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Manfred Helzle

30 Jahre visionäre Elektronikund embedded KompetenzIdee - Konzept - Entwicklung - Schulung - Coaching

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Hard

War

e SoftWare

CoDesign

embedded

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30 Jahre visionäre Elektronik● Nach dem Studium „Elektronik“ startete ich 1974 meine Berufslaufbahn als Chip-

Designer, danach kam der Sprung in die industrielle Elektronik-Entwicklung und -Fertigung mit analoger und digitaler Verarbeitung.

● Sehr früh habe ich erkannt, dass es „einfacher“ ist, mehrere Prozessoren z.B. über Lichtleiter seriell miteinander zu koppeln, anstatt eine zentrale Steuerung zu benützen (verteilte Honmaschinensteuerung 1983). Mehr als 1000 Anlagen wurden davon verkauft.

● Man spart viel Verkabelung, das Gesamtsystem wird übersichtlicher und zuverlässiger und die Inbetriebnahmezeiten hatten sich halbiert.

● Viele leistungsfähige Applikationen konnten dadurch bis heute vorteilhaft realisiert werden, besonders im Bereich der Signal- und Bild-Verarbeitung mit bis zu 100DSPs und FPGAs in einem einzigen System.

● Multi-SoftCores (Prozessoren im FPGA) sind die logische Weiterentwicklung für Leistungsfähigkeit und Flexibilität.

● Bei den aktuellen Prozessor-Entwicklungen geht der Trend zu MultiCore(mehrere Prozessoren auf einem Chip: AMD, Intel, IBM, ...)mit serieller Kommunikation - nun aber mit Gbits/s - 20 Jahre später!

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Meine Dienstleistung durch 30 Jahre

Idee

Konzept

Entwicklung

SchulungService

Analog- und Digitaltechnik

Hard- und Software

Seminar - Beratung - Schulung - Training - Coaching

System-Design - Projekt-Management

Multi-Prozessor-Systeme

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Öffentlichkeitsarbeit

● Fachartikel (in deutsch und englisch)● c´t, Design & Elektronik, Elektronik, Elektronik Informationen,

Elektronik Journal, Elektronik Praxis, Markt & Technik, Vision & Voice Magazine, ...

● Vorträge, Seminare und Schulungen● In Europa, USA und Asien (in deutsch und englisch)

● auf Messen und Ausstellungen● bei Interessenten● an Universitäten und Instituten● bei Kunden● Promotion-Tour zusammen mit Herstellern

● Dozent und Lehrbeauftragter● Technische Akademie Esslingen● BA Heidenheim● IHK Augsburg● Uni-Ulm (ZAWiW)

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●Maschinenbau●Messtechnik●Prüfstände●Automotive●Medizintechnik●Qualitätssicherung●Recycling,erneuerbare EnergienReferenzen:

Austria Metall, AZO, Birkle, Bosch, Compas, DaimlerChrysler, Dekra, Ensslin, FGAN, Fiat, Fraunhofer, Freudenberg, Gepard, IBM, IBUK, Informing, J&M, Kjaergaard, L3, Lobo, LPKF, Mapal, Märklin, MAZ, Microplex, Nagel, Netzsch, Pentatron, Perimos / Pipetronix, QSort, Renault, Siemens, Telenot, Then, Tiede, Unisensor, Varta, VDO, VW, Zeiss,Universitäten und Institute, BMFT und ESPRIT Projekte

Betreute Branchen und Firmen

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●Kombinierte Mess-, Steuer- und Regelungstechnik●Mehrkanalige Messwerterfassung und -verarbeitung●Multiprozessorsysteme, verteilte (dezentrale) Systeme●Digitale Signal- und Bildverarbeitung●Ultra-low-Power, batteriebetrieben●Künstliche Neuronale Netzez.B.:

Akustische Motorprüfung, Ascet Simulator, Batterieprüfung, Beamforming, CAN-Bus I/O, Common-Rail Einspritzdüsen Prüfstand, kamerageführtes Crash-Test System, Echtzeit-FFT Rechner, optische Fototaschenauswertung, div. Funktions-generatoren, optische Holzklassifizierung mit NN, Honmaschinensteuerung, Hydraulikprüfstände, Karotten QS, Keramikherstellung Messtechnik, Kläranlagen Messtechnik, LaserScan-Mikroskop, Lasersteuerung, div. Netzgeräte, div. Radar (8 PPCs, 70 Kanäle 72 DSPs), Radarsensor 61,5GHz, Reibalen-Einstellsystem, Reizstromgerät, Robotersteuerung, schnelle Spektrometrie, Schweissnaht-Über-wachung mit NN, div. Simulationsrechner (bis zu 100 DSPs), Hardware-in-the-Loop Simulation, div. Sonar

