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EELEKTRONIKLEKTRONIK-M-MAGAZINAGAZIN FÜRFÜR CCHIPHIP-, B-, BOARDOARD- & S- & SYSTEMYSTEM-D-DESIGNESIGN

Heft 5 · Mai 2000 · 14. Jahrgang · 14,– DM · 110 öS ·14,– sfr

PLDs mit IP-MegafunktionenDSP-Funktionen debuggenMessen der LCD-Eigenschaften»Fingerabdruck« des Displays

B 13

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Embedded- Entwicklung

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IM BLICKPUNKT

Systeme 5/2000 3

Milliarden-Poker75 Milliarden Mark für fünf Lizen-

zen: In Großbritannien wurde EndeApril vorexerziert, was hier zu Landeim Sommer ansteht: die Versteigerungder UMTS-Lizenzen für Mobilfunk-geräte der »Dritten Generation«.UMTS steht für Universal Mobile Tele-communications System und ist dasMobilfunksystem, das es ab Ende 2002Mobilfunkbetreibern erlauben soll,ihren Kunden über das Handy nahezualle Internet-Dienste anzubieten. Vi-deokonferenzen flimmern dann bis zufünfzehnmal schneller über das mobileTelefon als bei einem ISDN-Anschluss.

75 Milliarden Mark als Erlös ausder Versteigerung von insgesamt fünfUMTS-Lizenzen konnte der britischeFinanzminister Gordon Brown verbu-chen. Diese Summe verblüffte: Ge-rechnet hatte Brown mit höchstenszehn Milliarden Mark. Bis zuletzt strit-ten sich sechs Bieter um fünf Lizenzen,das trieb den Preis in die Höhe. Diegrößte Lizenz (B) ging an den briti-schen Mobilfunkbetreiber Vodafone.British Telecom, One2One (eine Toch-ter der Deutschen Telekom) und Oran-ge (gehört noch dem Mannesmann-Konzern, muss jedoch nach dessenÜbernahme durch Vodafone verkauftwerden) erwarben die gleich ausge-statteten Lizenzen C bis E. Die LizenzA, die für einen Neueinsteiger in denbritischen Markt reserviert war, gingan das kanadische Telecom-Unterneh-men TIW.

Zwischen vier und sechs UMTS-Li-zenzen stehen in Deutschland zur Ver-steigerung an. Im Rennen sind diedeutschen Mobilfunkbetreiber T-Mo-bil, Mannesmann, E-Plus und Viag In-terkom; darüber hinaus die Service-Provider Mobilcom, Talkline und De-bitel. Ob MCI Worldcom über World-com Wireless Deutschland mitbietenwird, steht noch nicht fest. Ferner be-wirbt sich unter dem Namen Group 3G eine Allianz der spanischen Telefo-nica, der finnischen Sonera und derbritischen Orange. Experten rechnenmit etwa einem Dutzend Kandidaten.

Der Ausgang des Verfahrens ist of-fen. Doch erwarten die Marktbeob-achter, dass alle vier deutschen Netz-

betreiber zum Zuge kommen werden –sie haben am meisten zu verlieren,wenn sie beim Mobilfunk der nächstenGeneration nicht dabei sind und wer-den daher vermutlich bis zum bitterenEnde mitbieten: »Die UMTS-Lizenz isteine sehr, sehr wichtige Lizenz für dieZukunft, und deshalb kommt man nichtdarum herum, sie zu haben«, so Phi-lipp Schindera, Sprecher der Deut-schen Telekom. »Niemand wird ge-zwungen, ein Angebot abzugeben«,sagt andererseits Matthias Kurth, Vi-

zepräsident der Regulierungsbehörde,die in Deutschland das Lizenzverfah-ren ausgearbeitet hat. Jeder könneaussteigen.

Wirklich? Jeder kann aussteigen?Können sich global agierende Tele-com-Giganten leisten, im Mobilge-schäft der Zukunft nicht dabei zu sein?

Die Versteigerung in Großbritan-nien hat es gezeigt: Die Big Player derKommunikationsbranche, in ihrerExistenz bedroht, können sich ebendas nicht leisten. Sie geben astronomi-sche Summen aus, um ja nicht dentechnologischen Anschluss zu verlie-ren. Und wir Handy-Benutzer werdenletztendlich diese Unsummen bezah-len.

Ihre

Rosemarie Krause

Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via www.systeme-online.de/direkt Systeme 5/20004

Gerüstet für alle Fälle

Gerade im Bereich derEmbedded-Entwicklung istes von Vorteil, alle Tools auseiner Hand zu erhalten.Wenn es um die Selektionverschiedener Tool-Kompo-nenten von verschiedenenHerstellern geht (Compiler,Linker, Debugger etc.), kannman bereits hier Schiffbruch

erleiden. CAD-UL bietet eine vollständige Software-Tool-Kette an,die für die Entwicklung im Embedded-Bereich konzipiert und ent-wickelt worden ist. Diese Software-Tools sind eingebettet in derWorkbench einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE = Inte-grated Development Environment).

Ab Seite 16

Exakt auf Leistung dimensionieren

Früher konnten erfahreneSystemarchitekten mitErfolg eine funktionsfähigeArchitektur spezifizieren,indem sie ihr angesammel-tes Wissen nutzten, um dieim Zuge des Designs not-wendigen Entscheidungenzu fällen. Bedingt durch die

exponenziell zunehmende Komplexität der heutigen Systeme ist diesinzwischen nicht mehr möglich. Häufig werden Designs deshalbüber- oder unterdimensioniert.

Ab Seite 20

DSP-Implementierung in PLDs

Für das Debugging von DSP-Hardwarestehen unterschiedliche Tools zur Ver-fügung. Dieser Beitrag gibt einenÜberblick über verschiedene Debug-Methoden für Signalverarbeitungs-Schaltungen, die zunehmend in kom-plexen PLDs bzw. ASICs implemen-tiert werden. Dabei können die Toolsprinzipiell in Signalquellen (Sources)und Signalsenken (Sinks) unterteiltwerden. Beide Varianten können wie-derum als Hardware oder auch alsSimulationsmodelle ausgeführt sein.

Im Folgenden werden die unterschiedlichen Tools mit ihren Merk-malen dargestellt und an einem kurzen Beispiel erläutert. Mit IP-Megafunktionen lassen sich DSP-Funktionalitäten besonders effizi-ent und sicher in komplexe PLDs implementieren.

Ab Seite 12

MarktICE für die ST62X-Familie 6Entwicklungs-Kit für Rabbit 2000 6Card-PC mit PCI-Bus 6Toolsuite unterstützt STPC 7Stark bei Embedded-Entwicklungs-Tools 8Wechsel bei Hirschmann 8Trace-Erweiterung für ETM 9Emulator für HC12 9Halbleitermarkt: Positive Erwartungen 10I-Logix setzt auf Telecom und Consumer 10DC/DC-Konverter neu im Programm 11

Titel-StoryDSP-Implementierung in PLDs mit IP-Funktionen 12

Embedded-EntwicklungGerüstet für alle Fälle 16Exakt auf Leistung dimensionieren 20Multicore-Debugging in einem SoC-Design 23In-Circuit-Emulator für die ST6-Familie 26Forumsdiskussion: Trends bei Entwicklungs-Tools 30Marktübersicht: Mikroprozessor-Entwicklungs-Tools 36

Elektronik-FocusMarktübersicht: Mikrocontroller 44Produktmeldungen 50

CHIP-DESIGNProduktmeldungen 55

BOARD-DESIGNRelais schützen Modems 61Produktmeldungen 64

SYSTEM-DESIGNBilder aus drei Basistechnologien 68Flexible 19-Zoll-Gehäuse 69Der »Fingerabdruck« des Bildschirms 70Produktmeldungen 73

Feste RubrikenIm Blickpunkt 3Inhalt 4Impressum 74Seminarführer 75Design-Navigator 77Im Fokus: Web-Kennziffern 78Inserentenverzeichnis 80Kennziffernfax 81Vorschau 82

INHALT


INHALT

5

Relais schützen Modems

Die Einführung von V.90/56k-Modems sowie weiteren leis-tungsfähigen Produkten dieserArt hat Modems neue Lebens-aussichten verliehen, da siezusammen mit anderen Selbst-wahlprodukten immer noch eine

kostengünstige und anwenderfreundliche Lösung von Sprach- undDatenübertragungs-Aufgaben ermöglichen.

Ab Seite 61

Der »Fingerabdruck« des Bildschirms

Sie haben richtig gelesen: Nicht lästige Fingerabdrücke auf dem Bild-schirm sind im Folgenden Thema, sondern die elektrooptischen undfarbmetrischen Eigenschaften von Flüssigkristalldisplays. Diesemessbaren Eigenschaften von LCDs, deren Darstellung als Funktionder Betrachtungsrichtung so charakteristisch für die Bauart sind wieein Fingerabdruck, sind entscheidend zur Beurteilung ihrer Ergono-mie. Die Forderungen bezüglich visueller Qualität (Kontrastwerteund Farbwiedergabe) und Ergonomie für Flachbildschirme sind inder ISO-Norm 13406-2 standardisiert.

Ab Seite 70

Forumsdiskussion: Trends bei Entwicklungs-Tools

Die Entwicklungs-Tools unterliegen derzeit einem starken Wandel.Zum einen scheinen sich komplette Entwicklungsumgebungen zuUngunsten von Stand-alone-Tools zu etablieren. Andererseits drin-gen mit den Fortschritten in der Halbleitertechnik und den EDA-Tools jetzt auch »artfremde« Bereiche wie Intellectual Property,Hardware-/Software-Co-Design in die Mikrocontroller-Entwicklung.Die Redaktion lud deshalb Branchenkenner zu einer Gesprächsrundeein, in der diese Entwicklungen diskutiert wurden. Lesen Sie hier eineZusammenfassung der Diskussion.

Ab Seite 30

Systeme 5/2000

Im Fokus: Web-KennziffernHaben Sie schon unseren neuen Web-basierenden Kennziffern-Servicegenutzt? Neben der herkömmlichen Art desInfo-Faxes bieten wir Ihnen unter derWeb-Adresse www.systeme-online.de/direkt(aber auch über unsere Home-Pagewww.systeme-online.de) die Möglichkeit, im Internet gezieltnach weiteren Informationen über Sieinteressierende Produkte und Techno-

logien zu suchen. Die Funktionsweise dieses neuen Services findenSie detailliert beschrieben auf den Seiten 78 und 79.

MARKT

Systeme 5/20006 Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via www.systeme-online.de/direkt

ICE für die ST62X-Familie

Beschleunigte Systementwicklung

Die DS6225A- und dasDS6265A-Entwick-

lungssysteme von SoftTec(Distributor: Ahlers EDV)werden für die Mikrocon-troller ST 62X eingesetzt.Sie ermöglichen In-Circuit-,Realtime- und transparenteEmulatoren und werden so-wohl zum Debuggen desCodes sowie zur Hardware-Entwicklung verwendet.Durch die Verwendung ei-nes Debuggers/Emulatorskann ein Projekt zumfrühestmöglichen Zeitpunktgetestet werden. Die Hard-ware kann schnell und ohnespezielle Routinen auspro-biert und die Software getes-tet werden, ohne dass dasZielsystem in Betrieb ist.Beide Emulatoren arbeitenohne Eingriff in den Zielpro-zessor. Es werden keine Res-sourcen des Zielsystems be-nutzt. Weder Interrupts nochSpeicheradressen noch I/Owird durch den Emulator be-legt. Es werden auch keineWait-States in den in Echt-zeit durchgeführten Ablaufeingeschoben.

Der Emulator arbeitet mitund ohne Zielsystem und ge-stattet ein uneingeschränk-tes Testen von Routinen. Die

Taktfrequenz der Emulato-ren zur ST-6-Familie kannvon 1 bis 8 MHz in festenSchritten variiert werden. Eskönnen in unbegrenzter Zahlund an jeder Adresse imProgrammcode Breakpointsgesetzt werden. Der Emula-tor akzeptiert Binär, Intel-Hex mit optionalem ST-Microelectronics-Assem-bler-DSD- und -SYM-For-mat-Files als Eingabe zumsymbolischen Debugging.Die Programmzeilen wer-den im Assembler-Code an-gezeigt.

SofTec Microsystems hatdie Anwendung der Emula-toren so einfach wie mög-lich gemacht. Das Benutzer-Interface wurde so konstru-iert, dass es leicht erlernbarund leicht anzuwenden ist.Dieses und die Darstellungsämtlicher Ressourcen desControllers in einzelnenFenstern. (Spreicher, Varia-ble, Register usw.) beschleu-nigt die Entwicklung einesSystems und ermöglicht einsekundenschnelles Auffin-den von Fehlern. (pa)

Ahlers EDVTel.: 0 8761/42 45

Kennziffer 100

Embedded-Applikationen

Entwicklungs-Kit für Rabbit 2000

Für den MikroprozessorRabbit 2000 bietet Z-

World (Distributor: GBM)ein kompletes Entwick-lungs-Kit an. Der Mikropro-zessor wurde speziell für denEinsatz in Embedded-Appli-kationen entwickelt. Er be-sitzt eine dem Z180 ähnlicheArchitektur, ist aber auf-grund seiner Optimierungenbei gleicher Taktrate bis zudreimal schneller in der Be-fehlsausführung. Das Ent-wicklungs-Kit beinhaltet dasMikrocont ro l le r-BoardJackRabbit, die integrierteEntwicklungumgebung Dy-namic C sowie Schnittstel-lenkabel und Dokumentati-on. Das JackRabbit-Boardist neben dem Rabbit-2000-Prozessor mit SRAM und

Flash-ROM ausgestattet. Esbesitzt 40 digitale I/Os, Ana-logein- und Ausgänge sowiezwei RS-232- und eine RS-485-Schnittstelle. Die Ent-wicklungsumgebung Dyna-mic C bietet neben einemkomfortablen Texteditor, ei-nem intergrierten Debuggerund einem C-Compiler einengroßen Umfang an Biblio-theken und Beispielpro-grammen. Ein besonderesHighlight ist der Kernel, dermit preemptivem und koope-rativem Multitasking dieparallele Echtzeitverarbei-tung verschiedener Tasks er-laubt. (pa)

GBMTel.: 0 2166/98 78 90

Kennziffer 102

Card-PC mit PCI-Bus

Hohe Performance undgeringer Stromverbrauch

Epson Europe Electro-nics hat eine Erweite-

rung seiner Produktpalettevorgestellt: den CARD-PCI/GX, basierend auf demGeode-Prozessor von Na-tional Semiconductor. Die-

ser Card-PC ist das ersteProdukt aus einer Familie,die auf der PCI-Bus-Tech-nologie aufbaut. Mit denMaßen von 101,6 x 63,5 x16 mm3 ist der Rechner ei-ne Kompaktlösung mit ho-

MARKT

Systeme 5/2000 7Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via www.systeme-online.de/direkt

her Integrationsdichte. Ersoll damit einen neuenStandard bei kostengünsti-gen Anwendungen undverschiedenen auf Win-dows CE, NT, 98, 2000,QNX- oder VxWorks-ba-sierenden Betriebssyste-men setzen. Der CARD-PCI/GX (SCE8720Cxx) istausgestattet mit allen not-wendigen Interface-Bau-steinen und der jeweils da-zugehörigen Hardware:200 MHz Geode-GXLV-Prozessor, synchronesDRAM (32 MByte oder 64MByte), SXGA-Videocon-troller (1280 x 1024 Pixel),4 MByte VRAM, PCI-Bus-Interface (unterstützt dreiSteckplätze) sowie eineeingeschränkte ISA-Bus-Schnittstelle. Außerdemverfügt der Rechner übereinen integrierten Super-DIE-Controller, zwei USB-Ports, zwei serielle Schnitt-stellen, unterstützt IrDA1.0, eine Audioschnittstelle(AC97), PS/2 Keyboard/Mouse, Floppy-Disk-Lauf-werk (separate Verbindung)und einen Parallel-Port.Der Videocontroller unter-stützt CRT-Lösungen mit1024 x 768 Pixel bei 64.000Farben oder 1280 x 1024Pixel bei 256 Farben. Erunterstützt zusätzlich einTFT-LC-Display bis zu ei-ner Auflösung von 1280 x1024 Pixel und 256 Farben(18-, 12-, oder 9-Bit Daten-format). Der Anschluss er-folgt über eine 280-Pin-Schnittstelle. Der CARD-PCI/GX benötigt aufgrundseines extrem geringenStromverbrauchs (wenigerals 3 W) keine zusätzlicheKühlung.

Für den Entwickler stehtein Development-Kit bereit,das ein Evaluation-Board,einen CARD-PCI/GX, Ka-belsatz, die Software undein ausführliches Handbuchbeinhaltet. (pa)

SE Spezial ElectronicTel.: 0 5722/20 30

Kennziffer 104

Toolsuite unterstützt STPC

Vollständige Werkzeugkette

CAD-UL, kündigt ent-scheidende Weiterent-

wicklungen der x86-Embed-ded-Tool-Suite für die ST-PC-Prozessorfamilie von

STMicroelectronics an. DieEmbedded-Tool-Suite fürden STPC umfasst einen De-bugger, einen C/C++-Com-piler und andere Progam-

mierwerkzeuge. Dazu ge-hören auch vorkompilierteBeispielprogramme, die miteinigen Mausklicks auf dasBoard geladen werden kön-nen. Der STPC von ST-Microelectronics ist einhochintegrierter PC-on-a-Chip, der mit der On-Chip-Grafikeinheit in verschiede-nen Applikationen Verwen-dung findet. Mit dem Hoch-sprachendebugger können

MARKT


die über 450 Peripherieregis-ter angezeigt, validiert undmittels Bitfield-Editor mani-puliert werden. Das ist einwesentliches Feature vomXDB. Jedes einzelne Bit inden Registern wird in ent-sprechenden Online-Hilfenim Debugger vollständig be-schrieben. Das Debuggenvon Applikationen verkürztsich damit deutlich. Bei demDebugger handelt es sich umdie Standard-ROM-Moni-tor-Variante für x86-Protec-ted-Mode, die unter ande-rem an die STPC-Familieangepasst wurde. Der ROM-Monitor funktioniert alsSoftware-Agent auf der Tar-get-Seite und ist maximal 20

KByte groß. Außerdem ist erlizenzgebührenfrei. Ein wei-terer Vorteil des ROM-Mo-nitors ist die Fähigkeit, überTCP/IP zu kommunizieren.Damit eröffnen sich neueMöglichkeiten, Embedded-Applikationen über das In-ternet zu debuggen.

Mit der kompletten Tool-suite für den STPC stelltCAD-UL eine vollständigeWerkzeugkette für die Ent-wicklung von Protected-Mode-Embedded-Applika-tionen zur Verfügung. Diex86-Embedded-Toolsuiteenthält einen C++/ANSI-C-Cross-Optimizing-Compi-ler, einen leistungsstarkenAssembler, einen flexiblen

Linker und einen Hoch-sprachen-Debugger, denXDB-Debugger. AlleWerkzeuge sind in einerprojektorientierten Ent-w i c k l u n g s u m g e b u n g(IDE), der CAD-UL-Work-bench, zusammengefasst;sie ermöglicht dem Ent-wickler eine Beschleuni-gung der Zyklen Editieren,Kompilieren und Debug-gen. Die Embedded-Tool-suite für den STPC läuft aufW i n d o w s 9 5 /98/NT und Unix, Ethernetund RS-232 werden unter-

CAD-ULTel.: 0 73 05/95 90

Kennziffer 106

Embedded Power Corporation

Stark bei Embedded-Entwicklungs-Tools

Embedded Power Corp.lautet der Name des

neuen Unternehmens, dasaus der Fusion der FirmenEmbedded System ProductsInc. und Beacon Tools Inc.entstanden ist. Die exklusi-

ven Vertriebsrechte fürDeutschland bleiben bei derAK Elektronik, die zuvorbereits beide Einzelfirmenvertreten hat. Da die Pro-duktlinien beider Unterneh-men zusammengefasst wur-

den, steht dem Markt nun ei-ne Kombination an Embed-ded-Entwicklungs-Toolszur Verfügung. So kann Em-bedded Power umfassendeLösungen für den x86-Be-reich bieten: RTOS (Echt-ze i t -Be t r i ebssys teme) ,Emulatoren, Compiler, Lin-ker, Debugger und Proto-koll-Stacks. (rk)

AK ElektronikTel.: 0 82 50/9 99 50

Kennziffer 108

Zum neuen Vorsitzendender Geschäftsführung

der Richard HirschmannGmbH wurde Walter Kaiserbestellt. Zusätzlich zu die-ser Aufgabe übernimmt erdie Verantwortung für denGeschäftsbereich Automa-tisierungs- und Netzwerk-systeme von Hirschmann.Kaiser tritt die Nachfolgevon Klaus Eberhardt an, derzum neuen Vorsitzendendes Vorstands der Rheinme-tall AG ernannt worden istund in Personalunion dieAditron AG als Vorsitzen-

der des Vorstands führt.Hirschmann, eine Tochter-gesellschaft der Aditron,entwickelt und produziertSysteme und Komponene-ten für die Automobilelek-tronik, die Multimedia-Kommunikationstechniksowie die Automatisie-rungs- und Netzwerktech-nik. Das Unternehmen be-schäftigt 27.000 Mitarbei-ter. (rk)

AditronTel.: 0211/4 73 47 29

Kennziffer 110

Wechsel bei Hirschmann

Walter Kaiser neuer Vorsitzender

MARKT


Mikroprozessorentwicklung

Trace-Erweiterung für ETM von ARM

Lauterbach ergänzt denEchtzeit-Trace der

JTAG-Debugger für ARM7-und ARM9-Architekturenum ein Preprozessor-Modulzur Aufzeichnung des ETM-Ports (Embedded TraceMacrocell). Der bereits seitlängerem verfügbare In-Cir-cuit-Debugger TRACE32-ICD für ARM7 und ARM9ermöglicht ein komfortables

Debugging auf C- bzw.C++-Ebene über die im Sili-zium integrierte Debug-Schnittstelle. Durch die Tra-ce-Erweiterung ICD-TRA-CE war es auch schon bishermöglich, die Bussignale desARM-Core in Echtzeit mitaufzuzeichnen. Vorausset-zung war hierbei jedochstets, dass die komplettenBussignale entweder am Se-rienchip oder über einenspeziellen Bond-Out-Chipzur Verfügung standen.ARM stellt nun die so ge-nannte ETM (EmbeddedTrace Macrocell) zur Verfü-gung, die in ein ASIC mitARM-Core integriert wer-den kann und dann über einPORT mit wahlweise 9, 13oder 21 Pins Trace-Informa-

tion in Echtzeit liefern kann.ICD-TRACE für ETMnimmt diese Signale auf undkann dann über eine kom-plexe Software vollständigeTRACE-Information inHochsprachenform liefern.So kann man leicht nach-vollziehen, welche Instruk-tionen oder Systemzuständeeinen bestimmten Pro-grammzustand herbeige-führt haben. Der Trace-Spei-cher hat eine Tiefe von 64KFrames. Jeder aufgezeichne-te Record ist mit einem Zeit-stempel markiert, der eineAuflösung von 100 ns hat. Inder Regel wird die Trace-Er-weiterung zusammen mitTRACE32-ICD direkt andie Druckerschnittstelle vonPCs angeschlossen. Der Be-trieb an PCs, Notebooks undWorkstations ist auch überEthernet oder USB möglich.(pa)

LauterbachTel.: 0 8104/8 94 30

Kennziffer 112

Mikrocontroller-Entwicklung

Emulator für HC12

Nohau hat einen neuenIn-Ciruit-Emulator für

den HC12-Controller vonMotorola entwickelt. Un-terstützt werden alle HC12B32, HC12BC32, HC12D60 und HC12DG128(1Q2000) Derivate bis zu 30MHz von 2,7 bis 5,25 V. DieBedienung erfolgt über dieSeehau-Oberfläche die Win-

dows 95/98 undNT unterstützt.Der Emulator be-steht aus einemHandheld-Emula-tor-Board und ei-nem optionalenTraceboard. DieController könnenin allen Funktions-modi emuliert wer-den. Der Trace-Speicher decodiert

voll die Instructionpipelineist 128 k tief und 108 Bitbreit und zeichnet alleAdress-, Daten-, Status-Bits,24 externe Signale und denTimestamp auf. Triggerer-eignisse können durchAdress- und Datenwerteausgelöst werden. Die Dar-stellung erfolgt wie bei al-len Nohau-Emulatoren im

Cycle-Mode, Mixed-Modeoder Source-Mode. DerEmulator wird mit 128KByte Emulationsspeicherausgeliefert, und fürH C 1 2 D G 1 2 8 ,HC12DA128, HC12D60 ister auch in Banking-Applikationen einsetzbar.Außerdem können über einShadow-RAM Schreibzu-griffe auf Daten und interneRegister während der Echt-zeit-Emulation auf demBildschirm in verschiedenenVariationen (auch grafisch)dargestellt werden. Zusätz-lich sind auch Code-Cover-age und Performance-Ana-lysen durchführbar. AuchFlash- oder EEPROM-Spei-cher der CPUs können pro-grammiert werden. AufWunsch wird der Emulatorzusammen mit einem BDMausgeliefert. (pa)

Nohau Tel.: 0 70 43/9 24 70

Kennziffer 114

MARKT


Halbleitermarkt

Beeindruckend positive ErwartungenEs ist sicher nicht übertrieben, wenn man behaup-tet, dass 1999 der weltweite Halbleitermarkt regel-recht explodiert ist: Mit einem Plus von 18,9 Pro-zent erreichte er nämlich ein Volumen von 149 Mil-liarden Dollar. Im gleichen Zeitraum entwickeltesich zwar der entsprechende deutsche Markt merk-lich unter diesem Durchschnitt, aber für diesesJahr erwarten die Prognostiker, dass er sogar umerstaunliche 35 Prozent wachsen könnte.

Laut SIA (SemiconductorIndustry Association)

hat 1999 der weltweiteHalbleitermarkt mit 149Milliarden Dollar einen zu-vor noch nie gehabten Werterreicht. Das entspricht ei-nem Wachstum im Vergleichzum Vorjahr von beein-druckenden 18,9 Prozent,wobei sich allerdings die un-terschiedlichen Sparten sehrdifferenziert entwickelt ha-ben. So lagen zwar mengen-mäßig die Prozessoren, mit27,2 Milliarden Dollar, er-neut an der Spitze der Um-satzrangliste, jedoch konn-ten sie »nur« um 9,8 Prozentgegenüber dem Vorjahr zu-

legen. Mit 20,7 MilliardenDollar und einem Plus vonsatten 48 Prozent belegte derDRAM-Sektor sowohl beimWachstum als auch beim Vo-lumen den zweiten Platz,während die Flash-Speicher,deren Umsatz um 83 Pro-zent von 2,5 auf 4,6 Milliar-den Dollar kletterte, den amstärksten expandierendenSektor darstellten. Die DSPslegten um 25,7 Prozent von3,5 auf 4,4 Milliarden Dollarzu, was sie hauptsächlich dersteigenden Nachfrage sei-tens des Wireless-Kommu-nikationssektor verdanken.

Sowohl für dieses als auchfürs nächste Jahr sind die

Prognosen der SIA hinsicht-lich dieses Markts sehr posi-tiv, da sie mit Plus 20 jähr-lich ein sich sogar noch ver-stärkendes Wachstum vo-raussagen.

Für den deutschenHalbleitermarkt war das ver-gangene Jahr nicht so gutwie anfänglich erwartet wor-den war: Sein Volumen stiegnämlich gegenüber dem Vor-jahr »lediglich« um 11,5 Pro-zent von 7,21 Milliarden Eu-ro auf 8,04 Milliarden Euroan. Die einschlägige Book-to-Bill-Rate liegt jedochschon seit bereits 28 Mona-ten ohne Unterbrechung über1,00 und das – seit der Delleim Juni 1999 – mit zuneh-mender Tendenz, wie das Hi-stogramm verdeutlicht. So

lag dieser wichtige Indikatorim vergangenen Dezemberund im Januar 2000 bei 1,18,einem Wert, der für eine gutekünftige Geschäftsentwick-lung spricht. Kein Wunderalso, wenn für dieses Jahr dieZVEI-Experten der Brancheein kräftiges Umsatzwachs-tum voraussagen. Überra-schend ist jedoch die ge-schätzte Größe dieser Ex-pansion, da sie die Prognos-tiker vom ZVEI zwischen 23Prozent und beinahe un-glaublichen 35 Prozent pla-zieren.

(Bruno Piovesan)

1,40

1,35

1,30

1,25

1,20

1,15

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

0,85

0,80

Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan98 99 99 00

Die Book-to-Bill-Ratio für den deutschen Halbleiter-markt ist seit nunmehr 28 Monaten größer als 1,00. Undtrotz der zwei leichten Abschwächungen im November’98 und Juni ’99 motiviert u.a. die deutlich erkennbareErholung seit dem letzten August die Auguren dazu, fürdieses Jahr ein Umsatzwachstum von zwischen 23 Pro-zent und erstaunlichen 35 Prozent zu prognostizieren.

ZVEITel.: 069/6 30 22 76

Kennziffer 116

I-Logix setzt auf Telecom und Consumer

Büro in Deutschland eröffnet

Im Rahmen ihres Expan-sionsprogramms in Euro-

pa hat I-Logix in Deutsch-land ein Büro für den direk-ten Vertrieb und Support,die I-Logix DeutschlandGmbH, eröffnet. Die Nie-derlassung hat ihren Sitz inVaterstetten bei München.I-Logix ist Anbieter vonTools und Methoden zurautomatisierten Software-Entwicklung für Embed-ded-Systeme. Die Techno-logie unterstützt den ge-samten Designprozess vomKonzept bis zum Pro-gramm-Code durch eineiterative Vorgehensweise,die Analyse, Verhaltens-prüfung, Dokumentationund automatische Code-Er-zeugung miteinander ver-knüpft I-Logix Deutsch-land wurde mit dem Zielgegründet, eine strategi-sche Präsenz auf demdeutschen Markt zu etablie-ren. Einerseits werdenEmbedded-Systeme immer

komplexer, andererseits er-öffnen sich in rascher Folgeneue Marktchancen in denBereichen Telecom undConsumer. Das macht es er-forderlich, wichtigen Kun-den in Deutschland den Di-rektvertrieb und die direkteAnwendungsunterstützungzu bieten. I-Logix wird mitBerner & Mattner, dem be-stehenden Partner für Ver-trieb, die Anwendungsun-terstützung und das Con-sulting, eng zusammenar-beiten. Zur Aufnahme derGeschäftstätigkeit der deut-schen Niederlassung wurdeWolfgang Leimbach zumVertriebsleiter bestellt.Leimbach verfügt über Er-fahrung mit dem Verkaufvon Embedded-Software-Tools auf dem Automobil-und Telekommunikations-sektor. (rk)

I-LogixTel.: 0 8106/37 96 66

Kennziffer 118

MARKT


Tekelec kooperiert mit SynQor

DC/DC-Konverter neu im Programm

Die Tekelec AirtronicGmbH gibt die Verein-

barung einer exklusivenVertriebskooperation fürDeutschland und Österreichmit dem US-Hersteller vonDC/DC-Konvertern für Te-lekommunikationsanwen-dungen, SynQor, bekannt.Die PowerQor-Bausteinevon SynQor sind galvanischisolierte DC/DC-Konverter,die durch synchrone Gleich-richtung hohe Wirkungsgra-

de erzielen können. Dadurchist die Verlustleistung dieserWandler sehr klein, sodassder Anwender auf einen beiherkömmlichen DC/DC-Wandlern notwendigen Kühl-körper verzichten kann. DieKonverter sind im Half-Brick- und Quarter-Brick-Format erhältlich. (rk)

Tekelec AirtronicTel.: 089/516 45 03

Kennziffer 120

ON Semiconductor gestärkt

Hanson wird neuer CEO

Der ehemalige Unter-nehmensbereich von

Motorola, ON Semiconduc-tor, hat Steve Hanson zumChief Executive Office(CEO) ernannt. Hanson wirdweiterhin President des Un-ternehmens bleiben. DiesePosition hat er im August

1999 übernommen, als ONSemiconductor ein unab-hängiges Unternehmen wur-de. (rk)

ON SemiconductorTel.:00 33/5 6119 94 88

Kennziffer 124

EMV-Anwendungen aufnehmen

Neuer Elmeco-Marketingleiter

Im Zusammenhang mit derFirmenexpansion erwei-

tert Elmeco die Geschäfts-leitung. Jürgen Blind über-nimmt die neugeschaffenePosition des Marketinglei-ters. Er ist für alle techni-schen Belange rund um dieProdukte verantwortlich.Außerdem gehören die Ma-terialwirtschaft und die ge-samte Werbung zu seinemTätigkeitsbereich. Ein Auf-gabenschwerpunkt von Jür-

gen Blind wird die Erweite-rung des Angebots sein,unter anderem ist geplant,Produkte für EMV-Anwen-dungen in das Lieferpro-gramm aufzunehmen. In Zu-kunft sollen auch Dienstleis-tungen wie Beschaffung vonC- und D-Teilen angebotenwerden. (rk)

ElmecoTel.: 0 60 39/9 5977

Kennziffer 122


TITELSTORY

Systeme 5/200012

ware-Implementierungen von DSP-Funktionen mit binären Festkomma-werten arbeiten, liegt es nahe, die Höhedes Impulses auf eine Potenz von 2 ein-zustellen. Das entspricht der Aus-führung eines einzelnen Logik-Bitsund ist daher sehr hilfreich, um einProblem zu isolieren. Letztendlich gibtes auch Impulse mit maximaler positi-ver und negativer Höhe. Die entspre-chenden Signale führen dann mehrereBits gleichzeitig aus. Da die Eingangs-daten meist Null sind, kann man spezi-elle Bits innerhalb des Systems isoliertuntersuchen, indem man einen Impulsmit entsprechender Höhe einsetzt. EinImpulstest sendet dabei Impulse ver-schiedener Höhe (auch mit negativenWerten) an das System. Der generelleVorteil, mit einer Impulsanwort zu ar-beiten ist, dass mit einem relativ einfa-chen Signal viele Systeminformatio-nen ermittelt werden können.

Eine Sprungfunktion ist eine weiteregute Signalquelle. Dieses – wiederumeinfache Signal – ist vor dem Zeitpunktt = 0 immer Null und danach immerEins. Ähnlich wie beim Impuls gibt esauch hier Variationen bezüglich derHöhe. Mit dem Sprunganwort-Verfah-ren lässt sich z.B. die Stabilität einesSystems gut untersuchen. Die Sprung-antwort gibt Informationen darüber,wie nahe ein System einer angestreb-ten Lösung kommt. Wird z.B. ein stu-fenförmiges Signal in einen perfektenIntegrator eingegeben, dann wird derIntegrator seinen Ausgangswert so lan-ge erhöhen, bis er an seine physikali-schen Grenzen kommt. Für Festkom-maapplikationen basiert diese Grenzeauf der Anzahl der Bits, die für einebinäre Zahlenangabe benötigt werden.An dieser Stelle ist es natürlich interes-sant wie das System arbeitet: Steuertdas System den Ausgang wirklich aus,oder wird das Ergebnis durch Rundungermittelt. Wenn das System mit Aus-steuerung arbeitet, muss man sich fra-gen, welchen Einfluss dies auf andereTeile des Designs hat.

Für Feedback- und Steuerungssys-teme ist die Sprunganwort sehr hilf-reich, da sie anzeigt, wie sich ein Sys-tem verhalten wird: Entspricht dasSystem den Vorgaben? Kommt es zuÜber- oder Unterschwingungen? Wasist die Eigenfrequenz? Wie groß ist derDämpfungsfaktor? Alle diese Fragenkönnen mit Hilfe der Sprungantwortbeantwortet werden. Feedback-Steue-rungssysteme (Systeme mit selbsttäti-ger Regelung) sind zeitdiskrete Sys-

DSP-Implementierung in PLDs mit IP-Megafunktionen

Debugging von DSP-FunktionenFür das Debugging von DSP-Hardware stehen unterschiedliche Toolszur Verfügung. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über verschiedeneDebug-Methoden für Signalverarbeitungs-Schaltungen, die zuneh-mend in komplexen PLDs bzw. ASICs implementiert werden. Dabeikönnen die Tools prinzipiell in Signalquellen (Sources) und Signal-senken (Sinks) unterteilt werden. Beide Varianten können wiederumals Hardware oder auch als Simulationsmodelle ausgeführt sein. ImFolgenden werden die unterschiedlichen Tools mit ihren Merkmalendargestellt und an einem kurzen Beispiel erläutert. Mit IP-Megafunk-tionen lassen sich DSP-Funktionalitäten besonders effizient undsicher in komplexe PLDs implementieren.

Vor dem Debugging von DSP-Funktionen steht die Auswahl der

relevanten Tools wie Signalquellenoder Signalsenken, die in Hardwareoder als Simulationsmodelle ausge-führt sein können. In vielen Fällen istes einfacher, mit Simulationsmodellenzu arbeiten und so die Funktionalität zuüberprüfen, statt dies im Labor mit»realer« Hardware durchzuführen. Ty-pische Signalquellen erzeugen Impul-se, Sprungfunktionen, Pseudo-Zufalls-signale und auch sinusförmige Testsig-nale. Bei einem typischen Testaufbaunutzt man die Signalquellen, um denEingang realer Daten in das System zusimulieren und beobachtet mit den Sig-nalsenken die entsprechende Antwort.

Leider sind reale Daten für den Debug-ging-Prozess oft nur mühsam nutzbar.Oftmals ist es daher sinnvoll, ein ent-sprechend einfaches Signal zu senden,um ein spezielles Problem zu untersu-chen. Im Folgenden werden die typi-schen Signalquellen und -senken mitihren Charakteristika beschrieben.

Ein Impulsgenerator stellt eine aus-gezeichnete Signalquelle dar. Bild 1zeigt ein Impulssignal und die entspre-chende Frequenzcharakteristik. EinImpuls erscheint dabei wie eine Span-nungsspitze über die Zeit. Der Aus-gangswert ist dabei immer genau Null,außer bei t = 0. Bei t = 0 zeigt der Aus-gang einen relativ großen positivenWert. Spektral gesehen ist ein Impulsein flaches Signal. Alle Frequenzkom-ponenten sind gleichmäßig vorhanden.Darüber hinaus bietet die Impulsant-wort eines linearen, zeitinvariantenSystems alle wesentlichen Informatio-nen, um ein System beschreiben zukönnen. Führt man die Fourier-Trans-formation der Impulsantwort durch, er-hält man die Übertragungsfunktion desSystems (die Frequenzantwort desSystems).

Ein Impulssignal lässt sich natürlichvariieren – im Hinblick auf eine zeitli-che Verschiebung und auf die Ampli-tude. Beide Veränderung sind spektralflach. Die einfachste Variation ist eineVeränderung der Höhe der Amplitudegenau auf den Wert 1,0. Bei FIR-Fil-tern kann so der Wert der Koeffizientenausgelesen werden. Da viele Hard-Bild 1. Ein Impulssignal


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teme mit einer unendlichen Impulsant-wort (IIR = Infinite Impuls Response).Mit Sprunganwort-Signalen könnendiese IIR-Effekte untersucht und quan-tifiziert werden. Zum Beispiel kann ge-prüft werden, ob »tote« Zonen im Sys-tem sind – d.h., wenn man sich beimKonvergierungsprozess nicht ausrei-chend angenähert hat. Oder gibt esGrenzen für den Taktzyklus, wo dasSystem permanent weiterschwingt unddabei die Funktion nicht ausführt?

