WO2016112885A1 - Electronic device, and methods for the production and use thereof - Google Patents

Electronic device, and methods for the production and use thereof Download PDF

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WO2016112885A1
WO2016112885A1 PCT/DE2015/100510 DE2015100510W WO2016112885A1 WO 2016112885 A1 WO2016112885 A1 WO 2016112885A1 DE 2015100510 W DE2015100510 W DE 2015100510W WO 2016112885 A1 WO2016112885 A1 WO 2016112885A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
hardware
software
modules
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/DE2015/100510
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karsten Walther
Nico Moser
Christian KÖHLER
Denny Berg
Benjamin Feldner
Original Assignee
Harting It Software Development Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harting It Software Development Gmbh & Co. Kg filed Critical Harting It Software Development Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2016112885A1 publication Critical patent/WO2016112885A1/en

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • G06F1/183Internal mounting support structures, e.g. for printed circuit boards, internal connecting means

Definitions

  • the invention relates in a first aspect to an electronic device according to the preamble of independent main claim 1.
  • the invention relates in a second aspect to a method for operating an electronic device according to the preamble of the independent subclaim 8.
  • the invention relates in a third aspect to a method for developing an electronic device according to the preamble of independent subsidiary claim 18.
  • the invention relates in a fourth aspect to a method for producing an electronic device according to the preamble of independent subsidiary claim 24.
  • the publication DE 10 2007 035 645 A1 shows an arrangement of an RFID reader that can be used universally, which is suitable for applications in the smallest quantities and can be retrofitted for other applications without having to redesign the entire system.
  • the RFID reader consists of an RF module and at least another module which is backwired via a backplane, wherein an antenna is connected to the RF module.
  • a disadvantage of this prior art is that the desired individual adaptation of the device to the special requirements for the user of such a system is very complex. Furthermore, the dimensions of such a device are naturally not suitable for many applications, since the modules are backwired via a backplane and therefore the corresponding devices usually build up high. Furthermore, such a system is limited to RFID applications
  • the object of the invention is to provide an electronic device and several methods that serve to reduce the cost of designing and manufacturing such electronic devices.
  • the object is achieved in a third aspect with the above-mentioned method for developing an electronic device by the features of the characterizing part of the independent subsidiary claim 18.
  • the object is achieved with the above-mentioned method for producing an electronic device by the features of the characterizing part of the independent subsidiary claim 24.
  • a method according to the third aspect of the invention allows a business model in which a device manufacturer, for example as a customer of the provider, individually designs his own device on the basis of the given device components and optionally with an optional help from the provider.
  • a use of this business model is provided by a vendor and a variety of device manufacturers, the device manufacturers as customers of the provider their own individual devices time and cost themselves can design and manufacture.
  • Such electronic devices may include, but are not limited to, the following, such as: RFID readers, gauges, consumer electronic devices, electronic communication devices, communication devices, modems, computers, computer accessories, computer peripherals, measurement and control devices, especially for the railway, logistics, industrial applications, manufacturing and process automation, agricultural industry and traffic engineering.
  • a particular advantage of the invention is that the respective individual proportion of the devices for the device manufacturer is limited to a necessary minimum, both during development and during production with regard to both the hardware and the software.
  • An individual share is understood to be that share by which the respective devices differ from one or more basic outfits specified by the provider.
  • each module can advantageously have a separate printed circuit board on which its electronic components are arranged.
  • Such an individual module can be combined with at least one predetermined module.
  • several, for example, two, predetermined modules can be combined with each other and with an individual module, so that in this example a total of three modules are used, namely two predetermined and an individual module.
  • these three modules can be an individual function module, a predefined main module and a predefined supply module.
  • the function module is individually configured and configured for the respective application, and thus generally has both individually assembled hardware components as well as individual software.
  • Part of this software may consist of individually compiled but predetermined software modules.
  • Another part of the software can be programmed individually. This individual part of the software usually includes the application-related part of the software.
  • the functional module has an interface module required for communication with at least one other module as well as at least one physical interface.
  • the functional module is designed application-specific and thus has at least one, in particular a plurality, application-specific components, in particular hardware components.
  • application specific components may include, for example, sensors and associated interfaces, antennas, antenna amplifiers, as well as modulation and demodulation devices, input and output interfaces (I / O), inputs and outputs for sensors and actuators, control logic, microcontrollers, FPGA, DSP, wireless modules.
  • the function module has an application-specific function module corresponding to the respective application, for example an RFID module, a WLAN module or the like.
  • These functional components can also contain at least one, preferably several, of the abovementioned application-specific components.
  • the application-specific components in particular hardware components, can comply, for example, with the following standards.
  • Bluetooth IEEE 802.11
  • WLAN 802.1 1 ⁇ , 802.1 1 ac
  • GPRS global positioning reference
  • UMTS Universal Mobile Communications
  • ZigBee ZigBee
  • Ant + industrial busses
  • EtherNet / IP industrial busses
  • a large number of predefined main and supply modules can exist and be offered by the provider, so that the respective device manufacturer can choose from a plurality of predetermined main modules and a plurality of predefined supply modules. Then, for operation with the custom-created, application-specific function module, a suitable main module can be selected from the set of predefined main modules. Furthermore, from the set of predetermined supply modules, a suitable supply module can be selected which is suitable both for the functional module and for the
  • Criteria for the selection of the supply module may be, for example, the maximum power and the heat.
  • the criteria may be the processor performance and storage capacity of the data memory.
  • the bus system and the corresponding interfaces can also play a role.
  • the functional module is to be conceptualized in such a way that it matches the selected predefined modules, that is to say, for example. B. it uses the same bus systems that it requires the appropriate supply voltages, etc.
  • a set of different components is specified for the functional module, which correspond to the specifications of at least some of the predetermined modules.
  • These components may be, for example, interfaces, processors, memory components, sensors, antennas, amplifiers, electrical filters, etc.
  • the modules for communication with each other use the USB standard, for. Eg USB 2.0. This has the advantage that over it both the data exchange and the power supply is guaranteed.
  • a flat design of the device is advantageous for many applications.
  • the flat design is achieved in particular by several, in particular all, so possibly three such printed circuit boards are arranged in a plane.
  • the electrical connection of the modules lying in one plane can take place via so-called "zebra connectors", as known to the person skilled in the art and described for example in WIKIPEDIA under htip.//en.wikipeciia orq 'iki / Eiastomefic connector
  • zebra connectors as known to the person skilled in the art and described for example in WIKIPEDIA under htip.//en.wikipeciia orq 'iki / Eiastomefic connector
  • connection can be made via so-called "press fit bridges”.
  • the three modules are preferably designed in the form of equal-length, rectangular printed circuit boards. This has the advantage that the modules are arranged in their arrangement with their edges of equal length. connect to each other and are mutually interchangeable with each other at least in terms of their geometric arrangement.
  • each module then has a common contact edge with a front surface of the housing where it can have its own I / O device ports.
  • each I / O device port has a corresponding connector installed in the front of the device.
  • main and supply module is the following arrangement: Only two of the three modules, namely the functional module and the supply module, each have an edge equipped with connectors is and in the installed state with the device at the front closes.
  • the main module has no direct mechanical contact with the front of the device.
  • the printed circuit board of the main module is shorter than the printed circuit boards of the other two modules.
  • the functional module and the supply module can be L-shaped and arranged in the device in opposite directions. The main module is then made rectangular and can thus be inserted into a resulting between the two L-shaped, mirror-symmetrically opposing circuit cards gap.
  • the predetermined modules in particular the main module or the supply module, could be combined on a common printed circuit board.
  • all modules of the device so for example, the supply module, the main module and the function module can be summarized on a common circuit board, which in turn reduces the cost of manufacturing in large quantities.
  • a device whose market success is not yet foreseeable to produce first in modular design in smaller quantities and, after the market success exceeds a certain mark to switch to production with a single circuit board.
  • the housing may consist of two housing parts, which are preferably made of sheet steel for shielding and stability reasons.
  • the first housing part preferably consists of a main housing, which encloses the modules, which are formed on the basis of printed circuit boards, on five sides and is opened only on its front side.
  • the second part then has a matching front panel, which is optionally connected to the circuit boards via their connectors.
  • the second housing part has a fastening device.
  • the fastening device may for example consist of a preferably welded to the front panel slide. But it can also be formed for example by an aluminum block.
  • the housing is constructed in three parts and consists of a lower shell, an upper shell and a front panel.
  • the lower shell and the upper shell need not be modified for the production of various devices.
  • the front panel however, if desired, application specific modifications may be made, and thus may include, for example, mating openings for incorporation of particular connectors. It can therefore be added downstream of the package in the manufacturing process so that much of the manufacturing process remains consistent regardless of the final device design.
  • the design of a particular device is usually not the responsibility of the supplier, who offers the housing and the specified modules and components. Although the provider can take on this role in special cases. But it is particularly advantageous if instead a device manufacturer of a particular device takes over this conception according to his individual ideas.
  • the device manufacturer is provided a high degree of assistance by the provider in the compilation and / or creation of the individual hardware and software components.
  • this assistance can be largely automated, so cost the provider no manpower.
  • the housing can be adapted to the hardware modules, z. B. with respect to the external connectors used. Also, device-internal cooling measures, if necessary, can be targeted offered as soon as the corresponding circuitry suggests this.
  • the assistance can also refer to the selection of the associated drivers and / or other hardware-related software components and their provision, for example, on the Internet.
  • libraries of applications and programs of higher functionality can also be offered by the provider and / or exchanged and / or traded between the users, in this case the device manufacturers.
  • a device manufacturer initially registers with a web-based customer portal of the provider. Then he gets a personal access to further information about available hardware and software components and prefers an associated online help.
  • the supplier can use the device manufacturer in his customer portal an integrated development environment "IDE” (integrated development environment), ie a software development environment with the common tool chain (cross compiler, debugger, etc.) with the appropriate development tools (“development tools”) to provide engaging hardware-related software libraries.
  • IDE integrated development environment
  • development tools development tools
  • the device manufacturer selects hardware and software modules in the customer portal so that the IDE can create a corresponding system against which a programmer of the device manufacturer programs.
  • a special, matching system is configured on a website of the customer portal, which contains in particular these software libraries. This system is used in the software for the device and in particular to write an application and / or a service program of the associated function module.
  • At least part of the software may be in the form of hardware-related software, e.g. Device drivers, as well as in the form of determining the actual function applications / service programs in so-called "containers.” Then at least one separate container is provided at least for the supply module and the function module.
  • each module can advantageously perform several different functions, so that in an advantageous embodiment, several containers per module can be present.
  • At least individual components can be offered by the provider for the function module.
  • Hardware-related software routines, in particular drivers, can also be provided in the IDE for these components as well.
  • the programmer can essentially concentrate on creating the individual portion of the device software, in particular the respective application / service portion of the function module. This is advantageous because the device manufacturer thereby saves costs.
  • the fact that the IDE can be used net-based, ie online, has the following advantages:
  • the authentication and the call of a specific project allows an assignment of the given modules to a particularly well-informed person, for example the responsible software developer of the provider or a third party. This allows direct communication between the programmer of the device manufacturer and the software developer of the provider, z. B. in the form of online help IDE with integrated chat function and / or email contact.
  • each container contains the application / the actual service with the corresponding functionality, as well as a so-called "WebSocket Interface" with its own, in particular unique, number, for example an IPv6 number
  • the WebSocket interface is used for identification, configuration, control and Data exchange with the application contained in the container / the service contained in the container.
  • the interface also serves as a central web service for the administration of the individual containers, including the associated software and the associated hardware, and it is also accessible beyond physical device boundaries, so that there is the possibility to merge a virtual device with a central administration from several physical devices with distributed administration.
  • the software container has a kernel module, which serves to address the hardware, as well as other services and interfaces, eg. B. to communicate with a network layer of the device software.
  • the lowest layer of the device is formed by the hardware modules already described. This is an operating system, such as Linux, on.
  • the next higher layer is a network layer, e.g. B. for communication with other devices (TCP / IP), as well as a network interface based thereon.
  • the user thus only needs to write the containers for his own function module himself. But he also gets, if he uses the given IDE, a help in the form of drivers, exchange of experience, and other hardware-related software components.
  • the application-specific software belonging to the functional module is advantageously stored in the data memory of the main module so that the system software has access to it.
  • the operating system for example Linux, is implemented on the main module and thus stored in the data memory of the main module.
  • a major advantage of the "containment" of the software ie, the use of containers described above, is that it allows to make particular application-specific portions of the software more independent of the base system, as these thus rely on a partially virtualized, dual system.
  • this allows system-independent software components to be container-specific in the form of libraries, so this high degree of independence of the application-specific software modules greatly simplifies the construction of libraries, and hence the design of the IDE described above, which is a very great additional benefit.
  • the development of containers in the IDE can be significantly simplified in its operation by the system in addition to a standard Gate, which allows programming in common programming languages such as C ++, C, Java or similar languages, advantageously with a debugger, compiler, development tools and software libraries, which may be particularly hardware-related equipped.
  • software components can be arranged based on preferences and resource requirements.
  • a project assistant for loading and saving projects is provided in the IDE.
  • the IDE has the aforementioned online help, which may include appropriate community support, for example, to clarify questions about interfaces.
  • the IDE has a library that can be extended, for example, by the open source principle or possibly also by commercially available programs by the device manufacturer itself, because this is the functional scope of the IDE with only minor provider-side effort extended.
  • Another advantage is that the programmers can communicate with each other in this way and the system automatically gains information.
  • Fig. 1 is an illustration of an overall concept
  • Fig. 2 shows the hardware engineering of an electronic
  • Fig. 2 a, b possible arrangements of a plurality of printed circuit boards
  • FIG. 2 c shows a configuration of the printed circuit boards
  • Fig. 2 d shows the electronic device with a three-part housing
  • Fig. 2 e, f, g an electronic connection of two circuit boards via a Zebra connector
  • Fig. 3 shows a general structure of the software of the electronic
  • Fig. 4 a, b the structure and the user interface of an integrated
  • FIG. 5a shows an overview of the subcomponents and their compositation flow and Fig. 5b a configuration process.
  • Fig. 1 shows an overall concept for the production of an electronic device.
