Der Preis von günstig

Probleme mit kostenoptimierten Embedded-Display-Systemen

4. Februar 2021, 11:20 Uhr | Karlheinz Blankenbach

Die teuerste Einzelkomponente in Embedded-Systemen ist oft das Display. Möglichkeiten zur Kostenoptimierung gibt es zwar viele, aber sie können schnell zu teuren Folgeproblemen führen. Exemplarisch dafür stehen neun Beispiele aus der Praxis. Ein Gastbeitrag von Prof. Karlheinz Blankenbach.

Ich möchte Embedded-Entwickler nicht mit Worthülsen belasten, aber der Spruch »Kosten sparen war schon immer teuer« trifft auf die Display-Branche sehr genau zu – zumindest dann, wenn professionelle Anwendungen entwickelt werden sollen. Der Reiz für Experimente zur Preisoptimierung ist bei Displays besonders hoch, weil sie meist den teuersten Posten auf der Stückliste eines Embedded-Systems ausmachen. Was dabei häufig nicht bedacht wird: Genauso hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass dabei etwas schief geht und es zu Bildfehlern oder Totalausfällen kommt. Der Aufwand zur Mängelbeseitigung und der Rufschaden durch Feldrückläufer übersteigt leicht die eingesparten Kosten. Das ist nicht nur mein Eindruck, sondern bestätigt sich im Gespräch mit zahlreichen Fachkollegen immer wieder. Und dafür gibt es Gründe, von denen ich hier die drei wichtigsten ohne Anspruch auf Vollständigkeit aufführen möchte.

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1. Der Komplexitätsgrad von Displays

Displays werden mittlerweile zwar als Commodity-Komponente angesehen – also durchstandardisiert und damit leicht gegen ein günstigeres Modell austauschbar. Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass es sich um Bauteile mit hohem Komplexitätsgrad handelt.

Displays sind quasi interdisziplinäre Bauteile. Sie bestehen aus Mikroelektronik in Form von höchstintegrierten ICs, die oft Display-spezifisch sind. Für die Stromversorgung werden aufwendige Power-Management-Systeme benötigt (Leistungselektronik), die ein Power-Sequencing und eine Temperaturnachführung unterstützen. Für die Ansteuerung von Farbgrafik-Displays sind hochperformante Prozessoren und Grafik-Controller (Halbleitertechnik) nötig sowie High-Speed-Datenschnittstellen mit Übertragungsgeschwindigkeiten im Bereich von Gbit/s. Hinzu kommen aus der Elektromechanik PEMCOs inklusive exotischer Stecker, mechanische Befestigungen und Abdichtungen. Die Oberflächenbehandlungen und Klebeverbindungen der Deckgläser in Form von Entspiegelungen, Anti-Fingerprint-Beschichtungen und Optical Bonding ist technische Chemie. Aus der Optoelektronik und Photometrie werden Komponenten integriert, die weit über LEDs hinausgehen und die grafische Benutzeroberfläche (GUI, Software) muss auf das Display und die
Prozessorleistung ausgelegt sein.

Bei dieser Betrachtung sollte es auf der Hand liegen, dass ein »konkretes« Display nicht ohne Weiteres gegen ein anderes, vermeintlich gleiches Display, ausgetauscht bzw. ersetzt werden kann. Warum wird genau das häufig doch versucht?