Neben Impuls- und Sprungsignalengibt es noch die zufälligen Signalfol-gen. Dabei werden allgemein zwei ver-schiedenen Typen verwendet. Einmalsind das die spektral weißen Sequen-zen. Diese Signalquellen haben keinebestimmten Frequenzcharakteristiken.Sie haben eine ähnliche Struktur wiedie Impulse. Während aber bei den Im-pulsen ein bestimmter Wert auf dieNullen folgt, ist es bei den zufälligenSignalfolgen eine Vielzahl von Wer-ten. Damit kommt eine zufälligeSignalfolge einer realen Datenfolgesehr nahe. Darartige Datenfolgen kön-

nen mit Hilfe eines PRBS-Generators(Pseudo Random Bit Sequence) er-zeugt werden. Bei der Simulation wer-den die Pseudo-Random-Sequenzentypischerweise mit linear rückgekop-pelten Schieberegistern generiert.

Es gibt auch zufällige Signalfolgenmit einer Gauß-Verteilung (Gauß-Se-quenzen). Dies ist eine Wertefolge miteinem Mittelwert von Null und einerdefinierten Varianz. Die Gauß-Sequen-zen werden oft zur Simulation einerbestimmten Fehlerrate benutzt. DasLehrbuch-Modell eines Kanals ist einAWGN-Modell (Additive White Gau-

sian Noise). In der Realität sind diemeisten Kanäle jedoch nicht »weiß«,aber das typische Rauschmodell hat ei-ne Gauss-Verteilung. Die Gauss-Se-quenz enthält kein absolutes Maxi-mum, es gibt eine kleine Wahrschein-lichkeit, dass ein sehr großer Fehlerauftreten kann. Komplexere Stimulikönnen aus Kombinationen der be-schriebenen einfachen Signale erzeugtwerden. Beispielsweise kann ein Mo-dell für das Burst-Rauschen aus meh-reren zeitlich versetzten Impulsgenera-

toren und einem AWGN-Modell kom-biniert werden.

Sinusförmige Signale sind eine häu-fig eingesetzte Testsequenz. Dabei re-präsentieren die Datenwerte einen überdie Zeit aufgetragen Kosinusverlaufmit unterschiedlichen Amplituden,Frequenzen und Phasen. Das Testsig-nal kann spektral rein sein (d.h., es sindkeine weiteren Frequenzkomponentenenthalten bzw. nur eine Sinuswelle mitbestimmter Frequenz vorhanden) oderPhasenrauschen enthalten. Diese Test-

Bild 2. Beispiel einer Sprunkfunktion


TITELSTORY

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Bei der Fehlersuche in komplexenSystemen wie DSPs muss darauf geach-tet werden, dass die Beseitigung einesProblems nicht ein anderes hervorruft.Dabei ist es von großer Bedeutung, dassdie entsprechenden Debugging-Toolsein vollständiges Bild liefern und so alleAuswirkungen einer Veränderung deut-lich machen. Ein Beispiel, wie die Besei-tigung eines Problems ein neues verursa-chen kann, zeigt Bild 3: Wie in Bild 3dargestellt, weist die spektrale Frequenz-antwort eines Signals einen sehr starkenAbfall auf. Dieses Problem konntedurch eine entsprechende Designmaß-nahme zwar behoben werden, allerdingsmit dem Nebeneffekt, dass im -40-dB-Bereich erhebliche Störungen auftraten.Das macht deutlich, dass dafür Sorge ge-tragen werden muss, dass die Lösung ei-nes Problems nicht ein neues mit sichbringt. In vielen Fällen mögen zwar dieStörungen bei -40 dB nicht bedeutendsein und die Beseitigung der stark abfal-lenden Flanke wesentlich wichtiger,trotzdem kann dieser Nebeneffekt dazuführen, dass das System nicht mit vollerLeistungsfähigkeit arbeitet.

Für das Debugging von Signalverar-beitungs-Schaltungen gibt es verschie-dene Methoden bzw. Tools. Indemman z.B. mehrere Signalquellen kom-biniert, können komplexe Signaleerzeugt werden, um auch kritische In-formationen über die Systemleistungs-fähigkeit zu erlangen.

(Tony San, Altera, Rolf Bach, PR&Elektronik)

signale sind besonders hilfreich für dasDebugging von PLLs (Phase LockLoops). Indem man z.B. ein derartigesTestsignal mit phasenabhängigen Im-puls-, Stufen- oder Random-Änderun-gen versieht, kann man verschiedenePLLs untersuchen

Die Signalerzeugung ist die eine Sei-te des Debuggging-Prozesses, der danndie Auswertung der Antworten folgenmuss. Hierfür stehen verschiedene Ar-ten von Signalsenken für die Auswer-tung zur Verfügung: Typische Signal-senken sind textbasierende Darstellun-gen, Displays mit Darstellung derzeitabhängigen Amplitude (analogeWaveforms) sowie Darstellungen derSignalamplitude und des Phasenver-laufs in Abhängigkeit von der Fre-quenz.

Darüber hinaus gibt es sehr hilfrei-che Software zur Waveform-Darstel-lung für HDL-Simulatoren (VHDLoder Verilog). Viele dieser Software-Tools sind sehr gut geeignet für dasDebugging digitaler Logik und erlau-ben die Kombination von Bussen, dieDarstellung im Hex-, Octal- oder De-zimalformat sowie die Beschreibungvon State-Machines. Allerdings bietendie meisten dieser Waveform-Toolsnicht die Möglichkeit, eine Signalver-arbeitungs-Umgebung darzustellen.Sie haben höchstes die Möglichkeit, ei-ner analogen Waveform-Darstellung.Typische Hardware-Beschreibungs-Simulatoren wie VHDL oder Verilogermöglichen die Datenausgabe alsText-File. Wenn die Daten erst als AS-

CII-Text-File vor-liegen, können sieeinfach verändertund mit mathemati-schen Tools wieMATLAB oderMathCAD verar-beitet werden. Da-rüber hinaus kön-nen die Daten imTextformat auchgegen einen Refe-renz-Satz von »gu-ten« Daten vergli-chen werden, umAbweichungen ein-fach feststellen zukönnen. Eine ana-loges Waveform-Display ist die gän-gigste Art der Sig-naldarstellung. Diese Darstellung wirdim Oszillsokop genutzt, wobei die Am-plitude (vertikale Achse) gegenüberder Zeit (horizontal) dargestellt wird.

Auch Frequenz-Plots – ähnlich denErgebnissen eines Spektrumanalysa-tors – können sehr hilfreich sein. Umdiese Plots zu erzeugen, ist eine ent-sprechend große Rechenleistung erfor-derlich und der Einsatz einer Rechen-Software empfehlenswert. Die Dar-stellungsmöglichkeiten umfassen lo-garithmische Maßstäbe (Daten in dB),normalisierte Darstellungen (dB auf 0gesetzt) sowie die Darstellung der Leis-tung und der Spannung. Eine lineareoder logarithmische Frequenzachse istebenfalls hilfreich. Mit Phasen-Plotskann man Phasenveränderungen inAbhängigkeit von der Frequenz dar-stellen. Viele Systeme erfordern einelineare Phasenantwort. Für die Über-prüfung dieser Funktionalität sind Pha-sen-Plots ideal geeignet.

Ein typisches Beispiel für das De-bugging einer DSP-relevanten Funkti-on ist eine digitale PLL. Das PLL-Sys-tem besteht aus einem Phasendetektor,einem Tiefpassfilter und einem NCO(numerisch gesteuertem Oszillator).Im ersten Testschritt wird ein Testsig-nal mit der erforderlichen Frequenz ge-neriert, um zu überprüfen, ob das Sys-tem entsprechend »einrastet«. Imnächsten Schritt wir eine stufenförmi-ge Veränderung der Phasen-Offsets da-zu benutzt, die Reaktion des Systemszu testen. Letztendlich kann man dieCharakteristik des Phasenrauschensdes Systems prüfen, indem man dieSignalquellen mit einem Gauß-Pha-sen-Rauschen belegt.

AlteraTel.: 089/3 2182 50

Kennziffer 200

Bild 4. DSP-Funktionen lassen sich sicher und einfachmit IP-Megafunktionen in die APEX- und FLEX-PLDsimplementieren

Bild 3. Die Behebung eines Fehlerskann eine neue Störung verursa-chen


SCHWERPUNKT Embedded-Entwicklung

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treten, abgefangen. Inline-Assemblerwird damit vermieden. Alle »Built-ins« sind dokumentiert. Über 150Built-in-Funktionen sind allein für dieMMX-Einheit eines Intel-Pentium-II-Prozessors verfügbar. Gerade der Ein-satz der MMX-Technologie wird fürdie Entwicklung von Embedded-Ap-plikationen zunehmend interessanter.Die interne parallele Datenverarbei-tung bietet massive Geschwindigkeits-vorteile. Der Vorteil der Built-in-Funk-tionen ist enorm. Wo sich früher Ent-wickler Gedanken machen mussten,die richtigen MMX-Befehle zu nutzen– vor allen Dingen CPU-Pipeline-effi-zient – reicht heute ein einziger C-Call.Built-in-Funktionen, auch bekannt alsIntrinic-Funktionen, sind keine echtenFunktionen, sondern eher als Makroszu verstehen, die vom Compiler direktzur Verfügung gestellt werden.

Mit dem Feature »Support of differentMemory Models« kann der Entwicklerdie verschiedenen Memory-Modellevon Flat bis Compact nutzen und somitdie Schutzmechanismen der x86-Archi-tektur vollständig in seine Applikationmit einbeziehen. Die sehr wichtige undbei den CAD-UL-Compilern enthalteneFunktion »Run Time Check Option« er-kennt während der Laufzeit der Appli-kation, symantische Fehler wie IntegerOverflow, Array bound violation undEnumeration violation. Bekannterweisewerden diese gravierenden Fehler vomeinem Compiler zur Compilierzeit nichterkannt, da es sich de facto nicht umSyntaxfehler handelt. Ein Werte-Über-lauf macht sich durch einen Vorzeichen-wechsel erst zur Laufzeit bemerkbar –und hier greift der Compiler an. Solchein symantischer Fehler wird durch eineeffiziente Routine, die der Compiler aufWunsch automatisch generiert, zurLaufzeit detektiert und gemäß einer zu-vor definierten Exeption-Handling-Funktion behandelt. Gerade, wenn esum Compiler-Optimierungen geht, ver-sagen viele Tools ihre Dienste hinsicht-lich der Debug-Fähigkeit des produzier-ten Codes. Der CAD-UL-Compiler istso aufgebaut, dass trotz höchster Opti-mierungsstufe der Applikationscode mitdem Debugger analysiert werden kann.Das ist ein wichtiges Feature, denn werverzichtet schon auf Code-Transparenzzu Gunsten des Laufzeitverhaltens.

Zwei wesentliche Neuerungen imCompiler sind zum einen die vollstän-dige Unterstützung des neuartigen»AMDebug-Mechanismus« vom ÉlanSC520 und zum anderen der Code-Co-

Software-Tools für Embedded-Applikationsentwicklung

Gerüstet für alle FälleGerade im Bereich der Embedded-Entwicklung ist es von Vorteil, alleTools aus einer Hand zu erhalten. Wenn es um die Selektion verschie-dener Tool-Komponenten von verschiedenen Herstellern geht (Com-piler, Linker, Debugger etc.), kann man bereits hier Schiffbruch erlei-den. CAD-UL bietet eine vollständige Software-Tool-Kette an, die fürdie Entwicklung im Embedded-Bereich konzipiert und entwickeltworden ist. Diese Software-Tools sind eingebettet in der Workbench –einer integrierten Entwicklungsumgebung (DIE = Integrated Deve-lopment Environment). Die Workbench erlaubt es, die Werkzeuge/Tools entsprechend der Applikation zu konfigurieren. Das betrifft inerster Linie die Tool-Optionsschalter. Zusätzlich bietet die Workbencheinen Projektmanager, einen Editor und weitere nützliche Features, so z.B auch einen Source-Browser, an.

Die Embedded-Tools umfassen dieCode-generierenden Komponen-

ten wie C/C++/EC++-Compiler, As-sembler, Linker und Code-Analyse-Tools. Die Code-Analyse-Tools be-inhalten eine Reihe von Hochspra-chen-Debuggern, die seitens ihrerGrundfunktionen und Leistungen allegleich aufgebaut sind, sich jedoch allein einem Punkt voneinander unter-scheiden, den Kommunikationsprinzi-pien zwischen Host- und Target-Seite.So werden z.B. auch verschiedeneEchtzeitbetriebssysteme und In-Cir-cuit-Emulatoren unterstützt.

Der Compiler unterstützt den vollenANSI-C/C++-Standard- und EC++-Dialekt. Dem Entwickler wird bei der

Benutzung des Compilers in Form einesOptionsschalters Code-Profiling ange-boten, der Statistiken aber auch Bench-marks von Applikationscode ermög-licht, ohne dabei die C-Source ver-ändern zu müssen. Dabei werden impli-zit durch Epilog und Prolog einer C-Funktion die eigentlichen »Bench-mark-Funktionen« aufgerufen, diedurch den Anwender zuvor definiertworden sind. Ein weiterer Vorteil derCAD-UL-Compiler ist die FPU-Emula-tion, mit deren Hilfe der Entwickler z.B.mathematische Fließkommaoperatio-nen durchführen kann, ohne dass ein Co-Prozessor zur Verfügung stehen muss.

Ein Highlight – und darin unter-scheiden sich die Compiler für den

Embedded-Bereichvoneinander – sinddie derzeit rund 400Built-in-Funktio-nen, die direktenZugriff auf dieCPU-Hardware-Komponenten er-lauben. DieseBuilt-in-Funktio-nen können direktvon der C- oderC++-Ebene aufge-rufen werden. Eswerden damit etwa99 Prozent allerFälle, die innerhalbeiner Embedded-Entwicklung auf-

Bild 1. Überblick über die Embedded-Tools von CAD-UL für die C/C++/EC++ Applikationsentwicklung


Embedded-Entwicklung SCHWERPUNKT

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verage-Support. Der ÉlanSC520 ist einx86-Protected-Mode-Controller miteinem On-Chip-Trace-Mechanismus.Dieser erlaubt die Aufzeichnung vonausgeführtem Code auf dem Chip inEchtzeit. Normalerweise ein Feature,das nur durch den Einsatz von In-Cir-cuit-Emulatoren möglich ist. Der Élan-SC520 arbeitet intern nach demBranch-Trace-Prinzip, das heißt, nurVerzweigungen werden in Echtzeitaufgezeichnet. Der CAD-UL-Debug-ger erhält diese Informationen und re-konstruiert damit den Programmver-lauf. Diese Technik erlaubt das Auf-zeichnen von bis zu etwa 9000 Source-Lines. Gerade RTOS-Herstellerwünschen sich beispielsweise die Ak-tivierung des »On-Chip-Recorders«vom Betriebssystem aus. Genau hiergreift der CAD-UL-Compiler mit denspeziellen auf den ÉlanSC520 abge-stimmten Built-in-Funktionen ein.

Der Code-Coverage-Support ist einneues Feature im Compiler. Wird dieserOptionsschalter gesetzt, so generiert derCompiler zusätzliche Debug-Informa-tionen, die für eine detaillierte Code-Coverage-Analyse erforderlich sind.Der Vorteil ist, dass Software-Entwick-ler die Applikationsquellen nicht mehrinstrumentieren müssen. Damit wirddie Applikation so geprüft wie sie letzt-endlich auch ausgeliefert wird.

Durch die verschiedenen Anpas-sungsvarianten an Target- und Host-Seite werden derzeit von CAD-ULverschiedenste Hochsprachen-Debug-ger angeboten. Diese Debugger sindunterteilt in acht Klassen: XDB Native, XDB Simulator: Spe-

ziell der Native- und Simulator-De-bugger erlauben Debugging, ohneTarget-System. Das hat Vorteile,speziell, wenn die Hardware amAnfang eines Projekts noch nichtzur Verfügung steht. Der Simulatorunterstützt über das Standardmo-dul-Testing hinaus auch die Inbe-triebnahme von Treibern – norma-lerweise nur mit Ziel-Hardwaredenkbar. Der XDB setzt dabei aufeine echte x86-CPU-Software-Si-mulation auf.

XDB ICE, XDB JTAG: Der nächsteSchritt wäre der Einsatz der ICE-bzw. JTAG-Debugger. In-Circuit-Emulatoren werden eingesetzt,wenn es darum geht, erste Software-Module auf die Ziel-Hardware zubringen oder detaillierte Bus-Tra-cings vom Target durchzuführen.Den XDB gibt es für verschiedene

In-Circuit-Emulatoren z.B. Hitex,AMC, HP, Mikrotek, Beacon, umnur einige zu nennen. Über die stan-dardmäßigen C/C++-Debugging-Features werden zusätzlich ausge-feilte Menüs für die Event-System-programmierung der unterschiedli-chen ICEs angeboten.

JTAG ist eine standardisierte Run-Control-Schnittstelle für diverseCPUs, z.B. Pentium I, II, III oder AMDÉlanSC520. Geeignete Umsetzer sind

Lösungen von AMC, Microtek oderMacraigors OCDemon. Gerade derOCDemon, ein Centronics/JTAG-Um-setzer, stellt eine praktische Lösungdar, um den neuen ÉlanSC520 zu de-buggen. Spezielle RS232- oderTCP/IP-Interfaces auf der Target-Seitesind nicht erforderlich. Es reicht dieJTAG-Prozessorschnittstelle. XDB-ROM-Monitor: Ist die Hard-

ware stabil, so empfiehlt sich derEinsatz des ROM-Monitors, ein



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Flags wird beschrieben, d.h., der Ent-wickler ist jederzeit über die Effekte derVeränderung einzelner Flags im Bilde.

Fragen, die sich Software-Entwick-ler aber auch Manager häufig stellen,sind: Werden wirklich alle logischenZweige einer Applikation ausgeführt?Wer stellt sicher, dass in kritischen Zu-ständen eines Applikationsprozessesdie entscheidenen Software-Routinenausgeführt werden? Ein Horrorgedan-ke, der nicht selten Entwicklern undProjektleitern zu schlaflosen Nächtenverhilft. CAD-UL bietet speziell fürCoverage-Tests und die Zertifizierungvon Embedded-Applikationen ein Co-de-Coverage-Analyse-Tool an, das oh-ne Instrumentierung der Applikations-quellen auskommt. Die Tests werdenvollständig auf der Target-Seite ausge-führt, d.h. in Verbindung mit allenTreibern und systemspezifischenKomponenten.

Mit Code-Coverage kann der Gradder Code-Abdeckung einer Applikati-on gemessen werden. Das ist wichtig,gerade, wenn es darum geht, zu prüfen,ob einerseits alle Pfade einer Applika-tion durchlaufen werden, andererseits,ob sich »dead code«, d.h. niemals aus-geführter Code, in der Applikation be-findet. Die Problematik, die sich hier-bei stellt, ist normalerweise, wie gut istdie Testumgebung? Werden wirklichalle Kombinationen von Inputs gelie-fert, damit die Applikation richtig rea-giert? Gerade, wenn es um Fallent-scheidungen geht, die aus mehreren lo-gisch verknüpftenTermen besteht, istdies wichtig. Die Code-Coverage-Analyse widmet sich vier Testfällen: Source-Line-Level-Coverage, Instruction-Level-Coverage und Complex-Decision-Level-Coverage.

kleiner Software-Agent, der dieKommunikation zwischen dem Tar-get und dem Debugger auf der Host-Seite sicherstellt. Dieser Agent wirdentweder über Flash oder EEPROMgebootet, während die Applikationdann über den Debugger geladenwird, oder ROM-Monitor und Ap-plikation werden als ein Image vomProzessor über Flash geladen. Letz-teres ist für Servicezwecke interes-sant. Der ROM-Monitor schlum-mert sozusagen im Hintergrund. BeiBedarf kann der Entwickler entwe-der mit einem Laptop direkt an dasTarget oder aber über Internet mitdem Target kommunizieren. DerROM-Monitor ist lizenzgebühren-frei und unterstützt Multitasking-Applikationen.

XDB-Universal-Debug-Interface:Diese Variante ist vergleichbar miteinem flexiblen Baukasten. Das De-bugger-Konzept ist modular aufge-baut und kann über verschiedeneKommunikationsprinzipien mit ei-nem bestehenden Target-Systemverbunden werden. Ziel ist es einer-seits, den CAD-UL-Hochsprachen-Debugger effizient und schnell anneue Zielbetriebssysteme anzupas-sen, andererseits aber auch denXDB für proprietäre RTOS verfüg-bar zu machen – und diese sind im-merhin mit noch rund 50 Prozent inFirmen vertreten.

XDB RTOS: In der XDB-RTOS-Fa-milie gibt es fertige Debugger-Lösun-gen für pSOS, RMOS, NucleusPLUS,Linux, RTLinux, WinNT, SuperTask!

Es wurde bereits der ÉlanSC520-Support angesprochen. Die Debugger-Lösungen von CAD-UL sind hinsicht-lich des neuen AMD-Controllers sehr

kommunikations-freudig. So gibt esden XDB für denT C P / I P - J TA G -Konverter Code-TAP von AMC undfür den echten In-Circuit-EmulatorSuperTAP, eben-falls von AMC. Ei-ne weitere Varianteist der XDB für denOCDemon »Cen-tronics auf JTAG-Umsetzer«, eineLow-Cost-Lösung.Letzter im Bundeist der XDB-ROM-Monitor. Er unter-

stützt ebenfalls alle On-Chip-Trace-Features des SC520.

Mit den genannten Debuggern kön-nen auch Benchmarks auf dem SC520durchgeführt werden. Zeitmessungenvon Programmteilen sind wichtig fürdie Optimierung von Applikations-Co-de. War es bisher nur durch geeigneteInstrumentierung des Source-Codes(Timer-Funktionen) möglich, eineZeitmessung durchzuführen, so erlaubtes der SC520, in Verbindung mit denCAD-UL-Debuggern ohne Manipula-tion des Codes Messungen durchzu-führen. Wie bei der Trace werden le-diglich Start und Endadressen be-kanntgegeben. Der Rest läuft vonselbst. Es können Programmabschnitteund Zeiten für den übrigen Programm-verlauf gemessen werden.

Darüber hinaus unterstützt der De-bugger auch die Peripherieregister desSC520, die mit immerhin 400 in der An-zahl recht mächtig sind. Der Bitfield-Editor erlaubt die Verifikation und Ma-nipulation aller Re-gister direkt vomDebugger aus, dasheißt, per Maus-klick wird schnellein Konfigurations-parameter vom De-bugger aus verän-dert. Eine Re-Com-pilierung und Lin-ken für Testzweckeist nicht erforder-lich. Unterstütztwerden alle Aktio-nen durch die in derDebugger-Softwareenthaltenen CPU-Manuals. Jedes Re-gister mit seinen

Bild 3. Verschiedene Farben geben Auskunft über denDeckungsgrad ausgeführter Applikationsbereiche

Bild 2. CAD-UL unterstützt Tool-seitig verschiedeneHost- und Target-Plattformen


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Function-Level-Coverage: Hierwird der Deckungsgrad und die Aus-führung aller Funktionen innerhalb desApplikations-Codes untersucht. Einsehr fundamentaler und überschauba-rer Mechanismus.

Source-Level-Coverage: Wie derName bereits andeutet, werden hierC/C++-Statements auf ihre Ausfüh-rung hin untersucht.

Instruction-Level-Coverage: DasCode-Coverage-Tool geht hier eineEtage tiefer – es werden Assembler-Befehle auf ihre Ausführung hin unter-sucht.

Complex-Decision-Level-Covera-ge: Das ist der komplizierteste aberauch wichtigste Testfall. Hier unter-scheiden sich Code-Coverage-Analy-se-Tools voneinander. Wie schon er-wähnt, werden hier einzelne Terme in-nerhalb eines IF-Statements auf ihrenWahrheitsgehalt geprüft.

Ein Beispiel:

IF ( a < 1 || b > 10 || c == 0) ...;

Sobald der erste Term TRUE ist,werden weitere nicht mehr geprüft.Code-Coverage gibt Auskunft darüber,ob alle Zustände eingetreten sind. Eswird somit nicht nur aufgezeigt, ob dasIF-Statement insgesamt TRUE wurde,sondern wie oft jeder Term TRUE undFALSE wurde.

Das Code-Coverage-Analyse-Toolist in zwei Varianten verfügbar. DieGrundversion Source-Level-Coveragedeckt die ersten beiden Testfälle ab,d.h. Function- und Source-Line-Co-verage. Die Complex-Decision-Cover-age von CAD-UL ist die funktionaleErweiterung von der ersten Varianteund bietet zusätzlich die Instruction-Level und Complex-Decision-Level-Coverage. Beide Pakete arbeiten mitder Standard-Toolsuite, d.h. C/C++-Compiler, Assembler, Linker undROM-Monitor-Debugger zusammen.Das Code-Coverage-Tool ist fürWin95/ 98/NT bereits verfügbar undwird in Kürze für Unix-basierendeSysteme erhältlich sein.

Über 15 Jahre Erfahrungen im Com-piler-Bau machen sich in Form vonwichtigen Features in der Entwick-lungs-Toolchain von CAD-UL be-merkbar. Allein die über 400 Built-in-Funktionen haben es in sich. So wer-den nicht nur alle erdenklichen Hard-ware-Features einer CPU direkt vonder C-Ebene aus unterstützt, sondernauch Intels MMX-Architektur und der

neuartige AMDebug-Mechanismusdes ÉlanSC520. Selbst für die instru-mentierungsfreie Code-Coverage-Analyse ist der Compiler für x86-Pro-tected-Mode bestens gerüstet.

CAD-UL bietet eine komplette Pa-lette von Debuggern an. Die Kommu-nikationsfreudigkeit sorgt dafür, dasses die Analyse-Tools für die wichtig-sten In-Circuit-Emulatoren sowieEchtzeitbetriebssysteme gibt. AuchEntwickler eigener Betriebssysteme

finden den richtigen Debugger, derüber definierte Schnittstellen zeiteffi-zient an das Zielsystem angepasst wer-den kann. Alle Tools werden durch dieWorkbench konfiguriert – Templatesgeben dem Software-Entwickler vonEmbedded-Applikationen »Starthil-fe«. (pa)


CAD-UL AG Tel.: 0 73 05/95 92 00

Kennziffer 300



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Ingenieur ohne weiteres mehrere Ar-chitekturen vergleichen, um schließ-lich die beste auszuwählen. Zur Zeitmuss der Systemarchitekt das Systemmit sehr wenig Informationsrücklaufvon den Hard- und Software-Gruppenentwerfen. Sobald der Systemdesignerdie komplette Spezifikation des Sys-tems erstellt hat, wird diese an dieHard- und Software-Teams weiterge-geben, die oft an einem anderen Orttätig sind und untereinander nur sehrwenig kommunizieren. eArchitect da-gegen fördert die Kooperation zwi-schen Systemarchitekten, Hardware-Ingenieuren und Software-Architek-ten. Die Erfolgswahrscheinlichkeit ei-nes Projekts wächst, wenn System-,Hardware- und Software-Architektengemeinsam an der Entwicklung seinerArchitektur arbeiten.

In der Funktions- und Architektur-Design-Phase, existiert das Design ineiner funktions- und in einer architek-turbezogenen Darstellung. Ersterekann aus verhaltensbezogenen VHDL/Verilog-Beschreibungen, C-Code, Zu-standsdiagrammen usw. bestehen. Per-formance-Blöcke in eArchitect gebendie architekturbezogene Darstellungwieder. Um die Leistungsfähigkeit be-urteilen zu können, muss der Anwen-der die im System auftretenden Verzö-gerungszeiten betrachten. Ein in Soft-ware umgesetztes Verhalten wird stetszwei Arten von Verzögerungen auf-weisen: erstens seine eigenen, denn dieVerarbeitung durch den Prozessor er-fordert eine bestimmte Zahl vonTaktzyklen; zweitens die Verzögerun-gen durch den Verarbeitungsaufwanddes Betriebssystems. Auf die gleicheWeise sind auch die Hardware-Ele-mente mit bestimmten Verzögerungenbehaftet. Zum Beispiel bedingt ein miteinem FPGA implementiertes digitalesFilter einen gewissen Zeitaufwand zur

Architektur eines Hardware-/Software-Systems

Exakt auf Leistung dimensionierenFrüher konnten erfahrene Systemarchitekten mit Erfolg eine funk-tionsfähige Architektur spezifizieren, indem sie ihr angesammeltesWissen nutzten, um die im Zuge des Designs notwendigen Entschei-dungen zu fällen. Bedingt durch die exponenziell zunehmende Kom-plexität der heutigen Systeme ist dies inzwischen nicht mehr möglich.Häufig werden Designs deshalb über- oder unterdimensioniert. Einunterdimensioniertes Design zwingt das Design-Team am Ende desEntwicklungsprozesses zu mehreren teuren Physical-Prototyping-Ite-rationen, um die nötigen Korrekturen vorzunehmen. Überdimensio-nierte Designs dagegen mindern den Gewinn. Thema dieses Beitragsist eArchitect. Es handelt sich dabei um ein Werkzeug, das demDesign-Team bei der Definition der richtigen Architektur hilft, bevores an die Implementierung geht. Mit diesem Virtual-Prototyping-Toolkann der Designer bereits in einer frühen Phase des Designs dieArchitektur eines elektronischen Systems aufbauen und simulierenund seine Leistungsfähigkeit analysieren.

Wie Bild 1 veranschaulicht, be-ginnt der Design-Ablauf mit der

Idee für ein eProduct. Diese Vorstel-lung wird in Form von Anforderungenausgedrückt. Es folgt die Entwicklungvon Funktionalität und Architektur imZuge der parallel laufenden Stränge»Funktions-Design« und »Architek-tur-Design«. Das Funktions-Designbesteht aus der mit jedem Schritt im-mer detaillierter werdenden Definitionder Funktionalität des Systems als Re-aktion auf bestimmte Stimulussignale.Erfassen und formulieren lässt sichdiese Funktionalität in den verschie-densten Formen, nämlich mit mathe-matisch orientierten algorithmischenTools, mit C/C++-Modellen, als Zu-standsschaltungen, Datenflussdiagram-me oder in Form von verhaltensbezo-genen HDL-Modellen.

In der Phase des Architektur-De-signs experimentiert der Systemarchi-tekt mit verschiedenen Architektur-konfigurationen und analysiert ihreLeistungsfähigkeit. Hauptziel ist dieEntwicklung einer Architektur, die dengesetzten Leistungsvorgaben gerechtwird, ohne andere Restriktionen (z.B.Preis, Verlustleistung, Größe) zu ver-letzen. Im Kontext der digitalen Syste-

me setzt sich eine Architektur ausHardware (d.h. einer Zusammenstel-lung aus applikationsspezifischer, ana-loger und digitaler Hardware, Prozes-soren, Prozessorbus, Speicher undSpezialprozessoren) und Hardware-spezifischer Software (Kernel oderEchtzeit-Betriebssystem sowie Geräte-treiber) zusammen. Dies ergibt dieEmbedded-Systems-Plattform, auf derdie Funktionalität des Systems in Formvon Applikations-Software (sowieeventuell mit zusätzlicher speziellerHardware) implementiert wird.

Das eArchitect-Tool gibt dem Inge-nieur die Möglich-keit, in einer frühenPhase des Designseinen Prototyp derArchitektur zu bau-en und hiermit Si-mulationen durch-zuführen, um zuprüfen, ob die Leis-tungsfähigkeit denA n f o r d e r u n g e nentspricht. Da dieModellierung unddie Simulationen sowenig Zeit bean-spruchen, kann der Bild 1. Schema des System-Designs



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Verarbeitung des Datenpakets. Auchmit einem Bussystem gehen gewisseVerzögerungen einher, wenn die Datenübertragen werden und die Busnut-zung unter verschiedenen konkurrie-renden Datenquellen koordiniert wer-den muss.

Für den Designer besteht der ersteSchritt beim Einsatz von eArchitectdarin, das Verhalten bzw. die Funktio-nalität klar von der Architektur abzu-grenzen. Unter dem Verhalten bzw. derFunktionalität versteht man – verein-facht ausgedrückt – das, was das Sys-tem tut. Bei der Architektur dagegenhandelt es sich um die Plattform, aufder das Verhalten bzw. die Funktiona-lität implementiert wird. Wie zuvor be-schrieben, gliedert sich die Architekturin Hard- und Software-Elemente. IneArchitect ordnet der Ingenieur dieeinzelnen Funktionsblöcke den Archi-tekturblöcken zu. Bestimmte Elementedes Systemverhaltens können speziel-ler Hardware zugewiesen werden,während andere per Software imple-mentiert und von Universalprozesso-ren oder DSPs verarbeitet werden. Die

Kommunikation zwischen den einzel-nen Blöcken kann mit Hardware-Bus-sen, Interrupts oder Software-mäßigenKommunikationskonzepten erfolgen.

eArchitect wird mit einer Bibliothekaus »Performance-Building-Blocks«geliefert, die dazu beitragen, das Kon-figurieren des Hardware-Teils der Ar-chitektur zu verein-fachen und zu be-schleunigen. ZurBibliothek gehörenhäufig benutzte Mi-kroprozessoren,Buselemente wieetwa PCI undVME, Speicherund I/O-Einheiten,um nur einige zunennen. Die Mehr-zahl dieser Blöckeist parametrisier-bar, können alsovom Anwenderdurch rasches Mo-difizieren bestimm-ter Parameter indi-viduell angepasst

werden. Da der Ingenieur in dieserPhase des Designs eine grafische Vor-stellungsweise bevorzugt, erfolgt dasKonfigurieren der Architektur auch ineArchitect in grafischer Form. Der An-wender entnimmt der Bibliothek dieBlöcke, die die von ihm gewünschtenFunktionen implementieren, wandelt

Bild 2. Beispiel für eine Switched-Model-Architektur



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wickelt wird, ist es interessant, waspassiert, wenn 30 Frames pro Sekundeverarbeitet werden. Funktioniert dasSystem dennoch oder stellt es seinenBetrieb ein? Durch die hohe Simulati-onsgeschwindigkeit von eArchitectkann der System-Designer diese Ei-genschaften analysieren, indem er dieSystemparameter in ihrer ganzen Brei-te variiert und das System hierdurchbelastet.

Es gibt ebenfalls Situationen, in de-nen die Hardware-Architektur fest vor-gegeben ist. Mit der Zeit wird jedochmöglicherweise der Algorithmus ge-ändert, oder es sollen neue Funktionenhinzugefügt werden. Existiert ein vir-tueller Prototyp der Systemarchitekturin eArchitect, so können die Änderun-gen rasch durchgeführt und analysiertwerden, ohne das System tatsächlichzu bauen und dabei möglicherweise zuerfahren, dass die Hardware-Architek-tur nicht funktioniert.

Mit eArchitect kann ein Design-Team die Architektur eines elektroni-schen Systems in einer frühen Phasedes Design-Zyklus und vor der eigent-lichen Implementierung zunächst invirtueller Form bauen und sich davonüberzeugen, dass die gewählte Archi-tektur die richtige ist. Die einzigartigeBibliothek vorgefertigter Blöcke, dieintuitiven Modellierungsfähigkeitenund die sehr zügige Simulation ermög-lichen es, rasch mehrere alternativeLösungen zu erstellen und zu analysie-ren. Damit kann das Team unnötigesÜber- oder Unterdimensionieren desDesigns vermeiden.

(Binoy Yohannan, Innoveda)

die Parameter dieser Blöcke nach sei-nen Wünschen ab und verbindet dieBlöcke zu der Hardware-Architektur.

Auch die auf dieser Hardware lau-fende Software wird durch eine ab-strakte Beschreibung wiedergegeben.Normalerweise ist die Software für dasSystem in diesem Stadium noch nichtgeschrieben. Selbst, wenn früherer Co-de zur Verfügung steht, ist es nichtsinnvoll, ihn in dieser Phase schon an-zuwenden, da die Simulationsge-schwindigkeit nicht ausreichend wäre,um aussagefähige Ergebnisse zu erhal-ten. Die Software wird in Tasks geglie-dert, die mit Hilfe von Messages unter-einander und mit den Hardware-Blöcken kommunizieren. Zu den Tasksgehören üblicherweise Schätzwertebezüglich der Anzahl der Befehle undZykluszeit-Budgets. Der Software-De-signer muss lediglich Anzahl und Artder CPU-Operationen schätzen, die zurVerarbeitung seiner Algorithmen be-nötigt werden. Wird mehr Genauigkeitverlangt, kann das Design-Team kriti-sche Abschnitte des Codes ausformu-lieren, die Taktzyklen zählen und da-raufhin den Rest der Software entspre-chend skalieren. Befehlssatzsimulato-ren und Prototyping-Boards derjeweiligen Anbieter können ebenfalls

für diesen Zweckherangezogen wer-den.

Eine Performan-ce-Analyse istmöglich, sobalddas Verhalten desSystems der Archi-tektur zugeordnetwurde. Simulatio-nen werden voneArchitect sehr zü-gig verarbeitet undsind um den Faktor105 bis 106 schnel-ler als Funktionssi-mulationen mitRTL-Code und dertatsächlichen Software. Eine Simulati-on mit einem Modell des Systems ver-mittelt einen Eindruck von der Leis-tungsfähigkeit einer bestimmten Ar-chitektur und davon, welche Eigen-schaften das System in Bezug auf denKonkurrenzbetrieb an Ressourcen, denDurchsatz, die Auslastung, die An-sprechzeit und die Latenzzeit an denTag legt. Zum Beispiel gilt es die Fra-ge zu beantworten, ob der Mikropro-zessor alle anstehenden Aufgaben in-nerhalb der verfügbaren Zeit ausführenkann oder ob der PCI-Bus zu einemEngpass im System wird. In eArchitectsind mehrere leistungsfähige Analyse-Tools enthalten, die dem Ingenieur hel-fen, die Leistungsfähigkeit der Sys-temarchitektur zu visualisieren. ZumBeispiel wird in der »Activity Time Li-ne« die Aktivität und Auslastung allerHard- und Software-Blöcke im Designaufgelistet.

In dieser Phase können Modifika-tionen an der Architektur oder derFunktionalität vorgenommen werden,um anschließend eine erneute Beur-teilung vorzunehmen. Möglicherwei-se kann auf einen schnelleren Prozes-sor ausgewichen werden, oder manverlagert einzelne Funktionen aufspezielle Hardware-Elemente. Da dieModellierung rasch und intuitiv ab-läuft und die Simulationen sehrschnell sind, kann eine große Zahl al-ternativer Architekturen erstellt undsimuliert werden.

Bekannt sein muss ebenfalls, wieempfindlich die Architektur gegenüberÄnderungen ist und wieviel Spielraumbesteht. Sinnvollerweise sollte manwissen, unter welchen Bedingungendas System zusammenbricht. Wennzum Beispiel ein digitales Kamerasys-tem für 15 Frames pro Sekunde ent-Bild 3. Der Hot-Spot-Analyzer

InnovedaTel.: 089/9 57 24 90

Kennziffer 302

Bild 4. Auslastung aller Hard- und Software-Blöcke



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Makrosprachen und Bedienkonzeptesind zu beherrschen.

Zweitens laufen in SoC-Designs dieApplikationen auf den verschiedenenCores unabhängig mit einem Anteilvon Interprozessor-Kommunikationder beiden Systeme. Mit den dedizier-ten Debuggern kann man sicher dieApplikation für sich sehr gut verifizie-ren. Was aber bei solchen integriertenLösungen entscheidend wird, ist dieVerifikation bezüglich Interaktion undSynchronisation zwischen den Rech-nereinheiten. Hier werden sich sicherdie Fehler verstecken, die sehr schweraufzufinden sind.

