Diverse kleinere Kurzprojekte für Bestandskunden, Hardware und Software rund um ARM Cortex-M.

• Entwurf eines Ethernet-basierten Netzwerk-Potokolls (Kundenwunsch: Kein IP).
• Auswahl der Entwicklungstools/Strategie in enger Absprache mit dem Kunden. Wechsel aufgrund überzeugender Argumente von IAR zu GNU/GCC-Toolchain, SCons und Python). Im Zuge dessen wurde auch das ursprünglich vorgesehene Sciopta Betriebssystem aufgegeben (unzureichende Performance, unzureichender Schutz von Speicherdaten, keine Möglichkeit der Anpassung) und durch FreeRTOS sowie ein selbstentwickeltes Framework ersetzt.
• Entwurf und Entwicklung eines vollintegrierten Build/Test Frameworks basierend auf Python/SCons für embedded Firmware. Durchführung von Unit-Tests auf dem Zielgeräte beim Build.
• Definition des Coding-Standards in Absprache mit Kunden (C mit bestimmten gccErweiterungen, die die Qualität deutlich verbessern).
• Buildsystem-unterstützte Komponenten-basierte Programmierung mit automatischer Systemkonfiguration.
• Entwurf der System-Architektur für einen Ethernet/UART Router entsprechend den Anforderungen des Kunden (Requirements).
• Entwurf eines vollständig eventbasierten OOP-Frameworks (ActorProgrammiermodell) mit Speicher-Abschottung der Komponenten. Hierzu wurde FreeRTOS modifiziert. Minimaler Laufzeit-Overhead, optimierte Speichernutzung für Nachrichten (multiple Empfänger mit zero-Copy, sowie Schreibschutz).
• Implementierung obigen Frameworks. Komplementierung durch Funktionen für das Build-System zur automatischen Generierung von Code (Erweiterbar). Keine Erfordernis manueller Konfigurationen für Systemstart beim Zufügen/Entfernen von Modulen, automatische Erkennung/Auflösung von Abhängigkeiten in der Initialisierung, IO-Port Konfiguration, etc.
• Implementierung des Ethernet-Treibers, und des UART-Treibers für OSI-Layer 1/2.
• Implementierung der höheren Netzwerkschichten (routing, Session).
• Durchführung von Tests für alle implementierten Komponenten, sowie Integrationstests des Gerätes mit Hilfe des Build-Systems und weiteren Programmen.
• Beratung bei Hardware-Auswahl (STM32F4), bei der Schaltung (insbesondere Beschaltung der MCU), Inbetriebnahme/Fehlersuche neuer Revisionen, teilweise mit Oszilloskop/Logicanalyzer.
• Entwicklung/Auftragsherstellung eines Test-Boards für die Logikfunktionen für Software-Entwicklung und Systemtests beim Kunden.
• Einarbeitung weiterer Mitarbeiter in das System zur Übergabe und Implementierung der Anwendungsschicht. Alle Positionen wurden entsprechende den Anforderungen des Kunden ausführlich dokumentiert (Sprache: Englisch).

2010 – ca. 2014, teils parallel zu Arbeiten SRH University Heidelberg:

• Fortbildung durch Besuch einzelner Kurse (Englisch, Automatisierungstechnik/SPS, etc.).
• Konzeption eines Communication-Hubs für Pico-Satelliten der SRH ("HeidelSat") mit RF Transceiver. Redundante Auslegung unter Verwendung von üblichen Industrie-Bauteilen.
• Konzeption eines Kommunikationsprotokolls Satellit/Bodenstation(en) unter Beachtung der Besonderheiten einer Satellitenumgebung (niedrige Sendeleistung, kurzes und variables Kommunikationsfenster, Störungen, etc.).
• Konzeption des internen Bus-Systems (zwischen einzelnen Modulen, i.e. EnergieManagement, Nutzlast, Kommunikations-Hub, Speicherdienste, etc.) einschliesslich Ausfallüberwachung.

• Ansteuerung eines RFID-Leser-Chips (UHF) für einen ARM Cortex-M4 (Freescale K60) mit PC-Interface. Auch Entwicklung eines innovativen Konzepts dafür.
• Entwicklung/Erstellung dafür notwendiger Python-Tools auf PC.

• Prüfung/Überarbeitung einer Steuergeräte-Software (C, ARM Cortex-M3).
• Entwicklung zusätzlicher Module für o.g. Software (C, ARM Cortex-M3).

• Consulting zu einem Steuergerät, Hardware/Software. (Details vertraulich)
• Entwicklung interner Kommunikationsprotokolle. (Details vertraulich)

• Hardwareentwicklung für Automotive-Starterkits für Fujitsus ARM Cortex-R4 Microcontroller (FR4, Atlas und Calypso-Reihe). Schematics Entry in Altium.
• Entwicklung eines Tools (Python) zur automatischen Anpassung eines Leiterplattenlayouts (Gerber-Files) an Kundenwünsche.
• Selbstständige Betreuung der externen Layouter und Fertiger (bis zu 12 Layer). Layoutprüfung auf EMV/EMC (bis zu 500Mb/s schnelle Busse, teilweise mehr als 5 Power-Domains mit Beachtung von Übersprechen/Kopplung bei den Versorgungslagen, QSPI-Anbindung, Filter, etc.).