  • This electronic device includes a modular embedded platform “MEP” (Modular Embedded Platform), which is shown in the center
  • MEP modular embedded platform
  • This MEP includes its hardware HW and its software SW, which correspond to each other, as indicated by the common arrow.
  • the production includes an inventive business model BM, which clarifies in particular a task distribution between a device manufacturer and a supplier of device components.
  • This exemplary embodiment relates to a customized RFID reader.
  • FIG. 2 shows the exemplary structure of the hardware of such an electronic device, in particular a modular RFID reader.
  • each of the modules 1, 2, 3 is executed in each case on the basis of a printed circuit board 10, 20, 30.
  • FIG. 2 a shows a first possible geometric arrangement of three modules, namely a functional module 1, a main module 2 and a supply module 3.
  • the three modules namely the functional module 1, the main module 2 and the supply module 3 are each rectangular and designed in their geometric dimensions at least the same length.
  • the main module 2 and the supply module 3 can be interchanged in their geometric position against each other.
  • Fig. 2b another possible arrangement is shown.
  • the printed circuit board 20 of the main module 2 is shorter than the printed circuit boards 10, 30 of the other two modules 1, 3. Furthermore, the printed circuit boards 10, 30 of the functional module 1 and the supply module 3 L-shaped and arranged in opposite directions.
  • the printed circuit board 20 of the main module 2 is rectangular and is inserted into a gap between the two L-shaped, mirror-symmetrically oriented printed circuit boards 10, 30 resulting gap.
  • Fig. 2c the printed circuit boards 10, 20, 30 are shown in just this latter arrangement from a plan view of their component side.
  • the corresponding conductor tracks and connection contacts extend on the other side of the printed circuit board and are irrelevant to the invention.
  • the function module 1 has a function block 1 1 an RFID module, all the necessary RFID components such.
  • B. RF modulators and a USB 2 interface includes.
  • a correspondingly different functional module 1 1 with the corresponding functionality may be provided at this point, for example a WLAN module.
  • a separate USB 2 converter module 16 is alternatively a separate USB 2 converter module 16 provided.
  • the main module 2 has a 21 for system updates or the like.
  • the card slot 21 is equipped in the present case with a corresponding, unspecified ⁇ 8 ⁇ - ⁇ 3 ⁇ .
  • the main module 2 has a processor 22, a RAM module 23 and a flash memory 24.
  • the supply module 3 has a USB hub 31 to connect several devices, an I / O device 32 and a USB-Ethernet converter 33.
  • a separate USB is optionally available 2 converter module 16 is provided, which is not necessary in the present embodiment.
  • the functional module 1 and the supply module have an edge shown below in the drawing, which terminates when installing the modules 1, 2, 3 in a housing 4 with the front panel 43 shown in FIG. 2d. At this edge, the connectors 12, 12 ' , 34 and 35 are arranged.
  • FIG. 2d an upper part 42 and en lower part 41 of the housing 4 is shown in Fig. 2d, wherein in the lower part, the three modules 1, 2, 3 are arranged.
  • FIG. 2e shows a zebra connector according to the prior art. This is a cuboidal elastomer which consists of an alternating sequence of electrically conductive 52 and insulating 53 layers. The layer thickness is approximately in the range between 0.05 mm to 0.2 mm.
  • FIG. 2f shows the use of such a zebra connector.
  • Two printed circuit boards 10, 30 are screwed with their contacts and their tracks in the drawing from above by two screws S, S ' on the Zebra connector 5.
  • their contacts come into contact with a plurality of electrically conductive layers 53 of the zebra connector 5 and are thus electrically conductively connected to one another in the horizontal direction in the drawing.
  • opposing contacts are electrically connected at the edges of the adjacent circuit boards 10, 30.
  • Fig. 2g shows the cross section of the arrangement shown in Fig. 2f. In particular, it is shown how the required for the assembly of the printed circuit board screw S, S ', the circuit boards 10, 30 presses on the Zebra connector 5 and thus produces the contact.
  • Fig. 3 shows the structure of the associated software.
  • the lowest level is given by the hardware modules 1, 2, 3 already described, wherein the main module 2 and the supply module 3 are combined by way of example in a base module.
  • two functional modules 1, 1 ' are provided by way of example.
  • this is the layer of the operating system 61, for example Linux.
  • This is based on a network layer 62 which, on the one hand, enables communication with other devices in a local or global network, but on the other hand also communicates individual local applications.
  • a web container 63 based thereon allows access and administra- tion of the device with possibilities of machine-to-machine communication via services 631 and the GUI interface 632 for human-machine interaction based thereon.
  • All components that belong to the base system 6, in particular the base module 1, 2, the operating system 61, the network layer 62 and the web container 63 with its services 631 and its GUI interface, are outlined in the drawing with the associated dashed line. These components may be considered as provided by the provider.
  • the device manufacturer thus takes over these components as offered by the device manufacturer. These include, in particular, the main module 2 and the supply module 3, which in this example are combined to form a base module. In an alternative embodiment, they could of course also be designed as separate components.
  • the first functional module 1 and possible further components, for example a second functional module 1 ' are configured by the device manufacturer in an application-specific manner and therefore do not belong to the base system 6.
  • a software container 7, in this case for the functional module 1, is shown by way of example.
  • the content of this software container thus does not belong to the basic system 6, ie this content must be created individually or at least compiled by the device manufacturer.
  • at least one software container 7 is provided for the system integration of the functionality of each (hardware) module 1, 2, 3.
  • the software container 7 has an application 71, which contains the actual functionality of the respective module 1, 2, 3.
  • he has meta-information 72, z. B.
  • the container has its own file system 74, so that it can be completely independent of the base system and managed (eg install, upgrade, delete) can be.
  • the container's own GUI services 75 can be dynamically integrated by the base services 631.
  • the content of the software container 7 of the functional module 1 is thus not predetermined, its structure and functionality can be predetermined, which is at least a relief for a programmer of the device manufacturer. Furthermore, the software container of belonging to the base system modules, namely the main module 2 and the power supply module 3, be predetermined by the device manufacturer.
  • FIGS. 4a and 4b show the components of a corresponding integrated software environment "IDE" with the associated server architecture 8 and a corresponding user interface 9, with the help of which the various device manufacturers ("users") 81, 81 ' , ..., on the basis
  • the components and information provided by the provider can assemble and conceptualize their individual devices and create the necessary parts of the software. This is done with the aid of a corresponding development surface 9 and in particular a corresponding available software library (“libraries”) 93.
  • a web server 82 is part of the server architecture 8.
  • the web server 82 represents the interface between the entire server infrastructure and the individual users 81 and thus forms the frontend of the IDE.
  • the server architecture means for the unique authentication of the users 81 are available.
  • resource management means 84 is able to assign the individual users 81 depending on constraints, such as licenses, hardware and / or software resources.
  • the IDE provides toolkits 85 common to one skilled in the art, namely, a crosscompiler 86, a debugger 87, and an embedded system emulator 88.
  • the toolchain 85 may have embedded hardware 89 on the server side. B. the default and possibly also the individually designed hardware modules 1, 2, 3, have.
  • the user 81 can log in to the web server 82 via a browser with a valid login.
  • the user can be assigned to groups.
  • Toolbar 91 provides functionalities for software development.
  • Project window 92 shows the self-created project files.
  • the project window 92 is used for saving and calling project settings and settings for the development phase (properties).
  • the user can be assigned licenses.
  • the user can edit several projects in parallel, in which project-related settings are possible because they can be stored in an associated user interface 9, for example via a project window 92 and called.
  • Such a user interface 9 may comprise:
  • the library 93 provides an automatically generated overview of the libraries / device drivers / system interfaces (libraries) available for the selected predefined modules.
  • Console 95 is a runtime response output window.
  • the communication window 97 allows z. For example, the possibility to contact developers of the libraries and interfaces used or a higher-level support staff member (communication).
  • FIG. 5a shows the individual components that make up a configured overall system.
  • the core system 100 includes a processor board 2, a bootloader 101 tuned thereto, and an operating system 61. Due to the close interlocking of the individual components, the core system 100 is exchangeable only in its entirety.
  • the core system 100 is supplemented by the added housing 4, the supply module 3 and corresponding base containers 7 " , 7 "' . This base product can already be intended as semi-finished product for the customer.
  • a complete end product 300 additionally consists of a functional module 1, associated ("functional") containers 7, 7 ',..., And a corresponding front panel 43, which takes into account the interfaces of the functional module 1.
  • Fig. 5b shows the ordering processes for the finished product.
  • the customer 500 Via the web portal 400, the customer 500, which is in particular a device manufacturer, reaches the selection process 450 through which he selects the components 451 that are necessary for his product. If they are present 452, they can select the appropriate components 451 from a corresponding catalog, configure and add to the product.
  • the customer if one or more required components 450 does not exist, the customer, if he does not want to create the component (s) 450 himself, must operate a job process 460. With the component specification 461, he can have 462 directly with the platform provider internally or, if this is not possible, with a cooperation partner externally 463 make a corresponding component, which is then added to the product.
  • the development of software components can be accompanied in the development portal by the device manufacturer.

Abstract

The aim of the invention is to reduce the overhead for designing and manufacturing various electronic devices. In order to achieve said aim, a device of said type comprises at least three modules (1, 2, 3), at least one or more functional modules (1, 1') of which can be configured application-specifically. The hardware (2, 3) and software (61, 62, 63, 631, 632) of a basic system (6) are provided in a modular form by a provider in order to reduce labor intensity for the device manufacturer while maintaining the necessary flexibility. The provider facilitates the assembly of the basic system (6) as well as the creation and programming of the application-specific hardware components (1, 1') and software components (7) by making available an integrated development environment (IDE) to the device manufacturer. In particular, according to the invention, the software is containerized such that especially application-specific parts of the software are based on a partially virtual system. This makes it possible to make adequate software libraries available to the device manufacturer in a particularly advantageous fashion in the IDE. Also disclosed is a corresponding business model.

Description

Elektronisches Gerät  Electronic device
sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung  and methods for its preparation and use
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein elektronisches Gerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Hauptanspruchs 1. The invention relates in a first aspect to an electronic device according to the preamble of independent main claim 1.
Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Geräts nach dem Oberbegriff des unabhängigen Nebenanspruchs 8. The invention relates in a second aspect to a method for operating an electronic device according to the preamble of the independent subclaim 8.
Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Verfahren zum Entwickeln eines elektronischen Gerätes nach dem Oberbegriff des unabhängigen Nebenanspruchs 18. The invention relates in a third aspect to a method for developing an electronic device according to the preamble of independent subsidiary claim 18.
Die Erfindung betrifft in einem vierten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Gerätes nach dem Oberbegriff des unabhängigen Nebenanspruchs 24. The invention relates in a fourth aspect to a method for producing an electronic device according to the preamble of independent subsidiary claim 24.
Derartige Verfahren werden benötigt, um verschiedene elektronische Geräte herzustellen, wobei diese Geräte in ihrer Funktion möglichst flexibel sind. Such methods are needed to produce various electronic devices, these devices being as flexible in their function as possible.
Stand der Technik State of the art
Die Druckschrift DE 10 2007 035 645 A1 zeigt eine Anordnung eines RFID-Readers, die universell einsetzbar ist, die für Anwendungen in kleinsten Stückzahlen geeignet ist und nachträglich für andere Anwendungen umgerüstet werden kann, ohne das Gesamtsystem neu zu gestalten. Der RFID-Reader besteht aus einem RF-Modul und mindestens einem weiteren Modul die über eine Backplane rückverdrahtet sind, wobei an das RF-Modul eine Antenne angeschlossen ist. The publication DE 10 2007 035 645 A1 shows an arrangement of an RFID reader that can be used universally, which is suitable for applications in the smallest quantities and can be retrofitted for other applications without having to redesign the entire system. The RFID reader consists of an RF module and at least another module which is backwired via a backplane, wherein an antenna is connected to the RF module.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass sich die gewünschte individuelle Anpassung des Geräts an die speziellen Anforderungen für den Benutzer eines solchen Systems sehr aufwändig gestaltet. Weiterhin sind die Abmessungen eines solchen Gerätes naturgemäß für viele Anwendungen nicht geeignet, da die Module über eine Backplane rückverdrahtet sind und die entsprechenden Geräte daher in der Regel hoch aufbauen. Des Weiteren ist ein solches System auf RFID- Anwendungen beschränkt A disadvantage of this prior art is that the desired individual adaptation of the device to the special requirements for the user of such a system is very complex. Furthermore, the dimensions of such a device are naturally not suitable for many applications, since the modules are backwired via a backplane and therefore the corresponding devices usually build up high. Furthermore, such a system is limited to RFID applications
Aufgabenstellung task
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein elektronisches Gerät sowie mehrere Verfahren anzugeben, die dazu dienen, den Aufwand der Konzeption und der Herstellung derartiger elektronischer Geräte zu verringern. The object of the invention is to provide an electronic device and several methods that serve to reduce the cost of designing and manufacturing such electronic devices.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt mit einem elektronischen Gerät der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Hauptanspruchs 1 gelöst. The object is achieved in a first aspect with an electronic device of the type mentioned by the features of the characterizing part of the independent main claim 1.
Weiterhin wird die Aufgabe in einem zweiten Aspekt mit einem Anwendungsverfahren der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Nebenanspruchs 8 gelöst. Furthermore, the object is achieved in a second aspect with an application method of the type mentioned by the features of the characterizing part of the independent additional claim 8.
Des Weiteren wird die Aufgabe in einem dritten Aspekt mit dem eingangs erwähnten Verfahren zum Entwickeln eines elektronischen Geräts durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Nebenanspruchs 18 gelöst. In einem vierten Aspekt wird die Aufgabe mit dem eingangs erwähnten Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Gerätes durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Nebenanspruchs 24 gelöst. Furthermore, the object is achieved in a third aspect with the above-mentioned method for developing an electronic device by the features of the characterizing part of the independent subsidiary claim 18. In a fourth aspect, the object is achieved with the above-mentioned method for producing an electronic device by the features of the characterizing part of the independent subsidiary claim 24.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Solche Anordnungen und Verfahren dienen dazu, eine möglichst große Anzahl verschiedener elektronischer Geräte mit einem möglichst geringen Aufwand herzustellen. Such arrangements and methods are used to produce the largest possible number of different electronic devices with the least possible effort.