Drittens ist für diese Art von Debug-Aufbau für jeden Core eine Verbin-dung zwischen dem ASIC und demDebugger notwendig. Für jeden De-bugger ein Stecker mit den nötigenPins. Dies wird für den Hardware-De-signer sicher ein Ärgernis sein, kostba-ren Platz mit Steckern und Verbindun-gen zu verschwenden, die für die An-wendung keinen Nutzen ergeben.

An diesem Punkt ist es sicher sinn-voll auf die Verbindungstechnologiezwischen dem IC und dem Host einzu-gehen. Die heute am meisten ge-brauchte Technologie für das Debug-ging von Embedded-CPU-Anwendun-gen ist JTAG. JTAG ist ein Mechanis-mus, um mit einem seriellen Protokollüber ein paar wenige Pins Zugriff aufdie Register eines Chips zu realisieren.JTAG wird hauptsächlich in derBoundry-Scan-Technologie benutzt,um mit unterschiedlichen Eingabevek-toren die Verbindungen zwischen denEinzelelementen des Gesamtsystemsauszutesten. Die Technologie funktio-niert wie ein großes Schieberegister,das es erlaubt, mehre Geräte seriell(daisy chain) zu verdrahten.

Normalerweise umfasst dies den Co-re und die umgebende Logik. JTAG istursprünglich nicht für das Debuggenvon Software entwickelt worden, eswird aber mit einigen Ausnahmen weitverbreitet angewendet. Es wurde ent-wickelt, um Testfunktionalität und Zu-griff zu internen Registern und Spei-cherstellen zu haben, ebenso, um dieAusführungen von Instruktionen anzu-halten und zu starten. Um diese JTAG-Pins mit einem Host zu verbinden,wird eine so genannte »JTAG-Box«benötigt. Diese wird entweder vomDebugger-Hersteller selbst oder voneiner Partnerfirma geliefert.

Natürlich ist eine Single-Debugger-Lösung die einfachste und beste in der

Probleme bei der Embedded-Software-Entwicklung

Multicore-Debuggingin einem SoC-DesignWie kann man einem Embedded-Software-Entwickler das Lebenrichtig schwer machen? Man nehme ein System-on-Chip-Design,ganz modern, mit mehreren CPUs, möglichst von verschiedenen Her-stellern und packe dieses Design in ein ASIC, sodass der Software-Entwickler sicher keinen Zugriff mehr auf die Pins der einzelnenBausteine wie CPU, Memory und Interfaces hat. Natürlich drängtdas Marketing auch schon mit dem Argument »Time to Market«.Höhere Funktionalität auf kleinerer Fläche zu gleichen oder sogarniedrigeren Kosten, verbunden mit geringerem Stromverbrauch imVergleich zum Vorgängerprodukt zu realisieren, sind die Motivationfür SoC-Designs. Die daraus restultierenden Herausforderungen beider Systemintegration und Verifikation für die Teams in der Software-Entwicklung sind klar. Die Verifikation eines SoC-Designs brauchtneue Konzepte und Lösungsansätze.

Die ersten Überlegungen für dasSoftware-Debugging gehen sicher

dahin, bestehende Tools und Techni-ken, die für die jeweiligen Cores ver-fügbar sind, zu benutzen. Debugger fürCores, die in ASIC integrierbar sind,sind heute schon in Gebrauch. DieseDebug-Werkzeuge werden entwedervom Halbleiterhersteller selber odervon Partnerfirmen zur Verfügung ge-

stellt. Das bedeutet, man hat für jedenCore einen Debugger, also wo soll hierein Problem sein?

Erstens: Zwei oder mehrere Debug-ger zur gleichen Zeit zu benutzen, istsicher ineffizienter als nur einen. Diesebeiden Tools in der vollen Tiefe auszu-nutzen und zu kennen, ist für den Soft-ware-Entwickler interessant aber nichtsinnvoll. Mehre GUIs, verschiedene

Bild 1. Vergleich der Debugging-Strategien heutiger und künftiger SoC-Designs

Embedded-Entwicklung


Anwendung. Ein solches Werkzeug muss aber dasKonzept der mehrfachen parallelen Software-Aus-führungseinheiten verstehen. Des Weiteren muss esauch mehrere Chip-Architekturen bis hin zu DSPszur gleichen Zeit verstehen können. Eine weitere zu-sätzliche Herausforderung besteht darin, die Interak-tionen zwischen den CPUs darzustellen und kontrol-lieren zu können sowie das Darstellen von Shared-Memory und Registern. Der Bediener möchte sich mitden verschiedenen Devices auf eine flexible Art überein einheitliches Bedienkonzept verbinden, zusam-men mit einer Hardware-Verbindung (vielleicht überein gemultiplexten JTAG-Gerät).

In einem Single-Debugger-Ansatz wird dem Ent-wickler alles auf dem Bildschirm seines Hosts darge-stellt. Dies führt zu klaren Vorteilen. Zum einem wirdder Lernaufwand auf ein Tool reduziert. Außerdembekommt der Ingenieur eine einheitliche Anzeige aufseinem System und nicht mehrere parallele und un-terschiedliche Darstellungskonzepte. Mit dem Single-Debugger-Ansatz kann man auch Interaktionen zwi-schen den CPUs besser betrachten, komplexe Break-points applizieren sowie Shared-Memory und Regis-ter betrachten.

Das Target ist der Hauptblickwinkel eines Entwick-lers, der mit ASIC-, FPGA- oder SoC-basierendenEntwicklungen tätig ist. Aus dieser Sichtweise hat dasJTAG-Daisy-Chainning von CPUs einen natürlichenVorteil. Es reduziert die Anzahl der Pins, die vom ICin die Außenwelt geführt werden müssen.

Einer der klaren Vorteile beim Gebrauch eines De-buggers für mehrere CPUs ist die Möglichkeit, dasZusammenspiel zwischen den zwei Einheiten zu be-obachten. Eine Anforderung ist die Synchronisierungvon Debug-Funktionen. Das Problem ist einfach.Wenn zwei oder mehr Cores zusammenarbeiten, wer-den sie sicher Daten austauschen. Normalerweise er-folgt dies via Shared-RAM oder FIFO-Buffer. VieleDual-Core-Architekturen bestehen jedoch aus einemRISC-Prozessor und einem DSP. Der RISC-Prozessorkontrolliert die Applikation, und der DSP unterbrichtden RISC zum Datenaustausch. Wenn der Entwicklernun einen Breakpoint auf den Empfängerrechner setztund dieser erreicht wird, fährt die Sender-CPU fort,Daten an den angehaltenen Empfänger senden zuwollen. Dies führt unweigerlich zu einem System-Crash mit nur sehr geringer Chance, ihn nachzuvoll-ziehen zu können.

Bis heute hatte der Entwickler nur die Möglich-keit, im zweiten Debugger den zweiten Core manu-ell zu stoppen. Mit menschlicher Reaktionszeit istbei den heutigen CPU-Leistungen aber nicht mehrviel zu erreichen. Ein Multi-Core-Debugger kanngenau diese Anforderung, die für das Real-Time-De-bugging wichtig ist, mit zwei Lösungsansätzen er-füllen.

Host-Ansatz: Der Debugger kann beim Eintreffender Meldung, dass der Breakpoint erreicht wurde, die

Single-Debugger-Einsatzbringt Vorteile



zweite CPU stoppen. Dieser Ansatz hat den Vorteil,dass das Target keine spezielle Logik braucht, um dieFunktionalität zu implementieren. Auf der anderenSeite wird die Breakpoint-Verzögerung relativ hoch,da die Kommunikation zum Host und zurück führt.Sie ist immer noch wesentlich schneller als diemenschliche Synchronisation. Es gibt Designs, in de-nen diese Reaktionszeit ausreicht und andere, in de-nen sie inakzeptabel ist.

Target-Ansatz: Die zweite Möglichkeit bietet einedrastische Reduktion der Breakpoint-Lantency, wennman die Synchroniserungsfunktion auf dem Targetrealisiert. Natürlich will man den Design-Aufwandnicht unnötig erhöhen. Hier kann der Entwickler De-sign-Reuse ausnutzen und einen IP-Block anwenden,der die On-Chip-Instrumentierung beinhaltet und aufden Debugger angepasst ist.

In beiden Fällen muss der Debugger das Konzeptvon synchronisierten Breakpoints realisiert haben.Als Beispiel beinhaltet der XRAY-Debugger vonMentor Graphics eine solche Funktionalität und einUser-Interface, das die Ausführung und das Darstel-len der Interprozessor-Kommunikation beinhaltet.

In vielen Fällen stellt sich die Frage: »Hat manschon eine Hardware, wenn man die ersten Software-Module wie Initialisierungscode, Boot-System undInterrupt-Routinen, verifizieren will?« Eine Debug-Strategie zu entwickeln, die auf dem ersten Prototy-pen basiert, ist etwas voreilig. System-On-Chip-De-signs haben die Eigenschaft, dass wirkliche Hardwareerst sehr spät im Projektzyklus verfügbar ist. Die stei-gende Komplexität der Software führt dazu, dass dieersten Verifikationen mit einem virtuellen Hardware-Modell durchgeführt werden müssen.

Die geeignete Strategie ist offensichtlich, verschie-dene Simulations-Varianten anzuwenden: Instrukti-onssatz-Simulator, Hardware-/Software-Co-Verifika-tion und beschleunigte Emulation. Bei der Anwen-dung dieser Technologien gibt es immer die gleichenAnforderung: Multiple [simulierte] Embedded-Coresmüssen hoher Effizients verifizieren werden. EinePre-Silicon-Debug-Strategie, die kompatibel ist zuder Post-Silicon-Phase, ist ein unbedingtes Muss. EinDebugger-Tool-Set, das auf dem Host ein kontinuier-liches, intuitives und produktives User-Interface hatund durch den ganzen Projektzyklus konstant bleibt,hilft dem Entwickler, seine Ziel zu erreichen. Auf demTarget, z.B. ein erprobter IP-Block, der sich einfachauf ein neues Target implementieren lässt und die An-bindung für den Debugger beinhaltet, gibt dem SoC-Designer ein mächtiges Werkzeug, sein Design mit ei-nem guten Verifikationszusatz zu versehen. Seamless,der nahtlose Hardware- und Software-Co-Verificati-ons-Ansatz von Mentor Graphics gibt dem Ingenieurdas Werkzeug in die Hand, komplexe Produkte zeit-gerecht für den Markt zu entwickeln und dabei einensehr hohen Qualitätsstandard, bedingt durch diedurchgängige Verifikation des Produkts, zu erreichen.

(Thomas Hauser, Colins Walls, Mentor Graphics)

Mentor GraphicsTel.: 089/57 09 60

Kennziffer 304



Systeme 5/200026

Eine Debug-Session beginnt grund-sätzlich mit dem Laden eines Projekts,das entweder bereits abgelegt wurdeoder das jetzt neu begonnen wird. DieAngaben zur Definition eines Projektssind im Projektfenster dargestellt.Wenn möglich, werden Auswahllistenbereitgestellt, aus denen die gewünsch-ten Parameter ausgesucht werden.Festgelegt werden der Controllertypsowie die Taktfrequenz, die zu ladendeProgrammdatei mit Angabe des For-mats in binär oder als Hex-Datei, dieArt der zusätzlichen Debug-Informa-tionen sowie die Einstellung desWatchdog-Timers. Nunmehr stehenfünf weitere Fenster bereit, die denEinblick in den Ablauf des Mikrocon-toller-Codes gestatten: Im Registerfenster stehen die Mi-

krocontroller-eigenen Registerna-men für die unterschiedlichenStack-Ebenen. Hier können Werteabgelesen und über Mausklick ver-ändert werden. Bei Registern, dieBit-weise orientiert sind und für ein-zelne Bits oder Bit-Gruppen spezi-elle Funktionen aufweisen, werdenüber ein weiterführendes Bit-Fens-

ter die Namen und die Auswahl-möglichkeit zum Setzen der einzel-nen Bits angezeigt.

Das Stack-Fenster zeigt die Stack-Werte der verschiedenen Stack-Ebenen mit Hinweispfeil auf die ak-tuelle Ebene.

Die beim symbolischen Debuggenvorgegebenen Variablen werdennach Wunsch im Watch-Fenster un-tergebracht. Hier lassen sich aus derListe der verfügbaren, symboli-schen Variablen diejenigen heraus-greifen, die man sich bei der Debug-

In-Circuit-Emulator für die ST6-Familie

Zwei Typen für sechszehnDie Familie der 8-Bit-Mikrocontroller ST6 von STMicroelectronicswerden z.Zt. in 28 verschiedenen Varianten angeboten, die sich imWesentlichen durch ihren Programmspeicher, Datenspeicher, Timer-Funktionen, I/O-Peripherie und nicht zuletzt durch ihre Bauformunterscheiden. Für 16 dieser Varianten bietet SofTec Microsystemskostengünstige Echtzeitemulatoren der Reihe DS62-Series an. DasModell DS6225A unterstützt die Typen: ST6200/01/03/08/09/10/15/20/25. Das Modell DS6265A deckt die Mikrocontrollertypen ST6252/53/55/60/62/63/65 ab. Im Folgenden werden die Emulatoreigen-schaften beider Modelle beschrieben.

Der DS62x arbeitet völlig transparentund in Echtzeit, d.h., es werden

weder I/Os noch Speicher der Mikro-controller verwendet. Die maximalenTaktzyklen werden ohne irgendwelcheWait-States eingehalten. Zum Lieferum-fang gehören neben Netzgerät und Ver-bindungskabel drei DIP-Stecker (16 Pin,20 Pin und 28 Pin) zur Adaptierung amZielsystem sowie die Prüfplatine zumSelbstest dazu. Der Emulator arbeitetPC-gebunden und wird über die serielleSchnittstelle mit einer Übertragungsratebis zu 115.200 bd betrieben. Die mitge-lieferte Software läuft unter MicrosoftWindows 95, Windows 98, WindowsNT oder neuere Varianten. Versorgt wirdder Emulator über ein externes 9-V-Netzteil mit 500 mA maximaler Strom-

abgabe. Der Netzeingang des Emulatorsist gegen Verpolung geschützt. Sollte al-so an anderes Netzteil zur Verwendungkommen, braucht sich der Anwen-der keine Gedanken über die Polung desKoaxsteckers zumachen.

Die Installationder Software ver-läuft schnell undproblemlos. BeimP r o g r a m m s t a r twird automatischnach dem Emulatorgesucht. Wird ernicht gefunden,bietet die Softwaredie Möglichkeit,die Schnittstellen-parameter zu än-dern und einen neu-en Versuch zu star-ten oder nur dieDemovariante zustarten. Im Be-triebsmodus »Demo« steht der inte-grierte Software-Simulator bereit. Hiersind alle Funktionen des Emulators bisauf die Ein- und Ausgabe von Datenüber die I/O-Ports verfügbar. DieDS62-Software ist klar aufgegliedert:Oben die Tool-Leiste mit den ge-bräuchlichsten Funktionen als Icon ab-gelegt, unten die Statusleiste. Diemeisten Funktionen lassen sich direktüber Hot-Keys ausführen, andere »fen-sterbezogene« Funktionen sind überein Pop-up-Menü über die rechteMaustaste abrufbar.

Bild 2. Beispiel für einen I/O-Test

Bild 1. Der Echtzeitemulator derDS62-Serie



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Session besonders ansehen möchte.Über das Pop-up-Fenster des Stack-Fensters können auch die gesetztenHaltepunkte betrachtet und neu ge-setzt werden.

Der Programm-Code im Hex-For-mat steht im Code-Fenster und kannauch dort direkt verändert werden.Allerdings bewirkt dies, dass dasSource-Code-Listing im Soucre-Code-Fenster verschwindet.

Das Programm-Code-Listing imSouce-Code-Fenster bildet die ein-gentliche Schnittstelle zum ge-schriebenen Programm und dessenAusführung. Hier stehen die absolu-ten Adressen, der Code in Hex undMnemonics, die symbolischenAdressen und Platzhalter sowie dieOriginalkommentare des Program-mierers.

Zur zusätzlichen Überwachung desProgrammablaufs können die Datenin dem Datenfenster betrachtet wer-den. Deren Darstellung und mögli-che Editierung erfolgt sowohl imHEX- als auch im ASCII-Format.

Die Darstellungder Daten werdenbei jedem Pro-grammhalt – alsoauch beim Single-Step – aufgefrischt.

Für den aktivenAblauf des Debug-gens stehen ver-schiedene Funkti-onen bereit, um Fehler möglichstschnell und effektivzu finden und abzu-fangen. Mit der ein-fachen GO-Funkti-on wird die Emula-tion gestartet undläuft selbstständigweiter, sofern keineHaltepunkte gesetztund erreicht wor-den sind. DieSTOP-Funktion bricht die Emulationmanuell ab. Haltepunkte lassen sichbeliebig viel und an beliebigen Stellenim Code setzen. Entweder werden sie

aus der Symbolliste entnommen undder Haltepunkt-Liste übergeben, oderman definiert Haltepunkte direkt imSource-Code. In beiden Fällen sind sie

Bild 3. Einstellungen der Project-Properties



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geklickt) oder eine logische »0« ist.Zusammen mit den DDR- und DR-Re-gistern kann mit dem OR-Registerweitere I/O-Kombinationen eingestelltwerden. Näheres im Datenbuch derST6-Mikrocontroller.

Es gilt beim Debuggen nicht nur dieeigene Hardware zu überprüfen. Mansollte voraussetzen, dass das Debug-System selbst – sprich der Emulator –seine Funktionen einwandfrei durch-führt. Es beruhigt daher ungemein,wenn der Emulator eine Selbsttestfunk-tion anbietet, in der die wesentlichenHardware-Eigenschaften überprüftwerden können. Der DS62-Emulatorwird mit einer kleinen Testplatine aus-geliefert, die auf den 28-poligen Adap-ter am Kabelende aufgesetzt wird. Vordem Test fragt die Software sicherheits-halber ab, ob der richtige Adapter unddie Testplatine seitenrichtig montiertsind und spult die einzeln Tests ab. Je-der Test wird bei erfolgreicher Ausfüh-rung mit einem »pass« quittiert. Es wer-den folgende Prüfungen vorgenommen: Serial Interface check, Hardware configuration, Emulator RAM check, Core execution check, Program break check, Reset pin check, I/O lines & peripheral check, Watchdog timer check und Progam execution check.

Der handliche Emulator der DS62Series hat eine durchdachte Software-Oberfläche und viele integrierte Hard-ware-Funktionen.

(Bernd Hauf, GSH)

in der Haltepunkt-Liste aufgeführt undim Source-Code durch ein fettgedruck-tes Ausrufungszeichen angezeigt. Mitder Maus lassen sich die Haltepunkteim Source-Code-Fenster schnell wie-der entfernen oder aktivieren (toggleswitch). Im Haltepunkt-Fenster kön-nen mit einem einzigen Mausklick alleHaltepunkte gelöscht werden.

Die Single-Step-Funktion gestattetdie schrittweise Ausführung des Pro-gramms, wobei die Daten, Variablenund Register nach jedem Schritt aktua-lisiert werden und man den Verlauf desProgramms bestens nachvollziehenkann. Eine Variante des Single-Step istdie Multiple-Step-Funktion. Der Step-Wert, den der Emulator abarbeiten soll,bevor das Programm wieder hält, wirdvom Anwender vorgegeben. ZulässigeStep-Werte sind von 0 bis 128 möglich.Die Funktion ist sehr nützlich, wennbestimmte Schleifendurchgänge oderSubroutinen näher untersucht werdenmüssen und/oder ausgetestete Pro-grammteile schneller übersprungenwerden können.

Oft ist es beim Austesten von Pro-grammen erwünscht, dass nicht in Sub-routinen eingesprungen wird. Mit derFunktion Step-Over wird im Single-Step-Betrieb beim Auftreffen einesCALL-Befehls zwar in die Subroutineeingesprungen, doch verläuft derenAusführung in Echtzeit. Der Emulatorbeginnt seinen Single-Step-Betrieb ge-nau eine Zeile unter der des CALL-Be-fehls. Genau umgekehrt verhält es sichmit der Step-Into-Funktion (sie ent-spricht eigentlich nur der besproche-nen Single-Step-Funktion.). Programm-teile oder interne Zähler (Watchdog),die bestimmte Zeitintervalle überwa-chen, sind allerdings nicht im Single-Step-Betrieb zu überprüfen.

Als vorletzte Variante der Step-Funktionen bietet der DS62-Emulatornoch die Step-Out-Funktion. Diese be-wirkt, dass der Rest der eingesprunge-nen Programm-Routine in Echtzeit aus-geführt wird und das Programm eine

Zeile unter demCALL-Befehl an-hält, an dem die Sub-routine aufgerufenwurde. Gerade beivielverzweigtenProgrammaufrufenist diese Funktionsehr nützlich.

Bevor man dasProgramm unterEchtzeitbedingun-gen testet, erweistsich vorab ein »lo-gischer« Durchlaufals ratsam. Der Ab-lauf des Programmswird über längereZeit beobachtet undbestimmte Variablen und Resultate wer-den überprüft. Der reine Single-Step-Betrieb würde sich aber als zu mühsamerweisen, deshalb hat man die Animate-Funktion eingebracht. Der Single-Step-Betrieb wird sozusagen unter Vorgabeeiner Schrittgeschwindigkeit »automa-tisiert«. In der Praxis entspricht diesdem Einfügen von vielen Wait-Stateszwischen den einzelnen Code-Zeilenmit dem Unterschied, dass die Register,Variablen und sonstigen Daten bei je-dem Programmschritt durch den De-bugger aktualisiert werden. Die Verzö-gerung der Abarbeitung der einzelnenCode-Zeilen kann zwischen 100 und10.000 ms eingestellt werden. WeitereFunktionen wie Reset Processor, GoFrom Reset, Go From New PC und GoTo Cursor sind selbsterklärend und be-düfen hier keiner weiteren Erläuterung.

Eine sehr nützliche Eigenschaft desEmulators ist die Möglichkeit, die I/O-Funktionen des Mikrokontrollers inder Schaltung interaktiv zu testen.Nach Aufruf des I/O-Test-Komman-dos erscheint eine Abbildung des ein-gestellten Controllers mit der Bit-wei-sen Darstellung seiner Ports. Hier las-sen sich die einzelnen Bits anklicken(aktiv = logisch »1«) und so die Durch-gängigkeit in der Hardware überprü-

fen. Das DDR-Re-gister (Data Direc-tion Register) be-stimmt, ob dieeinzelnen Bits alsAus- oder Eingangbeschaltet werden.Das DR-Register(Data Register) legtfest, ob das anste-hende Bit einelogische »1« (an-Bild 4. Einstellung des Digital-Watchdog-Registers

Bild 5. Grund-Bildschirmdarstellung des Emulators

GSHTel.: 089/8 34 30 47

Kennziffer 306



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ler-Hersteller übergreifende Lösungenhaben. Es ist der Traum der Complier-Hersteller, den gesamten Hardware-Debugg-Markt einfach hinten ansBack-end anzuhängen. Das wäre füruns schlecht, deshalb machen die De-bugger-Hersteller es genau anders he-rum und versuchen, den Compiler ein-zuschließen. Dies habe den Vorteil,dass sie verschiedene Compiler anpas-sen müssen und damit mehr Prozessor-typen abdecken können. Das sind diebeiden derzeitigen Erfolgsmodelle.«Es sei dann anwenderspezifisch, obman nur auf eine Prozessorfamilie fest-gelegt sei, dann ist das Compiler-Mo-dell vorteilhaft, ist man breiter in denControlleranwendungen, dann ist dasDebugger-Modell von Nutzen, weilz.B. eine Oberfläche über fünf Con-trollerfamilien gelegt werden könne.

Thomas Bauch rollt diese Problema-tik von einer anderen Seite auf: »DieFrage Tool-Suite aus einer Hand istaufzugliedern in aus einer Hand odervon einem Hersteller. Es gibt selbst-verständlich Vorteile, wenn eine Tool-

Suite aus einer Hand geliefert wird,weil für den Entwickler ein Ansprech-partner vorhanden ist, die Kommuni-kation wird enger, die Unterstützungbei speziellen Fragen ist besser ge-währleistet. Das setzt aber voraus, dassentsprechende Kompetenz auf der An-bieterseite vorhanden ist, der dieseToolchain abdeckt.« Für einen Herstel-ler sei es aber außerordentlich schwie-rig, in einem breiten Markt eine kom-plette Toolchain abzudecken, weil dieGeschwindigkeit, mit der neue Deriva-te und Architekturen entwickelt wer-den, sehr hoch sei. Die Tool-Herstellerseien nicht mehr in der Lage, dieseLeistung alleine zu erbringen. Als Bei-spiel hierfür nennt Bauch Windriver,diese Firma versuche zu wachsen, in-

Forumsdiskussion: Trends bei Entwicklungs-Tools

Altbewährtes undNeues kombiniertDie Entwicklungs-Tools unterliegen derzeit einem starken Wandel.Zum einen scheinen sich komplette Entwicklungsumgebungen zuUngunsten von Stand-alone-Tools zu etablieren. Andererseits dringenmit den Fortschritten in der Halbleitertechnik und den EDA-Toolsjetzt auch »artfremde« Bereiche wie Intellectual Property, Hard-ware-/Software-Co-Design in die Mikrocontroller-Entwicklung. DieRedaktion lud deshalb Branchenkenner zu einer Gesprächsrunde ein,in der diese Entwicklungen diskutiert wurden. Lesen Sie hier eineZusammenfassung der Diskussion.

Ulrich Dumschat startet die Diskus-sion zur Frage »sind Stand-alone-

Tools noch zeitgemäß?« mit folgenderAussage: »Wenn man eine kompletteTool-Suite betrachtet, angefangen vonden Code-generierenden Tools bis zuden Hochsprachen-Debuggern, machtdies aus meiner Sicht durchaus Sinn.Die kompletten Lösungen bieten Vor-teile, gerade, wenn man den BegriffZeit betrachtet, Time-to-Market-Fak-toren sind heute ganz wichtige Kom-ponenten. Die Selektion der Tools ent-fällt damit ebenfalls, denn kauft maneinen Compiler von X, einen Linkervon Y und einen Debugger von XY,sind am Ende unter Umständen dieEntwickler die gelackmeierten.« Eskönne zwar günstiger sein, wenn manalles einzeln kauft, aber am Ende kön-ne der Entwickler darunter leiden,wenn die Interfaces nicht passen. DieInterfaces der Tools seien bei einer Ge-

samtlösung kein Thema, bei Einzel-kauf schon. Weiter meint Dumschat:»Ein Ansprechpartner ist sicherlichauch von Vorteil, man kann bei Proble-men den verantwortlichen Support-In-genieur anrufen und gezielt Fragenstellen. Außerdem sind kundenspezifi-sche Adaptionen erst dann möglich,weil das Know-how im Hause ist.«Das bedeutet, spezielle Compiler-Fea-tures o.ä. seien mit einer Komplettlö-sung eher möglich. Auf der anderenSeite müsse man als Tool-HerstellerOffenheit nach außen sicherstellen.Die Kompatibilität zu anderen Herstel-lern unter den Stichworten GNU undRT-Linux sei unbedingt nötig. »Da wä-re es arrogant, zu behaupten, wir brau-chen diese Offenheit nicht, unsereTools laufen einfach, und der Anwen-der ist glücklich damit. Man muss ei-nen Legobaukasten anbieten«, meinter. Bei diesen modularen Tool-Kon-zepten sei es ebenfalls wichtig, denAnwendern Legacy-Code anzubieten,d.h., Software-Module, die bereits mitälteren Tools erstellt worden sind, kön-nen mit entsprechenden Importfiltern,damit die Formate gelesen werdenkönnen, weiter verwendet werden.

Lothar Lauterbach führt diesen Ge-danken weiter: »Die beiden derzeitkonkurrierenden Modelle sind folgen-de: Die Compiler-Hersteller versuchensich über den Debugger-Markt an wei-tere Kunden heranzutasten. Der Vorteildabei ist, sie sind über den Compilersehr früh beim Kunden. Nachteilig ist,dass man doch meist an eine Familiegebunden ist, weil nur wenige Compi-Bernhard Islinger

Die DiskussionsteilnehmerUlrich Dumschat, Marketing undVertriebsleiter CAD-UL AGThomas Bauch, GeschäftsführenderGesellschafter der pls GmbHLothar Lauterbach, Geschäftsführer derLauterbach DatentechnikBernhard Islinger, GeschäftsführerMetalinkBernhard Hartmann, IAR SystemsVertrieb und Marketing Ulrich Beier, Vertriebsleiter bei HitexHelmut Kindermann, Geschäftsführerder iSystems GmbH



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dem sie Kompetenz zukaufe. »Derspringende Punkt ist aber nicht, obTools von einem Hersteller kommen,sondern dass man den Hardware-/Soft-ware-Lebenszyklus insgesamt betrach-ten muss, vom Systementwurf über dieersten Implementierungen des Hard-ware-Aufbaus, erste Software-Ent-wicklungen, Feldtest und Optimierun-gen bis hin zu Wartung und Support«,betont er und weiter: »Das ist ein wich-tiger Punkt, für die einzelnen Entwick-lungsstufen Lösungen anbieten, diedurchaus eine komplette Toolchainumfassen können, aber auch als Ein-zel-Tools.« Als Beispiel nennt er dieFlash-Programmierung: »Die Stand-alone-Flash-Programmier-Tools sindnicht tot zu kriegen, obwohl fast alleTool-Hersteller sie auch mit ihrenTools anbieten.«

»Ich sehe das differenzierter mitStand-alone-Tools unterschiedlicherHersteller«, greift Bernhard Hartmannin die Diskussion ein: »Wir sind reinim Software-Geschäft tätig, und inso-fern haben wir nicht das Problem, dassuns jemand einen Linker dazustellenkann. Bei uns gibt es zwar alles aus ei-ner Hand, aber wir haben auch Koope-rationen mit Emulatorenherstellern,die gut funktionieren und damit das In-terface für die Anwender transparentzur Verfügung gestellt wird.« Stand-alone-Tools in dem Sinn, dass man ei-ne einzige Oberfläche für alle Toolshabe, hält er für kritisch, weil die Toolszu unterschiedlich seien. Emulatorenseien beispielsweise sehr leistungs-

fähige Tools und ihre Oberfläche seispeziell darauf zugeschnitten. »UnsereTools haben momentan noch nicht die-sen Leistungsumfang und deshalb ei-gene Oberflächen. Ein gemeinsamerStandard nach Microsoft-Manier istnoch nicht in Sicht, der Trend geht aber

in diese Richtung. Wir unterstützen 27verschiedene Architekturen, und einegemeinsame Oberfläche brächte großeErleichterungen in der Bedienung fürden Anwender«, erklärt er dazu.

»Was man ergänzend sagen muss«,wirft Bernhard Islinger ein, »ist, dassman eine Durchgängigkeit der Tool-Kette haben will. Anwender setzen un-terschiedliche Kombinationen der ver-

fügbaren Tools ein, die in sich durch-gängig sein müssen. Es stellt sich aberdie Frage, ob es für alle Tool-Kombi-nationen am Markt eine einheitlicheOberfläche geben kann. So wie ich dassehe, akzeptiert der Markt diese unter-schiedlichen Oberflächen. Der Marktist gerade im Controllerbereich extremdifferenziert, es gibt Anwender vonkleinen Ingenieurbüros mit einem Mit-arbeiter bis hin zu großen Konzernen,und die Anforderungen und Applika-tionen sind ebenfalls sehr unterschied-lich. Deshalb würde ich die Frage sobeantworten, ja, Tools aus einer Handaber von unterschiedlichen Herstel-lern.« Der Controllermarkt sei auchdeshalb so differenziert, weil großeHersteller oft bewusst zwei oder mehrControllerarchitekturen und Tool-Ket-ten einsetzen, um nicht von einem Her-steller abhängig zu werden.

»Wir betrachten hier nur den Stan-dard-Entwicklungszyklus, Compile,Link, Locate, Debug«, ergreift UlrichBeier das Wort. »Dieser Zyklus ist abernoch größer, z.B. das Systemdesign,die Wartungsphase oder die Qualitäts-sicherung sind heute ein zwingendesMuss. Wenn ich mir vorstelle, dass al-le die dazu nötigen Tools von einemHersteller gehandhabt werden müs-sten, dann ist das unvorstellbar. Jeden-falls kann ich mir nicht vorstellen, dass

Ulrich Beier

Bernhard Hartmann



Systeme 5/200032

kann, ist bei diesen Cores immer nochein Stück Silizium frei, auf das manDebug-Features integrieren kann, diefrüher im Emulator/Debugger waren.Auf lange Sicht wird dies sicher Ein-fluss auf die Emulator-Hardware ha-ben.«

»Wir sind vermutlich der größte De-bugger-Hersteller für ARM weltweit,und unsere Erkenntnis ist, dass die Ent-wicklung weg von Emulator hin zumDebugger geht«, nimmt Lauterbachden Faden auf. Damit geht es zu stan-dardisierten Tools, d.h., man wird Tra-ce-Tools brauchen, die nicht mehr kun-denspezifisch sind, und man wird sichauch Gedanken machen müssen überstandardisierte Logikanalyse-Tools,die im System laufen. Aber der Emula-tor ist deswegen nicht tot. Gerade beiIP-Systemen wird der Emulator ge-braucht, wenn es um die Sicherheitgeht, z.B. in der Automobil- und Me-dizintechnik. Der Großteil der Ent-wicklungen wird aber zu JEDEC-De-buggern gehen, das ist nicht zu bestrei-ten.«

»Damit spricht damit aber nur denoberen Bereich der 32-Bit-Controlleran«, schränkt Islinger ein. »Auch hiermuss man wieder differenzieren. Im 8-Bit-Bereich sieht man diese Entwick-lung noch nicht.« Dieser bleibe aberüber Jahre hinweg immer noch dergrößte Markt. Eine weitere Problema-tik sei, dass es fast unmöglich sei, ei-nen einheitlichen Emulator zu bauen,weil man ihn in diesen differenziertenMarkt ständig anpassen müsse.

Dass der IP-Einsatz heute auf 32-Bit-Controller beschränkt sei, demstimmt auch Lauterbach zu. Er meintaber weiter: »Es geht aber dahin, dassman von der Emulatorlösung wegkom-men muss. Heute ist es so, der Anwen-der macht seine Hardware-Entwick-lung, und wenn er anfängt, die Soft-ware zu entwickeln, denkt er darübernach, welche Tools er braucht. Manmuss dahin kommen, dass der Ent-wickler, wenn er seine Hardware de-signt, bereits mit den Tool-Herstellernspricht. Man muss sich rechtzeitig überdie benötigten Tools Gedanken ma-chen. Heute denkt man meist erst da-ran, wenn das Kind bereits in denBrunnen gefallen ist, sprich das ASICnicht funktioniert. Dann helfen auchmeist keine Tools mehr, dann brauchtman ein neues ASIC.«

Beyer stimmt den Ausführungen vonIslinger zu: »Ich möchte betonen, dasswir hier von einem Teilmarkt sprechen.

das mit vertretbarem Aufwand mach-bar ist.« Man könne einen gewissenBereich des Entwicklungszyklus he-rausnehmen und dann durchaus einegewisse Durchgängigkeit erzielen,aber über den gesamten Entwicklungs-zyklus sei dies nicht möglich. »Es istheute Realität, dass man von einemHersteller eine passende Tool-Kettebekommt, die geprooft ist. Aus einerHand heißt ja nicht, dass die einzelnenKomponenten nur gekauft und weiter-verkauft werden, sondern, dass sie in-tegriert werden, weil man auch denSupport liefern muss. Der Support istin unserem Bereich eine Leistung, dieerbracht werden muss, wegen der Fle-xibilität der Applikationen. Die Bereit-schaft der Anwender, die Architekturzu wechseln, ist heute ebenfalls weitverbreitet, auch das erfordert Sup-port«, erklärt Beier dazu. Vor zehn Jah-ren konnte man sich nicht vorstellen,dass eine Entwicklungsmannschaft,die Know-how für einen Controllertypaufgebaut hatte, den Controller für einneues Projekt wechselt. Das sei heutejedoch der Fall. Als Hersteller müsseman darauf reagieren und entsprechen-de Tool-Ketten anbieten.

»Es ist heute absolut notwendig, ei-ne offene Lösung für die Anwender zubieten«, plädiert Helmut Kindermannfür die Durchgängigkeit der Tools.»Stand-alone-Lösungen sind sicherauf dem absteigenden Ast, weil die Pa-lette der eingesetzten Mikrocontrollerimmer rasanter wächst, ist es immerwichtiger, eine Oberfläche bzw. Platt-form zu bieten, die dem Anwender dieMöglichkeit gibt, alle Tools in einerOberfläche zu integrieren und schnellzwischen den verschiedenen Mikro-controllertypen wechseln zu können.Integrierte Entwicklungsumgebungen,die verschiedene Tools anderer Her-steller unterstützen und die integriertwerden können, seien gefragt. Wir bie-ten Unterstützung für über 400 ver-schiedene Controller, die alle mit einerOberfläche bedient werden können.Der Anwender kann diverse Controllereinsetzen, ohne in Aus- bzw. Weiter-bildung in Bedienung der Tools inves-tieren zu müssen. Man muss zwar eineLösung aus einer Hand anbieten, aberam Markt ist keine Lösung von nur ei-nem Hersteller zu finden.«

Daraufhin möchte Bauch noch maldas Thema IDE ansprechen: »1992/93zur Electronica kamen die ersten Win-dows-Oberflächen für Entwicklungs-Tools auf den Markt, viele Entwickler

waren nicht begeistert, aber innerhalbvon rund zwei Jahren wurden sie ange-nommen. 1994/95 war IDE das The-ma, weil der Markt die intuitive Bedie-nung der Tools forderte, das ist heutekein Thema mehr, diese Problematikist erledigt, die Tools sind intuitiv be-dienbar.« Heute bestehe das Problemdarin, die einzelnen Tool-Bestandteileabhängig von der gerade gewähltenImplementierung schnell zur Verfü-gung zu stellen. Das heisst, man müsseein Software-Konzept entwickeln, dases gestatte, alle Eigenschaften und

Funktionen der Tools, auch wenn sienicht von der eigenen Firma stammen,zur Verfügung zu stellen. »Da braucheich mich nicht um die Oberfläche zukümmern. Es ist wichtig, dass die nöti-gen Features und das Know-how vor-handen sind, und dass man den Sup-port liefern kann«, schließt Bauch sei-ne Ausführungen.

