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Digitaltechnik


Die sich seit 1968 rasend entwickelnde Digitaltechnik bedingt, durch ihre sich dauerhaft ändernde Komponenten, ein stetiges Anpassen an den gerade bestehenden Standard und der verfügbaren Bauteile.
Dies bedeutet, dass die Entwicklung einer digitalen Schaltung heute bereits die Bauteile von morgen berücksichtigen muss. Und im weiteren, dass die Bauteile von Morgen abwärtskompartibel sich zu den Bauteilen von gestern verhalten müssen.
Allgemein kann man sagen, dass durch die Digitaltechnik logische Verknüpfungen bearbeitet werden.
Durch die Kombination dieser logischen Verknüpfungen ist es möglich, künstliche Sprachen zu generieren die man als Maschinensprachen oder Micro-Code bezeichnet. Andererseits gibt es ganz natürliche Verknüpfungen wie UND oder ODER die durch simple Schalter realisiert werden können, was ohne entsprechende Bauteile eine gewisse Unsicherheit darstellt.
Ausgehend von den modernen Digitalbausteinen kann man, bis auf spezielle frei programmierbare Logiken, auf standardlogische Bauteile zugreifen und diese miteinander schaltungstechnisch verknüpfen. Dennoch ist es in den meisten Fällen ratsam auch in kleinen Digitalentwicklungen sogeannte Single-Chip-Prozessoren einzusetzen und die logischen Verknüpfungen durch die Abarbeitung der Programmcode auszuführen und an den Ausgängen der Prozessoren zur Verfügung zu stellen.
Viele dieser modernen Single-Chip-Prozessoren haben nur noch ein 10.000stel der Stromaufnahme eines einzigen logischen Digitalbausteines . Wodurch sich unter der maßgeblichen Betrachtung der Stromaufnahme (Umweltschutzt) eines Gerätes die Entscheidung hin zu einer Prozessor-Logik-Lösung sich ergibt.
Heutzutage gibt es 100tausende von unterschiedlichen Logik- und Digital-Bausteinen deren technische Bezeichnungen inzwischen unübersichtlich geworden ist. Daher sind für die Digitaltechnik entsprechende Referenz- und Vergleichslisten der unterschiedlichen Hersteller zwingend notwendig.
Dies gilt nicht nur für DigitalSignalProzessoren (DSP) sondern auch für simple logitsche Komponenten.
Damit steht und fällt der Design einer Digitalschaltung an der Aktualität dieser Vergleichs- und Referenzlisten. Dies drängt die Distributoren die aktuellen Bauteillisten in Form von DVDs an die entsprechenden Entwicklerteams zu liefern, da diese ohne diese Referenzlisten die entsprechenden Distributoren nicht weiter anfragen können (Zeitvorgaben). Aus diesen Referenzlisten wird von den verwendeten CAD-Systemen die Bauteilauswahl vorgenommen.
Wir favorieren aus einem Pool von acht unterschiedlichen Prozessor-Philosophien zwei für jeweils eine Digitalentwicklung (secound Source)
Für alle diese etwa 12.000 unterschiedlichen Prozessoren und Logik-Prozessoren wie auch Digital-Signal-Prozessoren haben wir in unserem Hause Echtzeit-InCircuid-Emulatoren. Somit ist ein simulierter Betrieb eines erstelleten Programmes für eine Logik-Lösung sehr schnell testfähig.
Für viele Digitalenwendungen kann man daher heute auf Standard-Boards und Standard-Logik-Prozessoren zurückgreifen. Was leider nicht bedeutet, dass auch die Standard-Software dazu passen muss.
In den letzten 10 Jahren hat sich hinsichtlich der Schalt- und Regelungstechnik im Bereich der Digitaltechnik sehr viel verändert.
Somit sind analoge Netzteile, Motorregelungen oder akkubetriebene Geräte heute wesentlich unterschiedlich von den Geräte von noch vor 2-3 Jahren. Manchmal sind die logischen Bauteile für die Regelungen der Komponenten nicht einmal mehr aufzufinden (Ladeschaltung Handyakku).
Für sehr komplexe digitalte Schaltungen (Ablaufsteuerungen) verwenden wir einen 256-Kanal Logik-Analyse-Analyser. Dieser kann logische Verknüpfungen bis zu einer Zeitauflösung von 100 pico-sek. auflösen. Hiermit sind mögliche Logik-Zeit-Delay-Fehler sowie sogenannte Glitches - Störimpulse (glitch, Störimpuls) gezielt auffindbar.
Das bedeutet, dass wir in Ihren bestehenden Digitalschaltungen ohne tiefe Kenntnis der Gesamtschaltung in Ihrem System die bestehenden Fehler ausmessen können, und somit auffindbar machen.
Sicher ist es notwendig zu erwähnen, dass sehr kurze Störimpulse, die in eine Digitaltechnik eingeleitet werden, fast immer erhebliche Schäden an den Endgeräten erzeugen. Doch dies wäre nur das kleinere Übel, denken Sie nur an einen möglichen Personenschaden!
Daher ist in der Digitaltechnik besondere Sorgfalt auf die Unterdrückung von möglichen Störungen, kommend aus der Versorgung (Netzteil) oder über die angeschlossenen Leitungen wie auch durch einen fehlerhaften Board-Layout-Design, Wert zu legen.
Auch hier haben wir uns auf die Analyse dieser Störungen spezialisiert, und bieten damit die Vorort-Analyse in Ihren bestehenden Systemen an.
Bei Ihren möglichen Neuentwicklungen unterstützen wir Sie gern durch unsere Analysen und Einschätzungen, und machen Ihnen Design-Änderungs-Vorschläge. Im Gegensatz zur Analogtechnikist das digitale Signal meist nur für einen kurzen Augenblick vorhanden, wodurch eine Kontinuität nicht vorhanden ist.Entsprechend ist das Abbild eines Signales nur das Abbild des Signales zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Der allgemeine Ablauf der Digitalentwicklungen folgt immer nachfolgenden Punkten:

  1. die Aufgabenstellung
  2. erstellen der Logiktabelle, Sonderfälle
  3. die Zeichnung des Stromlaufplanes
  4. die Simulation
  5. die Optimierung (Bauteilreduzierung, Energie, Temperaturbereich, Sicherheitsrelevanz)
  6. die Ermittlung der Grenzwerte
  7. die Kostenermittlung
  8. der Laboraufbau
  9. das Layout
  10. Entwicklung der Firmware oder Logikprogramm (ASIG, PAL, GAL ....)
  11. der Musteraufbau
  12. Überprüfung der Grenzwerte
  13. Generierung der Produktionsdaten (Gerber, CNC)
  14. Plotten der Dokumentation