Dies ist besonders vorteilhaft für Kleinauflagen spezieller elektronischer Geräte, für die sich der Aufwand einer kompletten Gerätekonzeption und Herstellung nicht lohnen würde. Dabei gehört die endgültige individuelle Gerätekonzeption nicht unbedingt zu dem Aufgabenbereich eines Anbieters der Gerätekomponenten. Vielmehr ermöglicht ein Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ein Geschäftsmodel, bei dem ein Gerätehersteller, beispielsweise als Kunde des Anbieters, auf der Basis der vorgegebenen Gerätekomponenten und gegebenenfalls mit einer optionalen Hilfestellung des Anbieters ein eigenes Gerät selbst individuell konzep- tioniert. Insbesondere ist eine Nutzung dieses Geschäftsmodels durch einen Anbieter und eine Vielzahl von Geräteherstellern vorgesehen, wobei die Gerätehersteller als Kunden des Anbieters ihre jeweiligen individuellen Geräte zeit- und kostengünstig selbst konzeptionieren und herstellen können. This is particularly advantageous for short runs special electronic devices for which the cost of a complete device design and production would not be worthwhile. In this case, the final individual device design is not necessarily part of the scope of a supplier of the device components. On the contrary, a method according to the third aspect of the invention allows a business model in which a device manufacturer, for example as a customer of the provider, individually designs his own device on the basis of the given device components and optionally with an optional help from the provider. In particular, a use of this business model is provided by a vendor and a variety of device manufacturers, the device manufacturers as customers of the provider their own individual devices time and cost themselves can design and manufacture.
Solche elektronischen Geräte können der folgenden bespielhaften Auflistung entsprechen, ohne darauf beschränkt zu sein: RFID-Reader, Messgeräte, Geräte der Unterhaltungselektronik, Geräte der elektronischen Kommunikation, Kommunikationsendgräte, Modems, Computer, Computerzubehör, Computerperipheriegeräte, Mess- und Steuergeräte, insbesondere für die Eisenbahn, Logistik, industrielle Anwendungen, Fertigungs- und Prozessautomatisierung, Agrarindustrie und Verkehrstechnik. Such electronic devices may include, but are not limited to, the following, such as: RFID readers, gauges, consumer electronic devices, electronic communication devices, communication devices, modems, computers, computer accessories, computer peripherals, measurement and control devices, especially for the railway, logistics, industrial applications, manufacturing and process automation, agricultural industry and traffic engineering.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich der jeweilige individuelle Anteil der Geräte für den Gerätehersteller sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Herstellung bezüglich sowohl der Hardware als auch der Software auf ein notwendiges Minimum beschränkt. Als individueller Anteil ist dabei derjenige Anteil zu verstehen, durch den sich die jeweiligen Geräte von einer oder mehreren vom Anbieter vorgegebenen Basisausstattungen unterscheiden. A particular advantage of the invention is that the respective individual proportion of the devices for the device manufacturer is limited to a necessary minimum, both during development and during production with regard to both the hardware and the software. An individual share is understood to be that share by which the respective devices differ from one or more basic outfits specified by the provider.
Dies vereinfacht einerseits die Herstellung der Geräte, erleichtert aber andererseits auch Tests, Zertifizierungen und/oder deren Zulassung, da bereits vorhandene Komponenten diesen Prozess bereits durchlaufen haben. On the one hand, this simplifies the manufacture of the devices, but on the other hand facilitates tests, certifications and / or their approval, since already existing components have already undergone this process.
Daher ist es vorteilhaft, die Geräte modular aufzubauen, so dass ein solches Gerät mehrere Module besitzt. Die Module besitzen üblicherweise sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sämtliche individuellen Hardwarekomponenten einer anwendungsspezifischen Baugruppe auf einem einzigen Modul zusammen- gefasst sind, weil dies den Aufwand und die Kosten der Herstellung verringert. Dabei kann jedes Modul vorteilhafterweise eine separate Leiterkarte aufweisen, auf der seine elektronischen Bauteile angerordnet sind. Therefore, it is advantageous to construct the devices modular, so that such a device has several modules. The modules usually have both hardware and software components. Furthermore, it is advantageous if all individual hardware components of an application-specific module are combined on a single module, because this reduces the effort and the costs of manufacture. In this case, each module can advantageously have a separate printed circuit board on which its electronic components are arranged.
Ein solches individuelles Modul ist dabei mit mindestens einem vorgegebenen Modul kombinierbar. Insbesondere können auch mehrere, beispielsweise zwei, vorgegebene Module miteinander sowie mit einem individuellen Modul kombiniert werden, so dass in diesem Beispiel insgesamt drei Module verwendet werden, nämlich zwei vorgegebene und ein individuelles Modul. Insbesondere kann es sich bei diesen drei Modulen um ein individuelles Funktionsmodul, ein vorgegebenes Hauptmodul und ein vorgegebenes Versorgungsmodul handeln. Das Funktionsmodul ist für die jeweilige Anwendung individuell zusammengestellt und konfiguriert, weist also in der Regel sowohl individuell zusammengestellte Hardwarekomponenten als auch eine individuelle Software auf. Dabei kann ein Teil dieser Software aus individuell zusammengestellten aber vorgegebenen Softwaremodulen bestehen. Ein anderer Teil der Software kann individuell programmiert werden. Dieser individuelle Teil der Software beinhaltet in der Regel den anwendungsbezogenen Teil der Software. Such an individual module can be combined with at least one predetermined module. In particular, several, for example, two, predetermined modules can be combined with each other and with an individual module, so that in this example a total of three modules are used, namely two predetermined and an individual module. In particular, these three modules can be an individual function module, a predefined main module and a predefined supply module. The function module is individually configured and configured for the respective application, and thus generally has both individually assembled hardware components as well as individual software. Part of this software may consist of individually compiled but predetermined software modules. Another part of the software can be programmed individually. This individual part of the software usually includes the application-related part of the software.
Das Funktionsmodul besitzt einen zur Kommunikation mit mindestens einem anderen Modul notwendigen Schnittstellenbaustein sowie mindestens eine physikalische Schnittstelle. Vorteilhafterweise ist das Funktionsmodul anwendungsspezifisch ausgestaltet und besitzt somit mindestens eine, insbesondere mehrere, anwendungsspezifische Komponenten, insbesondere Hardwarekomponenten. Solche anwendungsspezifische Komponenten können beispielsweise sein: Sensoren und dazugehörige Schnittstellen, Antennen, Antennenverstärker sowie Modulations- und Demodulationseinrichtungen, Ein- und Ausgabeschnittstellen (I/O), Ein- und Ausgänge für Sensoren und Aktuatoren, Steuerlogik, Mikrocontroller, FPGA, DSP, Funkmodule. Insbesondere besitzt das Funktionsmodul einen der jeweiligen Anwendung entsprechenden anwendungsspezifischen Funktionsbaustein, beispielsweise einen RFID-Baustein, einen WLAN- Baustein oder dergleichen. Diese Funktionsbausteine können auch zumindest eine, bevorzugt mehrere, der vorgenannten anwendungsspezifischen Komponenten beinhalten. The functional module has an interface module required for communication with at least one other module as well as at least one physical interface. Advantageously, the functional module is designed application-specific and thus has at least one, in particular a plurality, application-specific components, in particular hardware components. Such application specific components may include, for example, sensors and associated interfaces, antennas, antenna amplifiers, as well as modulation and demodulation devices, input and output interfaces (I / O), inputs and outputs for sensors and actuators, control logic, microcontrollers, FPGA, DSP, wireless modules. In particular, the function module has an application-specific function module corresponding to the respective application, for example an RFID module, a WLAN module or the like. These functional components can also contain at least one, preferably several, of the abovementioned application-specific components.
Die anwendungsspezifischen Komponenten, insbesondere Hardwarekomponenten, können beispielsweise den folgenden Standards entspre- chen: Bluetooth, WLAN (802.1 1 η, 802.1 1 ac), GPRS, UMTS, ZigBee, Ant+, Industriebusse (EtherCAT, Profinet, Profibus, EtherNet/IP). The application-specific components, in particular hardware components, can comply, for example, with the following standards. Bluetooth, WLAN (802.1 1 η, 802.1 1 ac), GPRS, UMTS, ZigBee, Ant +, industrial busses (EtherCAT, Profinet, Profibus, EtherNet / IP).
Es kann auch jeweils eine Menge vorgegebener Haupt- und Versorgungsmodule existieren und von dem Anbieter angeboten werden, so dass dem jeweiligen Gerätehersteller mehrere vorgegebene Hauptmodule und mehrere vorgegebene Versorgungsmodule zur Auswahl stehen. Dann kann zum Betrieb mit dem individuell erstellten, anwendungsspezifischen Funktionsmodul ein geeignetes Hauptmodul aus der Menge der vorgegebenen Hauptmodule ausgewählt werden. Weiterhin kann aus der Menge vorgegebener Versorgungsmodule ein geeignetes Versorgungsmodul ausgewählt werden, das sowohl zum Funktionsmodul als auch zum In each case, a large number of predefined main and supply modules can exist and be offered by the provider, so that the respective device manufacturer can choose from a plurality of predetermined main modules and a plurality of predefined supply modules. Then, for operation with the custom-created, application-specific function module, a suitable main module can be selected from the set of predefined main modules. Furthermore, from the set of predetermined supply modules, a suitable supply module can be selected which is suitable both for the functional module and for the
Hauptmodul passt. Main module fits.
Kriterien für die Auswahl des Versorgungsmoduls können beispielsweise die maximale Leistung und die Wärmeentwicklung sein. Für das Hauptmodul können die Kriterien in der Prozessorleistung und der Speicherkapazität des Datenspeichers bestehen. Weiterhin können auch das Bussystem und die entsprechenden Schnittstellen eine Rolle spielen. Criteria for the selection of the supply module may be, for example, the maximum power and the heat. For the main module, the criteria may be the processor performance and storage capacity of the data memory. Furthermore, the bus system and the corresponding interfaces can also play a role.
Es ist dem Fachmann klar, dass das Funktionsmodul so zu konzeptionie- ren ist, dass es mit den ausgewählten vorgegebenen Modulen zusam- menpasst, also z. B. dieselben Bussysteme verwendet, dass es die entsprechenden Versorgungsspannungen benötigt, etc. Dazu ist es vorteilhaft, wenn auch für das Funktionsmodul eine Menge von verschiedenen Bauteilen vorgegeben ist, die den Vorgaben zumindest einiger der vorgegebenen Module entsprechen. Bei diesen Bauteilen kann es sich beispielsweise um Schnittstellen, Prozessoren, Speicherbausteine, Sensoren, Antennen, Verstärker, elektrische Filter, etc. handeln. Selbstverständlich können aber auch andere Bauteile Verwendung finden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung verwenden die Module zur Kommunikation miteinander den USB-Standard, z. B. USB 2.0. Dies hat den Vorteil, dass darüber sowohl der Datenaustausch als auch die Stromversorgung gewährleistet ist. It is clear to the person skilled in the art that the functional module is to be conceptualized in such a way that it matches the selected predefined modules, that is to say, for example. B. it uses the same bus systems that it requires the appropriate supply voltages, etc. For this purpose, it is advantageous if a set of different components is specified for the functional module, which correspond to the specifications of at least some of the predetermined modules. These components may be, for example, interfaces, processors, memory components, sensors, antennas, amplifiers, electrical filters, etc. Of course, however, other components can be used. In an advantageous embodiment, the modules for communication with each other use the USB standard, for. Eg USB 2.0. This has the advantage that over it both the data exchange and the power supply is guaranteed.
Aus Platzgründen ist für viele Anwendungen eine flache Bauform des Gerätes vorteilhaft. Um dies zu erreichen, kann die Hardware der Module auf der Basis von Leiterkarten, z. B. jeweils als eine bestückte Leiterkarte, ausgebildet sein. Die flache Bauform wird insbesondere dadurch erreicht, dass mehrere, insbesondere sämtliche, also ggf. drei solche Leiterkarten in einer Ebene angeordnet sind. For reasons of space, a flat design of the device is advantageous for many applications. To achieve this, the hardware of the modules based on printed circuit boards, z. B. each as a populated printed circuit board, be formed. The flat design is achieved in particular by several, in particular all, so possibly three such printed circuit boards are arranged in a plane.
Die elektrische Verbindung der in einer Ebene liegenden Module kann in einer bevorzugten Ausgestaltung über sogenannte„Zebrakonnektoren", wie sie dem Fachmann bekannt und beispielsweise in WIKIPEDIA unter htip.//en.wikipeciia orq 'iki/Eiastomefic connector beschrieben sind, erfolgen. Dies entspricht zwar nicht der üblichen und im Stand der Technik bekannten Verwendung des Zebrakonnektors, doch haben entsprechende Versuche gezeigt, dass auch eine solche elektrische Verbindung insbesondere für in einer Ebene angeordnete Leiterkarten einwandfrei funktioniert. Dies hat den Vorteil, dass gegenüber einer Verwendung herkömmlicher Steckverbinder Platz gespart wird. Außerdem wird die elektrische Verbindung automatisch durch die Leiterplattenmontage hergestellt, wodurch gerade bei der automatisierten Herstellung komplexe Arbeitsschritte entfallen. In a preferred embodiment, the electrical connection of the modules lying in one plane can take place via so-called "zebra connectors", as known to the person skilled in the art and described for example in WIKIPEDIA under htip.//en.wikipeciia orq 'iki / Eiastomefic connector Although not the usual use of the zebra connector known in the prior art, corresponding tests have shown that even such an electrical connection works perfectly, in particular for printed circuit boards arranged in a plane In addition, the electrical connection is made automatically by PCB assembly, which eliminates complex work steps, especially in automated production.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann die Verbindung über sogenannte„Pressfit-Brücken" erfolgen. In another advantageous embodiment, the connection can be made via so-called "press fit bridges".