»Beim Einsatz von IP sprechen wirüber System-on-Chip«, äußert sichHartmann zum nächsten Diskussions-punkt und erklärt weiter: »Die Ent-wicklung hat hier eingesetzt, und überkurz oder lang wird in diesem Bereichdie Musik spielen. Der Anwender kannsich wie im Kaufhaus oder wie imWunderland die Einzelteile zusam-menwünschen. Die Halbleiterherstel-ler gehen immer mehr dazu über, ihreProdukte auch immer mehr als Coreszu vermarkten, da kann sich aus Wett-bewerbsgründen keiner ausschließen.ARM hat es vorexerziert, die habennur ihr IP vermarktet. Andere Herstel-ler wie z.B. Motorola werden nichtdarum herumkommen, auch weitereCores als IP anzubieten. Für uns alsEmulatorhersteller bietet dies Chancenund auch Risiken. Wie man erkennen

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Systeme 5/2000

IP wird im Moment zum größten Teilim 32-Bit-Bereich eingesetzt. Wir ha-ben mittlerweile Erfahrung mit Projek-ten, in denen Entwickler sich Customi-zed-Chips nach ihren Bedürfnissenvom Halbleiterhersteller zusammen-stellen lassen. Die nötigen Debugging-Tools gibt es aber nicht wie Sand amMeer, deshalb muss man in einer sehrfrühen Phase des Designs mit denTool-Herstellern sprechen und genaudie benötigte Funktionalität definieren,z.B. Multi-Core-Debugging. Es istnicht so einfach, sich auf diesem Marktzu bewegen. Auch JEDEC und andereVerfahren stoßen in diesem Bereich anihre Grenzen und sind nicht ausrei-chend.«

»Ich möchte das untermauern«,stimmt Bauch zu. »Von einer ganzenReihe von Halbleiterherstellern gibt esAbsichtserklärungen, synthetisierbareController-Cores anzubieten und mitfeldprogrammierbaren Funktionen fürSchnittstellen zu kombinieren. Dasführt dazu, dass von den Halbleiterher-stellern kundenspezifische Systemeangeboten werden.« Aus Marktsichtpassiere nun Folgendes: Bisher werden70 Prozent aller produzierten Control-ler von 30 Prozent der Anwender kon-sumiert. Diese Schere gehe künftignoch weiter auf, und 95 Prozent allerproduzierten Controller werden von

fünf Prozent der Anwender konsu-miert. Daraus folge, dass sich diegrundsätzlichen Anforderungen an dieTools verändern. »Das bedeutet, dassz.B. ein Wireless-Hersteller MillionenStück eines Controllers konsumiert,aber ein spezielles Tooling fordert, undzwar sehr schnell. Bereits beimSystementwurf muss deshalb überlegtwerden, brauche ich Simulatoren,

Emulatoren, welche Compiler usw. Dadie Roadmaps der Hersteller rasantvoranschreiten, habe man hat keineZeit mehr, sich darauf einzustellen.Deshalb ändert sich die Form der Be-reitstellung und das Marketing mit die-

ser Technologie«, glaubt er.»Wenn man das weiterspinnt, wie sie

das ansprechen Herr Bauch, dann wür-de man maßgeschneiderte Tools für je-des einzelne Projekt entwickeln«,spinnt Islinger den Faden weiter. »Inder Regel gibt es keine Tools von derStange für solche Applikationen. Im32-Bit-Bereich ist das sicher das domi-nierende Thema. Im 8-Bit-Bereich istdieser Trend nicht da. Es gibt zwarauch Hersteller, die spezielle Tools fürbestimmte Branchen anbieten, abernicht in dieser Konsequenz.«

Hartmann sieht wie die Vorredner IPerst an Anfang: »Wenn man IP be-trachtet, dann ist das noch ein schma-les Marktsegment, in dem aber sehrviele Stückzahlen konsumiert werden.Aber es ist nicht der breite Markt. FürIP benötigt man auch spezielle Ent-wicklungs-Tools, das sind andereKlassen und Projektgrößen als die, indenen wir uns üblicherweise bewegen.IP ist eine Nische, in der die Cores ih-re Berechtigung haben, um höhere In-tegration z.B. bei Handys zu errei-chen.«

»Das geht noch weiter«, glaubt Islin-ger, »diese Firma möchte, dass dieTools integraler Bestandteil der Ent-wicklung sind und zahlt im Regelfallauch dafür.«

»Das kann ich bestätigen«, greiftDumschat ein. »Deshalb ergeht derAufruf an die Siliziumlieferanten

Helmut Kindermann

Lothar Lauterbach


Systeme 5/200034

heute schon mit?Daraufhin fragt Dumschat die Run-

de: »Gibt es bereits Projekte, die be-reits damit realisiert werden?«

»Es gibt reelle Projekte, aber die An-zahl ist noch sehr klein«, antwortetKindermann.

Ähnlich verhält es sich mit EDA-Tools, wenn man Beyer Glaubenschenkt: »Auch EDA-Tools werdenderzeit nur bei wenigen High-End-Kunden eingesetzt. Diesen Bereich er-reicht man nicht mit den traditionellenEntwicklungs-Tools. Er ist recht spezi-fisch und ein kleines Marktsegment.«

»EDA-Tools sind weniger eine Fra-ge des Marktsegments als vielmehr derSpezialisierung in einer Branche«,meint Bauch. »Ich möchte zwei nen-nen. Einmal die Automobilelektronik.Wir haben einen Emulator in eine IDEintegriert. Die Erfahrung, zeigt, dassdiese Lösungen branchenspezifischaufgebaut werden und dieses Segmenthohe Stückzahlen aufweist. Ein weite-res Beispiel ist die Telecom. in der dergesamte Design-Flow sehr stark for-malisiert ist und in engen Grenzen ab-läuft. Im General-Purpose-Markt ist esmir nicht bekannt, dass es solche Lö-sungen gibt.«

»Ersetzen werden EDA-Tools dieEntwicklungswerkzeuge nicht, abersie werden sie komplettieren«, glaubtHartmann. »Wir haben hierzu auch einneues Tool für den 8-/16-Bit-Bereichim Programm. Hierbei geht es um dieCode-Größe. Von anderen Toools wirdzuviel Code für die kleinen Conrollerproduziert. Das heißt, es wird künftigeine Integration stattfinden zwischenCompilern und solchen Code-Generie-rungswerkzeugen, um auf höheremAbstr aktionsgrad zu entwickeln undauch fertig zu testen.«

»Ich denke auch, dass produktorien-

rechtzeitig mit den Tool-Herstellernzusammenzuarbeiten. Die CPU-Aus-wahl hängt oft von der Verfügbarkeitausgereifter Tools ab. AMD hat mitdem Elan SC520 einen Chip, der übermehr Funktionen als ein herkömmli-cher x86-Controller verfügt. Er hat mitOn-Chip-Trace-Möglichkeiten quasieinen halben ICE auf dem Chip. DieserMechanismus muss aber auch Soft-ware-mäßig von den Tools unterstütztwerden. Deshalb ist die Zusammenar-beit Halbleiter- und Tool-Herstellernötig, und Gedanken über die nötigenTools muss man sich bereits ein biszwei Jahre vorher machen.«

»Das ist ein gutes Beispiel«, wirft Is-linger ein. »Die Tricore-Architekturvon Infineon ist meines Wissens dieeinzige Architektur, die noch nicht aufdem Markt ist, für die aber schon di-verse Entwicklungs-Tools verfügbarsind. Es besteht aber die Gefahr, dasssolche Architekturen unter Umständengar nicht auf den Markt kommen.«

»Die Zusammenarbeit muss recht-

zeitig zwischen mindestens drei Seitenstattfinden«, erweitert Kindermann dasThema. »Auf der einen Seite derHalbleiterhersteller und dann der Ent-wickler, der das Projekt entwickelt undschließlich die Tool-Hersteller. Zweibis drei Jahre mag vielleicht ein bischenlang sein, weil viele Projekte nicht solange leben. Beim Systementwurf müs-sen bereits alle Beteiligten informiertsein, damit alle Seiten dafür sorgenkönnen, dass ein leistungsfähiges Sys-tem zur Verfügung steht und geeigneteTools, sodass es debuggbar ist.«

Zum nächsten Themenkreis sagt Lau-terbach: »Ich möchte nicht auf Hard-ware-/Software-Co-Design, sondernnur auf die Teilmenge Co-Debuggingeingehen. Ich würde dies als virtual re-ality betrachten. Wenn sich der Anwen-der dessen bewusst ist, ist das sehr hilf-reich. Leider spielen viele Simulations-Tools dem Anwender vor, es wäre Rea-lität. Das böse Erwachen kommt dannmit dem Prototypen. Es sind schon Pro-jekte gestorben, weil nicht getract wer-den konnte und Software-Fehler damitnicht beseitigt werden konnten.«

»Wir haben auf Kundenwunsch un-seren Debugger in Mentor GraphicsSeamless-Entwicklungsumgebung in-tegriert«, schildert Hartmann seine Er-fahrung. »Das Projekt wurde durchge-führt und hat einiges an Zeiteinsparunggebracht, weil die Software parallel zurHardware entwickelt und gleichzeitigverifiziert werden konnte. Das dürftenicht allzu häufig vorkommen, weil dieInformationen und das Know-how, dieausgetauscht werden müssen, enormsind. Bei großen Projekten ist HW-/SW-Co-Design aber sicher eine Anfor-derung der Zukunft.«

Kindermann meint: »Man sollte dieFrage umdrehen und fragen: Hard-ware-/Software-Co-Design: Geht es


Ulrich Dumschat


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tierte Sprachen kommen werden«,merkt Lauterbach an. »Da sehe ichVorteile. Die Code-Generatoren gibt esbereits seit zwanzig Jahren, und wennsie erfolgreich gewesen wären, hättensie sich schon lange durchgesetzt. Hierist eher ein Rückschritt erkennbar.«

»Bei den kleinen Controllern werdenimmer noch viele Applikationen in As-sembler geschrieben, und die Leute ar-beiten praktisch noch wie vor zwanzigJahren«, wirft nun Islinger ein. »Das istder Gegenpol zum EDA-Einsatz.Neuere Methoden fassen zwar Fuß, diealtbewährten Methoden verschwindenaber deshalb nicht. Das ist zumindest

meine Erfahrung.«»Wir sprechen immer noch vom Em-

bedded-Bereich«, erklärt Dumschat.»Bei grafischen Tools besteht die Ge-fahr, dass der direkte Zugriff auf dieHardware nicht mehr gewährleistet ist.Man hat keine Möglichkeit mehr, aufeinzelne Komponenten zuzugreifen.Das ist ein wichtiger Punkt, weil, jekomfortabler ein Tool wird, umsomehr wird der Entwickler von derKomplexität abgeschirmt. Aber wennes dann einmal nicht funktioniert, ist eraufgeschmissen. Da ist es wichtig, dassman Schnittstellen anbietet, die einedirekte Operation erlauben.«

»Der wesentliche Punkt, um EDA-Tools einsetzen zu können, ist die For-malisierbarkeit der Abläufe«, erklärtBauch. Eine klare Strukturierung derApplikationen, die immer größer wer-den, ist nötig. Dabei stellt man fest,dass die Software-Entwicklung ab be-stimmten Code-Umfängen zwar zö-gerlich von C auf C++ übergeht. Einzweiter Punkt ist der zunehmende Ein-satz von kommerziellen Echtzeitbe-triebssystemen als zweites Strukturie-

rungsmittel. Wenn solche Strukturenda sind, werden Tools, die den Ablaufautomatisieren eingesetzt.«

»Im 8-Bit-Bereich werden nochkaum Echtzeitbetriebssysteme einge-setzt«, merkt Islinger an und deshalbauch keine EDA-Tools.

»Prinzipiell wird man auch in Zu-kunft noch debuggen müssen, deshalbwird es eine Kooperation von EDA-und Debug-Tools geben. Ich kann mirnicht vorstellen, dass die EDA-Firmendie Absicht haben, Designs bis ins letz-te Bit zu debuggen«, bringt Kinder-mann dieses Thema auf den Punkt.

Die Trends der Zukunft wurden vonden Diskussionsteilnehmern recht ein-hellig gesehen, deshalb hier zusam-mengefasst die Meinung. Auf der eineSeite werden kundespezifische Anfor-derungen zunehmend Bedarf anDienstleistung, Services und Consul-tinghervorrufen. Das verlange von denTool-Herstellern eine hohe Spezialisie-rung. Aufgrund der Fortschritte in derHalbleitertechnik, mit IP, Hardware-/Software-Co-Design usw. werden sichEntwicklungszyklen sehr stark verkür-zen. Die Architekturen und Projekt-größen werden so groß werden, dasssie ein einzelner Hersteller alleinenicht mehr erfüllen kann. Deshalb wirdes notwendig, Kooperationen undNetzwerke aufzubauen, die diese Ten-denzen entsprechen abdecken können,um am Markt bestehen zu können. DieTool-Hersteller werden sich stärkerdarauf einstellen müssen, dass sie nichtmehr den Hardware-Ingenieur vor sichhaben, sondern das Informatiker-Team, das nicht mehr bis ins letzte Bitund Byte debuggen will. Das bedeutet,die Leistungsfähigkeit der Tools musserhalten bleiben, aber sie müssen ein-facher zu bedienen sein. Die starke Di-versifizierung des Markts schlägt sichso nieder, dass sich Tool-Hersteller im-mer mehr auf bestimmte Marktseg-mente konzentrieren und immer weni-ger in direkter Konkurrenz stehen wer-den. Das Geschäft mit den »breiten«Mikrocontroller-Applikationen werdesich zugunsten der branchenspezifi-schen Controller verändern. Des Wei-teren gehe der Entwicklungstrend inallen Bereichen zu mehr Debug-Fea-tures auf dem Chip. Die Taktratengehen nach oben, Strukturen werdenkleiner. Damit ist Platz für diese Fea-tures vorhanden. Tool-Hersteller undHalbleiterhersteller müssen kooperie-ren, um leistungsfähige Schnittstellenzu entwickeln und diese Features zu in-


Thomas Bauch

Systeme 5/200036


a) Abatron BDI 1000 BDM, Jtag, Debug, Inter- Arm, IBM, Motorola,b) 0041/41/9302844 faces Infineonc) 0041/41/9303860a) Accelerated Technology Nucleus Plus Development Environment Arc, Arm, Hitachi, H8, SHx,b) 05143/93543 MIPS, Motorola, x86, Sharc,c) 05143/93544 TI-DSP, C/67, Tricore, CR

16/32, NEC, Toshiba, Mitsubishi

a) Ahlers/Leap PIC-Start-Plus für PIC16C, PIC16C-5x, 5xx, xx, xxx,b) 08761/4245 17Cxx PIC17Cxxc) 08761/1485a) Ahlers/Softec DS62 keine Waitstates, Win 95, SGS-Thomson, ST62xx

98, NT, bel. Breakpointsa) AK Elektronik/Embedded RTXC 8051 C16x, Intel, AMDPower QED i386, 186, V25, Pentiumb) 08250/9995-0 Link & Locate

c) 08250/9995-20 Remote Debugger

a) AK Elektronik/Noral Mi- Flex-BDM 68HC12, 68020, 683xxcrologics Flex-ICE Cold Firea) AK Elektronik/Phyton Project-96 80C196

Project-PIC PICa) AK Elektronik/Analog Summit-ICE Sharc-DSPDevices/White Mountain Trek-ICE Tiger-Sharc

Apex-ICE

VDSP Sharc-DSP, Tiger-Sharca) AK Elektronik/Embedded Jeeni Arm 7, 9Performance Majic MIPS, Lexraa) Aonix Object Ada Motorola, Power PC, Intelb) 0721/98653-0c) 0721/98653-98a) Appli Ware AiCE 51 Unipod 51, USB EPROM- alle 80C51 Derivate bisb) 08061/9094-0 Adapter 20 MHzc) 08061/37298 AiCE 51 Pro Unipod 51, USB alle 80C51 Derivate bis

42 MHz inkl. DallasWorkplus 51 User's Monitor, Macros, alle 80C51 Derivate

ScriptingYDE 51 individuelles High-End- alle 80C51 Derivate, alle

System Single-Chip-µCsEval 5xx inkl. HW KitCon 5xx C5xx-Derivate, SiemensAiCE 196 Emulation von Single Chip Intel

µCWorkplus 66 User's Monitor, Macros, alle C16x Derivate inkl.

Scripting Single Chip-µCs


a) Anbieter/Herstellerb) Telefonc) Fax Produktbezeichnung Em

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4-/8-Bit-Prozessorenund Controller folgen-der Hersteller werdenunterstützt

16-/32-Bit-Prozesso-ren und Controllerfolgender Herstellerwerden unterstützt

Entwicklungsumgebung besteht aus folgenden Tools

Trends zu Entwicklungsumgebungen aus einer Hand

Marktübersicht: Mikroprozessor-Entwicklungs-Tools Bei der Entwicklung von prozessor- oder controllerbasier-ten Systemen sind die klassischen In-Circuit-Emulatorennach wie vor das wichtigste Hilfsmittel. Mit ihnen ist esmöglich, sowohl Hardware- als auch Softwarefehler in ei-ner Schaltung zu erkennen und zu eliminieren. Dabei sindallerdings nicht immer voll ausgestattete, high-sophistica-ted- Emulatoren notwendig, die zudem sehr teuer sind. Für

die reine Softwareentwicklung beispielsweise genügenmeist »abgespeckte« Versionen. Weitere wichtige Software-Komponenten wie Assembler, Compiler, Linker/Loader, De-bugger und Simulatoren runden die In-Circuit-Emulatorenab. Allerdings zeigt sich dabei ein deutlicher Trend zu kom-pletten Entwicklungsumgebungen. Die Marktübersicht ba-siert auf einer schriftlichen Umfrage der Redaktion. (pa)

SCHWERPUNKT

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a) Appli Ware YDE 66 individuelles High-End- alle C16x Derivate inkl.System Single Chip-µCs

Eval 16x (Evaluation) inkl. HW Kitcon 16x C16x-Derivate, Siemens,SGS

a) Applied Microsystems Super Tap MPC860, AM520SC, 386b) 089/427403-0 EX, 486BXc) 089/427403-33 Code Tap AM520CC, Pentium II, III,

MotorolaPower Tap MPC, MOT, IBMSuper Tap IntelCode Tap i960, MIPS, CPU32 Moto-

rola, AM186XXCode ICE i960, 680X0 MotorolaCode Test Coverage Analyse, Memory, Universal Probe

TraceLive Code Trace, On-Fly-Debugger MPC Motorola unter RTOS,

VxWorksa) Arizona Microchip MPLAB-ICE 2000 PIC16, 17, 18, 12, Micro-b) 089/627144-0 chipc) 089/627144-44a) Arm ADS Arm Developer Suite Application Library Intel, Oki, TI, Sharc, Atmel,b) 089/608755-45 Hyundaii, VLS, Philips, To-c) 089/608755-99 shibaa) ARS Software/Allant Aspex Multicore Debugger Arm, DSP von AD, TIb) 089/8934130c) 089/89341310a) ARS Software/Express ThreadX Opt.: Filemanager, TCP/IPLogica) Blue River Software X32 integrierte Entwicklungsum-b) 0911/20626-0 gebung mit Struktogramm-c) 0911/20626-18 editor

V/E32 Modellierungswerkzeuge mitSA/RJ nach Word

a) CAB Produkttechnik k. A. Adapter, Spezialfassungenb) 0721/6626-0c) 0721/6626-219a) Cad-Ul Cad-Ul Toolsuite Compiler, Debugger für div. x86 Protected Mode/Realb) 07305/959-200 RTOS, ICE, Code Coverage Mode, Motorola 68k, Coldc) 07305/959-222 Tools Firea) CC&I/Softronics DSP ICE Code Composer kompl. Toolkette f. DSP TI, Analog Devicesb) 089/8509718 Studioc) 089/8509719a) CC&I/Mentor Graphics VRTX Development System kompl. Toolkette f. HW/SW- Motorola, IBM, Arm

Entwicklera) CC&I/Abatron BDI 1000/2000 High Speed BDM/Jtag Motorola, Arm, Tricore

Interfacea) Ceibo DS 51 8051, Intel, Dallas, Philips,b) 089/72430530 Infineon, Atmel, Motorola,c) 089/72430531 Temic

DS M 8 MicrochipDS x86 Intel, AMP, NECDS 25J Intel, Themic

a) Ceibo/Kleinhenz Elek- KSC 8051, 68HC11tronika) Cosmic Software k. A. Motorola, ST Microelectro- Motorolab) 0711/4204062 nicsc) 0711/4204068a) Digalog RBOS Motorolab) 030/46702-0c) 030/46702-182a) Dr. Rudolf Keil Softkernel/Softworks Motorola, Intelb) 06221/862091c) 06221/861954



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sonstiges




Systeme 5/200038


a) E-Lab Computers Avrco Pascal System Atmel Multitasking Kernel Atmel AVRb) 07268/91240 AVRc) 07268/912424 Picco Pascal System PIC Microchip PICa) Enea Ose Systems Ose kundenspez. SW Melps 77xx, 68HC11, NEC V850C166, Powerb) 089/544676-0 8051, DSP Lucent 16xx, PC, 68 k, Arm, IDT Mips,c) 089/544676-76 Starcore ST100, Texas DSP Strong Arma) Engelmann & Schrader/ Entwicklungssystem Real-Time-Operating-System 8051-Familie von Atmel, In- 166er-, 251er-Familie, ST,Keil/Ceibo tel, Philips, Siemens, AMD Infineon, Intel, Temicb) 05121/741520c) 05121/741525a) EST Vision Click Motorola, CPU 32, Coldb) 07246/9203-0 Fire, IBM Power PCc) 07246/9203-20 Vision Virtual-Emulator dto.

Vision ICE dto.Vision XGCC dto.SBC 82xx Eval Boards, Referenzbau- Motorola, IBM

gruppenSBC5xx/8xx dto. dto.SBC6xx/7xx dto. dto.SBC52xx dto. Motorola Cold FireSBC53xx dto. Motorola Cold Fire

a) Electronic Tools/Spectrum k. A. TI, Analog Devices, Moto-Signal Processing rolab) 02102/8801-10c) 02102/8801-23a) FS Forth-Systeme/Pharlap ETS Embedded Tool Suite GUI x86b) 07667/908-122c) 07667/908-200a) Fujitsu Microelectronics C-ICE Fujitsu Fujitsub) 06103/690-0 MI 2141 Fujitsu Fujitsuc) 06103/690-122 MB 2197 Fujitsu Fujitsua) Göpel Electronic Ocean MSP430 PROM-Programmierung MSP430-Familie v. TIb) 03641/6896-0c) 03641/6896-44a) Green Hills Software Multi 2000 alle gängigen 32-Bitb) 0721/9862580c) 0721/9862581a) GSH-Systemelectronic/ 200 Series HLL-Debugger, HW-Perfor- Intel, AMD, Hitachi, Zilog, MotorolaHuntsville Microsystems mance, Code Coverage Siemens, Oki, Dallas, Philipsb) 089/834-4047 SPS-1000 dto. dto. Motorolac) 089/834-0448 SPS-2000 dto. dto. Motorolaa) GSH-Systemelectronic/ DS6225 GUI-Interface, Target I/O- ST MicroelectronicsSoftec Microsystems Test, Emulator Diagnostic

TestDS6265 dto. ST Microelectronics

a) Hightec EDV-Systeme PXROS Infineon, C16x, Tricore,b) 0681/92613-0 SGS Thomson, ST10, Po-c) 0681/92613-26 wer PC, Intel, NEC Com-

pact RISCPXmon-RT Realtime-Monitor für Echt- dto.

zeitdebuggingPxPro Web/HTTP Server angepasst an PXROS dto.GNU C/C++ Compiler dto.PaketTGDB dto.

a) Hitex DProbe 167 Case-Tool-Adapter Infineon, ST Microelectronicsb) 0721/9628-0 DBox 167 Case-Tool-Adapter Infineon, ST Microelectronicsc) 0721/9628-189 DProbe ST10 Case-Tool-Adapter Infineon, ST Microelectronics

JProbe 166 Case-Tool-Adapter InfineonDProbe Tricore Case-Tool-Adapter InfineonDProbe P5 div. Adapter, Case-Tool IntelDProbe386EX div. Adapter, Case-Tool Intel



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emble

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sonstiges




SCHWERPUNKT

Systeme 5/2000 39


a) Hitex AX 186 div. Adapter, Case-Tool Intel, AMDCode Tap div. Adapter, Case-Tool Intel, AMDSuper Tap 486 div. Adapter, Case-Tool Intel, AMDSuper Tap div. Adapter, Case-Tool AMDSC520 div. Adapter, Case-Tool AMDCode Tap SC520 div. Adapter, Case-Tool AMDAX68300 Case-Tool, Adapter MotorolaAX68302 Case-Tool, Adapter MotorolaDProbe HC12 Case-Tool, Adapter MotorolaTX68K Case-Tool, Adapter MotorolaJProbe MPC5 Case-Tool, Adapter MotorolaAX6811 Case-Tool, Adapter Motorola, ST MicroelectronicsMX6808 Case-Tool, Adapter Motorola, ST MicroelectronicsMX-ST 7 Case-Tool, Adapter Motorola, ST MicroelectronicsDProbe 430 Case-Tool, Adapter Texas InstrumentsAX430, MX430 Case-Tool, Adapter Texas InstrumentsSuper Tap Case-Tool, Adapter MotorolaPower Tap Case-Tool, Adapter MotorolaCode Tap Case-Tool, Adapter MotorolaAX51/MX51 Case-Tool, Adapter 8051 Derivate aller HerstellerDProbe 251 Case-Tool, Adapter 8051 Derivate von Intel,

Temica) HSP/Aisys Driveway 3 DE Treibergenerierung Motorolab) 0251/987290c) 0251/9872920a) HSP/Metaware High C/C++ Toolset mit Arm, ARC, Motorola

Seecode Debuggera) HSP/Diab-SDS Single Step Motorola, Hitachi, MIPS

Diab Data Compiler Suite Motorola, Hitachi, MIPSa) HSP/Precise Precise/MQX System-Level Debugger Motorola, TI, ADI, Arm,

Intel, MIPS, ARCa) HSP/Emutec PROMJet alle allea) HT-Eurep DS-6225A User-Interface, Win 95, 98, ST-Microsystemsb) 08152/969984 NTc) 08152/969985 DS-6265A dto. ST-Microsystems



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sonstiges




Systeme 5/200040


a) IAR Systems EWxxxx k. A. k. A.b) 089/90069080c) 089/90069081a) IBM Riscwatch HW-Trace Port alle IBM Power PC-Prozes-b) 089/45044763 soren der Reihen 4xx, 6xx,c) 089/45044824 7xxa) IEP Crest-C Motorola MC68xxxb) 0511/70832-0 Power PCc) 0511/70832-99 RTOS-UH/Pearl dto.a) Insight Picmaster 8-Bit v. Microchipb) 089/61108-0 MPLab-ICE 8-Bit v. Microchipc) 089/61108-110 MPlab-ICD 8-Bit v. Microchipa) iSystem IC10000 Atmel, Dallas, Hitachi, Hyun-b) 08131/7061-0 dai, Infineon, Intel, Motorola,c) 08131/7061-46 Microchip, Oki, Philips, Sam-

sung, ST Micro, Temic, To-shiba, Zilog

IC2000 dto. AMD, Infineon, Intel, Mo-torola, NSC, ST Micro, Te-mic

IC3000 Arm, MotorolaIC4000 dto., Arm AMD, Infineon, Intel, Mo-

torola, NSC, ST Micro, Te-mic, Arm

a) Jumptec Dimm-PC/Kit 2 Platine inkl. Kabel, Grafik- AMD SC410, ALI6117b) 0991/37024-0 karte, FDD, Manualsc) 0991/37024-102a) Ing.-Büro Dr. Kaneff Europlus Intel, Infineon, Philips Intel, Infineon, AMD, NEC,b) 0911/338433 Hyundaic) 0911/338606a) Lauterbach Datentechnik Trace 32-ICE RTOS-Support, Case-Tools Motorola, Intel, Zilog, Infi-b) 08104/89430 neon, Philipsc) 08104/894349 Compact 8 RTOS-Support, Case-Tools dto.

Trace 32-Fire RTOS-Support, Case-Tools Motorola, Arm, Hitachi,IBM, NEC, Infineon, ST

Trace 32-ICD Flash-Programmer, Case- Motorola, IBM, Hitachi,Tools Jinfineon, Arm, Philips,

Atmel, TI, Analog DevicesTrace 32-ICE RTOS-Support, Case-Tools AMD, Atmel, Dallas, Fase- AMD, Arm, Hitachi, Intel,

lec, Hitachi, Intel, Motorola, Mitsubishi, Motorola, NEC,NEC, Oki, Philips, Infineon, Philips, ST, Toshiba, Infine-Toshiba, Zilog on

a) Logic Technology/Ame- Comet Intel, Pentium, Pentium I/II,rican Arium Itoniumb) 0031/77/3078438c) 0031/77/3078439a) Logic Technology/ Super Task & US-Net Embedded TCP/IP alle alleUS-Softwarea) Logic Technology/ Promice 3rd Party Debug alle gängigen alle gängigenGramar Enginea) MCT Paul & Scherer Eco-C EDB/BDM Motorolab) 030/46499320c) 030/4638507a) Metalink Ice Master-PE 3rd Party, EPROM-Burner Intel, Philipsb) 08091/5696-0 Ice Master-AA 3rd Party, EPROM-Burner Intel, Philips, Siemensc) 08091/2386 Ice Master-RB 3rd Party, EPROM-Burner Analog Devices, Intel, Philips,

Siemens, TemicIce Master-RA 3rd Party, EPROM-Burner DallasIce Master-SF Code/Data-Banking Time- alle 8051-Hersteller

Stampa) Microware k. A. Motorola, Intel, Hitachi,b) 08102/7422-0 Arm, MIPSc) 08102/7422-99



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sonstiges




SCHWERPUNKT

Systeme 5/2000 41


a) Motorola KITMMEVS EVS Plattformboard HC05, HC08, HC11, HC12b) 089/92103345 KITMMDS MMDS Station Module HC05, HC08, HC11, HC12c) 089/92103570a) NEC Electronics 78KOS alle 78KOSb) 0211/6503114 78KO alle 78KOc) 0211/6503-188 78K4 alle 78K4

V850 alle V850VR Eva Board 64 Bit, alle VR

a) Nohau Elektronik Emul-PC C-Source Debugger, Makro- Intel 8051 und Derivate, Intel, Infineon, Philips XA,b) 07043/9247-0 Generator, Embedded TCP/ Siemens/Infineon, Philips, Motorola, Mitsubishic) 07043/9247-18 IP, USB-Analyse Tools, Code Motorola, 68HC11/HC12

Coverage, Real Time TracePower Pack C-Source Debugger, User- Intel 386, 486, Intel Pen-

Interface, Code Coverage, tium, Pentium II, MotorolaReal Time Trace, SW-Analy-sis Tool

a) Oki Electric 63 k/64 k Emulator eigeneb) 02131/1596-0 65 k/66 k Emulator eigenec) 02131/103539a) PLS Fast-View 66/Win C16x, C166CBC, Infineon,b) 035722/384-0 ST10, ST Microelectronicsc) 035722/384-69 UDE Universal Debug Engine Tricore, Infineona) Prahm Microcomputer Pramatic grafische Programmierung Intel, Motorola, Siemens, Intel, Motorola, Siemens,b) 0721/558995 nach IEC-1131, C, C++ Philips Philipsc) 0721/9554348 System 51 C, C++, Pascal, Modula II Intel, Motorola, Siemens, Intel, Motorola, Siemens,

Philips Philipsa) Protos Logistik Software Trice grafische SW-Modellierung, beliebigb) 089/624185-10 autom. Codegenerierungc) 089/624185-49a) QA Systems QA-C statisches Analysewerkzeug alle alleb) 0711/138183-0 zur Fehleraufdeckungc) 0711/138183-10 QA-C++ dto. alle alle

Q Studio Java dto. alle alle



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-Analy

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sonstiges




Systeme 5/200042


a) Ristan Case Development Assistant for C integrierte Entwicklungsum- Intel, Siemens, TI, Motorola, ST Microelectronics, Micro-b) 0041/1/8833570 gebung Mitsubishi chip, Fujitsu, Hitachic) 0041/1/8833574a) Rutronik/Mitsubishi M16C Family Mitsubishib) 02102/486-0c) 02102/486-691a) Rutronik/STM ST9-Toolchain Programmer, Gang-Pro- ST9-Familie

grammerST10 Third Parties ST10-FamilieST62-Toolchain Starter Kits, Programming- ST62-Familie

Boards, Demo-BoardsST72-Toolchan dto. ST72-Familie

a) Rutronik/NEC 7844 NECV850 NEC75XC NEC78KO/KOS NEC

a) Sasco/Arizona Microchip MPLAB-ICE2000 PIC 12Cb) 089/6271440 MPLAB-C1x PIC 16Cc) 089/4611-292 MPLAB-IDE PIC 17C

MPLAB-ICD PIC 18Ca) Sasco/Hitachi PCE Win-basierte SW Hitachi Hitachi

HEW Hitachi HitachiS6-Kit Hitachi Hitachi

a) Scantec/Parallax SX-Key-Software unter Win 95, 98, NT SX-Familie v. Scenixb) 089/899143-0 SX-Key-Hardware SX-Familie v. Scenixc) 089/899143-27a) Scantec SXp Precompiler für SX-Assem- SX-Familie v. Scenix

bler-Programmierunga) Scantec/Scenix SASM unter MS-DOS SX-Familie v. Scenix

SX_DIS unter MS-DOS SX-Familie v. Scenixa) Scantec/IDT IDT/C C-Crosscompiler unter DOS, IDT-RISC

SunIDT/Sim Systemintegration-Manager IDT-RISC

a) SDS/Wind River Single Step Debugger Motorola, Hitachi, MIPSb) 089/93086-145 Diab Compiler Motorola, Hitachi, MIPSc) 089/93086-525 VxWorks Motorola, Hitachi, MIPS

PSOS Motorola, Hitachi, MIPSa) Softec Tornado/VxWorks komplette Tool-Chain Motorola, Intel, NEC, Hi-b) 0731/96600-0 tachi, Fujitsuc) 0731/96600-23a) Sysgo ElinOS Embedded Linux menügeführte Systemkon- Intel x86b) 06136/99480 figuration, ROMable, Crossc) 06136/994810 Development

LynxOS Intel x86, Power PC, MikroSparc, MIPS, 68000er

Real Time OS dto.a) ST Microelectronics ST 6 Actum Realizer STb) 089/46006-0 ST 7 Actum Realizer STc) 089/4605454 ST 9 ST

ST 10 Third Parties STa) Tasking Tasking Cross Software Embedded Internet Philips, Infineon Infineon, Intel, ST Micro-b) 07152/97991-0 Development Tools electronics, Motorola, Mi-c) 07152/97991-20 tsubishi, Philips, Seiko, Ep-

sona) Technosoft MCK24x, C Pro Motion Control dedicated TI, TMS320, C24xb) 0041/32/7325500c) 0041/32/7325504a) Tektronix TLA 600 Logik-Analysatorb) 0221/9477-265 TLA 700 Logik-Analysatorc) 0221/9477-230



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sonstiges




SCHWERPUNKT

Systeme 5/2000 43


a) Texas Instruments MSP430

b) 08161/803311c) 0044/1604/663334a) Toshiba Electronics RTE Model 15 Toshiba TLCS-870 Toshiba TLCS-900b) 0211/5296-0 TM Pro Debugger

c) 0211/5296-400 TM Pro Build Manager

TR Series

a) Toshiba Electronics/AND ICE 870 Toshiba TLCS-870Micropak 870

a) Triple-S Visual-CCC, OS-9 grafische Entwicklungsum- alle OS-9-lauffähigen alle OS-9-lauffähigenb) 0941/78511-0 gebung für OS-9c) 0941/78511-11a) Vector Informatik OScan Mistubishi, NEC Arm, Fujitsu, Hitachi, Mi-b) 0711/13996-0 tsubishic) 0711/139996-30 Canoe-Osek NEC, Infineon, STM, Mo-

torolaCanape-Osek dto.

a) Willert Software Tools Solutions Tool-, Installationsseminare, Infineon, SGS Thomson,b) 05722/9678-60 Geld-zurück-Garantie ST10c) 05722/9678-80a) Wind River Sytems Diab

b) 089/962445-0 Diab

c) 089/962445-55 Diab

Diab

RTA Suite

VxWorks PSOS

Single Step

Single Step

a) Zilog ZDS Zilog Zilogb) 089/672045 Z86CCP01ZEM OTP Programmer Zilog Zilogc) 089/6706188 Z89CE01ZEM OTP Programmer Zilog Zilog

Z8932311ZEM OTP Programmer ZilogZ8932111ZEM OTP Programmer Zilog



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sonstiges




Controller-Cores werden zunehmend das »Herz« von Systems-on-Chip

Neben den Prozessoren und Mikrocontrollern, die noch »gehäust« als eigenstän-dige Bauteile eingesetzt werden, gewinnen die in System-on-Chip (SoC) inte-grierten Prozessor- und Controller-Blöcke steigende Bedeutung. Durch die hoheIntegrationsdichte von SoCs lassen sich entweder Funktionen auf sehr kleinerFläche unterbringen oder die Funktionsvielfalt bei gegebener Fläche vergrößern.Zudem erlauben es die SoCs, daß man diese komplexen Chips auf bestimmteAufgabenstellungen maßschneidert. So werden z.B. Ein-Chip-Lösungen für Set-

top-Boxen, die Telekommunikation und für die Automobil-Branche angeboten.Diese Lösungen bestehen immer aus einem Prozessor- oder Controller-Kern mitentsprechender Peripherie und weiteren speziellen Funktionen wie z.B. einerCAN-Bus-Anbindung. Um das Rad nicht ständig neu erfinden zu müssen, sinddiese Funktionen in IP-Blöcke gegossen, die für andere Designs wieder zu ver-wenden sind. Diese Marktübersicht basiert auf einer schriftlichen Umfrage derRedaktion Systeme. (pa)

Marktübersicht: Mikrocontroller

Systeme 5/2000

44 ELEKTR

ON

IK-FO

CU

SA

utomotive-Kom

ponenten

a) Atlantik Elektronik/ High-Speed µL-Fam- 8 8 0,256-4 10 40 2,7-5,5 10-20 6000 0-70/ 3 6 7 4 10

Dallas Semiconductor dy 8051-Komp. -40-+85b) 089/89505-0c) 089/89505-100Winbond Electronics 8051-Komp. 8 8 0,256 3 40 1,7-5,5 20 6 0-70 3 6 7 5 3,3

a) Arizona Microchip PIC12Cxxx 12 4 k 10 10 2,5 2

b) 089/627144-0 PIC16Cxxx 14 8 k 20 20 2,0 4 1c) 089/627144-44 PIC17Cxxx 16 16 64 k 33 33 2,5 4 1

PIC18Cxxx 16 8/16 2 40 40 2,5 5 1a) Arm Arm 7xxx 32 16/32 4 GB 66 66 33 20 6 pA 0-80 4 k div. div. 1 3

b) 089/608755-45 Arm 9xxx 32 4/32 4 GB 150 150 2,6 50 20 pA 0-80 16 k div. div. 1 3

c) 089/608755-99 Arm 10xxx 64 32/64 4 GB 300 100 2,6 100 50 pA 0-80 32 k div. div. 1 3

a) Atmel ES2 AVR 8 8 8 12 12 1,8-6 10 1 -10-+85 3 8 15 2

b) 08035/9018-0 AT91 32 26 4096 40 40 2,7-3,6 40 30 -40-+85 9 3 9 2 1 MIPS

c) 08035/9018-33a) Endrich Bauelem. Holtek-µC 8 4 2,7-5 4 1000 0-70 1 2 2

b) 07452/6007-57c) 07452/6007-857a) Cab k. A.