Konzeption und Implementierung der Firmware für ein FPGA (Xilinx Spartan-.2, später Spartan-3. Verwendet wurden Xilinx ISE mit Schematic-Entry für die ModulVerbindungen auf Top-Level und VHDL für die Logik-Module. Implementiert wurde ein Gerät zur Diagnose und Prüfung von ProfiBus-Systemen (Hardware/Software, Sender/Empfänger). cPCI Karte mit Industrie-PC.

• Realisierung als Sniffer und Injektor (Störer/Sender). Internet programmierbare State-machines für Filter, programmierbarer Muster-Sender (reduzierte CPU, volle Funktionen wären möglich gewesen). Komplexe, programmierbare TriggerSequencer erlaubten die Verknüpfung von Ereignissen auf Bit/Symbol/Frame-Ebene und dem Sender sowie die Erzeugung entsprechender Reaktionen. Taktung auf SubBit Ebene und geringe Latenz erlaubten Störung innerhalb des laufenden Bits.
• Datenaufzeichnung/Ereignis-Nachrichten mit Zeitstempeln für Langzeitdiagnose zum PC. Integration des PC in das Trigger-/Ereignissystem.
• Entwicklung eines Linux-Kernel-Treibers.
• Entwicklung einer Steuerungs-Applikation (Python) mit GUI (WXWidgets) und mehreren eingebauten einfachen Assemblern für die programmierbaren Module (Filter, Trigger Sequencer, Sender).

Entwicklung PCIe-Anbindung einer High-Speed ()bis ca. 250MByte/s) MesstechnikHardware mit Eigener CPU (TriCore) an einen embedded-PC per FPGA (Altera IPcore).

• Aufgrund der hohen Datenrate hochgradige Parallelität, Daten-Eingang auf Embedded-Seite per dezidiertem Port, zum PC per Busmaster-DMA (linked list). Interrupts für die Signalisierung.
• Entwicklung der FPGA-Firmware (Altera Quartus II) mit Schematic-Entry (Top-Level Interconnect) und VHDL (Logik/Funkionen). Neben der primären Datenübertragung wurden auch Mailboxen für eine einfache Interrupt-Kommunikation der CPUs realisiert (Steuerdaten).
• Alle Konzepte stammen von mir, der Kunde hatte kein fertiges Konzept. PCIe wurde via Altera IP-core realisiert. Volle Dokumentation.
• Entwurf und Realisierung eines Testboards für Standard PCs (PCIe-x1) und den embedded-PC (Kunden-spezifisch). Das beinhaltete Schaltplan, Layout und Inbetriebnahme. Das Board war Stand-Alone, enthält daher einen kleinen Controller (Firmware ebenfalls von mir) mit Flash für FPGA-Bootstrapping ohne Entwicklungsumgebung.
• Inbetriebname, testen aller FPGA-Funktionen inkl. PCIe mit LogicAnalyser/Oszilloskop, PC-Testtools (Eigenentwicklung in Python, Windows-Treiber). Die embedded-Gegenseite bestand aus Logik im FPGA (Datenkanal) sowie ein weiterer Controller (MSP430) mit einfacher Firmware für die Steuerung.
• ca. 03/2008 Release, danach primär Support für die Systemintegration.

• Entwicklung Firmware für Fahrradcomputer HAC5 nach Vorgabe der Funktionen
• Umfang ca. 24000 Zeilen C-Code (GNU toolchain, make, MSP430), zzgl. diverser PC-Tools (Python)

• Konzeption und Realisierung eines teilweise batteriebetriebenen Netzwerkes (Funk, Ethernet, RS485, RS232) auf System und Geräte-Ebene. Basis war die MCU MSP430 von TI nach intensiven Vergleichen von ca. 10 Familien.
• Konzeption/Implementierung eines kompakten Betriebssystems für extrem energieeffiziente embedded Systeme. Konzeption der Netzwerkprotokolle, alles mit Fokus auf Energie-Effizienz. Eigenentwicklung, Bluetooth/ZigBee deutlich überlegen.
• Deutliche Übererfüllung der Erwartungen erlaubte weitere Anwendungen.
• Selbstlernendes Routing, AES/3DES-gesicherte Datenübertragung.
• Definition, Realisierung der Test-Strategie über alle Ebenen (Baugruppen, Geräte, System). Ebenfalls Konzepte für Feldtests bei bestimmten Kunden.
• Ausgehend von den Test-Anforderungen Entwurf und Realisierung eines modularen Testgerätes, einschhließlich dessen Firmware. (MSP430, PC-Anbindung, autonomer Betrieb möglich).

• Leitung der Hardware-Entwicklung und Fertigung (3-4 Mitarbeiter).
• Custom-Geräte in enger Absprache mit Kunden und Zulieferern, mehrfache, weltweite Einsätze.
• Konzeption, Entwicklung einer vernetzten DSP-Anwendung für Office-Automation und Zutrittskontrolle.
• Entwicklung des (damals) Welt-kleinstem Fingerabdruck-Lesers als PC-Add-On auf Basis Motorola/Freescale HC08.
• Bildverarbeitung (Biometrie).
• Internationale Einsätze (Malaysia, Mittlerer Osten, Südamerika) bei Kunden.