In einer möglichen Weiterbildung sind die drei Module in Form bevorzugt gleichlanger, rechteckiger Leiterplatten ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die Module in ihrer Anordnung mit ihren gleichlangen Kanten anei- nander anschließen und untereinander zumindest in Hinblick auf ihre geometrische Anordnung beliebig vertauschbar sind. Gerätefrontseitig besitzt dann jedes Modul eine gemeinsame Berührungskante mit einer Frontfläche des Gehäuses, an welcher es seine eigenen I/O-Geräteports aufweisen kann. Üblicherweise gehört schließlich zu jedem I/O-Geräteport ein entsprechender Steckverbinder, der in die Frontseite des Geräts eingebaut ist. In one possible development, the three modules are preferably designed in the form of equal-length, rectangular printed circuit boards. This has the advantage that the modules are arranged in their arrangement with their edges of equal length. connect to each other and are mutually interchangeable with each other at least in terms of their geometric arrangement. At the front of the device, each module then has a common contact edge with a front surface of the housing where it can have its own I / O device ports. Usually, each I / O device port has a corresponding connector installed in the front of the device.
Alternativ dazu und besonders vorteilhaft für die zuvor erwähnte Ausführung der drei Module als je ein Funktions-, Haupt- und Versorgungsmodul ist die folgende Anordnung: Lediglich zwei der drei Module, nämlich das Funktionsmodul und das Versorgungsmodul, besitzen je eine Kante, die mit Steckverbindern ausgestattet ist und die im eingebauten Zustand mit dem Gerät frontseitig abschließt. Das Hauptmodul besitzt dagegen keinen direkten mechanischen Kontakt mit der Gerätefrontseite. In einer vorteilhaften Ausführung ist die Leiterkarte des Hauptmoduls kürzer als die Leiterkarten der beiden anderen Module. Insbesondere können das Funktionsmodul und das Versorgungsmodul L-förmig ausgeführt und im Gerät gegensinnig angeordnet sein. Das Hauptmodul ist dann rechteckig ausgeführt und kann so in eine sich zwischen den beiden L-förmigen, spiegelsymmetrisch gegeneinander gerichteten Leiterkarten ergebende Lücke eingefügt werden. Alternatively, and particularly advantageous for the aforementioned embodiment of the three modules as a function, main and supply module is the following arrangement: Only two of the three modules, namely the functional module and the supply module, each have an edge equipped with connectors is and in the installed state with the device at the front closes. By contrast, the main module has no direct mechanical contact with the front of the device. In an advantageous embodiment, the printed circuit board of the main module is shorter than the printed circuit boards of the other two modules. In particular, the functional module and the supply module can be L-shaped and arranged in the device in opposite directions. The main module is then made rectangular and can thus be inserted into a resulting between the two L-shaped, mirror-symmetrically opposing circuit cards gap.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass diejenigen Module, die naturgemäß Schnittstellen und/oder weitere Anschlüsse benötigen, einen größtmöglichen Berührungsbereich mit der Frontseite des Gerätes besitzen. This has the particular advantage that those modules that naturally require interfaces and / or other connections have the greatest possible contact area with the front of the device.
Schließlich können mehrere verschiedene geometrische Formen für die Leiterkarten vom Anbieter angeboten werden und der Gerätehersteller kann, wie bereits beschrieben, die für seine Zwecke geeigneten Module zusammenstellen. Selbstverständlich ist es dem Fachmann klar, dass auch eine Anordnung möglich ist, bei welcher mehrere oder gar sämtliche dieser Module auf einer gemeinsamen Leiterkarte zusammengefasst sind. Finally, several different geometric shapes for the printed circuit boards can be offered by the provider and the device manufacturer can, as already described, assemble the suitable modules for his purposes. Of course, it is clear to the person skilled in the art that an arrangement is also possible in which several or even all of these modules are combined on a common printed circuit board.
Beispielsweise könnten die vorgegebenen Module, insbesondere das Hauptmodul oder das Versorgungsmodul, auf einer gemeinsamen Leiterkarte zusammengefasst sein. Auch können sämtliche Module des Gerätes, also beispielsweise das Versorgungsmodul, das Hauptmodul und das Funktionsmodul, auf einer gemeinsamen Leiterkarte zusammengefasst sein, was wiederum die Herstellung in großen Stückzahlen verbilligt. Weiterhin ist es vorstellbar, ein Gerät, dessen Markterfolg noch nicht absehbar ist, zunächst in Modulbauweise in kleineren Stückzahlen herzustellen und, nachdem der Markterfolg eine bestimmte Marke überschreitet, auf die Produktion mit einer einzigen Leiterkarte umzustellen. For example, the predetermined modules, in particular the main module or the supply module, could be combined on a common printed circuit board. Also, all modules of the device, so for example, the supply module, the main module and the function module can be summarized on a common circuit board, which in turn reduces the cost of manufacturing in large quantities. Furthermore, it is conceivable, a device whose market success is not yet foreseeable to produce first in modular design in smaller quantities and, after the market success exceeds a certain mark to switch to production with a single circuit board.
Das Gehäuse kann aus zwei Gehäuseteilen bestehen, welche zur Schirmung und aus Stabilitätsgründen bevorzugt aus Stahlblech bestehen. Der erste Gehäuseteil besteht bevorzugt in einem Hauptgehäuse, das die Module, welche auf der Basis von Leiterkarten ausgebildet sind, an fünf Seiten umschließt und lediglich an seiner Frontseite geöffnet ist. Der zweite Teil besitzt dann eine dazu passende Frontblende, die mit den Leiterkarten gegebenenfalls über deren Steckverbinder verbunden ist. Zur zusätzlichen mechanischen Befestigung der Leiterkarten weist der zweite Gehäuseteil eine Befestigungseinrichtung auf. Die Befestigungseinrichtung kann beispielsweise in einem bevorzugt an die Frontblende angeschweißten Schlitten bestehen. Sie kann aber beispielsweise auch durch einen Aluminiumblock gebildet sein. The housing may consist of two housing parts, which are preferably made of sheet steel for shielding and stability reasons. The first housing part preferably consists of a main housing, which encloses the modules, which are formed on the basis of printed circuit boards, on five sides and is opened only on its front side. The second part then has a matching front panel, which is optionally connected to the circuit boards via their connectors. For additional mechanical fastening of the printed circuit boards, the second housing part has a fastening device. The fastening device may for example consist of a preferably welded to the front panel slide. But it can also be formed for example by an aluminum block.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Gehäuse dreiteilig aufgebaut und besteht aus einer Unterschale, einer Oberschale und einer Frontblende. Die Unterschale und die Oberschale brauchen zur Herstellung verschiedener Geräte nicht modifiziert zu werden. Die Frontblende jedoch kann gegebenenfalls anwendungsspezifische Modifikationen erfahren, und kann so beispielsweise passende Öffnungen zum Einbau bestimmter Steckverbinder aufweisen. Sie kann daher im Fertigungsprozess nachgelagert dem Gehäuse hinzugefügt werden, sodass ein Großteil des Herstellungsprozesses unabhängig von der endgültigen Geräteausprägung gleichförmig bleibt. In a further preferred embodiment, the housing is constructed in three parts and consists of a lower shell, an upper shell and a front panel. The lower shell and the upper shell need not be modified for the production of various devices. The front panel however, if desired, application specific modifications may be made, and thus may include, for example, mating openings for incorporation of particular connectors. It can therefore be added downstream of the package in the manufacturing process so that much of the manufacturing process remains consistent regardless of the final device design.
Die Konzeption eines bestimmten Geräts ist üblicherweise nicht Sache des Anbieters, der das Gehäuse und die vorgegebenen Module und Bauteile anbietet. Zwar kann auch der Anbieter in speziellen Fällen diese Rolle übernehmen. Doch ist es besonders vorteilhaft, wenn stattdessen ein Gerätehersteller eines bestimmten Geräts diese Konzeption gemäß seiner individuellen Vorstellungen übernimmt. The design of a particular device is usually not the responsibility of the supplier, who offers the housing and the specified modules and components. Although the provider can take on this role in special cases. But it is particularly advantageous if instead a device manufacturer of a particular device takes over this conception according to his individual ideas.
Insbesondere wird dabei dem Gerätehersteller vom Anbieter bei der Zusammenstellung und/oder Erstellung der individuellen Hard- und Softwarekomponenten ein hohes Maß an Hilfestellung geleistet. Insbesondere kann diese Hilfestellung weitgehend automatisiert sein, den Anbieter also keine Arbeitskraft kosten. In particular, the device manufacturer is provided a high degree of assistance by the provider in the compilation and / or creation of the individual hardware and software components. In particular, this assistance can be largely automated, so cost the provider no manpower.
Hardwareseitig kann dies beispielsweise bei der Erstellung des Layouts der Leiterkarte sowie bei der Auswahl der passenden elektronischen Bauteile geschehen. Insbesondere kann auch das Gehäuse den Hardwaremodulen angepasst werden, z. B. bezüglich der verwendeten externen Steckverbinder. Auch können geräteinterne Kühlmaßnahmen, wenn notwendig, gezielt angeboten werden, sobald die entsprechende Schaltungsanordnung dies nahelegt. On the hardware side, this can be done, for example, when creating the layout of the printed circuit board and when choosing the right electronic components. In particular, the housing can be adapted to the hardware modules, z. B. with respect to the external connectors used. Also, device-internal cooling measures, if necessary, can be targeted offered as soon as the corresponding circuitry suggests this.
Softwareseitig kann sich die Hilfestellung auch auf die Auswahl der dazugehörigen Treiber und/oder weiterer hardwarenaher Softwarekomponenten sowie deren Bereitstellung beispielsweise im Internet beziehen. Weiterhin können aber auch Bibliotheken von Anwendungen und Programmen höherer Funktionalität vom Anbieter angeboten werden und/oder zwischen den Benutzern, in diesem Falle den Geräteherstellern, ausgetauscht und/oder gehandelt werden. On the software side, the assistance can also refer to the selection of the associated drivers and / or other hardware-related software components and their provision, for example, on the Internet. Furthermore, libraries of applications and programs of higher functionality can also be offered by the provider and / or exchanged and / or traded between the users, in this case the device manufacturers.
Dies kann über ein speziell dafür vorgesehenen Netzwerkportal geschehen, durch welches sich weiterhin auch ein dazugehöriges Bestellverfahren vereinfacht. So ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass ein Gerätehersteller sich zunächst bei einem webbasierten Kundenportal des Anbieters registriert. Daraufhin bekommt er einen persönlichen Zugang zu weiteren Informationen über zur Verfügung stehende Hard- und Softwarekomponenten und bevorzugt eine dazugehörige Onlinehilfe. This can be done via a dedicated network portal, which further simplifies an associated ordering process. Thus, it is provided in an advantageous embodiment that a device manufacturer initially registers with a web-based customer portal of the provider. Then he gets a personal access to further information about available hardware and software components and prefers an associated online help.
Insbesondere kann der Anbieter dem Gerätehersteller in seinem Kundenportal eine integrierte Entwicklungsumgebung„IDE" (integrated develop- ment environment"), also einer Softwareentwicklungsumgebung mit der gebräuchlichen Werkzeugkette (Crosscompiler, Debugger, etc.) unter Einbeziehung entsprechender Entwicklungswerkzeuge („Development Tools") mit einsprechenden Hardwarebezogenen Software-Bibliotheken zur Verfügung stellen. In particular, the supplier can use the device manufacturer in his customer portal an integrated development environment "IDE" (integrated development environment), ie a software development environment with the common tool chain (cross compiler, debugger, etc.) with the appropriate development tools ("development tools") to provide engaging hardware-related software libraries.
Beim Start eines neuen Projekts wählt der Gerätehersteller in dem Kundenportal Hardware- und Softwaremodule aus, sodass die IDE ein entsprechendes System erstellen kann, gegen das ein Programmierer des Geräteherstellers programmiert. When starting a new project, the device manufacturer selects hardware and software modules in the customer portal so that the IDE can create a corresponding system against which a programmer of the device manufacturer programs.
Sobald der registrierte Gerätehersteller die für das von ihm konzipierte Gerät notwendigen Hardwarekomponenten und -module ausgewählt hat, wird also auf einer Website des Kundenportals ein spezielles, dazu passendes System konfiguriert, welches insbesondere diese Softwarebibliotheken beinhaltet. Dieses System wird dazu verwendet, darin die Software für das Gerät und insbesondere eine Anwendung und/oder ein Serviceprogramm des dazugehörigen Funktionsmoduls zu schreiben. As soon as the registered device manufacturer has selected the hardware components and modules necessary for the device he has designed, a special, matching system is configured on a website of the customer portal, which contains in particular these software libraries. This system is used in the software for the device and in particular to write an application and / or a service program of the associated function module.
Dabei kann zumindest ein Teil der Software in Form hardwarenaher Software, z.B. Gerätetreibern, als auch in Form der die eigentliche Funktion bestimmenden Anwendungen / Serviceprogramme in sogenannten„Containern" enthalten sein. Dann ist zumindest für das Versorgungsmodul und das Funktionsmodul jeweils mindestens ein eigener Container vorgesehen. At least part of the software may be in the form of hardware-related software, e.g. Device drivers, as well as in the form of determining the actual function applications / service programs in so-called "containers." Then at least one separate container is provided at least for the supply module and the function module.
Die Hardware jedes Moduls kann vorteilhafterweise mehrere verschiedene Funktionen ausführen, sodass in einer vorteilhaften Ausführung auch mehrere Container pro Modul vorhanden sein können. The hardware of each module can advantageously perform several different functions, so that in an advantageous embodiment, several containers per module can be present.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Software der vorgegebenen Module in der IDE bereits vorliegt, weil dies die Erstellung der Gerätesoftware dadurch extrem vereinfacht. It is of particular advantage if the software of the given modules in the IDE already exists, because this extremely simplifies the creation of the device software.
Wie bereits erwähnt, können vom Anbieter für das Funktionsmodul zumindest einzelne Bauteile angeboten werden. Auch für diese Bauteile können hardwarenahe Softwareroutinen, insbesondere Treiber, im IDE bereitgestellt werden. As already mentioned, at least individual components can be offered by the provider for the function module. Hardware-related software routines, in particular drivers, can also be provided in the IDE for these components as well.
