Hochverfügbare Steuereinheiten entwerfen

Eine Idee zum Produkt reifen lassen (Teil 1)

27. April 2016, 10:56 Uhr | Von Christoph Adam

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Interaktive Zusammenarbeit verschiedener Fakultäten

All dies macht die Vorteile eines Kompetenzzentrums deutlich: Die interaktive Zusammenarbeit der verschiedenen Fakultäten erzeugt gemeinsame Kreativität und Eigenverantwortung der Team-Mitglieder:

  • Der Entwickler versteht besser, wie die Herausforderungen auf der Gehäuseseite aussehen und in welchem Rahmen Anpassungen gemacht werden können.
  • Der Konstrukteur versteht die Dynamik auf dem Board besser.

Bei den heutigen Taktraten der Prozessoren und der Lagendichte auf Board-Ebene sind teilweise Hochfrequenz­phänomene zu beobachten, sodass der Layouter auch bei Impedanz-kontrollierten Leitungen sehr genau darauf achten muss, wie er die Bauteile anordnet. Bei dem beschriebenen Projekt entstanden zusätzliche Designverbesserungen: Beispielsweise wurden Netzteile mit eigenen Lüftern und getrennter Luftzuführung verwendet, um den kompletten Gehäuseluftstrom zur Kühlung der Baugruppen verwenden zu können.

Im Rahmen der Diskussionen entwickelte das Team zudem ein Konzept, wie diese Simulationsergebnisse im implementierten System getestet werden können und wo weitere Wärmesensoren im Gesamtsystem – zusätzlich zu den üblichen Sensoren auf Prozessorebene – platziert werden müssen.

Kühlung und Hochverfügbarkeit

Bei Ausfall eines Gehäuselüfters werden die Drehzahlen der anderen durch das Systemmanagement entsprechend erhöht. Des Weiteren wurde, um die Hochverfügbarkeit auch auf Mechanik­ebene zu gewährleisten, ein Klappensystem entwickelt. Dieses stellt sicher, dass der erzeugte Luftstrom der anderen Lüfter nicht nach vorne entweicht. Vielmehr verbleibt der Luftstrom durch dieses Ventil im System und auch der Restdruck für eine bestmögliche Kühlungsleistung bleibt weiter bestehen.

Parallel dazu kam der Produktionsingenieur ins Spiel, da er im Sinne von „Design for Test“ und „Design for Manufacturability“ bewerten kann, ob und wie die Steuereinheit für einen nahtlosen Übergang in die Serie entwickelt und gegebenenfalls angepasst werden soll. Mit seiner Sichtweise in Bezug auf die effektive Bestückung der Platinen und die leichte Montierbarkeit der Lösung entstanden wichtige Lösungsansätze: etwa, wie die Lüfterkassetten im nächsten Schritt – in der Produktion – nicht nur einfach montiert, sondern im Service-Fall im laufenden Betrieb auch effektiv durch das Personal des Kunden ausgetauscht werden können.

Des Weiteren wurde bereits an diesem Punkt besprochen, wie die Teststrategie für die Phase 2 (Serienproduktion) aussehen sollte und was auf Board- und Gehäuseebene getan werden muss, um diese zu implementieren. Ein geeigneter Lösungansatz sind hier zum Beispiel JTAG-Tests (Joint Test Action Group; IEEE-Standard 1149.1).

So entsteht zu einem sehr frühen Zeitpunkt ein Gesamtbild, das nicht nur die Entwicklungsphase, sondern auch die Serienphase inklusive Funktionstest und die Anforderungen bzgl. Langzeitverfügbarkeit technisch und kommerziell beinhaltet. Ebenso wichtig ist, dass allen Beteiligten die Möglichkeit gegeben wird, sehr früh ihre Anforderungen einzubringen. Und das funktioniert am besten, wenn man sich an einen Tisch setzt, die Belange des anderen versteht, alles lösungsorientiert bespricht und umsetzt. All dies muss in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden geschehen, um diesem zu seiner besten Systemlösung zu verhelfen.

Zwei weitere Beiträge zu dieser Thematik werden am Beispiel der hochverfügbaren Steuereinheit den Fortgang des durchgängig strukturierten Designprozesses schildern.

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Christoph Adam ist als Leiter Produktmanagement im Geschäftsgebiet Elektronik/Gehäusetechnik u.a. verantwortlich für Embedded technologien und Systeme
Christoph Adam ist als Leiter Produktmanagement im Geschäftsgebiet Elektronik/Gehäusetechnik unter anderem auch für Embedded-Technologien und Systeme verantwortlich. Der Diplom­ingenieur war in den letzten 20 Jahren maßgeblich an der technischen und kommerziellen Umsetzung von Standards wie ATCA und CPCI in Produkte und Dienstleistungen für Firmen wie Force Computers, Motorola und Emerson beteiligt.
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  1. Eine Idee zum Produkt reifen lassen (Teil 1)
  2. Eine Konzeptstudie als Startrampe
  3. Interaktive Zusammenarbeit verschiedener Fakultäten

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