b) 0721/6626-0c) 0721/6626-219a) DSM Digital Service k. A. 32 Bit 16/32 Bit 256 PII, III, 5 3000 0-55 512 kB

b) 089/15798-250 IMMc) 089/15798-196a) EBV Elektronik 0,032-4 1,7-3,5 1-5 1,4-5 2,5-4 2 3 2

b) 089/99114-0 k. A. 4-60 20-60 2,5-5,5 2-3 3-7

c) 089/99114-422 k. A. 0-15 1,8-5 8-10 0,6 1-3 3-14

a) Fujitsu F2MC-8L 8 8 2064 10 10 2,2-5 20 0,1 -40-+85 10 16 12 2 1

b) 06103/690-0 F2MC-16LX 16 16 16 16 4 3-5 40 10 -40-+85 17 15 16 255 3 5

c) 06103/690-122 FR30 32 32 4000 64 12 3,5-5 200 10 -40-105 1 23 17 16 255 3 64

Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via w

ww

.systeme-online.de/direkt

a) Firmab) Telefonc) Fax

Produkt-bezeichnung C

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Gehäuse-formen

Systeme 5/2000

45

Autom

otive-Komponenten

a) IBM Microelectronics 403 GCX 32 8/16/32 4 G 80 80 3,3 500 mW -40-85 16 k 4 4 6 b) 089/45044666 405 GP 64 8/16/32 4 G 266 2,5 1,1 W -40-100 16 k 4 4 7 17 c) 089/45044860a) Insight DS80C890 8 8 4 40 5 35 1 -40-85 3 6 16 2 10 b) 089/61108-0 DS83C520 8 8 64 33 5 30 1 -40-85 3 6 13 2 8 c) 089/61108-110 DS83C530 8 8 64 33 5 30 1 -40-85 3 6 14 2 8

DS87C520 8 8 64 33 5 30 1 -40-85 3 6 13 2 8 DS87C530 8 8 64 33 5 30 1 -40-85 3 6 14 2 8 DS87C550 8 8 64 33 5 30 1 -40-85 3 6 16 2 8 DS80C310 8 8 64 33 5 15 1 -40-85 3 6 10 1 8 DS80C320 8 8 64 33 5 35 1 -40-85 3 6 13 2 8 DS80C323 8 8 64 18 3-5 10 0,1 0-70 3 6 13 2 DS2250 8 8 64 16 5 54 80 0-70 2 2 6 1 DS2251T 8 8 128 16 5 45 80 0-70 2 2 6 1 DS2252T 8 8 128 16 5 45 80 0-70 2 2 6 1 DS5000 8 8 32 16 5 54 80 0-70 2 2 6 1 DS5000FP 8 8 64 16 5 36 80 0-70 2 2 6 1 DS5001FP 8 8 64 16 5 36 80 0-70 2 2 6 1 DS5002FP 8 8 128 16 5 36 80 0-75 2 2 6 1 Controller 40 40 1,8-14,5 25 1 -40-125 4 2 12


ww




ISC-A

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2.1

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AX

MIP

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ng

PLC

CPQ

FPTQ

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FPPBA

ander

e

Gehäuse-formen

Systeme 5/2000

46 ELEKTR

ON

IK-FO

CU

SA

utomotive-Kom

ponenten

a) Intersil HIP7030 16 8 64 kB 10 10 3,3-5 8 mA 2 µA -40-125 256 2 1 4 1 b) 089/46263145 Bytec) 089/46263133a) Jumptec Dimm-PC/386-B/ 16 16 16 40 10-40 5 200-400 0-60 8 7 9 b) 0991/37024-0 Dimm-PC/386-Ic) 0991/37024-102 Dimm-PC/486-I 16 16 16 66 33, 66 5 300-500 0-60 8 2 14 a) M2C IX 1 12 12 6 kB 24 24 3,3-5 2,8-65 -40-85 1 3 12 24 MIPS b) 040/325682-0c) 040/325682-90a) MMC Chip PC-Min 16 16 24 MB 40 40 5 350 350 0-70 2 2 4 9 b) 0991/29079-0 Chip PC-586 64 64 2 GB 100 100 5 750 750 0-70 8 k 2 2 4 9 100 MHz c) 0991/29079-20 Pentiuma) Motorola MC68332 16 16 25 25 5,0 -40-125 b) 089/92103345 MC68396 16 16 25 25 5,0 -40-125 c) 089/92103570 MC68376 16 16 25 25 5,0 -40-125

MMC2001 16/32 33 33 1,8-3,6 -40-125 MPC509 33 33 -40-125 MPC555 40 40 -40-125 MC68HC908JL3/JK3 8 64 k 8 8 3,0/5,0 -40-125 1 1 MC68HC90JL1/JK1 8 64 k 8 8 3,0/5,0 -40-125 1 1 MC68HC908MP32 8 64 k 8 8 5,0 -40-105 1 l MC68HC908GR8/GR4 8 64 k 8 8 -40-85 1 1MC68HC908KX8/KX2 8 64 k 8 8 1 1XC68HC08Z0 8 64 k 8 8 1 1HC11 Family 8 8 64 k 4 3/4/5 3,0/5,0 -40-125 1 1 HC12 Family 8 64 k 8 5/8 3,0/5,0 -40-85 1 1 683xx/MCore Family 16 16 25 25 5,0 -40-125 HC05 Family 8 64 k 4 4 3,3/5,0 -40-85 1 HC08 Family 8 64 k 8 8 3,0/5,0 0-70 1 1

a) National Semicon. COP BC884 8 8 2 k 2 20 5 15 300 -55-125 2 1 10 1 b) 08141/35-0 COP EB888 8 8 8 k 2 20 5 16 1 -55-125 3 1 13 1 c) k. A. COP85GR 8 8 32 k 2 20 5 2,1 4 -55-125 3 1 7 1

COP8SAC 8 8 4 k 2 20 5 21 4 -55-125 1 1 7 1 a) NEC Electronics 78KOS 8 64 k 8,38 8,38 1,8-5,5 -40-125 5 4 13 2 b) 0211/6503-119 78KO 8 8/16 64 k 5 10 1,8-5,5 -40-125 6 8 21 2 c) 0211/6503-188 78K4 16 8/16 1 16 32 1,8-5,5 -40-125 9 27 9 20

V850 32 16 50 16-50 3,3-5 17 -40-85 7 3 8 23 4 20-70 VR 64 32/64 300 66-300 2,5/3,3 100 -40-85 16/80 3 3 32 80-400

a) Oki Electric Arm7 MCU 32 Bit 8/16 Bit 16 24 24 2,7-5,5 60 -40-85 6 9 19 2 b) 02131/1596-0 Intel MCU 8 Bit 8 Bit 0,064 24 24 2,2-6 29 1 -40-85 3 1 c) 02131/103539 66 K MCU 16 Bit 8 Bit 1 30 30 2,4-5,5 80 1 -40-85 4 2 47 2

63/64 K 4 Bit 4/8 Bit 0,064 2 2 0,9-5,5 1 3 -40-85 5 4 13 1 65 K 8 Bit 8 Bit 0,064 10 10 2,7-5,5 10 50 -40-85 4 3 19 1

a) Patriot Scientifics 32 32 100 100 3,3 165 8 8 8 16 25 b) 001/858/674-5000c) 001/858/674-5005a) Rutronik/Infineon C500 8 8 64 k 3-5 -40-125 2-5 1 b) 089/92214086 C166 32 8/16 16 3-5 -40-125 3-9 8 1 c) 089/92212071


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ng

PLC

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FPTQ

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e

Gehäuse-formen

Systeme 5/2000

47

Autom

otive-Komponenten

a) Rutronik/Mitsubishi M16C/20 16 8/16 1 16 16 2,7-5,5 -20-85 6 3 9 2 6

740 8 8 64 k 8 16 2,2-5,5 -20-85 5 5 15 2

M16C/80 16 8/16 16 20 20 2,7-5,5 -40-85 11 4 8 29 5 15

k. A. 16 8/16 1 16 16 2,7-5,5 -40-85 11 2 8 25 2 8

a) Rutronik/STM ST92-Familie 8 8 4 25 5 5 45 10 -40-85 5 8 7 16 2

ST10-Familie 32/16 8/16 16 50 bis 100 3,3/5 15 50 -40-85 9 8 35 21 1

ST72-Familie 8 0,06 8 16 5 8 1 -40-85 3 15 16 1

ST62-Familie 8 0,008 8 8 5 3,5 20 -40-125 2 23 8 1

a) Rutronik/NEC 78K4 16 16 6,25 25 2,7-6,0 4 0,1 -40-85 6 4 12 1

V850 32 16 4000 17 17 3/5 10 0,1 -40-85 8 3 4 12 4

75XL 4 1,5 6 1,8-5,5 4 0,1 -40-85 5 4 6 2

78K0/78K0s 8 2,5 5 1,8-5,5 2 0,1 -40-85 5 4 12 2

a) Sasco/Arizona PIC12C 12/14 8 10 2,0-6,25 1,4 4 -40-125 1 0-4 4-18

Microchip PIC16C 14 8 20 2,0-6,25 10 7,5 -40-125 3 0-4 4-18 2

b) 089/4611-0 PIC17C 16 8 33 2,0-6,25 12 5 -40-125 4 0-4 4-18 2

c) 089/4611-292 PIC18C 16 8 40 2,0-6,25 20 25 -40-125 4 0-4 4-18 2 10


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V

AX

MIP

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ng

PLC

CPQ

FPTQ

FPSQ

FPPBA

ander

e

Gehäuse-formen

Systeme 5/2000

48 ELEKTR

ON

IK-FO

CU

SA

utomotive-Kom

ponenten

a) Sasco/Hitachi H8/300 8/18 8 64 k 16 16 5 -40-125 5 12 26 3 (Forts. v. S. 47) H8/300L 8/16 8 5 -40-125 4 13 23 2

H8/300H 16/32 8/16 16 20 20 3,3 8 -40-125 7 4 7 36 3 8 H8S 16/32 8/16 16 33 32 3,3 4 -40-125 10 4 9 72 5 10 SH1-4 32 16/32 49 133 133 3,3 0,01 16 k 5 4 9 44 3 133 H8/200 8/16 8 64 k 16 16 3,3 40 5 -40-85 5 12 26 3 H8/300L 8/16 8 16 16 16 3,3 20 5 -40-85 4 13 23 2 H8/300H 8/16 8/16 16 20 20 3,3 80 -40-85 7 4 7 36 3 8

a) Scantec 5x18/5x20/5x28 8 0,002 75 75 3-5 50 MHz 1 0-70/ 1 8 4 75 MIPS b) 089/899143-0 -40-85c) 089/8576574 SX48/SX52 8 0,004 100 100 3-5 50 MHz 1 dto. 3 8 10 100 MIPS

IS80C31/32 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IS80C51/52/54/58 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IS80C52/54/58/64 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IS80LV31/32 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IS80LV51/52/54/58 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IS89LV52 8 8 0,064 40 3,3/5 40 MHz 50 0-70 3 2 4 3,5 MIPS IDT79R3041 32 8/16/32 4000 33 33 3,3/5 33 MHz 0-85 2,5 kB 1 1 6 11 26 MIPS IDT79R3051/52 32 32 4000 40 40 3,3/5 40 MHz 0-85 10 kB 1 6 11 35 MIPS IDT79R3052E 32 32 4000 40 40 3,3/5 40 MHz 0-85 10 kB 1 6 11 35 MIPS IDT79R3081 32 32 4000 50 50 3,3/5 50 MHz 0-85 20 kB 6 11 44 MIPS IDT79RC32364 32 8/16/32 3,3 133 MHz 90000 0-85 10 kB 1 7 11 175 IDT79R4640 64 32 64 GB 267 133 3,3/5 133 MHz 150000 0-85 16 kB 1 7 11 352 IDT49R4700 64 64 64 kB 200 100 3,3/5 875 200000 0-85 32 kB 7 11 260 IDT79RC64V475 64 64 64 GB 250 125 3,3 935 100000 -40-85 32 kB 7 11 330 IDT79RC5000 64 GB 300 100 3,3 3500 130000 0-85 64 kB 7 11 400 IDT79RC64575 64 64 64 GB 333 125 2,5 750 100000 0-85 64 kB 1 7 11 400

a) Texas Instruments MSP430 16 32 kB 8 MHz 8 MHz 4,8-6,5 0,35 1,3 µA -40-85 4 6 10 2 8 MIPS b) 08161/803311c) 0044/1604/663334a) Toshiba TLCS47E 4 16 k 1 8 2-6 3 0,5 -40-85 2 2 4 1 b) 0211/5296-216 TLCS47 4 16 k 1 8 2-6 3 0,5 -40-85 2 2 4 1 c) 0211/5296-400 TLCS470 4 16 k 1 8 2-6 3 0,5 -40-85 2 2 4 1

TLCS470A 4 16 k 1 8 2-6 3 0,5 -40-85 2 2 4 1 TLCS870 8 8 1 4 16 1,8-6,0 2 0,5 -40-85 4 4 9 3 TLCS870/C 8 8 1 4 16 1,8-6,0 2 0,5 -40-85 4 4 9 3 TLC870/X 8 8 1 4 16 1,8-6,0 2 0,5 -40-85 4 4 9 3 TLCS900 16 8/16 16 20 25 1,8-6,0 4 0,2 -40-85 8 10 26 6 TLCS900/L 16 8/16 16 20 25 1,8-6,0 4 0,2 -40-85 8 10 26 6 TLCS900/H 16 8/16 16 20 25 1,8-6,0 4 0,2 -40-85 8 10 26 6 TLCS900/L1 16 8/16 16 20 25 1,8-6,0 4 0,2 -40-85 8 10 26 6 TX19 32 8/16/32 16 40 10 3,3 -40-85 3 2 6 8 6 TX39 32 16/32 4 148 10 3,3 20 -40-85 24 2 4 6 TX49 64 16/32 200 10 3,3 -40-85 64

a) Zilog Z86CXX 8 64 k 8 16 3-5,5 15 2 -40-105 2 4 2 1 b) 089/672045 Z86LXX 8 64 k 4 8 2-3,6 4 2 0-70 3 3 3 c) 089/6706188 Z8PEOOX 8 64 k 5 10 3-5,5 3 0,1 -40-105 3 4 2

Z89XX3 16 16 64 k 20 20 5 50 20 0-70 3 3 5 1 Z8S183 8 8 1 33 33 3-5,5 -40-100 3 2 3 12 1


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PLC

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FPTQ

FPSQ

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ander

e

Gehäuse-formen

ELEKTRONIK-FOCUS Produkte


CAN-Mikrocontroller mit integriertem Flash

Durch einen auf dem Chipintegrierten 128-KByte-

Flash-Speicher zeichnet sichder 16-Bit-CAN-Mikrocontrol-ler TMP95FW94AF von Toshi-ba aus. Der um den Toshiba-Core TLCS-900/H herum auf-gebaute Baustein integriertvolle CAN-Funktionalität, ei-nen 16-Bit-Mikrocontroller,Speicher sowie eine Anzahl vonOn-board-Peripherie einsch-ließlich acht 8-Bit-Timern,zwei 16-Bit-Timern, einemWatchdog-Timer sowie einem 8x 10-Bit-A/D-Wandler. Überdie Einkanal-CAN-Schnittstel-

le hinaus stehen als Option fürdie Verbindungen auf dem Chipzwei serielle I/O-Kanäle sowieeine SPI-kompatible TSEI-Schnittstelle zur Verfügung.Der Baustein enthält 4 KByteeingebautes RAM, 128 KByteOn-Board-Flash-EEPROM so-wie 2-KByte-Mask-ROM zumBooten. Der TLCS-900/H-Coreverfügt über ein universellesRegisterbereichssystem fürschnelles Programmschalten,einen Vierkanal-Mikro-DMAund 16-Bit-Multiplikations-und -Divisionsbefehle. VolleCAN2.0B-Funktionalität bietetKompatibilität mit Identifiernsowohl mit Standard-Frame (11Bit) als auch mit erweitertemFrame (29 Bit). Der in einem100-Pin-QFP-Gehäuse liefer-bare Mikrocontroller arbeitetmit einer Nennspannungsver-sorgung von 5 V. Er unterstützt8/16 Bit breite, externe Daten-busse und externe Speicher bis16 MByte. (rk)

ToshibaTel.: 0211/5 29 60

Kennziffer 400

Elektrolyt-Kondensatorenvertragen 150 °C

Für Temperaturen von 150°C ist die Aluminium-Elek-

trolyt-KondensatorfamilieEBH/EGH von Vishay spezifi-ziert. Die axial bedrahtetenBauelemente arbeiten in Sieb-schaltungen, Filtern, Ankopp-

lungs- und Entkopplungsschal-tungen. Die nutzbare Lebens-zeit wird mit 1500 Stunden bei150 °C ohne Spannungsein-schränkung angegeben. DieEBH/EGH-Serie überstreichteinen Kapazitätsbereich von220 µF bis 22.000 µF bei Tole-ranzen von ± 20 Prozent. DerEntwickler kann zwischen 10,16, 25 und 40 V Spannungsbe-lastbarkeit auswählen, jeweilsbei einer Strombelastbarkeitvon maximal 3,9 A. Die Gehäu-segrößen decken den Bereichvon 12 x 25 mm2 bis 30 x 50mm2 ab. (rk)

VishayTel.: 0 76 61/372 53

Kennziffer 402

RTOS für OSEK 2.1

Kompatibel zu der Revision2.1 des OSEK-Industrie-

standards für Automobilanwen-dungen ist das Echtzeit-Be-triebssystem (RTOS) SSX5 so-wie die dazugehörende Embed-ded-Entwicklungsumgebungvon Realogy. Die SSX5-API un-terstützt die OSEK-OS-BCC1-Konformitätsklasse und ist alsEinzel-Stack-Modul aufgebaut.Die API soll dafür sorgen, dassBetriebssystemaufrufe den Sys-temspeicher und die Taktzyklendes Prozessors effizient nutzenund dass Anwendungen auf derBasis dieser API mit Realtime-Architect auf ihr korrektes Zeit-verhalten hin analysiert werdenkönnen. Zwei OSEK-spezifi-sche Komponenten sind Be-standteile von Realtime-Archi-tect: das Konfigurations-Toolfür die Implementierungsspra-che OIL sowie eine C-Quellco-de-Bibliothek zur Implementie-

rung der OSEK-API. Das OIL-Tool analysiert OIL-Eingabeda-ten, zerlegt sie in leicht zu verar-beitende Teile und gibt kompak-te Datenstrukturen als Darstel-lung der definierten Objekte aus.Zusätzlich passt es den Code ausder C-Quellcode-Bibliothek andie Anforderungen der Anwen-dung an. Der Realtime-Archi-tect-Time-Compiler erlaubt dieBerechnung der Antwortzeitenjedes Tasks und aller Interrupt-Behandlungen unter Worst-Case-Bedingungen. Er berück-sichtigt Faktoren wie Overheadsdes Betriebssystems, Blockie-rungen aufgrund gesperrter Res-sourcen und durch Interrupts so-wie die Einflüsse höher priori-sierter Objekte. (rk)

RealogyTel.:00 44/19 04 43 5129

Kennziffer 404

OO-Software-Entwicklung für Kfz

Das objektorientierte Case-Tool Rational Rose Real-

Time von Rational Software hat3SOFT auf die spezifischen Be-dürfnisse der Automobilbran-che angepasst. Rational Rose isteine visuelle Modellierungsum-gebung und basiert auf UML(Unified Modeling Language).Das Tool erlaubt das Modellie-ren, Simulieren und Testen der

objektorientierten Software-Komponenten. Es ermöglichtdie automatische Generierungdes Quellcodes mit C oder C++.Dabei muss der Code-Genera-tor jedoch auf jedes Target ein-zeln abgestimmt sein. (rk)

3SOFTTel.: 0 9131/77013 41

Kennziffer 406

Produkte ELEKTRONIK-FOCUS


75-V-MOSFET für 42-V-Automotive-Batteriesysteme

Unter der BezeichnungHUFA 7510S3S stellt In-

tersil einen Power-UltraFET-MOSFET vor, der speziell auf42-V-Batteriesysteme zuge-schnitten ist. Der N-Kanal-MOSFET ist für 75 V und 75 Aausgelegt und gehört laut Her-steller mit seinem On-Wider-stand von 10 mΩ zu den spar-samsten Leistungsbausteinendieser Art. Mit seiner Durch-bruchspannung (Drain/Source)von 75 V ist er robust und fürden Einsatz in Automotive-Sy-stemen mit höheren Spannungengeeignet. So hebt der Herstellerbesonders hervor, dass derMOSFET neben seiner Ener-giebelastbarkeit im Avalanche-Modus sich durch seine Kombi-nation aus niedriger Gate-Kapa-zität, kurzer Erholungszeit undgeringer Reverse-Body-Diode-Kapazität (QRR) auszeichnet.Besonders zum Tragen kom-men diese Eigenschaften in Ap-plikationen, in denen hoheSchaltfrequenzen und ein ver-

besserter Wirkungsgrad ver-langt werden. Zur Verkürzungund Erleichterung der Entwick-lung hat Intersil speziell zuge-schnittene Simulationsmodelleeinschließlich temperaturkom-pensierte, elektrische Pspiceund Saber-Modelle im Pro-gramm. Alle Automotive-Ultra-FET-Bausteine erfüllen die neu-este AEC-Q101-Spezifikationinklusive der neu aufgenomme-nen Beeinträchtigung durchWasserdampfeinwirkung (For-ced-Moisture-Penetration).Darüber hinaus ist die gesamtePower-Discrete-Produktionzertifiziert nach QS9000. DerH U F A 7 5 1 0S3S steht ab sofort zur Verfü-gung und befindet sich im TO-

263-Gehäuse. Marketing-Ma-nager Blumenroether zufolgehaben Hersteller von elektroni-schen Steuerungsmodulen 42-V-Stromversorgungen für Fahr-

zeuge bereits vorgestellt. (kg)

IntersilFax: 089/93 09 05 65

Kennziffer 408

Auf CAN optimierter Mikrocontroller

Philips Semiconductors stelltein neues Mitglied seiner

16-Bit-MikroprozessorfamilieXA vor, den 16-Bit-CAN-2.0B-Mikrocontroller XA-C3, geeig-net etwa für Hochleistungssys-teme in der Industrie oder derKfz-Technik. Er besitzt die sogenannte eXtended Architectu-

re (XA). Diese verbindet Stan-dardperipherie mit einer Peli-CAN-CAN-2.0B-Engine zurUnterstützung der maximalenCAN-Datenrate von 1 MBit/s.Der Baustein verfügt über 32KByte OTP-Programmspeicheroder ROM sowie 1 KByte Da-ten-SRAM. Das IC enthält auch



ein UART und einen SPI-Port,damit verschiedene serielleSchnittstellen in ein CAN-Netzwerk integriert werdenkönnen und gestattet den Be-trieb mit CAN-Transportlayer-Protokollen wie etwa Device-Net, CANopen und OSEK al-lein in der Hardware, was sichin einem verminderten CPU-Overhead und in einer verbes-serten Rechenleistung für dieApplikationen selbst nieder-schlägt. Laut Hersteller vermin-dert der CAN-Co-Prozessor desXA-C3 in den meisten Fällendie CPU-Overhead bis zu 90Prozent im Vergleich zu her-kömmlichen CAN-Mikrocon-

trollern und benötigt wenigerals zwei Prozent der CPU-Re-serven für die Abwicklung desNachrichtenverkehrs, womitfast 100 Prozent der 16-Bit-CPU-Kernressourcen für denBetrieb der Anwendung verfüg-bar bleiben. Dieses wird durchden 32 CAN-Transportlayer-Nachrichtenobjekte erreicht, diefür die Sendung oder den Emp-fang konfiguriert werden kön-nen sowie 32 getrennteFilter/Screen, von denen jedereinen 30-Bit-ID-Abgleich undvolle 29-Bit-Maskierung zurDarstellung einer nur einmalvorhandenen Gruppenadresseermöglicht. Das Bauteil ist für

die Programmiersprache C ge-eignet und läuft mit einer Be-triebsfrequenz von 32 MHz an4,5 V bis 5,5 V. Der XA-C3 ge-stattet auch Multitasking- undEchtzeitbetrieb mit einem 16-stufigen Interrupt-System, wel-ches die 42 vektorisierten Inter-rupts mit schnellem Context-switching verwaltet. Zusätzlichsind in dem Bauteil die Betriebs-arten Power-Down (abgeschal-tet) und IDLE für den Strom-sparbetrieb vorhanden. (kg)

Philips SemiconductorsTel.: 040/23 53 63 04

Kennziffer 410

IGBTs für Kfz-Zündung

Zum Schalten individuellerSpulen auf jeder Zündker-

ze hat International Rectifierden Zünd-IGBT 14 A IRGS14B40L entwickelt. Der Zeh-ner-geklemmte IGBT wirdverwendet, um die Primärseiteder Zündspule zu schalten undso eine hohe Sekundärspan-nung für die Zündkerze zu er-zeugen. Sämtliche Parameterder Bausteine werden zu 100Prozent elektrisch getestet. Die

Qualifizierung nach der Auto-mobil-Zuverlässigkeits-Spezi-fikation Q101 ist abgeschlos-sen. IR bietet zudem dieDienstleistung, Klemmspan-nungen sowie andere elektri-sche Kennwerte der IGBTskundenspezifisch an die Appli-kation anzupassen. (rk)

International RectifierTel.: 0 6172/9 65 90

Kennziffer 412

8-Bit-Mikrocontroller im 24-Pin-Gehäuse

Eine 24-Pin-Version der 8-Bit-Standard-Mikrocon-

trollerfamilie 80C51 mit 16-KByte-OTP/ROM und 512-Byte-RAM hat Temic ent-wickelt.

Es sind drei Versionen ver-fügbar: T87C5101 (16 KByte

OTP), T83C5101 (16 KByteROM) und T83C5102 (8KByte ROM). Die Bausteinesind im 24-Pin-DIL, -SO oder-SSOP im kommerziellen undindustriellen Temperaturbe-reich erhältlich. Bei einer Be-triebsspannung von 5 V arbei-

ten die 8-Bit-Mikrocontrollermit 66 MHz, bei 3 V mit 40MHz. (rk)

TemicTel.:00 33/130 60 70 68

Kennziffer 414

Software-Lösung für MPC555

Mit der Low-Level-Driver-Suite (LLD) hat Motorola

eine Software-Lösung für denTPU-Baustein (Time ProcessorUnit) des PowerPC-Mikrocon-trollers MPC555 entwickelt. DieLLD-Suite umfasst zehn Soft-ware-Funktionen. Sie erlaubendie Nutzung der TPU-Funktio-nalität mit Hilfe einer API-Bi-bliothek. Jeder Treiber besteht

aus einer TPU-Mikrocode-Funktion und einer C-Schnitt-stellenebene. Der TPU-Mikro-code erledigt selbstständig vieleder komplexen Timing-Funktio-nen, zum Beispiel für die Motor-steuerung. Das C-Interface stellteine Benutzerschnittstelle zumMikrocode her und erleichtertdamit die TPU-Ansteuerung ausder Software-Applikation he-

raus. Beim Systemstart initiali-siert der kundenspezifische Ap-plikations-Code jeden Treiberund bewirkt nach Bedarf die Ak-tualisierung oder Abfrage vonParametern über die API. Mo-torola vergibt Lizenzen für ein-zelne Treiber beziehungsweisefür die komplette Suite. (rk)

MotorolaTel.: 089/9210 35 08

Kennziffer 416

Produkte ELEKTRONIK-FOCUS


32-Bit-Mikrocontroller mit 5-V-I/Os

Die Kernelemente des fürPowertrain-Anwendun-

gen konzipierten 32-Bit-Mikro-controllers TC1775 von Infine-on sind die 32-Bit-TriCore-CPU, ein 32-Bit-PCP (Peri-pheral Control Processor)sowie flexible Peripherieein-heiten. Der Baustein ist in 0,25-µm-Technologie hergestelltund bietet 5-V-I/O-Fähigkeiten.Die skalare 32-Bit-Risc-CPUwurde für echtzeitkritische Em-bedded-Control-Anwendungenentwickelt und erlaubt die Ver-wendung von 16- und 32-Bit-formatigen Befehlen. Hierausresultiert eine hohe Verarbei-tungsleistung bei gleichzeitigoptimierter Code-Dichte ohneEinschränkung bei der Pro-grammausführung oder Soft-ware-Entwicklung. Der zweite32-Bit-Prozessor (PCP) aufdem Baustein verfügt überDMA-Fähigkeiten und kann lo-gische und arithmetische Ope-

rationen ausführen. Als Prozes-sor des Transfer-Layouts koor-diniert er die Operationen derOn-Chip-Peripherals. Das Ge-neral-Prupose-Timer-Arraydient zur Auswertung undSteuerung von zeit- und ereig-nisgetriebenen Aktivitäten derEin- und Ausgänge desTC1775. Peripheriemodule wiebeispielsweise zwei synchroni-sierbare A/D-Wandler und zweiCAN-Module (TwinCAN) mitautomatischer Gateway-Funk-tion sind integriert. Als Daten-Highway zwischen On-Chip-Peripherals, Prozessoren undInterfaces dient der Multi-master-fähige 32-Bit-FPI-(Fle-xible Peripheral Interface-)Bus.Für den TC1775 steht eindurchgängiges Entwicklungs-system zur Verfügung. (rk)

InfineonTel.: 089/23 42 2767

Kennziffer 418

Hall-Effekt-Sensor

Der Hall-Effekt-SensorA3210 von Allegro (Ver-

trieb: Insight) ist ein chopper-stabilisierter Low-Power-Uni-polar-Schalter, der Allegros»Advanced Independent Pole-Sensing«-Verfahren verwendet.Diese erlaubt den Betrieb mitNord- oder Südpolmagneten.Der A3210 verfügt über einen

On-Chip-Oszillator, der denSensor für jeweils 60 µs akti-viert und darauffolgend 60 msdeaktiviert (0,1 Prozent Duty-Cycle On-Time). Der Durch-schnittsstrombedarf liegt bei 13µA bei einer Versorgungsspan-nung von 3,5 V. Der Sensor be-sitzt einen »gelatchten« Open-Drain-Ausgang. Die maximaleVersorgungsspannung beträgt5 V. Die Schaltschwellen von+ 30 beziehungsweise -35 Gaußermöglichen den Betrieb mitkleinen Magneten. (rk)

InsightTel.: 089/6110 80

Kennziffer 422

Grüne Ultraminiatur-LEDs

Die oberflächenmontierbareUltraminiatur-LED-Reihe

SML-710MW von Rohm ist fürBacklight-Applikationen ausge-legt. Die grünen LEDs basierenauf einer GaP-Technologie undarbeiten bei einer typischenWellenlänge von 570 nm. Eineingebauter Reflektor soll einenoptimalen Helligkeitspegel ge-währleisten und ermöglicht,

dass die Leuchtdiode eine typi-sche Leuchtdichte von 14,0 mcdbei Betrieb mit einem Durch-lass-Strom von 20 mA liefert.Die typische Durchlass-Span-nung liegt bei 2,2 V, der maxi-male Durchlass-Strom ist 25mA. Die maximale Verlustleis-tung wird mit 55 mW, die maxi-male Sperrspannung mit 4 V an-gegeben. Die Abmessungen derLEDs betragen 2,0 x 1,25 x 0,8mm2. Die Bausteine sind für denBetrieb bei Temperaturen zwi-schen - 40 und + 85 °C ausge-legt. (rk)

RohmTel.: 0 2154/9210

Kennziffer 420



16-Bit-Smart-ADC

Für die temperaturabhängige,digitale Datenaufbereitung

ist der 16-Bit-ADC Max1460von Maxim geeignet. Die digi-tale Korrektur wird mit auf demChip integrierten RISC-DSP,EEPROM, 16-Bit-ADC, Tem-peratursensor und zusätzlichemOperationsverstärker durchge-führt. Um ein korrigiertes Aus-gangssignal zu generieren, ver-wendet der DSP die digitalisier-ten Eingangssignale in Verbin-dung mit der Temperatur undden Korrekturkoeffizienten ausdem EEPROM. ZusätzlicheTestfunktionen wurden im ADCintegriert, um automatische

Voreinstellungen, Kalibrierung,Kompensation oder Abschluss-tests durchzuführen. Damit ent-fällt eine manuelle Kalibrierung.Der Ausgang ist entweder als di-gitales 12-Bit-Wort oder über ei-nen 12-Bit-DAC als ratiometri-scher analoger Ausgang wähl-bar. Der frei verwendbare OPVkann für Filterfunktionen oderfür eine 2-Draht-, 4-mA- bis 20-mA-Übertragung konfiguriertwerden. Der Eingang verfügtüber einen 16-Bit-ADC, einen 2-Bit-PGA und einen 3-Bit-DACzur Offset-Korrektur. Die diffe-renzielle Auflösung ist besser als1 µV. Bei einer Versorgung von5 V liegt der Stromverbrauchbei 400 µA. Der Max1460 ist ineinem 48-Pin-TQFP-Gehäuseerhältlich. (rk)

MaximTel.: 089/85 79 90

Kennziffer 424

Kondensatoren bis 4000 F

Über eine Kapazität von biszu 4000 F verfügen die

Kondensatoren Powercaps vonElsa (Vertrieb: Beck). Es kön-

nen Lade- und Entladeströmevon kleiner 100 A verarbeitetwerden. Für den Einsatz der Po-wercaps ist keine besondere La-de- und Entladeschutzschaltungerforderlich. Der Temperatur-bereich reicht von -25 °C bis+60 °C. Die Gehäuseabmessun-gen betragen 35 x 50 mm2 inSnap-in-Ausführung. Die Kon-densatoren fallen nicht unter dieBatterieverordnung, da keineSchwermetalle verwendet wer-den. (rk)

BeckTel.: 0911/93 40 80

Kennziffer 428

Grafikdisplay-Controller für Navigationssysteme

Der Grafikdisplay-Control-ler MB86290A von Fujitsu

verfügt über eine Funktion zurDarstellung von grafischen In-formationen auf vier separatenBildschirm-Layern. Die grafi-sche Performance liegt bei 100Millionen Pixel pro Sekunde.Der MB86290A ist mit externenBussen unterschiedlicher CPU-Typen kompatibel ohne externeGlue-Logik. Eine integrierte An-ti-Aliasing-Funktion erlaubt diegleichmäßige Darstellung allerLinien auf kleinen Bildschirmen.Zudem wird Alpha-Blendingund die mit einem externen

Videosignal syn-chronisierte Aus-gabe unterstützt.Diese Funktionensind in der Hard-ware implemen-tiert, was dem Sys-tem eine schnellereVerarbeitung er-möglicht. Zu denweiteren Merkma-len zählen: Analo-

ger RGB-Ausgang, verschiede-ne Bildschirmauflösungen von320 x 234 bis 1024 x 728, Lini-enmuster, Chroma-Schlüssel,Schattierung, Texturdarstellung,Zweifach-Puffer-Managementund Cursor. Die Verlustleistungdes Bausteins wird mit wenigerals 1 W angegeben, der Tempe-raturbereich geht von - 40 °C bis85 °C. Der Controller wird im240-Pin-QFP-Gehäuse geliefert.(rk)

FujitsuTel.: 0 6103/69 00

Kennziffer 426

DSP-Kern mit 400 MIPS

Auf einer 32-Bit-Architek-tur mit Controller-Instruk-

tionen basiert der DSP-KernC28x von Texas Instruments.Er bietet eineVerarbeitungsleistung von 400MIPS und eignet sich für ma-thematische Operationen mit 32Bit oder 64 Bit Genauigkeit.Der C28x-DSP-Kern ist voll-ständig code-kompatibel mitdem TMS320C24x-Motor-steuerungs-DSP. Die Multipli-kator-/Akkumulator-Funktion(MAC), die pro Zyklus 32 x 32Instruktionen verarbeiten kann,erlaubt eine Steigerung der Ge-

schwindigkeit und Auflösungmathematischer Operationen.Die erweiterte Adressierung er-möglicht bis zu 8 MByte Pro-grammspeicher und bis zu 8GByte Datenspeicher. Der In-struktionssatz lässt das Lesen,Ändern und Schreiben in einemZyklus und auch spezielle E/A-und Verzweigungsoperationenzu. Für den C28x-Core stehenEmulations-Tools von TI oderThird-Party-Herstellern zur

Texas InstrumentsTel.: 0 8161/80 4511

Kennziffer 432

24-Bit-Multi-Channel-CODEC

Bei der CODEC-FamilieAK4527 von AKM (Ver-

trieb: Tekelec) handelt es sichum eine Kombination vonzweikanaligem A/D-Wandlerund sechskanaligem A/D-Wandler mit 24-Bit-Auflösungund bis zu 96-kHz-Abtastrate.Der ADC-Teil arbeitet mit einerDual-Bit-Architektur und diffe-rentiellen Eingängen, die auchSingle-Ended beschaltet wer-den können. Damit wird einStörspannungsabstand von 92dB erreicht, wobei der Dyna-mikbereich mit 102 dB angege-ben wird. Der ADC hat ein 128-fach-Oversampling und einen

24-Bit-x-8-Digitalfilter. DerRipple ist mit 0,02 dB spezifi-ziert, und der digitale Ab-schwächer soll mit einem Ar-beitsbereich von 56 dB fürjeden einzelnen Kanal eine op-timale Pegelanpassung gewähr-leisten. Der AK4527 ist im 44-Pin-LQFP-Gehäuse erhältlichund benötigt nur eine 5-V-Spannungsquelle. Der Bausteinarbeitet im erweiterten Tempe-raturbereich von -40 °C bis +85°C. (rk)

TekelecTel.: 089/516 45 03

Kennziffer 430

Produkte CHIP-DESIGN


Schnelle Flash-Programmierung

Mit dem FlashTOP für dieMehrfachprogrammier-

systeme Multisyte (in Dual-,Quad- und Octal-Version) so-wie den Single-ProgrammerOptima erweitert Data I/O seineProduktpalette. Das FlashTOPbesteht aus einer Kontaktstationund austauschbaren Adapter-modulen mit jeweils vier Pro-grammiersockeln. Bei Vollaus-rüstung eines Multisyte Octalkönnen somit bis zu 32-Flash-Bausteine parallel program-miert werden. Über die Adap-termodule werden die gängigenGehäuseformen und Fine-Pitch-Gehäuse (µBGAs,TSOPs) unterstützt. Es könnenauch Low-Voltage-Flash-Bau-steine programmiert werden.Der FlashTOP ist auf höchstenDurchsatz bei der Flash-Pro-grammierung ausgelegt. Das

modulare Design der Flash-TOP-Programmer erlaubt kurzeUmrüstzeiten. Kurze Signalwe-ge zwischen Anschlusspin undProgrammiergerät sollen einehohe Programmierausbeute ga-rantieren und höchsten Qua-litätsanforderungen entspre-chen. Das System ist für Her-steller in der Elektronikbran-che, für Zulieferbetriebe undProgrammier-Center geeignet,die verstärkt Flash-Speichereinsetzen. In Kombination mitder Steuerungs-Software Task-Link für Windows, lässt sichdie Programmierung mitFlashTOP in den Prozessablaufeiner Produktionsumgebung in-tegrieren. (rk)

Data I/OTel.: 089/8 58 5811

Kennziffer 500

Linux für Telecom

Eine weitgehende Unterstüt-zung für das Betriebssystem

Linux bietet Natural MicroSys-tems für Hersteller von Telekom-munikations-Equipment an. Mitden Hardware- und Software-Lösungen können Entwicklerhochentwickelte Sprach- undDatenanwendungen sowie Zu-satzdienste realisieren und dabeidas Betriebsystem ihrer Wahl,WindowsNT, Sparc Solaris,UnixWare und jetzt auch Linux,einsetzen. Der Linux-Supportumfasst alle Sprach- und Fax-funktionen der DSP-Ressource-und Netzwerkschnittstellen-Boards aus der AG2000- undAG4000-Familie. Eine volle