Somit kann der Programmierer sich im Wesentlichen auf die Erstellung des individuellen Anteils der Gerätesoftware, insbesondere der jeweiligen Anwendung/des Serviceanteils des Funktionsmoduls, konzentrieren. Die ist vorteilhaft, weil der Gerätehersteller dadurch Kosten spart. Thus, the programmer can essentially concentrate on creating the individual portion of the device software, in particular the respective application / service portion of the function module. This is advantageous because the device manufacturer thereby saves costs.
Die Tatsache, dass die IDE netzbasiert, also online, verwendbar ist, hat folgende Vorteile: Die Authentifizierung und der Aufruf eines bestimmten Projekts ermöglicht eine Zuordnung der vorgegebenen Module zu einer dazu besonders gut informierten Person, beispielswiese dem dafür verantwortlichen Softwareentwickler des Anbieters oder eines Dritten. Dadurch ist eine direkte Kommunikation zwischen dem Programmierer des Geräteherstellers und dem Softwareentwickler des Anbieters möglich, z. B. in Form einer Onlinehilfe der IDE mit integrierter Chatfunktion und/oder Emailkontakt. The fact that the IDE can be used net-based, ie online, has the following advantages: The authentication and the call of a specific project allows an assignment of the given modules to a particularly well-informed person, for example the responsible software developer of the provider or a third party. This allows direct communication between the programmer of the device manufacturer and the software developer of the provider, z. B. in the form of online help IDE with integrated chat function and / or email contact.
Da der Programmierer, z. B. browserbasiert, auf dem Server des Anbieters arbeitet, funktioniert dieses System für ihn plattformunabhängig. Weiterhin braucht er sein Betriebssystem, beispielsweise Linux, auch nicht zu modifizieren, z. B. mit der aufwändigen Installation von zuvor heruntergeladenen sogenannten„Board-Support -Packages". Since the programmer, z. B. browser-based, works on the server of the provider, this system works for him platform independent. Furthermore, he needs his operating system, such as Linux, not to modify, for. As with the complex installation of previously downloaded so-called "Board Support Packages".
Auch kann eine Lizenzierung dieser Entwicklungsumgebung sowie weiterer damit verbundener Dienste über die IDE flexibel verwaltet werden, z. B. in Form projektgebundener Lizenzen. Also, a licensing of this development environment and other related services can be managed flexibly via the IDE, z. In the form of project-based licenses.
Der Austausch und die Verwendung von Softwareprodukten wie z. B. Anwendungen, Services, Bibliotheken sowie Updates können online direkt über das Entwicklungssystem erfolgen. Updates erfolgen zentral, d.h. der Server wird in kurzen Abständen regelmäßig aktualisiert. Entsprechende Synchronisationszeiten zwischen den einzelnen Softwareanbietern einzelner Komponenten eines Geräts entfallen. Insbesondere kann der Austausch und die Verwendung von Softwareprodukten wie Anwendungen, Services, Bibliotheken, Updates direkt im Entwicklungssystem erfolgen und ermöglicht bei gegenseitigen Abhängigkeiten eine entsprechende Synchronisation der Komponenten. Die Standardkomponenten sind vom Anbieter bereits zertifiziert. Weitergehende Lizenzierungen oder Zertifizierungen können vorteilhafterweise über die IDE online verwaltet und abgewickelt werden. Es können flexible Ressourcen für das Entwicklungssystem zur Verfügung gestellt und entsprechend dem Nutzungsprofil angepasst werden. Insbesondere wird dem Kunden, in diesem Fall dem Gerätehersteller, dabei Rechenleistung, ein Testserver und der entsprechende Support zur Verfügung gestellt. The exchange and use of software products such. Applications, services, libraries and updates can be made online directly through the development system. Updates are carried out centrally, ie the server is regularly updated at short intervals. Corresponding synchronization times between the individual software providers of individual components of a device are eliminated. In particular, the exchange and use of software products such as applications, services, libraries, updates can be done directly in the development system and allows for mutual dependencies a corresponding synchronization of the components. The standard components are already certified by the supplier. Further licensing or certification can advantageously be managed and processed online via the IDE. Flexible resources for the development system can be made available and adapted according to the usage profile. In particular, the customer, in this case the device manufacturer, thereby computing power, a test server and the corresponding support provided.
Dementsprechend einfach ist es auch, die vorgegebenen Module zusammen mit der Software zu verwenden. Accordingly, it is also easy to use the given modules together with the software.
Wenn ein Container direkten Zugriff auf die Hardware des Moduls hat, dann beinhaltet dieser Container auch hardwarenahe Softwarekomponenten, z. B. Gerätetreiber, für dieses Hardwaremodul. Zudem enthält jeder Container die Anwendung/den eigentlichen Service mit der entsprechenden Funktionalität, sowie ein sogenanntes„WebSocket Interface" mit einer eigenen, insbesondere eindeutigen Nummer, beispielsweise einer IPv6- Nummer. Das WebSocket Interface dient zur Identifikation, zur Konfiguration, zur Steuerung und zum Datenaustausch mit der im Container enthaltenen Anwendung/dem im Container enthaltenen Service. Die Schnittstelle dient außerdem einem zentralen Webdienst zur Administration der einzelnen Container, inclusive der dazugehörigen Software sowie auch der dazugehörigen Hardware und sie ist auch über physische Gerätegrenzen hinaus erreichbar, sodass die Möglichkeit besteht, aus mehreren physikalischen Geräten mit verteilter Administration ein virtuelles Gerät mit einer zentralen Administration zusammenzufügen. If a container has direct access to the hardware of the module, then this container also includes hardware-related software components, e.g. Device driver, for this hardware module. In addition, each container contains the application / the actual service with the corresponding functionality, as well as a so-called "WebSocket Interface" with its own, in particular unique, number, for example an IPv6 number The WebSocket interface is used for identification, configuration, control and Data exchange with the application contained in the container / the service contained in the container.The interface also serves as a central web service for the administration of the individual containers, including the associated software and the associated hardware, and it is also accessible beyond physical device boundaries, so that there is the possibility to merge a virtual device with a central administration from several physical devices with distributed administration.
Für einige Hardwaremodule wird jeweils mindestens ein solcher Softwarecontainer bereitgestellt. Der Softwarecontainer besitzt ein Kernelmodul, das zum Ansprechen der Hardware dient, sowie weitere Services und Interfaces, z. B. um mit einer Netzwerkschicht der Gerätesoftware zu kommunizieren. Die unterste Schicht des Gerätes ist von den bereits beschriebenen Hardwaremodulen gebildet. Darauf setzt ein Betriebssystem, beispielsweise Linux, auf. Die nächsthöhere Schicht ist eine Netzwerkschicht, z. B. zur Kommunikation mit anderen Geräten (TCP/IP), sowie ein darauf aufsetzendes Netzwerkinterface. Diese Komponenten sind vorgegeben. For some hardware modules, at least one such software container is provided in each case. The software container has a kernel module, which serves to address the hardware, as well as other services and interfaces, eg. B. to communicate with a network layer of the device software. The lowest layer of the device is formed by the hardware modules already described. This is an operating system, such as Linux, on. The next higher layer is a network layer, e.g. B. for communication with other devices (TCP / IP), as well as a network interface based thereon. These components are given.
Der Benutzer braucht somit lediglich die Container für sein eigenes Funktionsmodul selbst zu schreiben. Auch dabei bekommt er aber, sofern er die vorgegebene IDE verwendet, eine Hilfestellung in Form von Treibern, Erfahrungsaustausch, sowie weiteren hardwarenaher Softwarekomponenten. The user thus only needs to write the containers for his own function module himself. But he also gets, if he uses the given IDE, a help in the form of drivers, exchange of experience, and other hardware-related software components.
Die zum Funktionsmodul gehörende anwendungsspezifische Software wird vorteilhafterweise im Datenspeicher des Hauptmoduls abgelegt, so dass die System Software darauf Zugriff hat. Weiterhin ist insbesondere das Betriebssystem, beispielsweise Linux, auf dem Hauptmodul implementiert und somit im Datenspeicher des Hauptmoduls abgelegt. The application-specific software belonging to the functional module is advantageously stored in the data memory of the main module so that the system software has access to it. Furthermore, in particular the operating system, for example Linux, is implemented on the main module and thus stored in the data memory of the main module.
Ein großer Vorteil der„Containisierung" der Software, d. h. der oben beschriebenen Verwendung von Containern, besteht darin, dass es dadurch ermöglicht wird, insbesondere anwendungsspezifische Teile der Software in stärkerem Maße vom Basissystem unabhängig zu halten, da diese somit auf ein teilvirtualisiertesuelles System aufsetzen. Insbesondere können dadurch systemunabhängige Softwarekomponenten in Form von Bibliotheken containerspezifisch verwendet werden. Dieses hohe Maß an Unabhängigkeit der anwendungsspezifischen Softwaremodule vereinfacht somit den Aufbau von Bibliotheken erheblich, und damit auch den Aufbau der oben beschriebenen IDE, was einen sehr großen zusätzlichen Vorteil darstellt. A major advantage of the "containment" of the software, ie, the use of containers described above, is that it allows to make particular application-specific portions of the software more independent of the base system, as these thus rely on a partially virtualized, dual system. In particular, this allows system-independent software components to be container-specific in the form of libraries, so this high degree of independence of the application-specific software modules greatly simplifies the construction of libraries, and hence the design of the IDE described above, which is a very great additional benefit.
Die Containerentwicklung in der IDE kann in seiner Bedienung weiterhin deutlich vereinfacht werden, indem das System neben einem Standardedi- tor, welcher eine Programmierung in den gängigen Programmiersprachen wie C++, C, Java oder vergleichbaren Sprachen ermöglicht, vorteilhafterweise mit einem Debugger, Compiler, Entwicklungswerkzeugen und Software-Bibliotheken, die insbesondere hardwarebezogen sein können, ausgestattet ist. Zudem können Softwarekomponenten aufgrund der Voreinstellungen und des Ressourcenbedarfs arrangiert werden. The development of containers in the IDE can be significantly simplified in its operation by the system in addition to a standard Gate, which allows programming in common programming languages such as C ++, C, Java or similar languages, advantageously with a debugger, compiler, development tools and software libraries, which may be particularly hardware-related equipped. In addition, software components can be arranged based on preferences and resource requirements.
Vorteilhafterweise ist in der IDE ein Projektassistent zum Laden und Speichern von Projekten vorgesehen. Weiterhin besitzt die IDE die bereits erwähnte Onlinehilfe, die ggf. einen entsprechenden Community-Support umfasst, beispielsweise um Fragen zu Schnittstellen zu klären. Zudem ist es selbstverständlich vorteilhaft, wenn die IDE eine Bibliothek besitzt, die beispielsweise nach dem Open Source-Prinzip oder ggf. auch durch käufliche Programme auch durch den Gerätehersteller selbst erweitert werden kann, weil dies den Funktionsumfang der IDE mit nur geringfügigem an- bieterseitigen Aufwand erweitert. Vorteilhaft dabei ist weiterhin, dass auch die Programmierer untereinander auf diese Weise kommunizieren können und das System dadurch automatisch Informationen gewinnt. Advantageously, a project assistant for loading and saving projects is provided in the IDE. Furthermore, the IDE has the aforementioned online help, which may include appropriate community support, for example, to clarify questions about interfaces. In addition, it is of course advantageous if the IDE has a library that can be extended, for example, by the open source principle or possibly also by commercially available programs by the device manufacturer itself, because this is the functional scope of the IDE with only minor provider-side effort extended. Another advantage is that the programmers can communicate with each other in this way and the system automatically gains information.
Auch ist ein bezahlter Support denkbar, der von Hilfestellungen über das Schreiben von Programmteilen bis hin zur Erstellung der gesamten Software reicht. Also, a paid support is conceivable, ranging from assistance on the writing of program parts to the creation of the entire software.
Insbesondere ist im System eine Funktion zum Aufruf oder Speichern von Einstellungen vorgesehen. Ausführungsbeispiel In particular, a function for calling or saving settings is provided in the system. embodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Darstellung eines Gesamtkonzepts; Fig. 1 is an illustration of an overall concept;
Fig. 2 den hardwaretechnischen Aufbau eines elektronischen Fig. 2 shows the hardware engineering of an electronic
Gerätes, nämlich  Device, namely
Fig. 2 a, b mögliche Anordnungen von mehreren Leiterplatten; Fig. 2 a, b possible arrangements of a plurality of printed circuit boards;
Fig. 2 c eine Bestückung der Leiterkarten; FIG. 2 c shows a configuration of the printed circuit boards; FIG.
Fig. 2 d das elektronische Gerät mit einem dreiteiligen Gehäuse; Fig. 2 d shows the electronic device with a three-part housing;
Fig. 2 e, f, g eine elektronische Verbindung zweier Leiterkarten über einen Zebrakonnektor; Fig. 2 e, f, g an electronic connection of two circuit boards via a Zebra connector;
Fig. 3 einen generellen Aufbau der Software des elektronischen Fig. 3 shows a general structure of the software of the electronic
Geräts;  device;
Fig. 4 a, b den Aufbau und die Benutzeroberfläche einer integrierten Fig. 4 a, b the structure and the user interface of an integrated
Entwicklungsumgebung IDE;  Development environment IDE;
Fig. 5 die Möglichkeiten zur Komposition der einzelnen Komponenten bei der Herstellung des elektronischen Geräts, nämlich: 5 shows the possibilities for the composition of the individual components in the production of the electronic device, namely:
Fig. 5a eine Übersicht der Teilkomponenten und deren Komposi- tionsfluss und Fig. 5b einen Konfigurationsprozess. 5a shows an overview of the subcomponents and their compositation flow and Fig. 5b a configuration process.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. The figures contain partially simplified, schematic representations. In part, identical reference numerals are used for the same but possibly not identical elements. Different views of the same elements could be scaled differently.
Die Fig. 1 zeigt ein Gesamtkonzept zur Herstellung eines elektronischen Geräts. Dieses elektronische Gerät beinhaltet eine modulare eingebettete Plattform„MEP" (Modular Embedded Plattform), die im Zentrum dargestellt ist. Zu dieser MEP gehören ihre Hardware HW und ihre Software SW, die miteinander korrespondieren, was durch den gemeinsamen Pfeil angedeutet ist. Fig. 1 shows an overall concept for the production of an electronic device. This electronic device includes a modular embedded platform "MEP" (Modular Embedded Platform), which is shown in the center This MEP includes its hardware HW and its software SW, which correspond to each other, as indicated by the common arrow.
