TQ trimmt Embedded-Modul auf Langzeitverfügbarkeit Modulentwicklung durch die Obsolescence-Brille

Nicht nur klein, sondern auch auf Obsolescence getunt: das TQ-Modul TQMa28 mit ARM Core.

Wer sein Design nicht von Grund auf selber entwickeln möchte, greift zunehmend auf Module zurück. Die Auswahl ist dementsprechend vielfältig, aber wie ist es eigentlich um die Lebenszeit der einzelnen Bauteile und der Software bestellt?

Wer seine Entwicklung auf einem Modul aufbaut, geht wohl meist davon aus, dass der Hersteller die verwendeten Bauteile und die Software nach Obsolescence-Gesichtspunkten ausgewählt hat. »Das ist aber oft nicht der Fall oder gilt zumindest nicht für alle kritischen Komponenten auf dem Modul«, weiß Ulrich Ermel, Bereichsleiter bei TQ Systems. Vor allem bei Embedded-Modulen asiatischer Hersteller ist zunächst Vorsicht geboten. Aus Obsolescence-Sicht kritische Bauteile sind alle Speicherprodukte und Prozessoren. Selbstverständlich kommt es auch auf die Einsatzgebiete an, für die bestimmte Module konzipiert sind. Vor allem bei Entwicklungen langlebiger Investitionsgüter oder für Branchen, in denen lange Verfügbarkeit obligatorisch ist, sollte der Entwickler also bei seinem Modulhersteller den Produktlebenszyklus der eingesetzten Bauteile genauer hinterfragen, um nicht bei jeder Abkündigung ein Re-Design vornehmen zu müssen.

Allerdings weiß Ermel als Obsolescence-Experte aus Erfahrung, dass es gar nicht so einfach ist, einen stichhaltigen Forecast für die Bauteileverfügbarkeit zu erstellen. Zwischen der kurzen Verfügbarkeitsdauer von elektronischen Bauteilen und der langfristigen Verfügbarkeit von Investitionsgütern klafft eine Lücke, die es zu schließen gilt«, so Ermel. Für die Vorhersage, wie lange ein Bauteil im Markt lebt, gibt es verschiedene Methoden. Sich nur alleine auf die üblichen Datenbanken zu verlassen, reicht nach Ansicht von Ermel jedenfalls nicht. Er empfiehlt eine kombinierte Methode aus Datenbank und selbständiger Recherche bei den Herstellern und in der Lieferkette.

Dass diese Methode in der Praxis sehr gut funktioniert, hat Ermel an dem ARM9-basierten TQ-Modul TQMa28 gezeigt. Die TQ-Module müssen normalerweise 15 Jahre verfügbar sein. Wird ein Bauteil auf dem Modul während dieser Zeit obsolet, dann erarbeitet TQ gemeinsam mit dem Kunden speziell für diesen Fall und dieses Bauteil eine reaktive bzw. proaktive Obsolescence-Lösung.

Zusammen mit seinen Kollegen bei TQ hat Ermel das besagte Board mit seinen ursprünglich vorgesehenen Bauteilen eingehend analysiert und durch die »Obsolescence-Brille« betrachtet: Nach den Lebenszeitberechnungen von Ermel hätte wohl keines der eingesetzten Bauteile die 15-Jahres-Hürde geschafft, wie die folgende Übersicht zeigt:     
•    Prozessor ARM9: 3 Jahre
•    Stecker: 10 Jahre
•    Flash Speicher : 1 Jahr (NAND uprated)
•    Arbeitsspeicher SDRAM: 1 Jahr (DDR2)
•    Logik Baustein: 8 Jahre
•    Betriebssystem: 1-15 Jahre

Im Fall der Speicher klaffte die Lücke zwischen Anspruch und Wirklichkeit mit immerhin 14 Jahren Differenz besonders weit auseinander. »Wir konnten aber mit Hilfe der kombinierten Forecast-Methode für jedes Produkt einen geeigneten Ersatz finden«, bekräftigt Ermel. Dabei hat das Obsolescence-Team von TQ einen Großteil der Produkte aktiv in der Lieferkette recherchiert. »Das war in diesem Fall unumgänglich«, so Ermel.     

Aus dem ARM-Prozessor wurde ein Freescale i.MX28, für den Freescale eine grundsätzliche Verfügbarkeit bis September 2025 zusichert. Als Flash-Speicher kommt jetzt die EMMC-Blackbox von Toshiba/Micron/Sandisk zum Einsatz: Gehäuse, Ansteuerung und Pin-out sind nach JEDEC normiert und 1:1 ersetzbar. Micron bietet außerdem ein Longlife-Programm und kommt deshalb ein weiteres Mal beim Arbeitsspeicher mit dem MT47H64M16HR-25EIT:H zum Zug.
Bei Logikbausteinen setzt TQ auf TI/Maxim/Linear–Standardprodukte: Gehäuse, Ansteuerung und Pin-out sind gleich, daher austauschbar. Maxim, Linear und TI bieten jeweils Obsolescence-Programme für ihre Produkte.
Bei der Software kommt abhängig von der Endanwender-Software des Kunden Linux/QNX/VxWorks oder Windows CE zum Einsatz. »Wobei, abhängig von der Treibersituation, Linux oder QNX besonders hoch im Kurs sind«, so Ermel.  

Wer soll das bezahlen?

Schön, dass das Modul jetzt in punkto Obsolescence überentwickelt ist, aber wer soll so ein Produkt bezahlen? Schließlich spielte der Preis bei der Komponentenauswahl nur eine nachrangige Rolle, und das Modul ist nach dem Obsolescence-Tuning dementsprechend etwas im Preis gestiegen.

Dieser Frage musste sich Ermel natürlich auch im eigenen Haus stellen. Die Bedenken hielten allerdings nicht lange an, denn der Erfolg war recht schnell sichtbar: »Wir verzeichnen seit der Markteinführung unseres Moduls einen richtigen Ansturm auf das Produkt und haben damit sehr viele Designs gewonnen!«, freut sich der Obsolescence-Experte. Warum ist der Kunden trotz notorischen Spardrangs und -zwangs bereit, für so ein Modul mehr Geld auszugeben? »Im Endeffekt muss er gar nicht mehr Geld ausgeben. Wir bieten dem Kunden damit vielmehr ein Rundum-Sorglos-Paket«. Nach Ansicht von Ermel ist das Modul weltweit sehr wohl wettbewerbsfähig, denn es hat einen hohen SMD-Anteil, die DRAM-Kosten sind nicht sehr hoch, und der Kunde spart sich bis auf wenige Ausnahmen die Re-Designs.
Bleibt dieses TQ-Modul ein einmaliges Pilotprojekt oder werden weitere solcher auf Obsolescence getunten Boards folgen? »Unser Produktmanagement ist dermaßen vom Obsolescence Management begeistert, dass wir bereits alle aktuellen Module auf proaktives Obsolescence Management hin optimiert haben«, bekräftigt Ermel.