Weiterentwicklung und Stabilisierung eines Embedded-Steuerungssystems für Lüftungs- und Klimatechnik.

Schwerpunkt auf der Integration und Absicherung der Kommunikation (MQTT, Modbus) sowie der Erweiterung bestehender Funktionen unter Echtzeitbedingungen.

Analyse und Behebung von Stabilitäts- und Integrationsproblemen in einem gewachsenen System.

Analyse einer umfangreichen, C-basierten Legacy-Codebasis und schrittweise Überführung in eine strukturierte, objektorientierte C++-Architektur.

Neustrukturierung der Softwarearchitektur mit dem Ziel, Wartbarkeit und Erweiterbarkeit nachhaltig zu verbessern, u. a. durch Konsolidierung redundanter Implementierungen in klar definierte und wiederverwendbare Basisklassen.

Technologien /Tools;

Azure DevOps

Azure RTOS ThreadX

MQTT

Modbus

C / C++

Git

Sonarqube

CLang

Visual Studio

VisualGDB

Architektur und Entwicklung eines Embedded-Linux-Systems auf AMD/Xilinx Ultrascale+ (Cortex-A53 + FPGA).

Der Schwerpunkt lag auf Design und Entwicklung einer objektorientierten und performanten, echtzeitfähigen  C++ Applikation sowie der Integration von Hard- und Softwarekomponenten (PS/PL). 

Weitere Aufgaben waren die Konzeption und Anbindung von Kommunikationsschnittstellen (REST, WebSocket) und die Umsetzung zeitkritischer Funktionen und systemnaher Komponenten einschließlich Kernel-Treiber und Schnittstellen zur programmierbaren Logik.
Ergänzend: Aufbau einer strukturierten Testbasis und Erstellung einer umfangreichen Software- Dokumentation zur Vorbereitung einer Produktzertifizierung (Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Baumusterprüfbescheinigung, Eichung)

eingesetzte Tools und Technologien:

AMD/Xilinx Ultrascale+ (Cortex-A53 + OnChip  FPGA)

Enclustra SoM (System on Module)

Petalinux Kernel-Buildsystem

embedded Linux (Yocto) auf Cortex A53

Xilinx Vitis Unified IDE

Xilinx Vitis Classic IDE

Interfaces PS/PL; Cortex A53, FPGA

Erweiterung eines Remote-I/O-Systems mit Echtzeit-Anforderungen.

Integration neuer Funktionen ins Remote-IO System; Integration eines USB-Stack in das Echtzeitsystem (RTOS), IPoverUSB

Integration, Portierung REST-API Kommunikations-Stack auf das Echtzeitsystem (RTOS) zum Aufbau eines Service- und Wartungs-Interfaces (Diagnose, Konfiguration, Backup/Restore)

Auf Basis

HW-Platform Zynq

RTOS eCos

CP620 Kommunikationscontroller

Entwicklung eines CC-Link (IE TSN)  Devices für den asiatischen Markt.

CC-Link  IE TSN ist ein neu entwickelter Feldbus-Standard auf Basis von Gigabit Ethernet

https://www.mitsubishielectric.com/fa/products/cnt/plcnet/pmerit/cclink_ie_tsn/lineup/dev_tool.html

Projektbesonderheiten:

- Dual-Prozessor Lösung mit Xilinx Zynq + CP620 Kommunikationsprozessor (ARM-basierend) von Mitsubishi/Renesas.
- Inter-Prozessor Kommunikation
- neuer Feldbus-Standard IE TSN

Auf Basis

HW-Platform Zynq

RTOS eCos

Entwicklung eines CC-Link (RS485) modularen Remote I/O Devices für den asiatischen Markt.

CC-Link ist ein RS485 basierender Feldbus, verbreitet im asiatischen Raum

1. Entwicklung eines Ethercat-Slave Device;  ein kompaktes, multi-purpose I/O Device (Digital- I/O, Analog-I/O, Widerstands-Thermometer, Quadratur-Encoder, Frequenzzähler, CAN-Interface), konform zum Ethercat-MDP-Standard (Multi-Device-Profil, statisch)
   
   

1. Erweiterung um CANopen Gateway: - Integration einer CANOpen Gateway Funktionalität auf dieselbe Hardware-Plattform - Funktionalität ähnlich der Beckhoff Klemme EL6751 - Betrieb parallel zur I/O Funktionalität, geforderte Zykluszeit 1ms - SDO-Mapping, PDO-Routing,

Entwicklung eines modularen I/O-Systems für die industrielle Automation auf Basis von Ethercat.

Hauptaufgaben:

• kundenspezifisches Rückwandbus-Protokoll auf neue Plattform anpassen
• Plattform-spezifische Entwicklung
• Ethercat Stack integrieren und anpassen 
• Ethercat Modular Device Profile (MDP)
• DC Synchronisation
• Umfangreiche Modul-Parametrierung über CoE Object Dictionary
• CTT/ Einsatz des Ethercat Conformance Test Tools

Plattform:
Infineon XMC4000 Family: XMC4300, XMC4800

Betriebssystem:
Bare Metal (ohne Betriebssystem)

Durchführung von mehrtätigen InHouse-Schulungen für eCos Realtime Kernel
für verschiedene Kunden aus dem industriellen Bereich (nexans, iba, freqcon u. A.)

Schulungsinhalte:

• allgemein eCos
• Architektur
• Interruptsystem
• Treiberentwicklung
• Toolchain
• kundenspezifische Inhalte
• eCos auf spezifischen Plattformen
  • Atmel ARM
  • Xylinx Zynq
  • Siemens ERTEC 200P

mehrjährige Produktpflege eine modularen I/O Systems für einen Kunden aus der Automatisierungstechnik.