Weiterhin sind die zur Erstellung der Software geeigneten Entwicklungswerkzeuge„DT" (Development Tools) dargestellt, welche selbstverständlich mit der Software SW korrespondieren, was durch einen weiteren Pfeil zwischen diesen Komponenten dargestellt ist. Furthermore, the development tools suitable for creating the software "DT" (Development Tools) are shown, which of course correspond to the software SW, which is represented by a further arrow between these components.
Letztlich gehört zur Herstellung ein erfindungsgemäßes Geschäftsmodel BM, das insbesondere eine Aufgabenverteilung zwischen einem Gerätehersteller und einem Anbieter von Gerätekomponenten klärt. Ultimately, the production includes an inventive business model BM, which clarifies in particular a task distribution between a device manufacturer and a supplier of device components.
Im Folgenden soll dieses Model anhand einer beispielhaften Ausführung erläutert werden. Diese beispielhafte Ausführung bezieht sich auf einen kundenspezifisch angepassten RFID-Reader. In the following, this model will be explained with reference to an exemplary embodiment. This exemplary embodiment relates to a customized RFID reader.
Die Fig. 2 zeigt dazu den beispielhaften Aufbau der Hardware eines solchen elektronischen Gerätes, insbesondere eines modularen RFID- Readers. Dabei ist jedes der Module 1 , 2, 3 jeweils auf der Basis einer Leiterkarte 10, 20, 30 ausgeführt. Die Fig. 2a zeigt eine erste mögliche geometrische Anordnung von drei Modulen, nämlich einem Funktionsmodul 1 , einem Hauptmodul 2 und einem Versorgungsmodul 3. 2 shows the exemplary structure of the hardware of such an electronic device, in particular a modular RFID reader. In this case, each of the modules 1, 2, 3 is executed in each case on the basis of a printed circuit board 10, 20, 30. FIG. 2 a shows a first possible geometric arrangement of three modules, namely a functional module 1, a main module 2 and a supply module 3.
Die drei Module, nämlich das Funktionsmodul 1 , das Hauptmodul 2 und das Versorgungsmodul 3 sind jeweils rechteckig und in ihren geometrischen Abmessungen zumindest gleich lang ausgestaltet. Dadurch können insbesondere das Hauptmodul 2 und das Versorgungsmodul 3 in ihrer geometrischen Position gegeneinander vertauscht werden. The three modules, namely the functional module 1, the main module 2 and the supply module 3 are each rectangular and designed in their geometric dimensions at least the same length. As a result, in particular the main module 2 and the supply module 3 can be interchanged in their geometric position against each other.
In der Fig. 2b ist eine weitere mögliche Anordnung dargestellt. Dabei ist die Leiterkarte 20 des Hauptmoduls 2 kürzer als die Leiterkarten 10, 30 der beiden anderen Module 1 , 3. Weiterhin sind die Leiterkarten 10, 30 des Funktionsmoduls 1 und das Versorgungsmoduls 3 L-förmig ausgeführt und gegensinnig angeordnet. Die Leiterkarte 20 des Hauptmoduls 2 ist rechteckig ausgeführt und ist in eine sich zwischen den beiden L-förmigen, spiegelsymmetrisch gegeneinander gerichtet angeordneten Leiterkarten 10, 30 ergebende Lücke eingefügt. Ein Vorteil dieser Anordnung wird aus der folgenden Darstellung deutlich. In Fig. 2b, another possible arrangement is shown. In this case, the printed circuit board 20 of the main module 2 is shorter than the printed circuit boards 10, 30 of the other two modules 1, 3. Furthermore, the printed circuit boards 10, 30 of the functional module 1 and the supply module 3 L-shaped and arranged in opposite directions. The printed circuit board 20 of the main module 2 is rectangular and is inserted into a gap between the two L-shaped, mirror-symmetrically oriented printed circuit boards 10, 30 resulting gap. An advantage of this arrangement will be apparent from the following description.
In der Fig. 2c sind die Leiterkarten 10, 20, 30 in eben dieser letztgenannten Anordnung aus einer Draufsicht auf ihre Bestückungsseite dargestellt. Die entsprechenden Leiterbahnen und Anschlusskontakte verlaufen auf der anderen Seite der Leiterkarte und sind für die Erfindung unerheblich. In Fig. 2c, the printed circuit boards 10, 20, 30 are shown in just this latter arrangement from a plan view of their component side. The corresponding conductor tracks and connection contacts extend on the other side of the printed circuit board and are irrelevant to the invention.
Das Funktionsmodul 1 besitzt als Funktionsbaustein 1 1 einen RFID- Baustein, der alle notwendigen RFID-Bauelemente, wie z. B. HF- Modulatoren sowie ein USB 2-lnterface beinhaltet. Für andere Ausführungen kann an dieser Stelle ein entsprechend anderer Funktionsbaustein 1 1 mit der entsprechenden Funktionalität vorgesehen sein, beispielsweise ein WLAN-Baustein. Für diejenigen Ausführungen, deren zentraler Funktionsbaustein 1 1 keine USB-Funktionalität aufweist, ist alternativ ein separater USB 2 Umsetzerbaustein 16 vorgesehen. The function module 1 has a function block 1 1 an RFID module, all the necessary RFID components such. B. RF modulators and a USB 2 interface includes. For other embodiments, a correspondingly different functional module 1 1 with the corresponding functionality may be provided at this point, for example a WLAN module. For those versions whose central function block 1 1 has no USB functionality, is alternatively a separate USB 2 converter module 16 provided.
Das Hauptmodul 2 besitzt ein
Figure imgf000022_0001
21 für Systemupdates oder dergleichen. Der Kartenslot 21 ist im vorliegenden Fall mit eine entsprechenden, nicht näher bezeichneten μ8ϋ-Κ3Γίβ bestückt. Weiterhin besitzt das Hauptmodul 2 einen Prozessor 22, einen RAM-Baustein 23 sowie einen Flash-Speicher 24.
The main module 2 has a
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21 for system updates or the like. The card slot 21 is equipped in the present case with a corresponding, unspecified μ8ϋ-Γί3Γίβ. Furthermore, the main module 2 has a processor 22, a RAM module 23 and a flash memory 24.
Das Versorgungsmodul 3 besitzt einen USB-Hub 31 , um mehrere Geräte anschließen zu können, einen I/O-Baustein 32 und einen USB-Ethernet Umsetzer 33. Für andere Ausführungen, deren Bauelemente keine integrierte USB-Funktionalität aufweist, ist optional ein separater USB 2 Umsetzerbaustein 16 vorgesehen, der bei der vorliegenden Ausführung aber nicht notwendig ist. The supply module 3 has a USB hub 31 to connect several devices, an I / O device 32 and a USB-Ethernet converter 33. For other versions whose components do not have integrated USB functionality, a separate USB is optionally available 2 converter module 16 is provided, which is not necessary in the present embodiment.
Weiterhin besitzen das Funktionsmodul 1 und das Versorgungsmodul ein unten in der Zeichnung dargestellte Kante, die beim Einbau der Module 1 , 2, 3 in ein Gehäuse 4 mit der in der Fig. 2d dargestellten Frontblende 43 abschließt. An dieser Kante sind die Steckverbinder 12, 12', 34 und 35 angeordnet. Furthermore, the functional module 1 and the supply module have an edge shown below in the drawing, which terminates when installing the modules 1, 2, 3 in a housing 4 with the front panel 43 shown in FIG. 2d. At this edge, the connectors 12, 12 ' , 34 and 35 are arranged.
Dabei handelt es sich um zwei„TNC Reverse" Antennenbuchsen 12, 12' sowie um eine„Power over Etherne -Buchse 34 und eine„Power + IOs"- Buchse. These are two "TNC Reverse" antenna sockets 12, 12 ' as well as a "Power over Etherne jack 34 and a" Power + IOs "socket.
Weiterhin ist in der Fig. 2d ein Oberteil 42 und en Unterteil 41 des Gehäuses 4 dargestellt, wobei im Unterteil die drei Module 1 , 2, 3 angeordnet sind. Furthermore, an upper part 42 and en lower part 41 of the housing 4 is shown in Fig. 2d, wherein in the lower part, the three modules 1, 2, 3 are arranged.
Die Fig. 2e bis 2g stellen dar, in welcher Weise die Leiterplatten 10, 20, 30 miteinander elektronisch verbunden werden. Die Fig. 2e zeigt dazu einen dem Stand der Technik entsprechenden Zebrakonnektor. Dabei handelt es sich um einen quaderförmigen Elastomer, der aus einer alternierenden Abfolge elektrisch leitfähiger 52 und isolierender 53 Schichten besteht. Die Schichtstärke liegt dabei etwa in dem Bereich zwischen 0,05 mm bis 0,2 mm. Figs. 2e to 2g illustrate the manner in which the circuit boards 10, 20, 30 are connected to each other electronically. FIG. 2e shows a zebra connector according to the prior art. This is a cuboidal elastomer which consists of an alternating sequence of electrically conductive 52 and insulating 53 layers. The layer thickness is approximately in the range between 0.05 mm to 0.2 mm.
Die Fig. 2f zeigt den Einsatz eines solchen Zebrakonnektors. Dabei werden zwei Leiterkarten 10, 30 mit ihren Kontakten und ihren Leiterbahnen in der Zeichnung von oben durch zwei Schrauben S, S' auf den Zebrakonnektor 5 geschraubt. Ihre Kontakte treten dabei in der Regel mit mehreren elektrisch leitfähigen Schichten 53 des Zebrakonnektors 5 in Kontakt und werden so in der in der Zeichnung horizontalen Richtung miteinander elektrisch leitend verbunden. Dadurch werden gegenüberliegende Kontakte an den Rändern der aneinander angrenzenden Leiterkarten 10, 30 elektrisch verbunden. FIG. 2f shows the use of such a zebra connector. Two printed circuit boards 10, 30 are screwed with their contacts and their tracks in the drawing from above by two screws S, S ' on the Zebra connector 5. As a rule, their contacts come into contact with a plurality of electrically conductive layers 53 of the zebra connector 5 and are thus electrically conductively connected to one another in the horizontal direction in the drawing. As a result, opposing contacts are electrically connected at the edges of the adjacent circuit boards 10, 30.
Die Fig. 2g zeigt den Querschnitt der in Fig. 2f gezeigten Anordnung. Insbesondere wird gezeigt wie die für die Montage der Leiterplatten erforderliche Verschraubung S, S' die Leiterplatten 10, 30 auf den Zebrakonnektor 5 presst und somit die Kontaktierung herstellt. Fig. 2g shows the cross section of the arrangement shown in Fig. 2f. In particular, it is shown how the required for the assembly of the printed circuit board screw S, S ', the circuit boards 10, 30 presses on the Zebra connector 5 and thus produces the contact.
Die Fig. 3 zeigt den Aufbau der dazugehörigen Software. Die unterste Ebene ist durch die bereits beschriebenen Hardwaremodule 1 , 2, 3 gegeben, wobei das Hauptmodul 2 und das Versorgungsmodul 3 beispielhaft in einem Basismodul zusammengefasst sind. Weiterhin sind exemplarisch zwei Funktionsmodule 1 , 1 ' vorgesehen. Darüber befindet sich die Schicht des Betriebssystems 61 , beispielsweise Linux. Darauf setzt eine Netzwerkschicht 62 auf, die einerseits die Kommunikation mit anderen Geräten in einem lokalen oder globalen Netzwerk ermöglicht, über das aber andererseits auch einzelne lokale Anwendungen kommunizieren. Ein darauf aufsetzender Web-Container 63 ermöglicht den Zugriff und die Administra- tion des Geräts mit Möglichkeiten der Maschinen-zu-Maschinen Kommunikation über Services 631 sowie der darauf aufbauenden GUI- Schnittstelle 632 zur Mensch-Maschine-Interaktion. Fig. 3 shows the structure of the associated software. The lowest level is given by the hardware modules 1, 2, 3 already described, wherein the main module 2 and the supply module 3 are combined by way of example in a base module. Furthermore, two functional modules 1, 1 'are provided by way of example. Above this is the layer of the operating system 61, for example Linux. This is based on a network layer 62 which, on the one hand, enables communication with other devices in a local or global network, but on the other hand also communicates individual local applications. A web container 63 based thereon allows access and administra- tion of the device with possibilities of machine-to-machine communication via services 631 and the GUI interface 632 for human-machine interaction based thereon.
Sämtliche Komponenten, die zum Basis-System 6 gehören, insbesondere das Basismodul 1 , 2, das Betriebssystem 61 , die Netzwerkschicht 62 und den Webcontainer 63 mit seinen Srvices 631 und seiner GUI-Schnittstelle, sind in der Zeichnung mit der dazugehörigen gestrichelten Linie umrandet. Diese Komponenten können als vom Anbieter vorgegeben angesehen werden. Der Gerätehersteller übernimmt diese Komponenten also, wie vom Gerätehersteller angeboten. Dazu gehören insbesondere auch das Hauptmodul 2 und das Versorgungsmodul 3, die in diesem Beispiel zu einem Basismodul zusammengefasst sind. In einer alternativen Ausführung könnten sie selbstverständlich auch als separate Bauteile ausgeführt sein. Dagegen sind das erste Funktionsmodul 1 sowie mögliche weitere Komponenten, beispielsweise ein zweites Funktionsmodul 1 ', vom Gerätehersteller anwendungsspezifisch ausgestaltet und gehören daher nicht zum Basissystem 6. All components that belong to the base system 6, in particular the base module 1, 2, the operating system 61, the network layer 62 and the web container 63 with its services 631 and its GUI interface, are outlined in the drawing with the associated dashed line. These components may be considered as provided by the provider. The device manufacturer thus takes over these components as offered by the device manufacturer. These include, in particular, the main module 2 and the supply module 3, which in this example are combined to form a base module. In an alternative embodiment, they could of course also be designed as separate components. By contrast, the first functional module 1 and possible further components, for example a second functional module 1 ' , are configured by the device manufacturer in an application-specific manner and therefore do not belong to the base system 6.