Kompatibilität mit einer Viel-zahl weltweiter Protokolleeinschließlich ISDN und CASist gewährleistet. Die Linux-Un-terstützung schließt auch dieFax-Software NaturalFax unddie modulare Laufzeit- und Ent-wicklungsumgebung CT Accessvon Natural MicroSystems mitein. Weiterhin ist der Support fürdie Entwicklungsplattform fürdie skalierbare Hochleistungs-IP-Gateway-Lösung, Fusion,gewährleistet. (rk)

Natural MicroSystemsTel.:00 33/146 01 40 00

Kennziffer 502

Design-Software für FPGAs und FPSCs

Durch eine bedienerfreund-liche grafische Oberfläche

zeichnet sich die Design-Soft-ware für die Orca-Field-Pro-grammable-ICs, Orca Foundry9.4 von Lucent aus. In die Soft-ware ist nicht nur der Design-Flow für FPGAs, sondern auchfür FPSCs (Field Programma-ble System Chips) integriert.Dabei handelt es sich um Bau-steine, die Standardzellen undField-Programmable-Logik aufeinem Chip kombinieren. Diegrafische Benutzeroberfläche,die als Front-End für den Ent-wickler dient, erlaubt die Kon-figuration des Standardzellen-bereiches sowie dessen Schnitt-stelle zum programmierbarenSchaltungsteil. Eine enge Inte-gration des Timings des Stan-dardzellen-Cores in den De-sign-Flow ist dadurch gegeben,dass die Software ein Timing-Modell für den Core direkteinlesen und verarbeiten kann.Die Software beinhaltet einen

Floorplanner mit einer grafi-schen Benutzeroberfläche, mitdem der Anwender Schaltungs-elemente gruppieren und diePlatzierung der sich daraus er-gebenden Gruppen auf demChip bestimmen kann. Der Flo-orplanner sorgt für eine verbes-serte Darstellung des FPGAsbzw. FPSCs während des Lay-out-Prozesses und bewirkt, daßder Designer einen besserenÜberblick über den Fortschrittseines Designs erhält. OrcaFoundry 9.4 ist Bestandteil desOrca Foundry Entwicklungs-systems von Lucent, das fürPCs und Workstations ange-boten wird. Über Toolwire istdie Software auch im Internetals EDA-Service nach demPay-per-Use-Prinzip verfügbar.(rk)

LucentTel.:00 44/13 44 86 5815

Kennziffer 504

32-Bit-CPU für WinCE

Den von Hyundai Micro-electronics entwickelten

32-Bit-RISC-MikroprozessorGMS30C7201 hat MSC in dasVertriebsprogramm aufgenom-men. Der Chip besteht aus demCPU-Kern ARM720T mit vie-len integrierten Peripherieein-heiten: LCD- und VGA-Con-troller, SDRAM-Controller, 2 xUART, SPI-Interface, Slave-USB-Port, zwei PCMCIA-Kanäle, Keyboard-Controller,IrDA und 5-Kanal-A/D-Wand-ler für Touch Panel. DerARM720T-Core enthält einen8-K-Unified-Write-Through-Cache, MMU (Support für Win-dowsCE), Thumb-Mode zurCode-Kompression und denPiccolo-DSP-Core. Mit demDSP-Coprozessor kann zumBeispiel ein Softmodem reali-siert werden. Der stromsparen-de Baustein erlaubt die direkteAnsteuerung von monochro-men und farbigen, passiven

LCD- und TFT-Displays mitVGA-Auflösung. Durch Ad-vanced-Power-Management-Funktionen kann die ganze CPUin den Standby-Mode gehen, so-dass nur noch der 32-kHz-Os-zillator läuft. Dadurch ist derChip besonders für batteriebe-triebene, portable Anwendun-gen geeignet. Mit demGMS30C7201 in 3,3-V-Technikim 360-Pin-BGA (60 MHzTakt) lassen sich PDAs, WebPhones, Car-Navigation-Syste-me usw. realisieren. Ein Refe-renz-Board für WinCE-Appli-kationen und ein weiteres alsPDA-Reference-Design (zirka78 mm x 114 mm) steht zur Ver-fügung. MSC bietet auch diepassenden Entwicklungssyste-me, Debugger und JTAG-Inter-face-Hardware von ARM inklu-

MSCTel.: 0 72 49/9105 22

Kennziffer 506

CHIP-DESIGN Produkte


Umfangreiche Komponentenbibliothek

Über 2,5 Millionen Kompo-nenten sind in der Parts Li-

brary VPL von Valor aufge-listet. Die Bibliothek ist als 24-Stunden-Online-Daten-Serviceverfügbar und eng mit den Soft-ware-Tools Trilogy 5000 vonValor gekoppelt. Mit VPL kön-nen OEM-Kunden In-House-Teilebibliotheken und zeitauf-wendige, manuell erstellte Billof Materials (BOMs) oder Ap-proved-Vendor-Listen ersetzen.Erreicht werden kann dadurcheine schnellere Produktein-führung mit zuverlässigen Da-ten. Neben den Functional-Mo-dellen der Komponenten bein-haltet VPL logistische Daten(Teilenummern der Herstellerund Kunden), Gehäusemodelle

(grafische Abmessungen, Kon-takt-Pins, Toleranzen und Ori-entierung) sowie Package-At-tribute (JESD-30B-Standardfür Gehäusenamen und JE-DEC/EIE-Codes, Material, Ge-wicht, Anzahl der Pins usw.).Die kompletten Bauteile-Infor-mationen können im ODB++-Datenformat abgerufen werden.Valor ist dabei, die VPL-Daten-bank ständig zu erweitern undzu aktualisieren. Es ist möglich,einen dem Wunsch des Kundenentsprechenden Auszug der VPL-Datenbank zu erstellen. (rk)

ValorTel.:0 0972/89 43 24 30

Kennziffer 510

Kupfertechnologie für FPGA-Familie

Mit der Virtex-E ExtendedMemory-(Virtex-EM-)

Familie stellt Xilinx seine er-sten FPGAs vor, die mit einem1 MBit großen True-Dual-Port-Block-RAM-Bereich ausge-stattet sind. Die Bausteine sind

für spezielle Applikationen imNetworking-Bereich, in denenhohe Datenraten erforderlichsind (zum Beispiel 160 GBit/sBuffered Crossbar Switches),ausgelegt. Die Virtex-EM-Fa-milie ist laut Hersteller die ersteFPGA-Serie, die zur Steigerung

der Performance und zur Mini-mierung des Leistungsbedarfsmit Kupfer-Interconnects ge-fertigt wird. Die Architektur beinhaltet acht Delay-Locked-Loops (DLLs), Distributed-RAM und ein nahtloses Inter-

face für 20-V- und Signal-Stan-dards, einschließlich LVDS,Bus-LVDS und LVPECL-Dif-ferential-Signaling. (rk)

XilinxTel.: 089/93 08 80

Kennziffer 508

Physical-Synthesis von FPGAs

Unter der Bezeichnung Am-plify Physical Optimizer

stellt Synplicity ein Physical-Synthesis-Tool für den mit pro-grammierbarer Logik arbeiten-den Designer vor. Der Herstel-ler gibt an, daß der Entwicklerbei Verwendung des neuenTools im Rahmen eines FPGA-Synthese-Ablaufs eine bis zu40-prozentige Leistungssteige-rung gegenüber einer Lösungerzielen kann, die sich aus-schließlich auf die Synthese be-schränkt. Amplify ist speziellfür High-Density-PLD-Designsfür leistungsstarke Kommuni-kations- und Multimedia-Ap-plikationen ausgelegt. Das Syn-thesis-Tool erlaubt dem Ent-wickler das Einbringen physi-kalischer Vorgaben nach Erstel-lung des HDL-Quellcodes, abervor dem Mapping, zu einemZeitpunkt also, in dem eine ho-he Hardware-Performance er-zielt werden kann. Bestandteildes Tools ist ein Physical-Con-

straints-Editor, der in grafischerForm auf der RT-Ebene operiertund physikalische Informatio-nen an neue Algorithmen wei-terleitet. Diese Algorithmenwenden die Timing- und Physi-cal-Vorgaben gleichzeitig anund können so zu einer leis-tungsfähigen Schaltung führen.Verfahren wie Interconnect-ba-sierte Logikoptimierung, dieautomatische Logikduplizie-rung und Grenzoptimierungenan kritischen Signalwegen brin-gen weitere Verbesserungenmit sich, ohne dass der HDL-Quellcode geändert werdenmuss. Die Amplify-Softwarebesitzt eine grafische Benutzer-oberfläche. Als erste Bauele-mente werden die Serien Virtexund Virtex-E von Xilinx unddie Flex 10K-Serie von Alteraunterstützt. (rk)

SynplicityTel.: 089/94 49 02 02

Kennziffer 514

Design-Dienstleistungen

In Partnerschaft mit Easics hatC Level Design das neue Be-

ratungsdienst-Programm C-Ex-pressway vorgestellt. Der Servi-ce umfasst den Support fürC/C++-Designmethodiken undden automatisierten Umwand-lungsprozess verifizierter C-Modelle in synthesebereitenHDL-Code zur Hardware-Im-plementierung. C-Expresswayversorgt Unternehmen mitschlüsselfertigen C-Modellier-und Synthesediensten vor Ort,

die die Time-to-market für kom-plexe Elektronik-Designs be-schleunigen können. Für Projek-te, die außerdem Design-Unter-stützung benötigen, könnenASIC-Design-Dienstleistungenfür die Marktsegmente Tele- undDatenkommunikation in An-spruch genommen werden. (rk)

C Level DesignTel.:001/40 85 58 77 82

Kennziffer 512



Analyse-Tool für NC-Simulatoren

Mit dem Affirma-Advan-ced-Analysis-Environ-

ment bietet Cadence eine Produktivitätsoption für dieHDL-Simulator-ProduktfamilieAffirma (NC-Simulator, NC-Verilog, NC-VHDL-Simulator).Die Umgebung soll die Produk-tivität der Simulation durchhochleistungsfähige Code-Co-verage, Lint-Analyse sowie An-zeige und Debugging auf Trans-aktionsebene erhöhen. Die ersteVersion wird VHDL-Statement-Coverage bieten, wobei späterdie Integration der Verilog-Co-de-Coverage folgt. Bis zu die-sem Zeitpunkt wird Verilog-Kunden das Coverscan-Toolvon Affirma angeboten, ein se-perates, gekoppeltes Code-Co-verage-Tool. Die Code-Cover-age-Funktion gewährleistet,dass alle Lines of Code geprüftwerden. Sie ist eng mit dem NC-Simulator-Kern verknüpft, um

Beeinträchtigungen der Simula-tions-Performance zu minimie-ren. Das Lint-Tool analysiertden RTL-Code auf Code-Syn-taxfehler und potenzielle De-sign- und Verifizierungsproble-me noch bevor das Design si-muliert wird. Das Tool ist fürden Einsatz in der Frühphasedes Design-Flows geeignet undbeseitigt Fehler, die sonst in ei-ner späteren Phase des Verifizie-rungsprozesses korrigiert wer-den müssten. Darüber hinausstellt es sicher, daß das Designsynthetisiert werden kann undfür statische Verifizierungs-Flows geeignet ist. Das Lint-Tool ist flexibel und erlaubt denBenutzern die Einbindung eige-ner Design-Checks. Die ersteVersion bie-tet Verilog-Lint-Funktionen, Lint-Funktionalitätfür VHDL kommt später hinzu.Die Anzeige auf Transaktions-ebene ermöglicht die Verfolgung

komplexer Operationen auf derSystemebene, die über vieleTaktzyklen hinweg als Einzel-Items auftreten können. Als Teildes Waveform-Viewer AffirmaSim Vision erlaubt diese Funkti-on auch die gemeinsame Anzei-

ge von Transaktionen und Sig-nalen auf niedriger Ebene. (rk)

CadenceTel.:00 44/15 06 59 5017

Kennziffer 516

Access-Technologie für TI-DSP

Seine Remote-Access-Tech-nologie hat Surf in den

DSP TMS320C6211 von Te-xas Instruments integriert. Da-mit kann eine Access-Lösungmit der Konvergenz von V.90-Daten, Fax, Fax-over-IP(FoIP) und Voice-over-IP(VoIP) in einer einzigen DSP-Umgebung realisiert werden.Mit der Surf-Lösung auf einemTI-DSP-Chip eröffnet sich ei-ne Vielzahl von Embedded-Anwendungen für Unterneh-men und Clients, die eine mo-derate Kanaldichte zu niedri-gen Kosten benötigen. Dazu

gehören Anwendungen wieVoIP- und FoIP-Gateways,Modem- und Fax-Pools ebensowie Access-Router. Die Multi-Access-Pool-Technologie bie-tet eine hohe Speicherkapazitätund unterstützt eine Vielzahlvon Access-Protokollen. Dieserlaubt kostengünstigeHochleistungslösungen in Um-gebungen mit einem oder auchmehreren DSPs. (rk)

SurfTel.: 0 09 72/4 99 90 07 0133

Kennziffer 518



Tool für Verlustleistungsanalyse

Mit Mach PA stellt MentorGraphics das jüngste Mit-

glied der Schaltungs-Simulati-onswerkzeuge der Mach-Pro-duktpalette vor. Das Tool erlaubtdie schnelle und exakte Simula-tion der Verlustleistung aufTransistorebene. Mach PA ist alsdigitale und Mixed-Signal-Ver-lustleistungs-Analyseoption fürden Mach TA-Timing-Analyse-Schaltungssimulator konzipiert.Das Tool kann mit normalenSpice-Netzlisten arbeiten, dievom Eldo-Schaltungssimulator

von Mentor Graphics oder ande-ren gängigen Spice-Simulatorenerstellt wurden. Die Ergebnisselassen sich anschließend mit ei-nem Waveform-Viewer oder alsText darstellen. Zur Beschleuni-gung der Simulation verwendetMach PA Tabellen-gestützteModelle und Matrix-Techniken,um die Genauigkeit von Spicezu liefern. (rk)

Mentor GraphicsTel.: 089/57 09 62 01

Kennziffer 520

3,3- und 5-Volt CPLDs

Lattice gibt die Marktfreiga-be neuer CPLDs der BauserieispMACH 4A bekannt. Dabeihandelt es sich um kostengüns-tige ISP-CPLDs hoher Leis-tungsfähigkeit. Diese Bauseriewird auf der Basis derE2CMOS-Technologie vonLattice mit 0,25 µm (Leff)Strukturgröße gefertigt. DieSerie beinhaltet acht Packungs-dichte-Optionen von 32 bis 512Makrozellen mit bis zu 5 ns(TPD) /182 MHz (Fmax)SpeedLocked-Performance. Dieneuen ICs bieten eine geringeStromaufnahme für Hochleis-tungs-CPLDs mit 3,3 oder 5 VVersorgungsspannung zu ei-nem günstigen Preis (ein Dollarfür ein Bauelement mit 32 Ma-krozellen). Die ispMACH 4A-Bauserie ist die erste Bauele-mentefamilie, die von Latticeund Vantis als fusioniertemUnternehmen herausgebrachtwurde. In ihr verbinden sich die

Stärken der ISP-Technologievon Lattice mit der MACH-Ar-chitektur von Vantis. JedesispMACH 4A-Bauelement be-steht aus mehreren PAL-Blöcken, die über eine pro-grammierbare Central-Switch-Matrix (CSM) miteinander ver-bunden sind. Die Input-Switch-Matrix (ISM) verbessert dasRouting, indem sie die Ein-gangssignale auf alternativenPfaden in die CSM weiterleitet.Über die Output-Switch-Ma-trix (OSM) können Signale zuverschiedenen I/O-Pins ge-schaltet werden. Jeder PAL-Block besteht aus 16 Makrozel-len mit 33 bis 36 Eingängen.Die Bauelemente weisen eineso genannte SpeedLocking-Ar-chitektur auf, die unabhängigvom Routing und vom Pro-duktterm-Einsatz, Signallauf-zeiten von 5 ns TPD mit bis zu20 Produkttermen pro Ausgangliefert. SpeedLocking bedeutet

garantiertes Timing (Pin to Pin)ohne zeitraubende manuelleDesignoptimierung. Die Bau-elemente verfügen außerdemüber eine Speed/Power-Option.Diese ermöglicht es dem Ent-wickler, einen Schaltungsent-wurf bezüglich Verlustleistungin Abhängigkeit der Gatterlauf-zeiten zu optimieren und somitdie Verlustleistung um bis zu50 Prozent zu senken DieispMACH-Elemente sind inGehäusen von 44 bis 388 An-schlussleitungen erhältlich,darunter PLCC-, PQFP-,TQFP- und BGA-Varianten.Die neuen BGA-Gehäuse bie-ten Fine-Pitch- und Chip-Ar-ray-Optionen mit Platzein-sparung auf der Leiterplattevon bis zu 70 Prozent gegen-über üblichen BGA-Technolo-gien. Dank eines einheitlichenFootprints unterstützen dieseGehäuseoptionen auch die Lo-

gikdichte-Migration innerhalbder Bauserie ispMACH 4A.

Die Familie wird von einerumfangreichen Bibliothek anDesignwerkzeugen unterstützt,darunter die neuen ispDesign-EXPERT-Systeme von Lattice.Sie sind für PC- und Workstati-on-Plattformen erhältlich undunterstützen die Logikdesign-Implementation in allen gängi-gen Umgebungen für das Elek-tronikdesign. Der Logik-Com-piler der dritten Generation inden ispDesignEXPERT-Syste-men ist gezielt für die Optimie-rung von VHDL- und Verilog-basierten Logikdesigns konzi-piert, die mit HDL-Synthese-Tools von Fremdanbietern syn-thetisiert wurden. (pa)

LatticeTel.:00 44/19 32 58 29 41

Kennziffer 522

Physical-Design-Tool für SoC

Mit Sonar stellt Montereyein Physical-Design-

Prototyping-Tool für die inter-aktive Erkundung und Opti-mierung von System-on-Chip-Designs (SoC) mit mehrerenMillionen Gattern vor. MitHilfe von Sonar kann der Lo-gik-Designer bereits in einerfrüheren Phase analysieren,welchen Einfluss Design-Ent-scheidungen auf die Chipfläche,die Taktfrequenz und den Flo-orplan haben werden. Es istsomit nicht mehr notwendig,auf die detaillierten Informa-tionen zu warten, die erst nachdem Place-and-Route-Prozessvorliegen. Sonar gibt dem An-wender die Möglichkeit,Größe und Geschwindigkeitseines Chips zu optimierenund sich bei architekturbezo-genen Entscheidungen auf ei-ne genaue Analyse der Aus-wirkungen auf die physikali-schen Merkmale zu stützen.Sonar kommt als Front-Endfür das Physical DesignSystem Dolphin von Monte-rey zum Einsatz. Als Be-standteil des kundenspezifi-schen Front-End-Design-Ab-

laufs soll Sonar nach der Syn-these Schwierigkeiten mit derphysikalischen Implementie-rung aufdecken. Anschließendkann der Anwender auf inter-aktive Weise die Netzliste ver-feinern, um schneller zu ei-nem erfolgreichen Layout zukommen. Damit verfügt derLogik-Designer über interak-tive Möglichkeiten, die dieProduktivität der De-signabläufe steigern könnenund dazu beitragen, die De-sign-Zeit und den Kostenauf-wand komplexer Design-Pro-jekte im Deep-Submicron-Be-reich zu verringern. Zusam-men mit Dolphin ergibt Sonareine einheitliche Umgebungvon der Netzliste bis zum GD-SII. Das Resultat sind eineNetzliste, ein Timing und einFloorplan in Hand-off-Qua-lität, um zu einem zügigen undvorhersagbaren Abschluss derphysikalischen Implementie-rung zu kommen. (rk)

MontereyTel.:001/40 87 47 73 70

Kennziffer 524



Simulationsbeschleuniger für ASIC-Entwickler

Quickturn hat den Simulati-onsbeschleuniger Radium

vorgestellt. Er erreicht Laufzei-ten, die dem 30- bis 200-facheneines Software-Simulators ent-sprechen, steigert dabei dieKompilierungsgeschwindigkeitauf über zwölf Millionen Gatespro Stunde und kostet im Be-reich von Cents pro ASIC-Gat-

ter. Radium ist das neueste Mit-glied der Software- und Hard-ware-basierenden Simulations-beschleunigungs-Engines ausder Produktreihe PowerSuite.Der prozessorbasierende Be-schleuniger wurde auf Kompi-lierungs-Performance und Si-mulationsgeschwindigkeit opti-miert. Durch seine kürzere Turn-around-Zeit profitieren Designervon den Vorteilen einer Be-schleunigung bereits zu einemfrüheren Zeitpunkt im Design-zyklus. Im Juni 1999 stellteQuickturn PowerSuite als einesehr leistungsfähige Verifikati-onsumgebung vor, die den An-forderungen von Entwicklungs-ingenieuren hochkomplexerSysteme und ASICs abdeckt.Radium integriert CoBALT alsEnterprise-Simulation-Server,den PowerSuite-Simulator als

interaktiven Offline-Debuggerund Radium als Workgroup-Si-mulation-Accelerator. Designererhalten mit PowerSuite eineVerbesserung der Verifizie-rungs-Performance auf dreifa-che Weise: eine bislang uner-reichte Simulations-Performan-ce, extrem schnelle Kompilie-rungszeiten und Beschleuni-gung beim Offline-Debuggingim Software-Simulator. Wie dieübrigen Mitglieder der ReihePowerSuite verfügt auch Radi-um über die gleichen Bediener-schnittstellen, Compiler und

Debugging-Umgebungen. DieKombination aus CoBALT, Ra-dium und dem PowerSuite-Si-mulator bietet den Anwendern ei-nen Upgrade-Pfad von der Soft-ware-Simulation zur Beschleuni-gung und die Möglichkeit, einenBeschleuniger vielseitig im Desi-gnzyklus einzusetzen. Durch sei-ne kleine Stellfläche passt Radi-um auf oder in die Nähe der Ar-beitsplätze der Entwickler. (pa)

QuickturnTel.: 089/9 39 4410

Kennziffer 526

Debugger für alle Emulatoren

Nohau bietet den DebuggerSeehau für alle seine Emu-

latorfamilien an. BesondererWert wurde auf die leichte Be-dienbarkeit der weitgehendselbsterklärenden Oberflächegelegt. Der C-Source-Codekann im Programmfenster des

Debuggers geändert werden.Durch Drücken des Build-But-tons wird der Compile-Vorganggestartet, ohne dabei die Emu-latoroberfläche zu verlassen.Bei Bedarf ist der Compiler-,Assembler- und Linkvorgang ineinem weiteren Window des



Entwiucklungswerkzeuges zu beobachten. Der High-Level-Language-Debugger ermög-licht nicht nur die grafischeDarstellung von Speicherzellenwährend der nonintrusivenProgrammausführung und diekomplexen Fähigkeiten wieTriggern auf Speicherinhalte,Aufzeichnen des Programm-ablaufs in einem Realtime-Tra-ce, Code-Coverage auf C-Ebe-ne, Performance-Analysen,

sondern eine zusätzliche Ma-krofunktionalität: Programmie-rung von Funktionen, Loopsund Abfragen mit Hilfe der derVisual-C ähnlichen Program-miersprache SAX-Basic. EinCompiler für die Programmier-sprache SAX-Basic wird mit je-dem Debugger ausgeliefert.

NohauTel.: 0 70 43/92 4715

Kennziffer 528

In-Circuit-Logikanalysesystemfür FPGAs

Actel stellt mit Silicon Ex-plorer II und Silicon Ex-

plorer II Lite eine neue Genera-tion seines PC-basierten Logik-analysesystems Silicon Explo-rer vor. Beim Einsatz der neuenSilicon-Explorer-Versionenverkürzen sich die zur Verifika-tion eines FPGA-Designs be-

nötigte Zeit sowie der Debug-ging-Prozess. FPGA-Entwick-ler profitieren damit von einerverkürzten Time-to-Market. ImVergleich zu andreren FPGA-Analyseprodukten ähnlicherPreisspanne erlaubt Silicon Ex-plorer nach Angaben des Her-stellers als einziges Werkzeugdas Debugging sowie die Veri-fikation von Designs in Echt-zeit. Die bei vergleichbarenProdukten notwendige Modifi-kation von Design-Files gehörebeim Einsatz von Silicon Ex-plorer II der Vergangenheit an.

Zusätzlich zu seiner Funkti-on als Logikanalysator, der be-liebige Signalaktivitäten auf-zeichnet, beinhaltet Silicon Ex-plorer II den Probe-Pilot. Die-ser lässt sich problemlos an daszu testende System anschließenund ermöglicht den Zugriff aufinterne FPGA-Signale sowieauf externe Signale. Das Diag-nose-Tool, eine Kombinationaus Hardware und PC-Soft-ware, erlaubt Entwicklern dieBeobachtung und Messung vonFPGA-internen Signalen bis100 MHz Systemfrequenz inEchtzeit.

Silicon Explorer II Lite isteine preisgünstigere Versiondes FPGA-Entwicklungswerk-zeugs und wird ohne Real-Time-Logikanalysator angebo-ten. Das Silicon-Explorer-II-Logikanalysesystem ist mit ei-ner Windows-konformen Ober-fläche ausgestattet, ist kompati-bel zu Windows 95/98/NT undunterstützt die High-Perfor-mance Antifuse-FPGA-Fami-lie. (pa)

ActelTel.: 0 8165/9 58 40

Kennziffer 530

BOARD-DESIGN


Relais in der Fernmeldetechnik

Relais schützen Modems

Die Einführung von V.90/56k-Modems sowie wei-teren leistungsfähigen Produkten dieser Art hatModems neue Lebensaussichten verliehen, da siezusammen mit anderen Selbstwahlprodukten –trotz der von ISDN- sowie zusätzlichen digitalenTechniken wie xDSL gemachten Fortschritte –immer noch eine kostengünstige und anwender-freundliche Lösung von Sprach- und Datenüber-tragungs-Aufgaben ermöglichen. Im Folgendenwerden einige der Gebiete untersucht, in denenHalbleiter- (Solid-State-Relais, SSR) und elektro-mechanische Relais sowie die einschlägigenSchutzschaltungen in einem typischen Datenzu-griffsanlage-Modem (Data-Access-Arrangement,DAA) einsetzbar sind, um Ein/Aus-Gabelschal-tersteuerungs-, (on/off hook switch control)Wählimpuls- sowie Faxschaltfunktionen (Sprach-/Datenübertragungsschalter) bei Kombi-geräten auszuführen.

Die DDA bezieht sichhier auf das Interface,

das die Sprach- und Daten-übertragungs-Schaltungenan das »öffentliche« Tele-fonnetz verbindet. DieseSchnittstelle befindet sichüblicherweise im Modemselbst, kann aber auch in an-deren Produkten – wiePCMCIA-Karten, Desktopsoder Personal Digital Assis-tents – untergebracht sein.

Gabelschaltersteuerungs-sowie Wählimpuls-Funktio-nen wurden traditionell miteinem elektromechanischenRelais implementiert. In allden Anwendungen jedoch,bei denen sehr kleine Ab-messungen sowie eine nied-rige Leistungsaufnahme er-wünscht sind, erweist sichder Einsatz von Halbleiter-relais als die bessere Lö-sung. Signal-SSRs arbeitengeräuschlos und ohne Boge-nentladungen zwischen denKontaktelementen. Insbe-sondere die MOSFET-Tech-nologie bietet zahlreiche zu-

sätzliche Vorteile und eignetsich bestens zum wiederhol-ten Schalten von kleinenAnalogsignalen sowie zurununterbrochenen Generie-rung von Wählimpulsen.Bild 1 zeigt das Blockdia-gramm des G3VM-6F-Si-gnal-SSR, das Relais bestehtaus einer Aluminium-Galli-um-Arsenid-Infrarotdiode,die mit einem Fotodioden-Array (PDA, Photo DiodeArray) optisch gekoppelt ist.Dabei wird das vom LEDemittierte Infrarotlicht demPDA zugeführt. Letzteresbesteht aus mehreren Di-oden, die zu einem »Stapel«verbunden sind, sodass sieeine Art Spannungsakkumu-lator bilden, der auch beihöheren Temperaturen – beidenen sich das Dioden-Aus-gangssignal reduziert – inder Lage ist, das SSR zusteuern. Das PDA wandeltdas Infrarotlicht in eineSpannung um, die ein ge-koppeltes MOSFET-Paarsteuert, das in einem sechs-

poligen SMD-Gehäuse un-tergebracht ist. Die MOS-FET-Ausgangsstufe arbeitetals bidirektionaler, linearerund verzerrungsfreier Schal-ter, so, wie das bei einemelektromechanischem Re-lais der Fall ist.

Beim Entwurf einesMOSFET-SSRs sollte im-mer sichergestellt werden,dass es auch unter extremenArbeitsbedingungen korrektfunktioniert. Immer, wenndie DC-Stromversorgungdurch einen AC/DC-Wand-ler realisiert ist, ist darauf zuachten, dass die effektiveWelligkeit durch entspre-chende Massnahmen unterfünf Prozent bleibt. Die mei-sten SSRs verfügen über ei-ne TTL- oder CMOS-Sig-nalsteuerung, sodass die Er-füllung der entsprechendenVoraussetzungen in der Re-gel kein Problem darstellt.Das physikalische Verhaltendes LED-Durchlassstromsbeeinflusst entscheidend dasfunktionale sowie das Lang-zeitverhalten des SSRs. Zuberücksichtigen ist auch,dass die Auswahl desDurchlassstrom-Begren-zungswiderstands ausge-hend von einem Nennwerterfolgen muss, der die Le-bensdauer der Komponentefördert; zugleich soll verhin-dert werden, dass Tempera-turänderungen die Schalt-Performance beeinträchti-gen. Folgende Formel dientder Bestimmung des maxi-malen Werts des Eingangs-widerstands:

Rs = (Vs-Vf)/If mit

Vs (min.): kleinster erwar-teter Wert der Versorgungs-spannung

Vf (max.): maximalerLED-Spannungsabfall inLeitrichtung

If (min.): kleinster an-nehmbarer LED-Durchlass-strom.

Bei einer minimalen Ver-sorgunsspannung von 4,5 Vund einem maximalen LED-Spannungsabfall in Leitrich-tung von 1,55 V (bei einerWorst-Case-Arbeitstempe-ratur von 0 °C) ergibt sich,für das G3VM-6F, Rs = 590Ω. Diese Methode reicht inden allermeisten Fällen völ-lig aus, um Rs zu bestimmen.

Die Ein-/Aus-Gabelschal-tersteuerung ist notwendig,um das Modem physikalischmit dem Telefonnetz zu ver-binden. Das verwendeteSSR ist ein »1 Form A«-Kontakt (SPST-NO), dessenEingangs-LED vom TTL-oder CMOS-Modem-Chip-Ausgangsstrom, dessen In-tensität etwa 5 mA beträgt,gesteuert wird. Um einefehlerfreie Funktion der Ein-/Aus-Gabelschalter-steuerung im Temperaturbe-reich 0 bis 80 °C sicherzu-stellen, sollte man den Min-destwert des Festwider-stands genau untersuchen.Mittels der bereits bespro-chenen Formel und bei Ver-wendung der Werte Vs(max), Vf (min) und If(max), die sich bei 85 °C er-geben, lässt sich Rs erneut

Bild 1. Prinzipieller Aufbau eines G3VM-6F-Signal-SSR. Das LED-Licht bestrahlt ein Fotodioden-Array,das wiederum das SSR steuert.

BOARD-DESIGN

Systeme 5/200062

bestimmen. Man wählt nuneinen Rs-Wert, der zwischenbeiden Extremwerten liegtund berücksichtigt dabei,dass er den LED-Treiber-strom minimieren soll.

Der Aus-Isolationswider-stand von 5 x 1010 Ω derG3VM-Ausgangsstufe istdeutlich höher als die ent-sprechenden Werte, dieweltweit für die Gabelschal-ter-Aus-DC-Impedanz (onhook dc impedance) gefor-dert sind. In den meistenLändern gilt, dass die Impe-danz zwischen A- bzw. B-Ader und Erde 5 MΩ betra-gen muss. Die »Hörer-ab«-Impedanz muss wiederumkleiner als 200 Ω sein, wasoft den Einsatz eines Trans-formators erfordert, um einekorrekte Funktionsweise zuerreichen. Auch diesbezüg-lich erfüllt das G3VM-6Fdiese Voraussetzung pro-blemlos. Und, da das funk-tionale Verhalten des SSRspraktisch frequenzunabhän-gig ist, gibt es auch diesbe-züglich keine Probleme.

Die Wählimpulssteuerungdient der Übertragung desModem-Wählimpulses indas Telefonnetz. Immer, wenneine einzelne Ziffer gewähltwird, sendet der Modemchipeinen definierten Stromim-puls ins Telefonnetz. DasG3VM-6F eignet sich beson-ders für diese Betriebsart.

In einigen Ländern sindAnstiegs-, Abfall- und Rück-

prellzeit vorgeschrieben, so-dass ein zusätzlicher SSR ge-nutzt werden muss, um Rein-duktionseffekte (re induc-tion) zu vermeiden. Zweivoneinander unabhängig ge-steuerte »1 Form A«- SSRslassen sich hier zu diesemZweck einsetzen. DieE I A / T I A - 4 9 6 - A - N o r mschreibt AC-Impedanzwertevor, die vom SSR allgemeinleicht erfüllt werden. Fallserforderlich, lässt sich eine3-ms-Rückprellzeit einhal-ten, wenn der Sourcestrom inder Lage ist, das LED zu trei-ben (5 mA beim G3VM-6F).

Um richtig arbeiten zukönnen, muss die DAA-Schaltung korrekt an dieelektrischen Parameter desTelefonnetzes angepasstsein. Die DAA-Schaltungsowie ihre assoziiertenFunktionen weisen eine Ge-samtlast auf, die so an dieTelefonleitung anzupassenist, dass die von der Lei-tungsschnittstelle gestelltenBedindungen erfüllt sind,und so eine passende Sig-nalübertragung möglich ist.Die Erstellung des Leitungs-abschlusses für die Wählim-pulsgenerierung kann zumProblem werden, wenn derStrom durch eine DC-Hold-Schaltung fließt oder eineTrocken t rans formator-Schaltung existiert. Um ineinem solchen Fall einen zu-friedenstellenden Leitungs-abschluss während der

Wählimpulsgenerierung zuerstellen, ist es erforderlich,zwei unabhängig gesteuerteSSRs zu verwenden. Bild 2verdeutlicht deren Einsatz(RS1 und RS2). DerWählimpulsmodus wirddurch das Schließen vonRS2 eingestellt, wobei RS1offen bleibt. Die Wählim-puls-Generierung erfolgtdann durch das Öffnen undSchließen von RS2. NachBeendigung der Wählim-puls-Generierung werdenRS1 geschlossen und RS2geöffnet, womit die Schal-tung in ihren »Hörer-auf«-Zustand zurückgesetzt wird.Zwei G3VM-6F-Relais eig-nen sich, um diese Funktionauszuführen.

Wenn ein Faxgerät oderein Anrufbeantworter mit ei-ner Telefon- oder einer an-deren Funktion verknüpftsind, ist es notwendig, eine»Empfangs«-Schaltfunktioneinzubauen, um einen Span-nungsunterschied sowie ei-ne Verbindungsunterbre-chung zu vermeiden. Dieslässt sich mit Hilfe eineselektromechanischen undeines Halbleiterrelais errei-chen, die, wie in Bild 3 ge-zeigt, verbunden sind. DasRelais TS1 (G3VM-WF)dient der Ein-/Aus-Steue-rung des Gabelschalters.TS2 und TS3 (beide G5V-1F5DC) werden von der Mo-dem-Software gesteuert, umdie dazugehörige Telefon-oder Faxfunktion sowie dieeines eventuellen anderenModems zu regeln. Dabeiwerden beide entsprechen-den NC-Kontakte genutzt.Wenn das Fax/Modem aus-geschaltet ist, ist das RelaisTS1 offen, während TS2 undTS3 geschlossen sind (imRegelfall geschlossen). Indiesem Schaltungszustandarbeitet das Telefon normal.Wenn das Fax oder das Mo-den arbeiten, schließt TS1,während sich gleichzeitigTS2 und TS3 öffnen, sodasssich ein »Hörer-ab«-Zustandergibt, der das eingebauteTelefongerät ausschaltet und

so eine einwandfreie Da-tenübertragung ermöglicht.

Die Gabelschaltersteue-rung und die Wählimpuls-Komponenten sind unmit-telbar den »Launen« des Te-lefonnetzes ausgesetzt: Da-her können sie durchStörzustände wie Überspan-nung und Überstrom bela-stet werden. Infolgedessensollte man den Einbau vonStrombegrenzungs-Schal-tungen vorsehen, um Schä-den zu vermeiden. Dabeisollten der Ein- und der Aus-Zustand berücksichtigt wer-den. Beim Ein-Modus undschnellen, starken Strom-störungen sollte das Designüber eine Methode verfügen,durch die das SSR rasch aus-geschaltet und der Über-strom auf eine externeSchutzkomponente wie ei-nen Widerstand umgeleitetwird. Dadurch lässt sich dasRisiko einer Überhitzungund eines dadurch entste-henden Brands minimieren.Der Überspannungsschutzist normalerweise in denspannungsempfindlichen Be-reichen der DC-Schleife undder Anruf-Erkennungschal-tung untergebracht und be-steht aus Zenerdioden. Es istjedoch empfehlenswert, zu-sätzliche Schutzkomponen-ten einzusetzen, insbesonde-re für die Gabelschalter-steuerung und die Wählim-puls-Komponenten.

Es sollte auch für einenSchutz gegen die Folgen vonStoßspannungen zwischender A- und der B-Ader ge-sorgt werden, um die Folgenvon durch Metallteile indu-zierten Blitzüberspannun-gen, elektrostatischen Entla-dungen sowie »Powercross«so einzuschränken, dass siedas Modem nicht beschädi-gen. Zu diesem Zweck las-sen sich Bauteile verwen-den, die aus einer ganzenReihe von uni- und bipola-ren Zehner-Komponentenmit niedriger Impedanz aus-wählbar sind. VollständigenSchutz gewährleistet eine anden Ausgangspins des SSRs


Bild 2. Um einen korrekten Leitungsabschluss für dieWählimpulsgenerierung zu erstellen, kann in bestimm-ten Situationen der Einsatz von zwei unabhängig gesteu-erten SSRs nötig sein

BOARD-DESIGN

Systeme 5/2000 63

angeschlossene Zenerdiode,welche so die SSR-Aus-gangsspannung begrenzt. ImAus-Zustand schützt dieZenerdiode gegen positiveStoßspannungen, währenddie im SSR eingebautenZenerdioden gegen negativeSpannungspulse Schutz ge-währen. Dadurch bleibt dasSSR offen und weist keineKriechströme auf. Daswirkt, solange die vermutli-chen Stoß-Lastströme denmaximalen Nennstromwertnicht überschreiten. Solltedies aber möglich sein, dannmuss eine zusätzlichediskrete Schutzkomponentewie ein MOV (Metal OxideVaristor) eingesetzt werden.Ein MOV verhält sich wieeine Zenerdiode, allerdingsmit dem wichtigen Unter-schied, dass er bidirektiona-len Schutz gegen Überspan-nungen bietet. Mit einemzweiten MOV lässt sich derÜberstrom vom SSR und derangeschlossenen Last ablei-ten, falls letztere Stoßbelas-tungen nicht auszuhaltenvermag. Die wichtigstenAspekte, die bei der Wahl ei-ner Schutzkomponente zuberücksichtigen sind, bein-haltet die Frage, ob ein Bau-element zu verwenden ist,das die Überspannung»festklemmt« (Zenerdiode)oder sie umleitet (MOV).Die entsprechende Entschei-

dung hängt davon ab, obman die Überspannung un-ter der maximalen SSR-Lastspannung halten mussoder ob es zulässig ist, dieSpannung steigen zu lassen,während der Strom zu-nimmt. Dabei ist es auchwichtig, die Auswirkung derangelegten Spannung zuberücksichtigen. In diesemFall stellt der MOV die besteLösung dar, da es durch Re-duzierung der eigenen Impe-danz die Verlustleistung desSSRs minimiert.