Realisierte Applikationen

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Technik● Embedded Hardware & Software CoDesign

● Konzept, Architektur und Technologie, Lösungen● Verbindung von analogen und digitalen Komponenten und

Funktionen● Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik● Signal- und Bildverarbeitung● Neuronale Netze

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Technologie● Von 8bit bis 32bit und skalierbares MultiProzessing

● General-Purpose, single-Chip, Multi-Chip, DSPs, RISC, SoftCore● Von MHz zu GHz● Ultra-low-Power

● Vom einfachen Adress-Dekoder im cPLD zuMultiSoftCore(s) im FPGA

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Verwendete Prozessoren● Von 8bit zu 32bit + floating-point + SIMD + Cache + Pipeline● General-Purpose, single-Chip, Multi, DSP, RISC, Soft● Von 1MHz zu 1GHz● Ultra-low-Power● cPLD, FPGA

1974 200419991994198919841979

6502, F8, 6802

6809

6801

68000 T40x

T22x

T80x C4x C3x, SHARC

H-SHARC T-SHARCPPC

MSP430

32bit + FPU + SIMD

32bit + FPU

32bit

16bit

8bit

NIOS

C64 NiosII, Leon3NIOS

MultiCore 100+GHz 100+

SOPC 100+

201920142009

SoftCore 100+

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Was sind Embedded Systeme?

● Viele der vorgestellten Applikationen gehören in den so genannten „embedded“ Bereich

● Sie sind komplett, meistens zur Erfüllung einer einzigen Aufgabe, wie z.B.:● Mobiltelefon● Funkuhr, Hörgerät● Steuereinheiten im Auto● „intelligente“ Haushaltsgeräte

● Sie funktionieren wie Computer (PCs), sehen aber nicht so aus:● beinhalten Prozessor(en)● haben Speicher für Programm und Daten (meist sehr begrenzt)● benützen LEDs oder Anzeige, Tasten / Tastatur für die Benutzer● haben optionale Schnittstellen für Ein- / Ausgabe

● Sie werden meistens in großen Stückzahlen hergestellt:● 1.000 bis millionenfach● ARM Prozessor hat ca. 80% Weltmarktanteil

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Was ist Embedded System Engineering?● Begrenzte Resourcen

● Programm- und Datenspeicher● Rechenleistung● Stromversorgung● Temperaturbereich● Abmessungen● Gewicht

● Echtzeit● Zeit● Umwelt● Kosten, Preis

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Mein Leistungsspektrum heute

● Beratung, Marktanalyse, Schulung, Training, Coaching● Konzepterstellung, Architekturentwicklung, Systemdesign● Hardware- und Softwareentwicklung (Ass, C/C++), Matlab

● SingleChip- und Ultra-Low-Power Prozessoren● z.B. MSP430xxx

● DSPs● Multiple DSPs, z.B. TigerSHARC

● FPGAs mit Soft-Prozessor(en)● z.B. Altera CycloneII / StratixII FPGAs und NiosII, Leon3

● Projekt-Management

● Fachartikel● Vorträge

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Embedded Workshop● 2 bis 5 Tage mit praktischen Übungen:

● Systeminstallation● Soft- und Hardware Engineering● Assembler, C, C++, EC++● Portierbarer + wiederverwendbarer Code● Reset, Stack, Heap, C_Start● Peripherie

● UART, analog + digital I/O, Timer, DMA, SPI / I2C, CAN, ...● Interrupt-Service-Routinen (ISR)● Echtzeit-Problematik● Spezielle „embedded“ Anforderungen

● begrenzte Resourcen, Batteriebetrieb, Umgebungstemperatur, Umwelt, ...● Betriebssystem(e)

● uC/OSII, RTEMS, ...● Beispiele, Übungen● Kunden- bzw. Applikations-spezifischer Teil