Weiterhin ist exemplarisch ein Softwarecontainer 7, in diesem Fall für das Funktionsmodul 1 , dargestellt. Der Inhalt dieses Softwarecontainers gehört somit nicht zum Basissystem 6, d. h. dieser Inhalt muss vom Gerätehersteller individuell erstellt oder zumindest zusammengestellt werden. Weiterhin ist ein weiterer Softwarecontainer 7', z. B. für das Versorgungsmodul, angedeutet. Vorteilhafterweise ist für die System Integration der Funktionalität jedes (Hardware-) Moduls 1 , 2, 3, mindestens ein Softwarecontainer 7 vorgesehen. Es können auch mehrere Container 7 für ein Modul 1 , 2, 3 vorhanden sein, damit das Modul 1 , 2, 3 verschiedene Funktionen übernehmen kann. Der Softwarecontainer 7 besitzt eine Anwendung 71 , die die eigentliche Funktionalität des jeweiligen Moduls 1 , 2, 3 beinhaltet. Weiterhin besitzt er Meta-Informationen 72, z. B. zur Identifikation über die Netzwerkschicht 62 sowie einen sogenannten Modul-Treiber 73 zum An- sprechen der jeweiligen Hardware des dazugehörigen Moduls 1 , 2, 3, in diesem Fall des Funktionsmoduls 1 . Daneben verfügt der Container über ein eigenes Dateisystem 74, sodass er völlig unabhängig vom Basissystem agieren und administriert (z. B. installieren, upgraden, löschen) werden kann. Die Container-eigenen GUI-Services 75 können dynamisch von den Basis-Services 631 eingebunden werden. Furthermore, a software container 7, in this case for the functional module 1, is shown by way of example. The content of this software container thus does not belong to the basic system 6, ie this content must be created individually or at least compiled by the device manufacturer. Furthermore, another software container 7 ' , z. B. for the supply module indicated. Advantageously, at least one software container 7 is provided for the system integration of the functionality of each (hardware) module 1, 2, 3. There may also be several containers 7 for a module 1, 2, 3, so that the module 1, 2, 3 can take on different functions. The software container 7 has an application 71, which contains the actual functionality of the respective module 1, 2, 3. Furthermore, he has meta-information 72, z. B. for identification via the network layer 62 and a so-called module driver 73 for speak the respective hardware of the associated module 1, 2, 3, in this case the functional module. 1 In addition, the container has its own file system 74, so that it can be completely independent of the base system and managed (eg install, upgrade, delete) can be. The container's own GUI services 75 can be dynamically integrated by the base services 631.
Zwar ist der Inhalt des Softwarecontainers 7 des Funktionsmoduls 1 somit nicht vorgegeben, doch kann seine Struktur und Funktionalität vorgegeben sein, was für einen Programmierer des Geräteherstellers zumindest eine Erleichterung darstellt. Weiterhin können die Softwarecontainer der zum Basissystem gehörenden Module, nämlich des Hauptmoduls 2 und des Versorgungsmoduls 3, vom Gerätehersteller vorgegeben sein. Although the content of the software container 7 of the functional module 1 is thus not predetermined, its structure and functionality can be predetermined, which is at least a relief for a programmer of the device manufacturer. Furthermore, the software container of belonging to the base system modules, namely the main module 2 and the power supply module 3, be predetermined by the device manufacturer.
Die Fig. 4a und 4b zeigen die Komponenten einer entsprechenden integrierten Softwareumgebung„IDE" mit der dazugehörigen Serverarchitektur 8 und einer entsprechenden Benutzeroberfläche 9, mit deren Hilfe die verschiedenen Gerätehersteller („User") 81 , 81 ', ... , auf der Basis der vom Anbieter zur Verfügung gestellten Komponenten und Informationen ihre individuellen Geräte zusammenstellen und konzeptionieren, sowie die erforderlichen Teile der Software erstellen können. Dies geschieht unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Entwicklungsoberfläche 9 und insbesondere einer darüber verfügbaren entsprechender Softwarebibliothek („Libraries") 93. 4a and 4b show the components of a corresponding integrated software environment "IDE" with the associated server architecture 8 and a corresponding user interface 9, with the help of which the various device manufacturers ("users") 81, 81 ' , ..., on the basis The components and information provided by the provider can assemble and conceptualize their individual devices and create the necessary parts of the software. This is done with the aid of a corresponding development surface 9 and in particular a corresponding available software library ("libraries") 93.
Dazu ist ein Webserver 82 Teil der Serverarchitektur 8. Der Webserver 82 stellt die Schnittstelle zwischen der gesamten Serverinfrastruktur und den einzelnen Usern 81 dar und bildet somit das Frontend der IDE. For this purpose, a web server 82 is part of the server architecture 8. The web server 82 represents the interface between the entire server infrastructure and the individual users 81 and thus forms the frontend of the IDE.
Weiterhin stehen als weitere Komponente der Serverarchitektur Mittel zur eindeutigen Authentifizierung der User 81 zur Verfügung. Weiterhin gibt es eine zusätzliche Komponente, die Mittel zur Ressourcenverwaltung 84 verfügbar macht. Die Ressourcenverwaltung 84 ist in der Lage, den einzelnen Usern 81 abhängig von Randbedingungen, wie z.B. Lizenzen, Hardware- und/oder Software-Ressourcen, zuzuweisen. Furthermore, as a further component of the server architecture, means for the unique authentication of the users 81 are available. There is also an additional component that provides resource management means 84. The resource manager 84 is able to assign the individual users 81 depending on constraints, such as licenses, hardware and / or software resources.
Außerdem stellt die IDE dem Fachmann geläufige Entwicklungswerkzeuge („Toolchain") 85 zur Verfügung, nämlich einen Crosscompiler 86, einen Debugger 87 und einen Emulator 88 des eingebetteten Systems. In einer vorteilhaften Ausführung kann der Toolchain 85 serverseitig die eingebettete Hardware 89, also z. B. die vorgegebenen sowie möglicherweise auch die individuell ausgestalteten Hardwaremodule 1 , 2, 3, aufweisen. In addition, the IDE provides toolkits 85 common to one skilled in the art, namely, a crosscompiler 86, a debugger 87, and an embedded system emulator 88. In an advantageous embodiment, the toolchain 85 may have embedded hardware 89 on the server side. B. the default and possibly also the individually designed hardware modules 1, 2, 3, have.
Der User 81 kann sich beispielsweise über einen Browser mit einem gültigen Login beim Webserver 82 anmelden. Der User kann Gruppen zugeordnet sein. For example, the user 81 can log in to the web server 82 via a browser with a valid login. The user can be assigned to groups.
In der Toolbar 91 werden Funktionalitäten für die Softwareentwicklung zur Verfügung gestellt. In dem Projektfenster 92 sind die selbstangelegten Projekt-Dateien dargestellt. Das Projektfenster 92 dient zum Speichern und Aufrufen von Projekteinstellungen und Einstellungen zur Entwicklungsphase (Properties). Toolbar 91 provides functionalities for software development. Project window 92 shows the self-created project files. The project window 92 is used for saving and calling project settings and settings for the development phase (properties).
Dem User können Lizenzen zugeordnet sein. Der User kann mehrere Projekte parallel bearbeiten, bei denen auch projektbezogen Einstellungen möglich sind, da diese in einer dazugehörigen Benutzeroberfläche 9 beispielsweise über ein Projektfenster 92 gespeichert und aufgerufen werden können. The user can be assigned licenses. The user can edit several projects in parallel, in which project-related settings are possible because they can be stored in an associated user interface 9, for example via a project window 92 and called.
Eine solche Benutzeroberfläche 9 kann Folgendes aufweisen: Such a user interface 9 may comprise:
Eine Toolbar 91 ; das Projektfenster 92; Softwarebibliothek („Libraries") 93; einen Editor/Viewer 94; eine Console 95; ein Propertiers-Fenster 96, in dem der User 81 seinem Account Eigenschaften zuweisen kann; ein Kommunikations-Fenster 97, z. B. für eine Onlinehilfefunktion. A toolbar 91; the project window 92; Software library ("libraries") 93; an editor / viewer 94; a console 95; a provider window 96 in which the user 81 can assign properties to his account; a communication window 97, eg for an online help function.
Die Bibliothek 93 gibt, wie bereits erläutert, eine automatisch erstellte Übersicht der für die ausgewählten vorgegebenen Module zur Verfügung stehenden Bibliotheken/Gerätetreiber/Systemschnittstellen (Libraries). As already explained, the library 93 provides an automatically generated overview of the libraries / device drivers / system interfaces (libraries) available for the selected predefined modules.
Im Editor/Viewer 94 werden Dateiinhalte bearbeitet/ausgewertet. In the Editor / Viewer 94 file contents are processed / evaluated.
Bei der Console 95 handelt es sich um ein Ausgabefenster für Laufzeitrückmeldungen. Console 95 is a runtime response output window.
Das Kommunikationsfenster 97 gestattet z. B. die Möglichkeit zur Kontaktaufnahme mit Entwicklern der verwendeten Bibliotheken und Schnittstellen oder einem übergeordneten Supportmitarbeiter (Communication). The communication window 97 allows z. For example, the possibility to contact developers of the libraries and interfaces used or a higher-level support staff member (communication).
Die Fig. 5a zeigt die Einzelkomponenten, aus denen ein konfiguriertes Gesamtsystem besteht. Das Kernsystem 100 umfasst eine Prozessorplatine 2, einen darauf abgestimmten Bootloader 101 sowie ein Betriebssystem 61 . Durch die enge Verzahnung der einzelnen Komponenten ist das Kernsystem 100 nur in seiner Gesamtheit austauschbar. Um ein Basisprodukt 200 zu erhalten, wird das Kernsystem 100 um das hinzugefügte Gehäuse 4, das Versorgungsmodul 3 und entsprechende Basiscontainer 7", 7" ' ergänzt. Dieses Basisprodukt kann als Halbzeug bereits für den Kunden bestimmt sein. FIG. 5a shows the individual components that make up a configured overall system. The core system 100 includes a processor board 2, a bootloader 101 tuned thereto, and an operating system 61. Due to the close interlocking of the individual components, the core system 100 is exchangeable only in its entirety. In order to obtain a base product 200, the core system 100 is supplemented by the added housing 4, the supply module 3 and corresponding base containers 7 " , 7 "' . This base product can already be intended as semi-finished product for the customer.
Ein komplettes Endprodukt 300 besteht zudem noch aus einem Funktionsmodul 1 , dazugehörigen („Funktions"-) Containern 7, 7', ... sowie einer entsprechenden Frontblende 43, die den Schnittstellen des Funktionsmoduls 1 Rechnung trägt. A complete end product 300 additionally consists of a functional module 1, associated ("functional") containers 7, 7 ',..., And a corresponding front panel 43, which takes into account the interfaces of the functional module 1.
Die Fig. 5b zeigt die Bestellprozesse zum fertigen Produkt. Über das Web Portal 400 erreicht der Kunde 500, bei dem es sich insbesondere ein Gerätehersteller handelt, den Auswahlprozess 450, über den er sich die Komponenten 451 , die für sein Produkt notwendig sind, aussucht. Sind sie vorhanden 452, kann er sich die entsprechenden Komponenten 451 aus einem entsprechenden Katalog auswählen, konfigurieren und dem Produkt hinzufügen. Fig. 5b shows the ordering processes for the finished product. Via the web portal 400, the customer 500, which is in particular a device manufacturer, reaches the selection process 450 through which he selects the components 451 that are necessary for his product. If they are present 452, they can select the appropriate components 451 from a corresponding catalog, configure and add to the product.
Sind eine oder mehrere benötigte Komponenten 450 nicht vorhanden, muss der Kunde, sofern er die Komponente(n) 450 nicht selbst erstellen will, einen Auftragsprozess 460 bedienen. Mit der Komponentenspezifikation 461 kann er direkt beim Plattformanbieter intern 462 oder, falls dies nicht möglich ist, mit einem Kooperationspartner extern 463 eine entsprechende Komponente anfertigen lassen, die dann dem Produkt zugefügt wird. If one or more required components 450 does not exist, the customer, if he does not want to create the component (s) 450 himself, must operate a job process 460. With the component specification 461, he can have 462 directly with the platform provider internally or, if this is not possible, with a cooperation partner externally 463 make a corresponding component, which is then added to the product.
Die Entwicklung von Softwarekomponenten kann dabei im Entwicklungsportal vom Gerätehersteller begleitet werden. The development of software components can be accompanied in the development portal by the device manufacturer.