Bei den SSR-Schutzmaß-nahmen muss aber auch derDurchlasszustand des Relaisbetrachtet werden. Dabei istes entscheidend, die Mo-demschaltung so zu schüt-zen, dass sie auch Blitzüber-spannungen standhält. Eineeingebaute Strombegren-zungsfunktion wie dies beimG3VM-6G der Fall ist, kannsehr nützlich sein und stei-gert die Lebensdauer desGeräts. Um effektiv mitÜberströmen sowie anderenStörungen umgehen zu kön-nen, muss das SSR fähigsein, den Strom sehr genauzu begrenzen und anschlie-ßend, wenn der Störfall be-seitigt ist, automatisch zumNormalbetrieb zurückkeh-ren. Wenn bei einem Störfallein zu hoher Strom durchdas SSR fließt, schaltetsich die Strombegrenzungs-

Schaltung automatisch einund leitet den Überstromvom SSR-Eingang ab; dasreduziert wiederum diePDA-Spannung, die an dieGates der MOSFETs ange-legt ist. Die Herabsetzungder Gate-Spannung erhöhtden Schalterwiderstand undbegrenzt so den durchgelas-senen Strom.

Bei einem Gleichstrom-Störungszustand erhitzt sichdas SSR progressiv, wobeigleichzeitig seine Strombe-grenzungsschaltung den zu-gelassenen Höchststrom zu-nehmend verkleinert, sodassdadurch die Verlustleistungminimiert wird. Bei kleine-ren Gleichstrom-Störfällenarbeitet das SSR ununterbro-chen weiter bis es seinen ma-ximalen Verlustleistungswerterreicht. Dabei ist jedoch zubeachten, dass ein zu hoherDurchlassstrom den SSR-Spannungsabfall steigert; beifunktionierender Strombe-grenzungs-Schaltung nimmtaber der innere Widerstanddes SSRs erheblich zu, so-dass, wenn die Störfallursa-che nicht behoben wird, diedadurch erhöhte Verlustleis-tung zu Schäden führenkann, die die Lebensdauerdes SSR erheblich mindern.

Bei einem 50-Hz-AC-Störungsfall kann es vor-kommen, dass sich bis zu600 V und 40 A auf die Te-lefonleitung und das Modem-equipment auswirken. Dasist zwar ein sehr seltenerFall, da normalerweise ent-sprechende Schutzschalterden Schaltkreis unterbre-chen. Kommt es jedoch zu

einem »powercross«, dannstellt Brandgefahr das größ-te Risiko dar. Das G3VM-6Fverfügt über ein selbstlö-schendes Kunststoffgehäu-se, dessen Brennbarkeit derV94-0-Norm entspricht. DieWahrscheinlichkeit, dassdas SSR den »powercross«überlebt, ist höher, wenn zurSpannungsreduzierung einMOV über seine Pins ange-schlossen ist.

Der europäische CCITT-K.20-Standard, der die Aus-wirkungen eines Blitzschlagsbetrifft, empfiehlt, dass Telefo-niegeräte sowie die eingesetz-ten diskreten Bauteile fähigsein sollten, unter Betriebsbe-dingungen eine Stoßbelastungvon 1 kV, 10 x 700 IS und 40A auszuhalten. Beim G3VM-6F dürfte das Anbringen einesMOVs (wie z.B. des HarrisV150LA20CX10) zwischenden SSR-Anschlüssen oderder A- und der B-Ader genü-gen, um ausreichenden Schutzgegen Überspannungen zu ge-währleisten.

Sehr kleine Abmessun-gen, niedriger Preis sowievielseitige Performance stel-len heute unabdingbare Vo-raussetzungen bei der Mo-dem-Entwicklung dar. SSRswie das G3VM-6F sowieminiaturisierte elektrome-chanische Relais erfüllendiese Bedingungen und wer-den so noch eine längereZeit Entwicklern nützlicheDienste erweisen.

(Steve Drumm/bp)


Bild 3. Das richtige Schalten bei einem Kombigerät wirddurch den Einsatz eines elektromechanischen und einesHalbleiterrelais ermöglicht

Omron ElectronicsTel.: 0 2173/6 80 00

Kennziffer 600

BOARD-DESIGN Produkte


Kompakter 1200-V-Treiber-IC/IGBT/Dioden-Chipsatz

In Fortführung ihrer Entwick-lung von speziell für Bewe-

gungssteuerungs-Anwendungenausgelegten Bauelementen zurLeistungsumwandlung hat Inter-national Rectifier einen Satz vonLeistungsumwandlungs-Kompo-nenten vorgestellt, die konstruktivdarauf ausgelegt sind, den Wir-kungsgrad von Motorantriebenbis 5 PS (3,8 kW) zu erhöhen, da-bei das Design der Gate-Ansteuer-schaltungen zu vereinfachen undSchutz für Motoren und Motoran-triebe gegen Stoßströme/Fehler-bedingungen während des Ab-schaltens zu bieten.

Die verbesserten 3-Phasen-Gate-Treiber IR2213 (Halb-brücke) und IR2233 zur Verein-fachung des Motorantriebs-De-signs durch Verwendung einesmonolithischen Hochvolt-ICs

zum Treiben von IGBTs bis zurGröße 5, die gleichzeitig inte-grierten Schutz bieten. Diese1200-V-ICs zur Gate-Steuerungermöglichen kompaktes Layoutder Leistungsstufe, was zu ge-ringeren elektromagnetischenStörungen (EMI) beiträgt.

Ein 25-A-IGBT-Copack,IRGP25A120KD, enthält denneuen IGBT der NPT-K-Fami-lie, abgestimmt mit einer neuenFast-Recovery-Diode. Zusätz-lich zu einer Wirkungsgrader-höhung von über 20 Prozentverbessert das CoPack außer-dem den sicheren Arbeitsbe-reich (SOA – Safe OperatingArea) und die Robustheit unterKurzschlussbedingungen. Dieverbesserte SOA-Performancehilft, die Anforderungen anÜberspannungs-Schutzelemen-te zu verringern oder diese ganzzu vermeiden.

Das Halbbrücken-Treiber-ICIR2213 ist in einem 14-Pin-DIPoder SOIC untergebracht, dasDreiphasen-Treiber-IC IR2233steckt in einem 44-Pin-PLCC-Gehäuse, die IGBT/FRD-Co-Packs IRGP25A120KD (mitNennwerten von 1200 V und 25A), im TO-247-Gehäuse. (pa)

International RectifierTel.: 0 6172/9 65 90

Kennziffer 602

Smart-Power-Regulatoren

Die Smart-Power-Regulato-ren der SMPS-Baureihe

wurden für Power-Supply-An-wendungen bis zu einer Leis-tungsklasse von 60 W ent-wickelt. In dieser Baureihe stelltUR die STR-G-Serie vor. DieBausteine im TO-220 SIP-Gehäuse basieren auf einem Po-wer-MOSFET und einem Fest-frequenz-Mix-Mode-Control-lerchip. Die Mix-Mode-Techno-logie ermöglicht den Betrieb in»Voltage« und »Current«-Modeauch bei geringen und hohenLasten bis zu einem Duty-Cyclevon 80 Prozent. Der MOSFET

hat ein VDS von 700 V und ba-siert auf Soft Switch. Der Con-trollerchip arbeitet mit 100 kHzmit einem integrierten Oszilla-tor. Zu den zahlreichen Funktio-nen gehören z.B. Automatische»Undervoltage Lockout«, pro-grammierbare Strombegren-zung, Überlastschutz und Tem-peratur Überwachung. Die Bau-teile sind im SO-220-Gehäusemit zehn Pins verfügbar und di-rekt ab Lager erhältlich. (pa)

USB-Schnittstellen-IC

Mit dem ISP1181 bietetPhilips ein USB-Schnitt-

stellen-Bauteil mit Parallelbusan, das für eine Vielzahl vonAnwendungen in den Berei-chen PC-Peripherie, Digitalka-meras bis hin zu Kabelmodemsgeeignet ist. Das IC verfügtüber 16 Endpunkte und einenerweiterten FIFO-Speicher,wodurch mehr Daten gleichzei-tig gespeichert werden können.Der ISP1181 entspricht derUSB-Spezifikation Rev. 1.1.Vierzehn der insgesamt sechs-zehn Endpunkte können konfi-guriert werden, um Interrupts,

Bulk-Steuerung und isochrone(in Echtzeit ablaufende) USB-Übertragungen zu ermöglichen.Der Baustein verfügt über eineschnelle parallele Schnittstellemit 11,1 MByte/s, Schreib-/Le-se-Zyklen mit 90 ns sowie 16-Bit-Parallel-I/O-Ports. Durchdie Unterstützung des lokalenDMA-Transfers kann der Da-ten-Transfer des zentralen Pro-zessors zu Peripheriegerätenbeschleunigt werden. (rk)

PhilipsTel.: 040/23 53 60

Kennziffer 604

UR GmbHTel.: 0 96 21/4 92 00

Kennziffer 606

Triple-Speed-Transceiver

Der Single-Chip-Gigabit-Ethernet -Transceiver

DP83891 Gig Phyter von Na-tional Semiconductor ist für 10,100 und 1000 MBit/s ausgelegtund ist zu den bestehendenEthernet-Infrastrukturen kom-patibel. Da der Chip alle dreiEthernet-Übertragungsraten ineinem einzigen Chip integriert,kann er in Switches, Work-groups, Uplinks, Workstationsund Node-Cards eingesetztwerden.

Der Gig Phyter eignet sich fürdie in den meisten Bürogebäu-den bereits vorhandenen UTP-Kupferkabel (Unshielded-Twi-sted-Pair) der Kategorie 5, so-dass Netzwerkadministratorenihre Ethernet-Netze einfach auf-rüsten können. Der Transceiververwendet eine standardmäßigeVierfach-100-Base-TX-Über-trager-Schnittstelle und übertrifftmit einer fehlerfreien Übertra-gung über eine Distanz von mehrals 140 m die Anforderungen derIEEE-Spezifikationen um 40 m.Zu den weiteren Merkmalengehört eine uneingeschränktIEEE 802.3u-gemäße Autonego-tiation-Funktionali-tät für 10,100 und 1000 MBit/s. (rk)

National SemiconductorTel.: 0 8141/35 14 43

Kennziffer 608

Produkte BOARD-DESIGN


Flash-Mikrocontroller für grafikfähiges LCD

Über eine eingebaute Trei-ber-/Controller-Einheit für

ein Grafik-LCD sowie 60KByte Flash-Speicher verfügtder 8-Bit-Mikrocontroller H8/3857F von Hitachi. Der Bau-stein, ein Derivat der H8/300L-Familie, eignet sich für Anwen-dungen, die einfache, pixelori-entierte Displays beinhalten.Beispiele hierfür sind Daten-Logger, progammierbare Logik-

Controller, Handheld-Spiele,Smartcard-Lesegeräte, Termi-nals und Meßgeräte aller Art.Der LCD-Controller unterstützteine ganze Reihe unterschiedli-cher LCD-Formate mit maxi-mal 1280 Pixeln, die basierendauf 40-Segment- und 32-Com-mon-Leitungen angesteuertwerden. Eingebaut ist ferner einLCD-Spannungs-Booster zurErzeugung der nötigen Treiber-

spannungen für das LC-Dis-play, eine Kontrasteinstellung,eingebaute Ableitwiderständefür die Stromversorgung sowieSpannungsfolger-Operations-verstärker-Schaltungen. Fernerist der Baustein mit 60 KByteSingle-Supply-Flash-Speichersowie 2 KByte SRAM ausge-stattet. Wie die übrigen Produk-te der MikrocontrollerfamilieH8/300L verfügt auch derH8/3857F über einen Haupt-und einen 32-kHz-Suboszilla-tor, sodass ein breites Spektrumvon Low-Power-Betriebsarten

(z.B. Active-Mode, Active-Me-dium-Mode, Sleep-Mode, Sub-active-Mode, Sub-sleep-Modeund Watch-Mode) zur Auswahlsteht. Weitere Merkmale des ICssind drei 8-Bit-Timer, ein 16-Bit-Timer, ein achtkanaliger 8-Bit-A/D-Wandler, zwei SCI-Kanäle,13 externe Interrupts und 44 I/O-Pins. Angeboten wird der LCD-Controller im QFP-144- oderTQFP-144-Gehäuse. (rk)

HitachiTel.: 089/99 38 87 31

Kennziffer 610

BOARD-DESIGN Produkte


Platzsparende Ethernet-Controller

Um den zunehmendenEthernet-Anwendungen

außerhalb des PC gerecht zuwerden, hat Cirrus Logic dieCS8900A-Controller-Familie(Distributor: Atlantik Elektro-nik) entwickelt. Die Bausteinebenötigen weniger als 1,5 Qua-dratzoll auf der Platine, wobeiFilter- und RAM-Funktionen

bereits auf dem Chip integriertsind. Zusätzlich zu den 10Base-T-Sende- und Empfangsfilternenthält der Baustein eine direk-te ISA-Busschnittstelle mit 24-mA-Treibern und ermöglichtden Vollduplex-Betrieb. DiePacketPage-Architektur stelltsich automatisch auf wechseln-de Netzwerkbelastung und dieverfügbaren Systemressourcenein. Zur Bausteinfamilie

gehören die 5-V-VersionCS8900A-IQ für den erweiter-ten Temperaturbereich (- 40 bis+85 °C), die 3-V-Version CS8900A-CQ3 für portable Low-Power-Anwendungen sowiedie 5-V-Version CS8900A, einekostengünstige Version des Ori-ginalchips CS8900. Zielappli-kationen sind beispielsweise

Set-Top-Boxen, industrielleTelemetriegeräte und Internet-Anwendungen, ferner nichttra-ditionelle Netzwerkapplikatio-nen wie Internet-Telefon,industrielle Steuerungen, ADSL-System, CNC-Maschinen so-wie POS-Einrichtungen. (rk)

Atlantik ElektronikTel.: 089/89 50 50

Kennziffer 612

Zweipoliges Subminiatur-Relais

Mit der Typenbezeich-nung AZ832 stellt

RyKom ein kompaktes Submi-niatur-Relais von Zettler mitzwei Umschaltkontakten fürdas zuverlässige Schalten vonSignalströmen vor. Bei dem20,2 x 10 x 10,65 mm2 mes-senden Relais sind die Pins imDIL-Raster nach außen ge-führt. Die Ansprechleistungder Spule liegt in der sensiti-ven Ausführung bei 96 mW.Die Schaltleistung wird mit 2x 150 W bzw. 250 VA und dermaximale Schaltstrom mit 5 Aangegeben. Als Kontaktmate-rial wird je nach Ausführung,

Silber oder Palladium-Silbermit Goldauflage verwendet –jeweils gegen Palladium-Sil-ber. Die Prüfspannung zwi-schen Spule und Kontakt be-trägt 1500 VAC. Das Relais er-füllt die Bedingungen nachFCC Part 68.38.302 (lightningsurge) und FCC Part68.38.304 (dielectric) und ver-fügt über die Zulassungen ULund cUL. Das waschdichteGehäuse entspricht derSchutzart IP67. (rk)

RyKomTel.: 089/80 09 70

Kennziffer 614

SLIC mit verbesserter Rufarchitektur

Der MT91610 von Mitel istein programmierbarer

Teilnehmeranschluss-Schnitt-stellenbaustein (SLIC), der inTelekommunikations-Zugangs-anwendungen die Generierungeines zuverlässigen Rufsignalsermöglicht. Der SLIC imple-mentiert die Teilnehmeran-schluss-Schaltung in einemVermittlungssystem an derSchnittstelle zur Telefonlei-tung. Durch Einsatz einer inte-

grierten, symmetrischen Ruf-architektur, die die in her-kömmlichen Rufgeneratorenverwendeten Leistungsbauele-mente vermeidet, können dieKosten von Systementwicklungund Herstellung reduziert wer-den. Die Verwendung eines si-nusförmiges Rufsignals vonüber 70 Veff bietet den Vorteil,dass der MT91610 zuverlässi-ger ist und das Risiko des fürtrapezförmige Architekturentypischen Nebensprechens aufbenachbarten Leitungen verrin-

gert. Der Sinuswellen-Ruf wirddarüber hinaus zunehmenddurch Regulierungsinstanzengefordert, da er mit den vorhan-denen Installationen besser ver-träglich ist und sich durch einehöhere Stabilität auszeichnet.Der MT91610 unterstützt dieSpeisung der Telefonleitung,vom Anwender definierbareLeitungs- und Netznachbildun-gen sowie die Programmierungder externen Verstärkung des

Audiosignals. Ist derBaustein nicht aktiv,geht er in den Power-down-Bet r i ebszu-stand und reduziert sodie Verlustleistunginsbesondere beimEinsatz an kurzen An-schlussleitungen wieetwa bei Teilnehmer-Multiplex- und Wire-less-Local-Loop-Sys-temen. Das IC er-möglicht die für

CLID-Anwendungen not-wendige Übertragung bei auf-gelegtem Hörer und kann dasbei Nebenstellenanlagen mitDurchwahl verwendete umge-kehrte Rufsignal verarbeiten.Für den MT 91610 ist ein Eva-luation Board verfügbar, derBaustein wird in einem 36-Pin-QSOP-Gehäuse geliefert.(rk)

MitelTel.: 0711/7 77 67 02

Kennziffer 618

Logik mit sechs Pins

Das Angebot an leistungs-fähigen Logikprodukten

mit niedriger Betriebsspannunghat Fairchild um zwei weitereTinyLogic-Bausteine in Gehäu-sen mit sechs Anschlussbein-chen ergänzt. Die Abmessungenbetragen 2,1 mm x 2,0 mm. DieChips kombinieren zwei bis dreiLogikfunktionen in einemGehäuse. Der NC7SZ18 ist ein1-von-2 nichtinvertierender De-multiplexer, der NC7SZ19 ist ein

1-von-2 Decoder mit einer nor-malen Ausgabefreigabe. DieTinyLogic-Bausteine sind inerster Linie für den Einsatz inplatzsparend zu konzipierendenSystemen z.B. portablen CD-Playern, PDAs, digitalen Kame-ras, PMCIA-Karten gedacht. (rk)

FairchildTel.:0 8141/6 10 2114

Kennziffer 616

Produkte BOARD-DESIGN

Systeme 5/2000 67Infos zu Anzeigen/Redaktions-Kennziffern via

VGA-Chip für digitale Kameras

Der OV7620 von OmniVisi-on, vertrieben durch Scan-

tec/Topas, ist ein hochintegrier-ter, ein Drittel Zoll großerVGA/QVGA-Bildsensor mit326.688 Bildelementen, der

speziell für den Einsatz in digi-talen Kameras entwickelt wur-de. Die Datenausgabe erfolgtmit oder ohne Zeilensprung (In-terlaced/Progressive Scan) fürhochwertige Schwarzweiß-oder Farbbilder mit 640 x 480Pixel Auflösung. Der digitaleVideo-Port unterstützt die Da-

tenformate YCrCb 4:2:2 (60Hz, 16/8 Bit), GRB 4:2:2 undRGB-Rohdaten (16/8 Bit) sowie die Videoformate CCIR601, CCIR656 und ZV-Port.Die Videosignal-Ausgabe er-folgt mit 525 Linien bei 30 fps(Frames per Second). Der Bau-stein bietet einen großen Dyna-mikbereich und unterdrücktÜberstrahl- und Nachzieheffek-te. Die eingebauten Kamera-funktionen lassen sich über dieI2C-Schnittstelle steuern. Wei-tere Leistungsmerkmale sindelektronische Belichtungs- undVerstärkungsregelung undWeißabgleich, Bildoptimierung(Helligkeit, Kontrast, Gamma,Sättigung, Schärfe, Fenster) so-wie interne und externe Syn-chronisation und bild-/linien-weise Belichtung. Der OV7620arbeitet mit 5 VDC Versor-gungsspannung und zeichnetsich durch eine geringe Leis-tungsaufnahme aus. (rk)

ScantecTel.: 089/8 9914 30

Kennziffer 620

Vierfach-Video-Buffer

Der 4-Kanal-Video-BufferZXFBF04 von Zetex ist

für Anwendungen im Mehrka-nal-Analog-Videobetrieb aus-gelegt. Diese reichen von derSignalverarbeitung in Mess-geräten und Sicherheitsanlagenüber Video-Schaltmatrix bis zurImpedanzwandlung für A/D-Wandler. Der Baustein arbeitetsehr temperaturstabil. Die Ein-gangsimpedanz beträgt 1

MOhm, die Ausgangsimpedanzliegt bei 10 Ohm. Die Small-Signal-Bandwith ist 100 MHz,bei 1 Vpp 20 MHz. Die Slew-Rate wird mit 40 V/µs angege-ben. Der Baustein wird in ei-nem 14-Pin-SOIC geliefert.(rk)

ZetexTel.: 089/4 54 94 90

Kennziffer 622

Low-Power-Temperaturschalter

Bei den Bausteinen TC6501und TC6502 von TelCom

handelt es sich um Low-Power-Temperaturschalter mit einerüber die Pins einstellbaren Hys-terese. Die Bauteile sind im 5-Pin-SOT-23A-Gehäuse erhält-lich. Die integrierten Schalterbenötigen keine externen Bau-elemente und sind für Anwen-dungen geeignet, bei denen esauf geringe Abmessungen,kleinsten Leistungsbedarf undmäßigen Kostenaufwand an-kommt. Beide Versionen wur-den für die Überwachung auf zuhohe Temperaturen entwickelt.

Die Bauelemente geben ein Lo-giksignal ab, sobald die Tempe-ratur die ab Werk voreingestell-ten Schwellwerte überschreitet,lieferbar in Schritten von 10 °Cinnerhalb des Bereichs +35 bis+115 °C. Der Betriebsstromliegt bei typisch 17 µA, die Ge-nauigkeit wird mit ±0,5 (ty-pisch) angegeben. Die Schalterarbeiten über den gesamtenTemperaturbereich von -55 bis+125 °C. (rk)

TelComTel.: 001/65 09 68 92

Kennziffer 626

Switches für Voice-over-Internet

Die entscheidenden Kom-ponenten für das Zu-

sammenwachsen von Sprach-und Datennetzen bietet die Pro-duktfamilie von Time-Slot-In-terchange Digital-SwitchesTSI von IDT. Mit den Baustei-

nen lassen sich Voice-over-Internet-Anwendungen mitherkömmlichen telefonieorien-tierten Systemen verbinden,wodurch man digitale Telefon-signale während der Übertra-gung von Sprachinformationenschalten und routen kann. Da-rüber hinaus bietet die TSI-Switch-Familie eine breiteAuswahl an Preis-Leistungs-Alternativen. Die TSI-Swit-ches beruhen auf den her-kömmlichen Zeitmultiplex-Schnittstellennormen (TimeDivision Multiplex, TDM). Die

Bauteile sind in der Lage,PCM-Protokolle zu verarbeitenund sind kompatibel zu gängi-gen TDM-Bus-Normen. Weite-re Funktionen sind gepufferteDatenbetriebsarten für die Un-terstützung von Sprach- und

Daten-Switching, eine einfa-che Mikroprozessorschnittstel-le und ein JTAG-Port. Um dieVoice-over-Internet-Anforde-rungen paketorientierter Netzekomplett abzudecken, sind dieTSI-Bausteine in Switching-Kapazitätsbereichen von 128 x128 bis 4 K x 4 K zu schalten-der Calls und jeweils mit 3,3 Voder 5 V Betriebsspannung er-hältlich. (rk)

IDTTel.: 089/37 44 80

Kennziffer 624

SYSTEM-DESIGN

Systeme 5/200068

Bildgebende Mikrosysteme

Bilder aus drei Basistechnologien

Die »Bildgebenden Mikrosysteme« entwickeln sichimmer mehr zu einem zukunftsträchtigen Marktmit hohen Wachstumsraten und einem sich ständigerweiternden Feld von Applikationen. Um eineneinfachen und schnellen Einstieg in den Markt derbildgebenden Mikrosysteme zu ermöglichen, bietetdas Fraunhofer-Institut für MikroelektronischeSchaltungen und Systeme (IMS) eine ganze Palettevon innovativen Technologien und Bauteilen bishin zu Customer Evaluation Kits (CEK) an. Zusätz-lich steht umfangreiches Know-how auf diesemGebiet zur Verfügung.

Die drei Basistechnolo-gien der bildgebenden

Mikrosysteme des IMS sind: Lichtmodulatoren mit mi-

kromechanischen Spie-gel-Arrays,

Lichtmodulatoren mit ei-ner viskoelastischen Steu-erschicht und

resonante Mikroscanner-spiegel für 1-D- und 2-D-Ablenkung

und lassen sich in einer Viel-zahl von neuen Produktenund Applikationen anwen-den.

Mikromechanische Spie-gel-Arrays bilden eineKlasse von hochauflösendenFlächenlichtmodulatoren(SLMs: Spatial Light Modu-lator) mit deformierbarenSpiegelanordnungen. Siebestehen aus einem Arrayunabhängig adressierbarerMikrospiegel, die mit den

Methoden der Oberflächen-Mikromechanik in einemkomplett CMOS-kompa-tiblen Prozess auf einer un-terliegenden aktiven Matrix-Steuerschaltung hergestelltwerden. Der Prozessbenötigt lediglich drei zu-sätzliche Masken und er-laubt damit eine einfacheAnpassung der lichtmodu-lierenden Eigenschaften andie verschiedensten anwen-dungsspezifischen Erforder-nisse durch Optimierung derSpiegelarchitektur.

Bei einer Variante (Bild1a) werden durch elektrosta-tische Deformation von vieridentischen Spiegelsegmen-ten optische Phasengitter er-zeugt, in denen ein Pixel je-weils eine Gitterperiode mitinversem pyramidenförmi-gen Phasenprofil definiert.Diese Variante eignet sich

gut zur Generierung vonPhasenmustern für Belich-tungszwecke.

Eine zweite Variante (Bild1b) besteht aus einer vonvier Armen gehaltenen Spie-gelplatte, die bei elektrischerAnsteuerung eine Senkbe-wegung senkrecht zur Ober-fläche liefert und damit einepixelweise Einstellung derPhase des einfallendenLichts erlaubt. Diese Varian-te eignet sich gut zur Wel-lenfrontkorrektur in opti-schen Systemen.

Viskoelastische Steuer-schichten bilden eine Klassevon hochauflösenden Flächen-lichtmodulatoren (SLMs)mit deformierbarer, re-flektierender, geschlossenerOberfläche. Sie bestehen auseiner unterliegenden aktivenCMOS-Ansteuermatrix, diemit einem viskoelastischenSilikon-Gel beschichtet ist.Darauf wird eine dünneAluminiumschicht aufge-bracht, die eine geschlosse-ne Spiegeloberfläche bildetund eine hohe Reflektivitätim gesamten Bereich von IRbis DUV aufweist. Zur Akti-vierung wird eine Vorspan-nung zwischen Spiegel undSteuerelektroden gelegt,welche die Anordnungganzflächig unter mechani-schen Druck setzt. Die Ober-fläche bleibt dabei zunächstglatt und wirkt für die Optikwie ein ebener Spiegel. Erstdas Anlegen einer zusätzli-chen Steuerspannung mit al-

ternierender Polarität an be-nachbarte Steuerelektrodenführt zu einer Deformationaufgrund der sich änderndenelektrischen Feldkräfte.Durch Wechsel der Polaritätentweder in einer oder inbeiden Raumrichtungen las-sen sich dabei jeweils 1-D-oder 2-D-sinusförmige De-formationsprofile erzeugen.Optisch stellen diese Defor-mationsprofile Phasengitterdar, deren Gitterperiodedurch den Steuerelektroden-abstand definiert wird. Daseinfallende Licht erfährt da-bei eine Phasenmodulationentsprechend der durch dieSpiegeldeformation gegebe-nen optischen Gangunter-schiede. Durch geeigneteWahl der Deformationsam-plitude kann hier nahezu das


Optisches DirektbelichtenMikrolithographiePCB-BelichtungPapid Prototyping (fotoindu-ziertes Aushärten)Lab-on-Chip (fotoinduziertebiochemische Reaktionen)Drucktechnikstrukturierte Beleuchtungkonfokale MikroskopieSpektroskopiemedizintechnische Beleuch-tungssystemeMessprojektorenMaterialbearbeitungLaserablationVisualisierungProjektionsdisplaysMikrodisplays, Helmet-Moun-ted-Displays

Tabelle 1

Bild 2. Mit einem Weißlicht-Interferometer gemessenesDeformationsprofil eines Flächenlichtmodulators mitPyramidenelementen

Bild 1. REM-Aufnahme von Pyramidenelementen (a, links) und Senkelementen (b, rechts)

a b

SYSTEM-DESIGN

Systeme 5/2000 69

gesamte Licht in höhereBeugungsordnungen ge-beugt werden, wohingegendas Licht von nichtadres-sierten ebenen Pixeln alleinin die nullte Ordnung fällt.

Lichtmodulatoren mit mi-kromechanischen Spiegel-Arrays und viskoelastischenSteuerschichten eröffnen vie-le neue Anwendungsmög-lichkeiten. Ein Überblickwird in Tabelle 1 gegeben

Der resonante Mikro-scannerspiegel (Bild 3) istzur periodischen Ablen-kung von Licht konzipiertund wird in einer CMOS-kompatiblen Technologiegefertigt. Eine über Torsi-onsfedern kardanisch auf-gehängte Siliziumplattestellt das ablenkende Ele-ment dar. Zur Erhöhung derReflektivität ist diese Plattemit einer dünnen Alumini-umschicht belegt, sodassein Reflexionsgrad vonüber 90 Prozent (bei 633

nm) erreicht wird. UnterVerwendung eines elek-trostatischen Antriebs wirddie verspiegelte Silizium-platte zu harmonischen me-chanischen Schwingungenum die durch die Torsions-arme definierte Achse ange-regt. Die Leistungsaufnah-me des Aktors ist sehr ge-ring und liegt in derGrößenordnung von 1 (W.Der Aufbau des Aktors unddas elektrostatische An-triebsprinzip erlauben: große Ablenkwinkel bei

geringen Antriebsspan-nungen (60( optisch @ 20V),

Schwingungsfrequenzenvon 150 Hz bis 30 kHz,

Spiegelflächen bis mehre-re mm2,

Generation eines Trigger-signals im Nulldurch-gang,

Generation eines zur Am-plitude proportionalenSignals und

Steuerungs-/Regelungs-elektronik als integriertesChip mit externer 5-V-Spannungsversorgung.Weiterhin kann die An-

steuerung des Aktors der-art modifiziert werden,dass bei zweidimensiona-ler Ablenkung von Lichtdie Schwingungsfrequen-zen in x- und y- Richtungidentisch oder unter-schiedlich gestaltet wer-den können. Die Amplitu-de der Schwingung, unddamit der Ablenkwinkelwird über die Antriebs-spannung eingestellt. ImBereich großer Winkelnimmt der Ablenkwinkellinear mit der Antriebs-spannung zu. Resonante

Mikroscannerspiegel sindklein, platz- und gewichts-sparend und lassen sichmittels CMOS-Technolo-gie kostengünstig herstel-len. Ein Überblick dermöglichen Anwendungs-


IdentifikationStrich-Code-Lesegeräte

(1-D-Barcode-Scanner)Matrix-Code-Lesegeräte

(2-D-Barcode-Scanner)3-D-Objekterkennungbildgebende SystemeProjektionsdisplaysHead-up-DisplaysLasermarkierung, -beschriftungMesstechnik3-D-ObjektvermessungTriangulationkonfokale MikroskopieSicherheitstechnikLichtschrankenLichtvorhänge

Tabelle 2

Bild 3. 2-D-Scannerspiegel

felder ist in Tabelle 2 dar-gestellt.

Ein beim Fraunhofer-IMS erhältliches Customer-Evaluation-Board für SLMist mit einem lichtmodulie-renden programmierbarenIC bestückt (Wirkprinzipi-en: Viskoelastic ControlLayer und Cantilever BeamMirror; Pixelzahl: bis 256 x256 mit 16 Graustufen).Ein potentieller Anwenderkann mit diesem CEK prin-zipielle Tests hinsichtlichStrahlengang und Sys-temaufbau durchführen,bevor er sich für die Ent-wicklung eines kundenspe-zifischen Lichtmodulatorsentscheidet. Auch für dieResonanten Mikroscanner-spiegel sind CEKs erhält-lich. (pa)

Fraunhofer-IMSTel.: 03 51/8 82 32 44

Kennziffer 700

Flexible 19-Zoll-Gehäuse

Für MSR-Anwendungen wieProzessanzeige, Datenüber-

tragung und Dateneingabe bie-tet Schroff das kompakteGehäusesystem Protega. Es be-steht aus einem leichten undstabilen 20TE- oder 49TE-Kunststoffkörper mit derSchutzart IP66. In diesen lässtsich ein spezieller EMV-ge-schirmter Baugruppenträger aus

Metall einschieben, der allevom 19-Zoll-System her be-kannten Standardkomponentenaufnimmt. Anwender erhaltendamit eine flexible 3HE-Wand-oder Tischversion für dezentra-le Elektronikbaugruppen. DieMontage der einzelnen Gehäu-semodule ist ohne Werkzeugmit einer Scharnier-Schnell-Ver-schlusstechnik möglich. Links-

und rechtsseitige Scharniere er-lauben das Öffnen von beidenSeiten, während die modulareStruktur ein Aufklappen so-wohl der Frontabdeckung alsauch der Front mit der gesamtenElektronikeinheit ermöglicht.Das Rückteil steht ohne oder mitKlemmraum zur Verfügung. (rk)

SchroffTel.: 0 70 82/79 44 43

Kennziffer 702

SYSTEM-DESIGN

Systeme 5/200070

Messen der LCD-Eigenschaften

Der »Fingerabdruck« des Bildschirms

Sie haben richtig gelesen: Nicht lästige Fingerab-drücke auf dem Bildschirm sind im Folgenden The-ma, sondern die elektrooptischen und farbmetri-schen Eigenschaften von Flüssigkristalldisplays.Diese messbaren Eigenschaften von LCDs, derenDarstellung als Funktion der Betrachtungsrichtungso charakteristisch für die Bauart sind wie einFingerabdruck, sind entscheidend zur Beurteilungihrer Ergonomie. Die Forderungen bezüglich visu-eller Qualität und Ergonomie für Flachbildschirmesind in der ISO-Norm 13406-2 standardisiert. Beider ergonomischen Bewertung ist es wesentlich, zubestimmen, welche Kontrastwerte und welche Farb-wiedergabe in Abhängigkeit von der Blickrichtungvon einem LCD verlangt werden. Eine technischbesonders »elegante« Messmethode ist in diesemZusammenhang das konoskopische Verfahren, dasunter anderem vom TÜV Rheinland und vomMessgerätehersteller, LCD-Distibutor und Display-Messdienstleister Autronic-Melchers mit Erfolgeingesetzt wird.

Im Gegensatz zu klassi-schen Kathodenstrahlbild-

schirmen ist bei Flüssigkris-tall-Displays die Qualität derDarstellung nicht nur starkvon der angelegten Span-nung, sondern auch vonTemperatur und Betrach-tungsrichtung abhängig. Jenachdem, aus welcher Rich-

tung man auf ein LC-Displayschaut, ergibt sich durch Un-terschiede in der Leuchtdich-te, dem Kontrast, der Farb-wiedergabe und den Refle-xionen auf der Bildschirm-oberfläche ein andererEindruck. Abhängig vomVerwendungszweck einesLC-Displays sind im Stan-

dard ISO 13406-2 Werte de-finiert, die ein aus ergonomi-scher Sicht sinnvolles Dis-play bestimmen. Je größerein LC-Display, desto höhersind die Anforderungen, dasich für den Betrachter schonin einer statischen zentralenPosition erheblich unter-schiedliche Betrachtungs-richtungen z.B. für die Eck-punkte des Bildschirms erge-ben. Sollen mehrere Nutzergleichzeitig auf einen Bild-schirm schauen können, er-höhen sich die Anforderun-gen weiter. Mobile Display-Anwendungen erfordernaußerdem noch eine akzepta-ble Darstellung unter wech-selnden Temperatur- und Be-leuchtungsverhältnissen. Obein Display den gewünsch-ten Qualitätsanforderungengewachsen ist, lässt sich imWesentlich mit zwei Mess-verfahren überprüfen. Gonioskopische Display-

Vermessung: Bei der Be-stimmung der optischenEigenschaften von LC-Displays ersetzt zunächstein Photometer das Augedes Betrachters. Um denBlick aus verschiedenenWinkeln zu simulieren, istdas Messmikroskop beimgonioskopischen Verfah-ren in einer mechani-schen Positioniereinrich-tung aufgehängt. Mit demMikroskop wird ein re-präsentativer Punkt aufdem Display fixiert. DasMessgerät hat mindestenszwei motorisierte Frei-heitsgrade und kann dasMikroskop mit dem ange-schlossenen photometri-schen Detektor (Photo-meter) so in einem ge-dachten Kegel bewegen,dass exakt derselbe Punktaus allen möglichenRichtungen »betrachtet«wird. Ergebnis einer sodurchgeführten Messungist eine Reihe unter-schiedlicher Leuchtdich-tewerte für jeden mögli-chen optischen Zustanddes Displays (i.e. Grau-stufe oder Farbe). Eine

sinnvolle Darstellung deraus zwei Leuchtdichte-verteilungen ermitteltenKontrastwerte ist ein Iso-kontrastlinien-Diagram.Dabei werden die Kon-trastwerte in einem pola-ren Koordinatensystemmit den Betrachtungsrich-tungen eingetragen, diedurch Neigungs- undAzimuthwinkel definiertsind, woraus sich einecharakteristische Formvon Linien gleichen Kon-trastes ergibt.

Dieses Verfahren eignetsich gleichermaßen um dieKontrastverteilung unterwechselnden Parametern(z.B. elektrische Ansteuer-bedingungen, Temperatur)und an verschiedenen reprä-sentativen Punkten auf demDisplay zu ermitteln. DerMessgerätehersteller Autro-nic-Melchers bietet gonio-skopische Display-Messsys-teme in unterschiedlichenAusführungen an, darunterauch ein Gerät mit vier mo-torisierten Freiheitsgraden.Diese werden benötigt, umin einer einzigen Messreiheauch laterale Unterschiededer optischen Eigenschaftenüber die Fläche eines Dis-plays zu bestimmen.

