35, 37 

Demmel, A-Wien 7 

Digi-Key Corporation, 

USA -Thief River Falls 

2. US 

Display Elektronik, Nidda 25 

Distrelec Schuricht, Bremen 5 

EBV Elektronik, Poing 9 

ELECTRONIC ASSEMBLY, Gilching 31 

EMTRON , Nauheim 51 

EPCOS, München 49 

ETAS, Stuttgart 

3.US 

Eurocomp Elektronik, Bad Nauheim 69 

Fischer Elektronik, Lüdenscheid 3 

GlobTek, USA-Northvale, NJ 07647 76 

GLYN, Idstein 67 

Goldammer, Wolfsburg 45 

HAEFELY TEST, CH-Basel 55 

HAMEG Instruments, Mainhausen 90 

IMST, Kamp-Lintfort 39 

Ineltek, Heidenheim 91 

KE KITAGAWA, Rodgau-Jügesheim 47 

Kurz, Remshalden 21 

Maxim Integrated Products, 

Martinsried-Planegg Titelseite 

Mesago Messe Frankfurt, Stuttgart 33 

Microchip, GB-Wokingham, RG41 5TP 63 

Mouser Electronics, 

USA-Mansfield, TX 76063 4. US 

MSC Vertriebs, Stutensee 27 

MTS Systemtechnik, Mertingen 54 

National Instruments, München 41 

OMICRON electronics, A-Klaus 43 

PEAK -System Technik, Darmstadt 77 

Rohm Semiconductor, Willich 19 

Rosenberger, Fridolfing 17 

Schnepp, Neudenau 39 

Setron, Braunschweig 73 

Texas Instruments, Fürstenfeldbruck 59 

Toellner Electronic, 

Herdecke 53, 71, 75, 79, 83 

Toshiba Electronics, Düsseldorf 13 

TQ-Systems, Seefeld 29 

WDI AG, Wedel 44 

Zentrum Mikroelektronik, Dresden 15 

Unternehmen 

Agilent 17 

Altera 56 

Anritsu 45 

Arrow Electronics 68 

Atlantik Elektronik 91, 95 

austriamicrosystems 12 

Avnet Electronic Marketing 10 

AWR 50 

Citizen Watch 19 

Component Obsolescence Group 14 

Data Modul 36 

dataTec-Gruppe 17 

Data Translation 45 

EKF Elektronik 94 

Electronic Assembly 26, 36 

emv 55 

Epson 36 

Epson Toyocom 71 

ETS Lindgren 55 

Eversion Electronics 36 

Flaircomm 91 

Glyn 94 

Goldammer 44 

Greisinger electronic 93 

H&H Components 90 

Hameg Instruments 13 

Infineon 90 

Intersil 90 

IQD 90 

Kemo 54 

Klingenfuss Verlag 93 

Kontron 56 

Kyocera 37 

Lattice Semiconductor 19, 60 

LeCroy 38, 42 

Linear Technology 74, 83, 93 

Maxim Integrated Products 17, 20 

Meilhaus Electronic 44 

Mersen 6 

MF Instruments 44 

Microchip 91 

Molex 16 

MSC Vertrieb 78 

MSKennedy 83 

Murata 16, 19 

National Instruments 44 

Novaled 30 

NXP Semiconductors 83 

Omikron Lab 45 

Omron 83 

Ortustech Technology 36 

Osram Opto Semiconductor 16 

Penta 36 

Peregrine Semiconductor 10 

pls Programmierbare Logik & Systeme 90 

Renesas Mobile 96 

Rigol 44 

Rittal 55 

Rohde & Schwarz 13, 45 

RS Components 80 

Rutronik 19, 24 

Samsung Electronics 18 

Schukat 12 

Schurter 54 

Sharp 24, 34, 68 

SiliconBlue 19 

STMicroelectronics 11 

Suvolta 10 

Synotech 54 

tci 37 

TDK-EPC 54 

TE Connectivity 91 

teseq 54 

Texas Instruments 12, 13 

TMSC 64 

Toshiba Electronics 83, 84 

Vacuumschmelze 95 

Vieweg+Teubner Verlag 93 

WDI 90 

Weltronic 83 

Würth Elektronik 12, 54 

Xilinx 10, 64 

ZF Electronics 90 

ZMDI 18 

Impressum 

REDAKTION 

Chefredakteur: 

Dipl.-Ing. Siegfried W. Best, (sb) (v.i.S.d.P.), 

Tel: +49 (0) 6221 489-240, E-Mail: siegfried.best@huethig.de 

Redaktion: 

Dipl.-Ing. Hans Jaschinski (jj), stellv. Chefredakteur, 

Tel: +49 (0) 6221 489-260 E-Mail: hans.jaschinski@huethig.de 

Dipl.-Ing. Alfred Vollmer (av), Redakteur 

Tel: +49 (0) 89 60 66 85 79, E-Mail: ei@avollmer.de 

Redaktion all-electronics: 

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Dr. Achim Leitner (lei), Tel.: +49 (0) 8191 125-403 

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Harald Wollstadt (hw), Tel.: +49 (0) 6221 489-308 

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Leitung Herstellung: Horst Althammer 

Art Director: Jürgen Claus 

Layout und Druckvorstufe: 

Vera Faßbender 

Druck: pva GmbH, Landau 

ISSN-Nummer: 0174-5522 

Jahrgang/Jahr: 43. Jahrgang 2012 

Erscheinungsweise: 10 Ausgaben jährlich 

Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2012 (unverbindliche 

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Inland € 178,00; Ausland € 188,00. Einzelheft € 19,00, zzgl. 

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ETAS/COM_Krl/01.2012

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