• Refactoring
• Funktionserweiterungen
• Bugfixing

Pflege diverser Feldbus-Koppler:

• Profibus Koppler
• CAN/CanOpen Koppler
• Ethercat Koppler
• PROFINET Koppler

Pflege von Erweiterungsmodulen, welche auf uController basieren:

• Analog-Module

Betriebssysteme:
RTOS eCos, Bare-Metal

Prozessoren:

• Atmel ARM9
• Atmel ARM7
• ERTEC 200

Arbeitsumfang:
nach Bedarf, bei Kundenmeldungen, nur zeitweise

Konzeption, Architektur und Entwicklung einer vollständigen, zu Siemens Simatic S5 kompatiblen PLC-Runtime für Retrofit-Anwendungen.

Ziel war die Ablösung bestehender Steuerungen bei gleichzeitiger Kompatibilität zu bestehenden Anlagen und Programmen.

Umsetzung zentraler Funktionen einer SPS-Laufzeitumgebung sowie Integration in ein Embedded-Linux-System, basierend auf PhoenixContact AxioControl Steuerungssystem

2 Teilprojekte:

• S5-Runtime, kompatibel zu Simatic S5 AG135 / CPU928B
• S5-Runtime, kompatibel zu Simatic S5 AG155 / CPU948

 
Produkt-Einsatz:

• kundeneigene Retrofit Projekte für Alt-Anlagen, basierend auf Simatic S5 Steuerungen

Plattform:
PhoenixContact AxioControl 3050

Betriebssystem:
Embedded Linux

Support für eCos Realtime Kernel auf Siemens ERTEC 200P

Entwicklung eCos konforme Treiber für

UART und Analog I/Os

Einsatz des Spindelantriebs für Heckklappen für das automatische Öffnen und Schließen von Haustüren. Der Antrieb ist verdeckt im Türblatt eingebaut.

Besondere Anforderungen:

• Kollisions-/Einklemmschutz
• Überwinden von Winddruck
• Position halten
• Reversieren
• Manuelles Bedienen ermöglichen
• Überwindung des Dichtungswiderstandes beim Zuziehen der Tür
  
  

Übernahme des Projektes, Weiterentwicklung, Wartung und Erweiterungen (zeitweise)

Vorentwicklung einer Steuerungssoftware, welche anhand von verschiedenen Sensoren die manuelle Bedienung einer KFZ Seitentür erkennt und nach unterschiedlichen Algorithmen die Bremse/Kupplung in einem Seitentürantrieb ansteuert.

Ziel war es, verschiedene Sensoren und Algorithmen zu implemententieren, um in einer Haptikstudie das am besten geeignete System zu ermitteln

Programmierung eines Sitzsteuergerätes zur Ansteuerung eines Spindelantriebes für eine Rücksitzlehne und eines Antriebes für eine Sitz-Durchlade ("Skisack")

• Implementierung der Antriebs-Ansteuerung
• Regelungsalgorithmen / Rampen / Geschwindigkeitsprofile
• Auswerten der Bedienelemente
• Vernetzung über CAN zum zentralen Sitz-Controller zur Ansteuerung ganzer Sitz-Szenarien --> Messe Demo

Umfangreiche Portierung von eCos 3.0 auf den Prozessor Zynq 7020, Cortex-A9 Dualcore von Xilinx.

eCos on Zynq Feature List:

• Architecture Port of Cortex A9 CPU in Zynq-7000
• Memory Configuration DDR
• Interrupt Controller
• Timer and Watchdog Configuration 
• UART Driver
• Cache Configuration
• Quad SPI support
• Tri-Mode Ethernet MAC
• Redboot Boot Loader
• General Purpose Port (AXI_GP) driver and API that performs a read and write to registers connected to the AXI_GP
• DMA support
• Device Configuration Interface driver to perform configuration of the programmable logic
• CAN Driver
• GPIO driver
• I2C
• Support for Performance Monitoring Unit of Cortex A9 CPU
• XADC driver
• SD card support

Tätigkeit als "Early Adopter" mit einem der ersten verfügbaren Evaluation Boards mit engen Kontakten zu technischen Ansprechpartnern bei Xilinx

Portierung von eCos 3.0 auf den Microblaze Softcore von Xilinx

• Variante für Xilinx PLB Bus
• Variante für Xilinx AXI Bus

Hardware:
Spartan-6 SP605 Evaluation Kit

Portierung von eCos 3.0 auf den Microcontroller AT91SAM9G45 von Atmel.

• Anpassung der HAL
• Entwicklung von HW-Treibern

Funktionsumfang entsprechend den Produktanforderungen des Kunden

Portierung von eCos 3.0 auf den Microcontroller AT91SAM9X25 von Atmel.

Entwicklung ist Basis für das PROFINET Entwicklungskit von Siemens ComDeC, welches ein Evaluation Board von Atmel verwendet.

eCos on AT91SAM9X25 Feature List

eCos Architecture, HAL, Drivers

• based on eCos 3.0
• Architecture ARM9
• MMU configuration
• Cache configuration
• DMA Support
• Memory Configuration EBI
• Interrupt Controller
• Clock Configuration PLL, PIT, Timer
• UART Driver, DBGU
• Ethernet MAC and PHY support
• Watchdog Support
• NAND Flash Support
• I2C Driver (TWI)
• Redboot Boot Loader