Wird das Messmikroskopstatt mit einem Photometermit einem Spektrometer ge-koppelt, lassen sich die farb-metrischen Charakteristikamesstechnisch erfassen unddokumentieren. Einer derentscheidenden Schwach-punkte der heute verbreitetenFlüssigkristalltechnologienist die mit stärkerer Neigungzur Flächennormalen desDisplays sich bisweilen starkändernde Farbwiedergabe.Gerade im Monitorbereichsind farbmetrische Messun-gen und Auswertungen da-her ein entscheidender Be-standteil der Qualitätskon-trolle. Der konoskopische An-

satz: Die Gesamtheit dermöglichen Blickrichtun-gen bezogen auf einenPunkt der Display-Ober-


Bild 1. Mit dem ConoScope von Autronic-Melcherslassen sich Leuchtdichte und Farbverteilung messen

SYSTEM-DESIGN

Systeme 5/2000 71

fläche ergibt einen Blick-kegel oder Viewing-Co-ne. Die Minimalanforde-rungen an die Darstel-lungsqualität eines Dis-plays in Abhängigkeitvon der Blickrichtung er-gibt sich wie schon er-wähnt aus der Tatsache,dass der Blick des Be-trachters Pixel im Rand-bereich eines Displays ineinem flacheren Winkeltrifft als die Pixel in derMitte. Für den Blickkegelbei einem frontal auf dasDisplay blickenden stati-schen Betrachter ergebensich somit acht Grenz-punkte: die vier Ecken desDisplays und die Mittel-punkte der Display-Kan-ten. Die Blickrichtung istalso abhängig vom Ab-stand der Augen vom Mit-telpunkt des Displays undvon Länge und Breite desDisplays.

Näher an der Praxis ist inden meisten Fällen der er-weiterte Blickkegel mit einergedachten Bewegung desBetrachters parallel zurOberfläche bis zu den Ex-trempunkten, wo sich dieAugen des Betrachters senk-recht über den Eckpunktendes Displays befinden. Fürdiesen so definierten erwei-terten Blickkegel müssennun die minimalen Leis-tungsanforderungen bezo-gen auf die Applikationengelten, die mit dem Displaydargestellt werden sollen.Bei Realbilddarstellungenwie elektronischen Fotogra-fien oder Videos liegt dabeider Schwerpunkt auf einergenauen Grauwertabstufungund Farbtreue, während beizeichenbasierenden Anwen-dungen ein über die Flächegleichmäßiger Kontrast beimöglichst konstanter Leucht-dichte und Farbwiedergabeentscheidend ist.

Bei der Vermessung des»Viewing-Cone« sind vierAspekte quantifizierbar:Leuchtdichte und Leucht-dichtekontrastverhältnis sindentscheidend für die Ables-

barkeit der dargestellten In-formation. Die Leuchtdichtesollte zwischen 60 cd/m2 und150 cd/m2 liegen, das Kon-trastverhältnis muss minde-stens 2 betragen (dies ist eineabsolute Minimalforderungund somit absolut nicht hin-

reichend z.B. für LCD-Bild-schirme für den Einsatz imBüro). Die blickrichtungsab-hängigen Änderungen vonLeuchtdichte und Kontrastsind der daraus folgendezweite Aspekt der Display-Vermessung. Für die Anzei-ge von Bildern, die realeSzenen darstellen, ist diekorrekte Wiedergabe derGraustufen ganz entschei-dend. Da diese meist nur füreinen engen Blickrichtungs-bereich optimiert sein kön-nen, müssen die Reduktio-nen und Umkehrungen in derGrauskala gemessen wer-den, die sich bei der Be-trachtung aus anderenBlickrichtungen ergeben.Was für die »unbunten Far-ben« gilt (d.h. Schwarz,Weiß und alle Graustufen),ist auch bei der Farbdarstel-lung zu beachten. Die chro-matischen Abweichungensind der vierte Aspekt der

Blickkegel-Charakterisie-rung.

Für die Ergonomie vonLCDs, die auf dem TN-Ef-fekt basieren, ist übrigens in-teressant zu wissen, dass sichentweder die Wiedergabegü-te der Grauskala oder der

Kontrast optimieren lassen,aber nicht beides gleichzei-tig. Bei hauptsächlich dar-stellenden Applikationenwird man den Schwerpunktder Optimierung eher auf dieGüte der Abstufung legen,da ein geringerer Kontrastbei weitem nicht so störendist wie es die Artefakte sind,die sich durch Reduktionenund Inversionen in derGrauskala bei Änderung derBetrachtungsrichtung erge-ben.

Das ConoScope von Au-tronic-Melchers ist die tech-nische Umsetzung des kono-skopischen Ansatzes. Mitdem Messgerät lässt sich dieLeuchtdichte- und Farbver-teilung über die verschiede-nen Blickrichtungen imHalbraum vor dem Displaybis zu einer Neigung von 80Grad simultan ermitteln,ohne dass Messgerät oderMessobjekt bewegt werden

müssen. Ein speziell ent-wickeltes und optimiertesLinsensystem lenkt dasLicht, das vom betrachtetenMessfleck auf dem Displayabgestrahlt wird, so um, dassin seiner bildseitigen Brenn-ebene ein Simultanbild der

Richtungsverteilung vonLeuchtdichte und Farbe ent-steht (die so genannte kono-skopische Figur, in der jederPunkt einer Betrachtungs-richtung entspricht), welchesdann simultan auf eine CCD-Kamera projiziert wird. Dieso erzeugte konoskopischeFigur, also die komprimierteund anschauliche Darstel-lung der Richtungsvertei-lung von Leuchtdichte undFarbe, kann mit der SoftwareConoControl ausgewertetwerden, um so z.B. die Rich-tungsverteilung des Kon-trastes zu erhalten und gra-fisch darzustellen.

Durch die gleichzeitigeMessung der Werte ergebensich Anwendungsmöglich-keiten des ConoScopes, diemit dem zeitaufwändigerengonioskopischen Ansatznicht möglich sind. Es ist denEntwicklern gelungen, eini-ge »natürliche Mängel« des


Bild 2. Mit der Software ConoControl lassen sich die mit dem ConoScope aufgezeich-neten Messwerte beurteilen

SYSTEM-DESIGN

Systeme 5/200072

hier dargestellten konosko-pischen Messprinzips (d.h.spezielle konoskopische Op-tik zusammen mit CCD-Ka-mera) zu überwinden. So istdie messtechnische Erfas-sung der zeitlichen Verände-rungen der Leuchtdichte desBildschirms, die zum sub-jektiven Empfinden desFlimmerns führen, eigent-lich nicht möglich, da dieBelichtungs- und Auslese-zeiten des CCD-Arrays dafürzu lange ausfallen. Koppeltman jedoch in der ersten ko-noskopischen Figur desMessgeräts mittels eines spe-ziellen LichtleitersystemsLicht aus und führt dieses zueinem schnellen Photome-tersystem, so kann man die-sen Schwachpunkt der Me-thode umgehen. Mit dieserTechnik, die die »FocalPlane Detection and Illumi-nation« genannt wird, lassensich erstmals in solchen ko-noskopischen Geräten auchspektrale Verteilungen mes-sen und außerdem kollimier-te Teststrahlen erzeugen, diezur messtechnischen Erfas-sung der Reflexionseigen-schaften von Bildschirmenverwendet werden.

Eine Sonderform desConoScopes, das Reflecto-scope erkennt Display-Ei-genschaften, die bisher nochnicht angesprochen wurden,deren Bedeutung für die Er-gonomie von Bildschirmenaber nicht zu unterschätzensind: So genannte parasitäreReflexionen beeinträchtigendie Wahrnehmung der darge-stellten Informationen, ver-fälschen Farb- und Grauwer-te und strengen das Auge desBetrachters unnötig an.Während die für Messungendes Reflexionsverhaltensvon Displays nötige Be-leuchtung bei einer gonio-skopischen Messanordnungrelativ unproblematisch ist,stellt sich beim ConoScope,dessen Optik sehr dicht überder Display-Oberfläche an-gebracht sein muss, dieFrage, wie man gezieltSpiegelungen erzeugen kann.

Die Methode, die man dazuentwickelt hat, nennt sichFocal-Plane Illumination.Dabei wird ein Lichtstrahlzunächst parallel zur opti-schen Achse der ConoSco-pe-Linse aus der bildseitigenBrennebene durch die Linseauf die Display-Oberflächegeschickt. Über die Positionder Lichtquelle in der Brenn-ebene lässt sich ein Einfall-

winkel auf dem Display defi-nieren. Eine einzige Mes-sung erfasst nun sämtliche sovom Bildschirm erzeugtenReflexionen.

Die Gesamtheit der so ausdem Halbraum erhaltenenDaten bildet die so genannte»Bidirectional ReflectanceDistribution Function«(BRDF) für eine Einstrahl-richtung des Lichts. DieBRDF beschreibt also dieGesamtheit aller Reflexio-nen einer Oberfläche für je-weils eine spezifische Rich-tung des Lichteinfalls; siewird übrigens auch zur Cha-rakterisierung der Ober-flächenqualität von Lackie-rungen und anderen Be-schichtungen eingesetzt.

Im Unterschied zu Bild-schirmen auf der Grundlage

von Kathodenstrahlröhren(CRTs), deren Reflexionsei-genschaften sich als eineÜberlagerung von gerichte-ten und diffusen Komponen-ten darstellen lassen, findetman bei LCD-Monitorenund Bildschirmen eine Zwi-schenform der Reflexionen,den Haze, d.h. den Glanz-schleier. Es werden im Re-gelfall bei LCDs keine bild-

übertragenden spekularenReflexionen nachgewiesen(d.h., der Betrachter siehtkeine klar abgegrenztenSpiegelungen von Lichtquel-len in seinem Bildschirm),da die meisten LCD-Bild-schirme auf ihrer Oberflächemit einer streuenden Schichtversehen sind (anti-glarecoating), aber ebenso kön-nen auch keine rein diffusenReflexionsanteile gemessenwerden, die bei CRTs durchdie Phosphorschicht entste-hen.

Obwohl die Daten, dieman mit dem gonioskopi-schen Verfahren ermittelnkann, teilweise genauersind, hat das ConoScope ei-nige Vorteile. Vor allem diehohe Geschwindigkeit, mitder das Gerät den Displays

ihren »Fingerabdruck« ab-nimmt, macht es zur geeig-neten Wahl für größere Rei-henmessungen zur Qua-litätskontrolle. Durch dieparallele Erfassung allerDaten und deren sofortigealso simultane Visualisie-rung eignet sich das Mess-verfahren zum Beispiel fürExperimente, bei denen derTechniker die Auswirkun-gen verschiedener Variatio-nen in seinem Messobjekt(z.B. unterschiedliche Ori-entierung von Polarisations-folien oder Verzögerungsfo-lien etc.) zeitgleich auf demBildschirm des Messgerätssehen will. Überlegen ist dasVerfahren immer dann,wenn wie bei der Beurtei-lung von Grauwertskalen(d.h. Graustufenumkehrungoder -reduktion) eine großeZahl von verschiedenenBlickrichtungen untersuchtwerden muss. Autronic-Melchers passt das Cono-Scope den jeweiligen Be-dürfnissen des Anwendersan. Zum einen ist eine großeZahl von Ansteuerelektroni-ken für verschiedene Dis-play-Arten erhältlich, zumanderen gibt es für das Gerätauch mechanische Halte-rungsoptionen, die das Ar-beiten mit kleineren Dis-plays (keine Bildschirme)erleichtern (zum BeispielConoStage 1).

Die Vermessung von Dis-plays ist nicht nur für Her-steller oder den DienstleisterTÜV von Interesse, sondernfür jedes Untenehmen, dasLCDs in seinen Produktenverwendet. Da sich geradefür kleinere und mittlere Un-tenehmen die Anschaffungeines Display-Messsystemsoft nicht lohnt und vor allemdie personelle Betreuungnicht gewährleistet ist, bietetautronic-Melchers die Ver-messung von Displays alsDienstleistung an. (pa)


Bild 3. Mit dem ConoStage 1 lassen sich die Eigenschaf-ten kleiner Displays messen

Autronic-MelchersTel.: 0721/962640

Kennziffer 704

Produkte SYSTEM-DESIGN


Logikanalysator mit bis zu 2176 Kanälen

Passend zu den modularenLogikanalysatoren der Serie

TLA 700 bietet Tektronix die Main-

frame-Erweiterung TLA7XM.Die Kombination TLA 700 undTLA7XM bietet bis zu 2176 Lo-gikkanäle sowie eine Speicher-tiefe von bis zu 16 MBit pro Ka-nal. Anwender erreichen damiteinen höheren Durchsatz anMessdaten und können deshalbauch elektronische Systemeüberwachen, auf Fehler hin mes-sen oder auf Einhaltung der Spe-zifikationen prüfen, wenn diesemehrere Prozessoren und Busseaufweisen. Ausgestattet mit demTLA7XM kann ein TLA 700 biszu 16 Module aufnehmen, dieinsgesamt wahlweise bis zu 2176Logikkanäle, 64 Oszilloskop-kanäle (DSO) oder 1024 Genera-torkanäle (Bit-Muster) bereit-stellen. Für den Einsatz der Er-

weiterung ist die TLA-Anwen-dungs-Software V3.1 erforder-lich. Diese Software beherrscht

das neue Datenmanagementfür große Speicherkapazitäten(zum Beispiel Sample-Unter-drückung) und die erweiterteAdressierung der Module. AlleTLA-700-Geräte lassen sich aufVersion V3.1 »upgraden«. Eineweitere Ergänzung zu denLogikanalysatoren ist der Bit-Mustergenerator TLA7PG2.Dieses Modul für die Einspei-sung digitaler Testsequenzen inMessobjekte eignet sich zurFunktionsüberprüfung, zur Feh-lersuche und für Belastungstestsan den Hardware-Komponentenvon Embedded-Systemen. (rk)

Chassis vereint SCXI und PXI

Das 12-Slot-Gehäuse PXI-1011 von National Instru-

ments verbindet die SCXI-Sig-nalkonditionierungstechnik mitder modularen Instrumentie-rungsplattform PXI/Compact-PCI. Das robuste und geräusch-arme Chassis integriert vier PXI/CompactPCI-Slots und acht SC-XI-Slots. Es eignet sich für dieEntwicklung von mehrkanaligenSystemen zur Datenerfassung,für Applikationen der Test- undMesstechnik und für Steuerungs-

aufgaben in der Industrie. Die An-wender können aus einer Vielzahlvon industriellen Kommunika-tionsprotokollen auswählen wiezum Beispiel RS-232/RS-485,Ethernet, CAN und Feldbussen.Mit Installation der PXI-Bilder-fassungs- und Motorsteuerungs-karten ist das Gehäuse für Über-wachungssysteme geeignet. (rk)

Flexible Lichtleiter

Die flexiblen Lichtleiter derSerie FLP von Bivar (Ver-

trieb: Infratron) aus Kunststoffnach UL94-VO, erlauben es, je-de Stelle mit Licht zu versor-gen. Es werden Standardlösun-

gen von 76 mm bis 1,2 m Län-ge angeboten, kundenspezifi-sche Maße reichen bis zu 2,5 m.Neben den verschiedenen Far-ben gibt es auch opaque (frostedclear) Diffusionslinsen unter-schiedlicher Färbung. Die FLP-Serie wird in zwei Teilen (Lin-sen und Lightpipe) oder alskomplette LED-Anordnung bzw.als SMD-Adapter geliefert. Die

von Bivar entwickelte Rückhal-tevorrichtung soll die Montagevereinfachen: Die Lightpipewird in die Montagebohrung derFrontplatte gesteckt, das andereEnde in die LED-Anordnung

oder den Adapter. Dieser Press-fit ergibt laut Hersteller eine si-chere Verbindung gegen Vibra-tion und Schock. Durch eineIsolierung des Emitters vondem Frontpanel treten keinestatischen Entladungen auf. (rk)

AC/DC-Netzteile für die Industrie

Eine kompakte Bauweiseweisen die AC/DC-Netz-

teile (15 W, 25 W, 50 W, 100 W,

150 W) der Serie FAW vonCompuMess Elektronik auf.Der universelle Eingangsspan-nungsbereich liegt bei 85 V bis264 V, der DC-Eingang reichtvon 105 V bis 370 V. Die Höhedes 15-W- und 25-W-Geräts

beträgt 30 mm, die Höhe des 50-W-Netzteils 31 mm. Es sindAusgangsspannungen von 5 V,12 V, 15 V, 24 V bei den 100-W-und 150-W-Geräten sowie auchWerte von 28 V und 48 V liefer-bar. Die Ausgangsspannung istin weiten Bereichen einstell-bar. Bei den Netzteilen mit 100W bzw. 150 W sind Sense-Lei-tungen zur Ausregelung vonSpannungsabfällen auf derLastleitung vorhanden. Com-puMess Elektronik hat einen200-seitigen Katalog fürOEM-Stromversorgungen ver-öffentlicht, der kostenlos an-gefordert werden kann. (rk)

TektronixTel.: 02 21/9 47 72 65

Kennziffer 706

National InstrumentsTel.: 089/7 413130

Kennziffer 708

InfratronTel.: 089/15812 60

Kennziffer 712

CompuMess ElektronikTel.: 089/3 215010

Kennziffer 710

SYSTEM-DESIGN Produkte


Abgewinkelter Messerleistenverbinder

Eine abgewinkelte Versionfür das Omnigrid-Verbin-

dersystem für Backplanes bie-

tet Molex an. Das Omnigrid-System ist für hohe Bit-Ratenin Automatisierungs- und Te-lekommunikationsanwendun-gen ausgelegt. Kontakte,Größe und Konfiguration kön-nen an jede Applikation ange-passt werden. Hochstrom- undSignalkontakte mit hoher

Stromtragfähigkeit sind beiBedarf im selben Gehäuse in-tegrierbar. Die abgewinkelte

Messerleistenversi-on basiert auf Chick-let-»V«-Einpress-Kontakten und er-möglicht Extender-karten und Front-Ein-/Ausgangsver-bindungen. Das 2,5-mm-Raster ist spezi-ell an High-Speed-Ein-/Ausgabesyste-me angepasst. InKombination mitden Omnigrid-Co-

axid-Kabelverbindern eignetsich die 90-Grad-Front-Ein-/Ausgabe als Schnittstelle fürkoaxiale Mehrfachverbindun-gen (bis zu 622 MByte/s). (rk)

Celeron-CPU-Karte

Unter dem Namen Eagle-Ray bietet I-Bus den

PICMG-Single-Board-Rechnermit Socket-370 an. Die CPU-Karte lässt sich mit Intels Ce-leron-Prozessor bis 500 MHzbestücken und bietet On-Board,

je nach Ausführung, einen Ul-tra-Wide-SCSI-, AGP-Grafik-und 10/100BaseT-Ethernet-Controller. Die Platine basiertauf dem 443BX-Chipsatz vonIntel. Auf zwei DIMM-Sockelnfinden maximal 512 MByteSDRAM Platz. Neben einemUltra-Wide-SCSI-Controller(Adaptec AIC 7880) bietet dasBoard auch eine 10/100BaseT-Ethernet-Schnittstelle mit RJ45-Anschluss (Intel 82559). DasAGP-Grafik-Interface (C&T

69000) mit 2 MByte oder 4MByte Videospeicher ermög-licht den Anschluss sowohl vonAnalogmonitoren als auch vonTFT-Flachbildschirmen, diesich auch simultan betreibenlassen. Neben weiteren Stan-dardanschlüssen (Dual-EIDE,Floppy, RS232 und Parallel)verfügt der Single-Board-Rech-ner auch über einen USB- undIrDA-Port. Ein Hardware-Sys-temmonitor (NSC LM79) kom-plettiert den Funktionsumfangund überwacht die Prozessor-temperatur und die Betriebs-spannung. Optional ist die CPU-Karte auch in Bestückungsvari-anten, zum Beispiel ohne SCSI-und LAN-Controller lieferbar.Das Board wurde unter den gän-gigen Betriebssystemen DOS,Windows 95/98, Windows NT,Unix und Linux getestet. (rk)

Impressum Herausgeber: Eduard Heilmayr (he)Chefredaktion: Wolfgang Patelay (pa), verantwortlich für den redaktio-nellen Inhalt (E-Mail: [email protected])Redaktion: Rosemarie Krause (rk). (E-Mail: [email protected])

So erreichen Sie die Redaktion: Bretonischer Ring 13, 85630 Grasbrunn,Tel. (0 89) 4 56 16-141, Telefax (0 89) 4 56 16-300

Manuskripteinsendungen: Manuskripte werden gerne von der Redakti-on angenommen. Sie müssen frei sein von Rechten Dritter. Sollten sie auchan anderer Stelle zur Veröffentlichung oder gewerblichen Nutzung ange-boten worden sein, muss das angegeben werden. Mit der Einsendung gibtder Verfasser die Zustimmung zum Abdruck in den von der AWi Aktuel-les Wissen Verlag GmbH herausgegebenen Publikationen. Honorare nachVereinbarung. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haf-tung übernommen.

Titelgestaltung: AWi-VerlagTitelbild: AlteraLayout, Produktion: Hans Fischer, Michael Szonell, Edmund Krause (Ltg.)

Anzeigenverkauf: Marketing Services, Brigitte Seipt, Tel. (089) 30 65 77 99,E-Mail: [email protected]: Gabriele Fischböck, Tel. (0 89) 4 56 16-262Anzeigendisposition: Sandra Pablitschko, Tel. (0 89) 4 56 16-108Anzeigenpreise: Es gilt die Preisliste Nr. 13 vom 1.1.2000

Erscheinungsweise: monatlich, 12 Ausgaben im Jahr

Zahlungsmöglichkeiten für Abonnenten: Bayerische Vereinsbank Mün-chen, BLZ 700 202 70, Konto: 32 248 594; Postgiro München, BLZ700100 80, Konto: 537 040-801

Bezugspreise: Das Einzelheft kostet DM 14,-. Der Abonnement-Preis be-trägt im Inland DM 148,- pro Jahr für 12 Ausgaben. Darin enthalten sind die gesetzliche Mehrwertsteuer und Zustellgebühren.Der Abonnement-Preis erhöht sich für die Zustellung im Ausland aufDM 174,-.

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© 2000 AWi Aktuelles Wissen Verlagsgesellschaft mbH

Geschäftsführer: Eduard Heilmayr

Anzeigenverkaufsleitung AWi-Verlag: Cornelia Jacobi, Tel. (089)7194 00 03, E-Mail: [email protected] des Verlages: AWi Aktuelles Wissen Verlagsgesellschaft mbH, Bretonischer Ring 13, D-85630 Grasbrunn, www.systeme-online.de

ISSN 0943-4941

Diese Zeitschrift wird mit chlorfreiem Papier hergestellt.

Mitglied der Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern e.V. (IVW). Bad Godesberg

ivw

I-BusTel.: 0 8142/4 67 90

Kennziffer 714

MolexTel.: 0 70 66/9 55 50

Kennziffer 716

Produkte SYSTEM-DESIGN

Das dynamische Verhalten debuggen

Die Kombination von Nucle-us Plus mit dem Monitoring

and Profiling-Werkzeug Surro-undView von Accelerated Tech-nology ermöglicht Entwicklern,das dynamische Verhalten einerEmbedded-Anwendung zur Lauf-zeit zu analysieren und zu testen.Die Ausgabe der verschiedenenMessungen erfolgt grafisch. Sur-roundView versieht den Quellco-de einer Embedded-Applikationmit einer Art Testpunkte. Überdiese Testpunkte werden Informa-tionen an einen im Zielsystem mitniedriger Priorität laufenden Hin-tergrundprozess übermittelt. Die-ser so genannte Agent sammeltdiese Informationen und stellt siedem Host-Rechner zur Verfü-gung. Dort werden dann die Datenin Echtzeit angezeigt. Ein Vorteildieser Agent-Host-Architektur istdie Möglichkeit, auch nach Her-stellung des eigentlichen Pro-dukts, das System zur Laufzeit zu

analysieren und zu debuggen.Voraussetzung hierfür ist der Ver-bleib der Testpunkte im Code so-wie des Agent im Zielsystem.Über die grafische Benutzerober-fläche Surround kann der Ent-wickler Testpunkte setzen, akti-vieren bzw. deaktivieren. Pro Test-punkt wird nur eine Zeile Codeeingefügt. Nur ein aktiver Test-punkt liefert Daten, die in einenBuffer geschrieben und dann überden Agent an den Host gesendetwerden. SurroundView ist sowohlals eigenständiges Tool als auchals Teil der integrierten Entwick-lungsumgebung Nucleus EDE er-hältlich und läuft unter WindowsNT. Zur Zeit werden PowerPCund ARM als Zielsysteme unter-stützt. (rk)

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KENNZIFFERN

Systeme 5/200080

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RedaktionsinhaltThema/Produkt Hersteller Seite Kennziffer

MarktBeschleunigte Systementwicklung Ahlers EDV 6 100Entwicklungs-Kit für Rabbit 2000 GBM 6 102Hohe Performance und geringer … SE Spezial Electronic 6 104Vollständige Werkzeugkette CAD-UL 7 106Stark bei Embedded-Entwicklungs-… AK Elektronik 8 108Walter Kaiser neuer Vorsitzender Aditron 8 110Trace-Erweiterung für ETM … Lauterbach 9 112Emulator für HC12 Nohau 9 114Beindruckend positive Erwartungen ZVEI 10 116Büro in Deutschland eröffnet I-Logix 10 118DC/DC-Konverter neu im Programm Tekelec Airtronic 11 120Neuer Elmeco-Marketingleiter Elmeco 11 122Hanson wird neuer CEO ON Semiconductor 11 124

Titel-Story

Debugging von DSP-Funktionen Altera 12 200

Schwerpunkt

Gerüstet für alle Fälle CAD-UL AG 16 300Exakt auf Leistung dimensionieren Innoveda 20 302Multicore-Debugging in einem SoC-… Mentor Graphics 23 304Zwei Typen für sechszehn GSH 26 306

Elektronik-Focus

CAN-Mikrocontroller mit … Toshiba 50 400Elektrolyt-Kondensatoren vertragen … Vishay 50 402RTOS für OSEK 2.1 Realogy 50 404OO-Software-Entwicklung für Kfz 3SOFT 50 40675-V-MOSFET für 42-V-Automotive… Intersil 51 408Auf CAN optimierter Mikrocontroller Philips Semicond. 51 410IGBTs für Kfz-Zündung International Rectifier 52 4128-Bit-Mikrocontroller im 24-Pin-… Temic 52 414Software-Lösung für MPC555 Motorola 52 41632-Bit-Mikrocontroller mit 5-V-I/Os Infineon 53 418Grüne Ultraminiatur-LEDs Rohm 53 420Hall-Effekt-Sensor Insight 53 42216-Bit-Smart-ADC Maxim 54 424Grafikdisplay-Controller für … Fujitsu 54 426Kondensatoren bis 4000 F Beck 54 42824-Bit-Multi-Channel-CODEC Tekelec 54 430DSP-Kern mit 400 MIPS Texas Instruments 54 432

Thema/Produkt Hersteller Seite Kennziffer

Chip-DesignSchnelle Flash-Programmierung Data I/O 55 500Linux für Telecom Natural Microsystems 55 502Design-Software für FPGAs und FPSCs Lucent 55 50432-Bit-CPU für WinCE MSC 55 506Kupfertechnologie für FPGA-Familie Xilinx 56 508Umfangreiche Komponentenbibliothek Valor 56 510Design-Dienstleistungen C Level Design 56 512Physical-Synthesis von FPGAs Synplicity 56 514Analyse-Tool für NC-Simulatoren Cadence 57 516Access-Technologie für TI-DSP Surf 57 518Tool für Verlustleistungsanalyse Mentor Graphics 58 5203,3- und 5-Volt CPLDs Lattice 58 522Physical-Design-Tools für SoC Monterey 58 524Simulationsbeschleuniger für ASIC-… Quickturn 59 526Debugger für alle Emulatoren Nohau 59 528In-Circuit-Logikanalysesystem für … Actel 60 530

Board-DesignRelais schützen Modems Omron Electronics 61 600Kompakter 1200-V-Treiber-IC/IGBT/… International Rectifier 64 602USB-Schnittstellen-IC Philips 64 604Smart-Power-Regulatoren UR GmbH 64 606Triple-Speed-Transceiver National Semicond. 64 608Flash-Mikrocontroller für … Hitachi 65 610Platzsparende Ethernet-Controller Atlantik Elektronik 66 612Zweipoliges Subminiatur-Relais RyKom 66 614Logik mit sechs Pins Fairchild 66 616SLIC mit verbesserter Rufarchitektur Mitel 66 618VGA-Chip für digitale Kameras Scantec 67 620Vierfach-Video-Buffer Zetex 67 622Switches für Voice-over-Internet IDT 67 624Low-Power-Temperaturschalter TelCom 67 626

System-DesignBilder aus drei Basistechnologien Fraunhofer-IMS 68 700Flexible 19-Zoll-Gehäuse Schroff 69 702Der »Fingerabdruck« des Bildschirms Autronic-Melchers 70 704Logikanalysator mit bis zu 2176 … Tektronix 73 706Chassis vereint SCXI und PXI National Instruments 73 708AC/DC-Netzteile für die Industrie CompuMess Elektr. 73 710Flexible Lichtleiter Infratron 73 712Celeron-CPU-Karte I-Bus 74 714Abgewinkelter Messerleistenverbinder Molex 74 716DC-Lüfter mit 5 mm Dicke Elektrosil 75 718Das dynamische Verhalten debuggen Accelerated Tech. 75 720

Inserent/Anbieter Seite Kennziffer

Accelerated Technology 53 034Ahlers EDV Systeme GmbH 52 033AK Elektronik 60 037Altera GmbH Titel 001Arcom Control Systems 21 013ASM Automation Sensorik 45 026ASM Automation Sensorik 47 029Botronic GmbH 63 038CEIBO 31 017DSM Digital Service GmbH 27 016DSPecialists GmbH 69 040DV-Job.de AG 65 039DV-Markt 43 025EKF-Elektronik GmbH 32 018ELS Electronic 45 027ENEA OSE Systems GmbH 51 032ETAS GmbH & CO KG 49 031GBM 9 007Green Hill 4.US 041Hitex Systementwicklung GmbH 24 014Hitex Systementwicklung GmbH 25 015HSP GmbH 39 023

Inserent/Anbieter Seite Kennziffer

IAR Systems AG 19 012Insight 11 008iSystem The Tool Company 17 011Keil Elektronik GmbH 47 030Kontron Elektronik GmbH 57 035KONZ & BRUNE GmbH & Co. KG 45 028Logic 34 020Logic 34 021Mentor Graphics 59 036messcomp Datentechnik GmbH 3 003MetaLink Europe GmbH 8 006Microware Systems 33 019Mikroelektronik Akademie GmbH 75 SeminarführerNohau Elektronik GmbH 41 024Nohau Elektronik GmbH 75 SeminarführerPLC2 GmbH 75 SeminarführerQNX Software Systems GmbH 2.US 002SBS GreenSpring 7 005Tasking Software 35 022Wind River Systems GmbH 15 010Xilinx GmbH 13 009XiSys Software GmbH 5 004


Meine Funktion: Spezialist Gruppen-/Abteilungsleiter Einkauf Unternehmensleitung

Mein Unternehmen beschäftigt:

1 bis 19 Mitarbeiter 20 bis 49 Mitarbeiter 50 bis 99 Mitarbeiter

100 bis 249 Mitarbeiter 250 bis 499 Mitarbeiter 500 bis 999 Mitarbeiter

über 1000 Mitarbeiter

Entwicklungswerkzeuge: EDA-Software Emulatoren Programmiergeräte Logikanalysatoren Entwicklungs-Tools

(Compiler, Linker, Debugger etc.)

Echtzeitbetriebssysteme andere:

Bauelemente: Prozessoren Controller Programmierbare Logik Speicherbausteine Displays Sensoren

Automatisierungstechnik: Feldbus-Komponenten Steuerungen Sensoren/Aktoren Industrie-PCs VMEbus Bildverarbeitung Fuzzy-Technologie andere:

Meßtechnik: PC-Meßtechnik Meßtechnik-Software Oszilloskope Kommunikationsmeßtechnik EMV-Meßtechnik Meßwerterfassung andere:

Passive Bauelemente (Widerstände, Konden-satoren etc.)

Steckverbinder Kabel Tastaturen Gehäuse andere:

OEM-Pheripherie: PC-Erweiterungskarten Motherboards Laufwerke Monitore Tastaturen Drucker andere:

INFO-FAX

Systeme 5/2000 81

Info-Fax für

An AWi-VerlagSYSTEME-LeserserviceHerzog-Otto-Str. 4283308 Trostberg

Ich möchte Informationsmaterial zu Produkten mitfolgenden Kennziffern (siehe nebenstehende Übersicht):

Meine Anschrift lautet: (bitte deutlich schreiben)

Firma

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Vorname/Name

Straße/Nummer

PLZ/Ort

Telefon

Fax

1. 3.

4. 5. 6.

7. 8. 9.

10. 11. 12.

Damit Hersteller und Anbieter von Produkten, für die ich mich interessiere, meine Kennziffernanfragen so gezielt wie möglich beantworten können, bin ich damit einverstanden, daß diese Daten elektronisch gespeichert und weitergegeben werden.

Ort, Datum Unterschrift

SYSTEMESYSTEME

5/20005/2000

Mein Unternehmen gehört zu folgender Branche: Elektronikindustrie Elektroindustrie Kommunikation Maschinenbau Automatisierungstechnik Fahrzeughersteller- und -zulieferer Chemische oder pharmazeutische Industrie Ingenieurbüros Systemhäuser Elektronik-Dienstleister Hochschulen und Forschungsinstitute Luft- und Raumfahrtindustrie Distribution Büromaschinen und Datenverarbeitung sonstige:

Ich interessiere mich für folgende Themen:

2.

Der moderne Weg zu detaillierten Informationsmaterial zu der in dieser Ausgabe veröffentlichten Anzeigen.

Tragen Sie die entsprechende Kennziffer unter www.systeme-online.de/direkt an dervorgesehenen Stelle ein und Sie gelangen direkt und ohne Umwege zu Ihren gewünschten Zusatzinformationen.

Selbstverständlich haben Sie nach wie vor die Möglichkeit, weitere Anzeigen-Produkt-Infos mit dem untenstehenden Faxformular abzurufen. Einfach ausfüllen und an die Fax-Nummer 08621/97 99 60 faxen.Zum schnellen Überblick haben wir alle inserierenden Firmen auf der gegenüberliegenden Seite aufgelistet.

Info-Fax # 023 www.systeme-online.de/direkt

Info-Fax # 023 www.systeme-online.de/direkt

bedded-Betriebssystems OSEK/VDX, die ihre Anlagekompo-nenten über den CAN-Bus vernetzen, steht mit dem Windows-Tool CANape ein leistungsfähiges Instrument für umfangreicheDebug- und Monitoring-Funktionen zur Verfügung. Wesentli-cher Vorteil des Systems: In Verbindung mit dem CAN Calibra-tion Protocol (CCP) wird keine zusätzliche Debugging-Schnitt-stelle benötigt.


VORSCHAU

Systeme 5/200082

Die nächste Ausgabe erscheint am 26.06.2000

NetzwerkprozessorenHeutige Netzwerke sehen sich im Wesentlichen mit drei

Herausforderungen konfrontiert: dem stark zunehmendenNetzwerkverkehr, dem Zusammenwachsen von Telefon- undDatenverkehr und der Integration von neuen Technologien inbestehende Systeme. Die zunehmende Popularität des Internet,E-Mail, Datenbankzugriffe und das explosive Wachstum vonE-Commerce-Lösungen führten dazu, dass erstmals das Volu-men des Datenverkehrs das Volumen des Telefonverkehrs über-traf. Auch wird das Zusammenwachsen von Daten und Sprachewesentlich das Aussehen zukünftiger Netzwerke bestimmen.Voice over IP (VoIP), Voice over ATM (VoATM), Voice overFrame Relay (VoFR) sind Ansätze in diese Richtung. DieseTechnologien werden jedoch nur erfolgreich sein, wenn sie ent-sprechenden Quality of Service (QoS) garantieren und das Pro-blem der Abrechnung von Sprachverkehr über Datenleitungengelöst ist. Gleichzeitig muss dieser Prozess in einer Art und Wei-se vor sich gehen, dass die Investitionen der Netzwerkbetreiberin Hardware und Software gewahrt bleiben. Netzwerkprozesso-ren sind Bausteine, die die genannten Probleme lösen helfen.

Ausgabe Erscheinungs- Schwerpunktthema Elektronik-Focus Redaktions- Anzeigen-Nummer termine/Messen (Einkaufsführer schluss schluss

& Produktnews)

7/00 21.07.00 VMEbus- & CompactPCI-Systeme Industrielle Anzeigen- 03.06.00 23.06.00VMEbus- und CompactPCI-Module sowie -Systeme, systemeStandards, Backplanes, Mezzanine-Konzepte, LCDs, CRTs, Touch Screen,Systementwicklung etc. Plasmaanzeigen etc.Marktübersicht: VMEbus & CompactPCI-Module MÜ: Industrielle Displays

8/00 23.08.00 Feldbusse Messtechnik 07.07.00 25.07.00MessComp 2000 Profibus, CAN-Bus, LON, ASI, Bitbus, Interbus S, Sercos, 05.09. - 07.09. 2000 II/O-Lightbus MÜ: Sensoren und Wiesbaden Marktübersicht: Feldbuskomponenten Mikrosysteme

Forumsgespräch: Zukunft der Feldbusse

9/00 21.09.00 Elektromechanik für Embedded-Systeme Systems-on-Silicon 08.08.00 24.08.00exponet 2000 Standards, Normungen, Steckverbinder, Kabel, IP-Böcke, Prozessor-Cores, 19.09. - 21.09. 2000 Backplanes, Gehäuse, Leiterplatten, EMV etc. SoCs, Entwicklungs-Tools Düsseldorf etc.

Marktübersicht: Gehäuse und Backplanes MÜ: Emulatoren

UML für das Embedded-Software-Design

Dank populärer kommer-zieller Entwicklungswerk-zeuge wie Visual Basic (VB)von Microsoft ist praktischjeder professionelle Pro-grammierer mit dem Kon-zept des visuellen Program-mierens vertraut. Echtes vi-suelles Programmieren be-

deutet aber noch einiges mehr als VB zu bieten hat. So müssendetaillierte Designdiagramme direkt in Programmcode umge-setzt werden. Und es kann auch nicht einfach irgendein Design-diagramm sein. Vielmehr muss es alle Aspekte des zu produzie-renden Systems eindeutig darstellen können. In Embedded-Sys-temen ist die Unified Modeling Language (UML) die Design-methodik der Wahl. UML wird für sich allein betrachtet nochnicht unbedingt alle Design- und Implementierungsaspekte lö-sen. Aber mit UML lässt sich die Lücke zwischen den schrift-lich niedergelegten und oft nicht ganz eindeutigen Anforderun-gen der Endbenutzer, dem detaillierten Entwurf und dem letzt-endlichen System schon weitgehend schließen. UML stellt vi-suelle Modellierungstechniken bereit, mit denen sich ein Em-bedded-Software-System in eindeutiger Weise beschreiben lässt.Die erzeugten Ansichten beschreiben die Architektur, das Sys-temverhalten und das Zusammenwirken der Elemente des ent-worfenen Systems.

Ständige Rubriken: Chip-Design – Board-Design – System-Design

OSEK/VDX-Anwendungentesten und optimieren

Je mehr sich Software-Entwicklungsprozesse fürelektronische Steuereinhei-ten ihrem Ende nähern, des-to mehr verlagern sich diebegleitenden Tests vom Ent-wicklungslabor auf die end-gültige Systemplattform.Die Entwicklungen müssenschließlich ihre Tauglichkeit

und Stabilität unter verschiedensten Randbedingungen »imrichtigen Leben« unter Beweis stellen. Für Anwender des Em-

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