Sollte kein Auftragspartner für eine Komponente gefunden werden (X) obliegt es dem Kunden sich die restlichen Komponenten als Halbzeug fertigen zu lassen. (Bezugszeichenliste) If no contract partner for a component is found (X) it is up to the customer to have the remaining components manufactured as semi-finished products. (Reference Signs List)
MEP Modulare eingebettete Plattform MEP Modular Embedded Platform
HW Hardware  HW hardware
SW Software  SW software
DT Entwicklungswerkzeuge (Development Tools) BM Geschäftsmodel (Buisness Model)  DT Development Tools BM Business Model (Buisness Model)
1 Funktionsmodul 1 functional module
10 Funktionsmodulleiterkarte  10 function module ladder card
1 1 RFID-Baustein/Funktionsbaustein  1 1 RFID module / function block
12, 12' TNC Reverse" Antennenbuchsen 12, 12 ' TNC reverse "antenna sockets
16 optionaler USB 2 Umsetzerbaustein  16 optional USB 2 converter module
2 Hauptmodul 2 main module
20 Hauptmodulleiterkarte  20 main module board
21 μ8 D-Kartenslot 21 μ8 D card slot
22 Prozessor  22 processor
23 RAM-Baustein  23 RAM device
24 Flash-Speicher 3 Versorgungsmodul  24 flash memory 3 supply module
30 Versorgungsmodulleiterkarte  30 Supply module circuit board
31 USB-Hub  31 USB hub
32 I/O-Baustein  32 I / O module
33 USB-Ethernet-Umsetzer  33 USB Ethernet converter
34 Power over Etherne -Buchse 34 Power over Etherne jack
35 „Power + IOs"-Buchse  35 "Power + IOs" socket
36 optionaler USB 2 Umsetzerbaustein Gehäuse 36 optional USB 2 converter module casing
Unterteil des Gehäuses  Lower part of the housing
Oberteil des Gehäuses Top part of the housing
Frontblende front panel
Zebrakonnektor Zebra connector
isolierende Schicht insulating layer
leitfähige Schicht conductive layer
Schrauben screw
Basissystem base system
Betriebssystem  operating system
Netzwerkschicht  Network layer
WEB-Schicht  WEB-layer
Services  Services
GUI  GUI
Softwarecontainer software container
Anwendung  application
Meta-Information  Meta-Information
Modul-Treiber  Module driver
Dateisystem  file system
GUI Service  GUI service
Serverarchitektur der IDEServer architecture of the IDE
User/Gerätehersteller User / Device Manufacturers
Webserver  Web Server
Mittel zur Authentifizierung Mittel zur Ressourcenverwaltung Entwicklungswerkzeuge 86 Crosscompiler Authentication means Resource management tools Development tools 86 cross compiler
87 Debugger  87 debuggers
88 Emulator  88 emulator
89 eingebettete Hardware  89 embedded hardware
9 Benutzeroberfläche 9 user interface
91 Toolbar  91 Toolbar
92 Projektfenster/Projektassistent 92 Project window / Project wizard
93 Softwarebibliothek 93 Software Library
94 Editor/Viewer  94 Editor / Viewer
95 Console  95 Console
96 Properties-Fenster  96 Properties window
97 Kommunikationsfenster  97 Communication window
100 Kernsystem 100 core system
101 Bootloader  101 boot loader
200 Basisprodukt 200 basic product
300 Endprodukt 300 end product
400 Web 400 web
450 Auswahlprozess 450 selection process
451 Komponenten  451 components
452 Abfrage„Komponenten vorhanden?" 452 Query "Components present?"
453 Katalog 453 catalog
454 Auftrag  454 order
460 Auftragsprozess  460 order process
461 (Komponenten-)Spezifikation 461 (component) specification
462 Abfrage„intern?" 462 query "intern?"
463 Abfrage„extern?"  463 query "external?"

Claims

Ansprüche  claims
Elektronisches Gerät, das mindestens drei Module (1 , 2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den drei Modulen (1 , 2, 3) um ein Funktionsmodul (1 ), ein Hauptmodul (2) und ein Versorgungsmodul (3) handelt, wobei das Versorgungsmodul (3) ein Netzteil und/oder zumindest einen Anschluss (34, 35) für eine externe Stromversorgung aufweist und wobei das Hauptmodul (2) einen Prozessor (22) aufweist. Electronic device comprising at least three modules (1, 2, 3), characterized in that the three modules (1, 2, 3) are a functional module (1), a main module (2) and a supply module (3 ), wherein the supply module (3) has a power supply and / or at least one connection (34, 35) for an external power supply, and wherein the main module (2) has a processor (22).
Elektronisches Gerät gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmodul (2) und das Versorgungsmodul (3) in einer universell verwendbaren Form vorgegeben sind, und dass das Funktionsmodul (1 ) anwendungsspezifisch ausgestaltet ist. Electronic device according to claim 1, characterized in that the main module (2) and the supply module (3) are given in a universally usable form, and that the functional module (1) is designed application-specific.
Elektronisches Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (1 ) zumindest eine anwendungsspezifische Hardwarekomponente (1 1 ) besitzt. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the functional module (1) has at least one application-specific hardware component (1 1).
Elektronisches Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (1 ) einen Funktionsbaustein (1 1 ) aufweist. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the functional module (1) has a functional module (1 1).
5. Elektronisches Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hardware der Module (1 , 2, 3) auf der Basis von Leiterkarten (10, 20, 30) ausgeführt ist. Elektronisches Gerät gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul (1 , 2, 3) eine separate Leiterkarte (10, 20, 30) aufweist und dass diese Leiterkarten (10, 20, 30) in einer Ebene angeordnet sind. 5. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the hardware of the modules (1, 2, 3) on the basis of printed circuit boards (10, 20, 30) is executed. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that each module (1, 2, 3) has a separate printed circuit board (10, 20, 30) and that these printed circuit boards (10, 20, 30) are arranged in one plane.
Elektronisches Gerät gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, Electronic device according to one of claims 5 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Module (1 , 2, 3) miteinander zum Datenaustausch und/oder zur Stromversorgung im über Zebrakonnektoren (5) oder Pressfitbrücken verbunden sind. characterized in that at least two modules (1, 2, 3) are interconnected for data exchange and / or power supply via zebra connectors (5) or pressfit bridges.
Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Gerätes, wobei die unterste Schicht dieses Gerätes von einer Hardware gebildet wird, wobei die Hardware durch eine Auswahl und Zusammenstellung mehrerer Module (1 , 1 ', 2, 3) gebildet wird, wobei auf die Hardware ein Betriebssystem (61 ) aufsetzt, das mit einer Netzwerkebene (62) und einer Software zusammenarbeitet, wobei ein Teil der Software (73) hardwarespezifisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der hardwarespezifischen Software (73) in Containern (7,7', ... ) abgelegt wird. Method for operating an electronic device, wherein the lowermost layer of this device is formed by a hardware, the hardware being formed by a selection and compilation of several modules (1, 1 ' , 2, 3), wherein an operating system (61 ), which cooperates with a network layer (62) and a software, wherein a part of the software (73) is hardware-specific, characterized in that at least a part of the hardware-specific software (73) in containers (7,7 ' , ... ) is stored.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Container (7) für ein Funktionsmodul (1 ) und ein weiterer Container (7') für ein Versorgungsmodul (2) bereitgestellt wird. A method according to claim 8, characterized in that at least one container (7) for a function module (1) and another container (7 ' ) for a supply module (2) is provided.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem jeweiligen Container (7, 7', . . . ) hardwarespezifische Software (73) des dazugehörigen Moduls (1 , 1 ', 2, 3) abgelegt wird. A method according to claim 9, characterized in that in the respective container (7, 7 ' ,...) Hardware-specific software (73) of the associated module (1, 1 ' , 2, 3) is stored.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hardwarespezifische Software Treiber (73) der Hardware beinhaltet. Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the hardware-specific software driver (73) includes the hardware.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Software weiterhin mindestens eine Anwendung (71 ) beinhaltet, welches die Funktion des elektronischen Gerätes steuert. 12. The method according to any one of claims 8 to 1 1, characterized in that the software further includes at least one application (71) which controls the function of the electronic device.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein Modul (1 , 2, 3) mindestens eine dazugehörige Anwendung (71 , 71 ', . . . ) bereitgestellt wird, welche die Funktion des mindestens einen Moduls (1 , 2, 3) steuert. 13. Method according to claim 12, characterized in that for at least one module (1, 2, 3) at least one associated application (71, 71 ' , ...) is provided, which functions as the at least one module (1, 2, 3) , 3) controls.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Anwendung (71 , 71 ', ... ) des Moduls (1 , 2, 3) in dem jeweiligen zum Modul (1 , 2, 3) gehörenden Container (7, 7', ... ) abgelegt wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the respective application (71, 71 ' , ...) of the module (1, 2, 3) in the respective to the module (1, 2, 3) belonging container (7, 7 ' , ...) is stored.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Containern (7, 7' , . . . ) jeweils ein sogenanntes„WebSocket Interface" enthalten ist. 15. The method according to claim 14, characterized in that in the containers (7, 7 ' ,...) In each case a so-called "WebSocket interface" is included.
Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Web-Socket Interface eine eindeutige Nummer, insbesondere eine IPv6-Nummer besitzt, das zur Identifikation, zur Konfiguration, zur Steuerung und/oder zum Datenaustausch mit der im Container enthaltenen Anwendung (71 ) und/oder dem im Container enthaltenen Serviceprogramm (71 , 75) verwendet wird. Method according to Claim 15, characterized in that each web socket interface has a unique number, in particular an IPv6 number, which is used for identification, configuration, control and / or data exchange with the application (71) contained in the container and / or or the service program (71, 75) contained in the container.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere solcher Geräte über jeweils ein Web- Interface (63) und über ein gemeinsames Netzwerk durch die Verwendung eines zentralen Programms zu einem gemeinsamen virtuellen Gerät zusammengefügt werden. Method according to one of claims 8 to 16, characterized in that a plurality of such devices via a respective web interface (63) and via a common network by the use of a central program to a common virtual device are assembled.
18. Verfahren zum Entwickeln eines elektronischen Gerätes, das Hard- und Softwarekomponenten besitzt und mehrere Module (1 , 2, 3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Hard- und Softwarekomponenten, der zu mindestens einem vorgegeben Modul (2, 3) gehört, bereits zu Beginn der Entwicklung des Gerätes feststeht, und dass ein zweiter Teil der Hard- und Softwarekomponenten, der zu mindestens einem weiteren Modul (1 ) gehört, erst bei der Entwicklung des Gerätes zusammengestellt bzw. erstellt wird. 18. A method for developing an electronic device having hardware and software components and a plurality of modules (1, 2, 3), characterized in that a first part of the hardware and software components, the at least one predetermined module (2, 3 ), is already known at the beginning of the development of the device, and that a second part of the hardware and software components, which belongs to at least one other module (1), only when the device is developed or created.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Onlineportal bereitgestellt wird, in dem verschiedene Module (2, 3) und Hardwarebauelemente zur Auswahl gestellt werden. 20. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem eine Auswahl getroffen wurde, auf der Basis der Auswahl automatisch eine integrierte Entwicklungsumgebung (8) aufgebaut wird, welche unter anderem hardwarenahe Softwarekomponenten in Form einer Bibliothek (93) bereitstellt. 19. The method according to claim 18, characterized in that an online portal is provided in which various modules (2, 3) and hardware components are provided for selection. A method according to claim 19, characterized in that after a selection has been made, an integrated development environment (8) is automatically constructed based on the selection, which among other things provides hardware-related software components in the form of a library (93).
21 . Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklungsumgebung auf einem Server (8) aufgebaut wird, was einen netzbasierten, systemunabhängigen Zugriff ermöglicht. 21. A method according to claim 20, characterized in that the development environment is built on a server (8), which enables network-based, system-independent access.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten hardwarenahen Softwarekomponenten Treiber für die Hardware der vorgegebenen Module (2, 3) beinhalten. Method according to one of Claims 20 to 21, characterized in that the hardware-related software components provided contain drivers for the hardware of the predefined modules (2, 3).
23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entwicklungsumgebung über ein Kommunikationsfeld (97) eine Hilfefunktion vorgesehen ist, über die mit einem Entwickler der Softwarekomponenten kommuniziert wird. 23. The method according to any one of claims 18 to 22, characterized in that in the development environment via a communication field (97), a help function is provided via the with a developer of the software components is communicated.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Gerätes, das mehrere Module (1 , 2, 3) und ein Gehäuse (4) besitzt, wobei ein Anbieter das Gehäuse (4) und mehrere vorgegebene Module (2,3) anbietet und ein Gerätehersteller mindestens ein weiteres Modul (1 ) selbst konzeptioniert. A method of manufacturing an electronic device having a plurality of modules (1, 2, 3) and a housing (4), wherein a supplier offers the housing (4) and a plurality of predetermined modules (2,3) and a device manufacturer at least one further module (1) self-concepted.
Verfahren gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Gerätehersteller das weitere Modul (1 ) selbst herstellt oder seine Herstellung bei dem Gerätehersteller oder einem Drittanbieter in Auftrag gibt. A method according to claim 24, characterized in that the device manufacturer, the further module (1) manufactures itself or its production at the device manufacturer or a third party in order.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbieter ein Onlineportal mit einem Method according to one of claims 24 to 25, characterized in that the provider an online portal with a
Webserver (82) aufbaut, über welches der Gerätehersteller das Gehäuse (4) und die vorgegebenen Module (2, 3) auswählt und bestellt. Web server (82) is set up over which the device manufacturer selects and orders the housing (4) and the specified modules (2, 3).
Verfahren gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbieter dem Gerätehersteller eine Entwicklungsumgebung (8) zur Erstellung der Gerätesoftware bereitstellt. A method according to claim 26, characterized in that the provider provides the device manufacturer with a development environment (8) for creating the device software.
Verfahren gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entwicklungsumgebung (8) eine Softwarebibliothek (93) für die ausgewählten Module (2, 3) und gegebenenfalls auch für weitere Hardwarekomponenten (1 1 , 12, 16) bereitgestellt wird. A method according to claim 27, characterized in that in the development environment (8) a software library (93) for the selected modules (2, 3) and possibly also for further hardware components (1 1, 12, 16) is provided.
Verfahren gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Softwarebibliothek (93) hardwarenahe Softwarekomponenten, z. B. Hardwaretreiber, zum Steuern der Hardware beinhaltet. A method according to claim 28, characterized in that said software library (93) includes hardware-related software components, e.g. As hardware driver, for controlling the hardware includes.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Software mindestens eine Anwendung (71 ) zur Steuerung der Funktion der vorgegebenen Module (2, 3) beinhaltet. A method according to claim 29, characterized in that said software includes at least one application (71) for controlling the function of the predetermined modules (2, 3).
31 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklungsumgebung weiterhin einen Editor (94), einen Projektassistenten (92), eine Funktion zum Speichern von benutzerspezifischen Einstellungen sowie eine Hilfefunktion bereitstellt. 31. A method according to any one of claims 27 to 30, characterized in that the development environment further provides an editor (94), a project assistant (92), a function for storing user-specific settings and a help function.
32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen vorgegebenen Modul um zwei vorgegebene Module (2, 3), nämlich um ein Versorgungsmodul (2) und ein Hauptmodul (3), handelt und dass es sich bei dem weiteren Modul um ein Funktionsmodul (1 ) handelt. 32. Method according to one of claims 24 to 31, characterized in that the at least one predetermined module is two predetermined modules (2, 3), namely a supply module (2) and a main module (3), and that the further module is a functional module (1).
PCT/DE2015/100510 2015-01-14 2015-12-01 Electronic device, and methods for the production and use thereof WO2016112885A1 (en)

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