Mobil wird modular

Ein fortschrittliches Design mit flexiblen gedruckten Schaltungen (FPC) ist bei modernen Mobiltelefonen mit großem Funktionsumfang entscheidend für eine schnelle Skalierbarkeit – sie bietet aber auch bei anderen Anwendungen enorme Vorteile.

Bei der Verwendung der Pulsbreiten-Modulation (PWM) für die Beleuchtung im Automobil zeigt dieser Beitrag, wie für eine optimale Systemleistung Frequenz und Tastverhältnis gewählt werden müssen. Weiter werden Verfahren diskutiert, mit denen sich die elektromagnetischen Störungen zu den anderen Bordsystemen begrenzen lassen.

INHALT:
Eine als Standard anerkannte Anwendungsschnittstelle
Flexible Leiterplatte – eine flexible Lösung
Mobilanwendungen geben den Weg vor
Auf der Suche nach Wettbewerbsvorteilen
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Ausgeklügelte, leistungsfähige und dabei kostengünstigen Silizium-Bausteine für die Steuerung niedriger, mittlerer und hoher elektrischer Leistung werden für eine ganze Reihe von Anwendungen immer stärker nachgefragt. Im Automobil werden heute bereits viele elektrische Verbraucher von „intelligenten“ Halbleiter-Leistungsschaltern gesteuert. Diese ersetzen die bisher verwendeten Relais. Die Halbleiter müssen bestimmte Anforderungen erfüllen: Dazu gehören die Sicherheit gegen Überlast und Kurzschluss sowie eine Diagnose-Schnittstelle zu einem Mikrocontroller; zudem müssen sie kompatibel sein zum Betrieb mit Pulsbreiten-Modulation, die für die Ansteuerung von Elektromotoren und Halogen-Lampen heute weit verbreitet ist.

Sollen die Visionen und Ambitionen von Netzbetreibern, Inhalte- Anbietern, Geräteherstellern und Endbenutzern zufriedenstellend realisiert werden, müssen künftige Generationen von Mobiltelefonen eine enorme Menge neuer Elektronik in ähnlichen Gehäusegrößen unterbringen, wie sie auch heute verwendet werden. Dabei stehen auf der Wunschliste Funktionen, die über das elementare Telefonieren hinausreichen: Audio- und Videostreaming, Positionsbestimmung und Kartierung, Digitalaufnahmen, digitales Fernsehen, Internetzugang und Spiele. Mobiltelefonanbieter müssen eine große Menge an Produkten verfügbar haben, die viele Kombinationen dieser Funktionen umfassen, zum Beispiel ein Foto- Mobiltelefon mit über 3 Megapixeln Auflösung, einem hochwertigen Blitz und Dateiaustauschoptionen sowie einem MP3-Player und WAP-Fähigkeit.

Um diese vielfältigen Anforderungen kosteneffizient und innerhalb kurzer Vorlaufzeiten erfüllen zu können, wurden flexible Architekturen konzipiert, denen komplexe und hochwertige Extra-Anwendungen in Form selbstständiger Module hinzugefügt werden können. Die Hardware wird dabei so partitioniert, dass die grundlegenden Kommunikationsfunktionen wie Sprach-Codecs, Stereo-Audio-Codecs sowie Signalwechsel und Routing auf einer Hauptplatine implementiert werden, welche die Grundlage für die Produktreihe bildet. Die jeweilige Anwendungsverarbeitung, die beispielsweise mit der Digitalkamera oder einem GPS-Empfänger verbunden ist, wird separat implementiert und über eine im Speicher abgebildete Schnittstelle angesprochen. Dieses Interface ist allen Varianten gemeinsam, welche die gleiche Hauptplatine verwenden.

Eine geeignete allgemeine Schnittstelle lässt sich zum Beispiel implementieren, indem man Dual-Port- SRAM mit programmierbarer Glue Logic und – je nach Bedarf – proprietären oder diskreten Signalen verwendet. Eine allgemeine, im Speicher abgebildete Schnittstelle wie diese hat den Vorteil, dass sie die Plug-and- Play-Integration einer Reihe von Engines für die Anwendungsverarbeitung ermöglicht, was Markteinführungszeit und Entwicklungskosten verringern hilft.

Der modulare Ansatz vereinfacht auch die Typgenehmigung für mehrere Varianten eines Basis-Gerätedesigns, da keine Änderungen an der Hauptplatine mit den GSM- und HFSchaltkreisen erforderlich sind.

Pulsbreiten-Modulation im Überblick