WLAN-Mini-Modul

Drahtlose Kommunikationstechnik auf engstem Raum mit Embedded WLAN

22.10.12 | Autor / Redakteur: Reiner Rusnak, Catrinel Catrinescu * / Holger Heller

Embedded WLAN Mini CPU Modul: Mit nur 27 mm x 30 mm bietet das Linux-basierte Dorin-Modul von embedded wireless eine 802.11bgn-Funkübertragung im Format miniPCIe Half Size Card
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Embedded WLAN Mini CPU Modul: Mit nur 27 mm x 30 mm bietet das Linux-basierte Dorin-Modul von embedded wireless eine 802.11bgn-Funkübertragung im Format miniPCIe Half Size Card (Archiv: Vogel Business Media)

Leistungsreserven der CPU, umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten und kleine Abmessungen bei minimalem Energieverbrauch sind in der Embedded-Funktechnik gefragt. Ein WLAN-Mini-Modul hilft dabei.

Auch vom Embedded-Betriebssystem wird heute viel erwartet: Um der Anwendung die Hardware-Funktionen bereitzustellen, ist ein ausgewachsenes Betriebssystem notwendig, das auch mit der technischen Weiterentwicklung Schritt halten kann. Themen wie Sicherheit, Internet der Dinge, Smart Grid oder Cloud Computing, stellen hohe Ansprüche an das Betriebssystem und damit an die Flexibilität der Anbieter von Embedded-Plattformen.

Eine hohe Integrationsdichte bietet z.B. das Embedded WLAN CPU Modul „Dorin“ von embedded wireless aus Ulm. Es vereint auf einer Fläche von 27 mm x 30 mm einen 32-Bit MIPS 24k Core (400 MHz) mit 64 MByte DDR2 RAM und 4 MByte Flash mit WLAN gemäß IEEE802.11n (kompatibel zu 802.11b/g). Der Anschluss einer externen Antenne erfolgt über U.Fl-Stecker. Ein 3-Port 100BaseT Switch, USB 2.0, Digital Audio I/O, JTAG, UART und GPIOs vervollständigen die Schnittstellenliste. Zum integrierten Switch ist anzumerken, dass die PHYs sich auf dem Modul befinden und extern nur Trafos und Buchse platziert werden müssen.

Der Energieverbrauch des WLAN-CPU-Modul beträgt in etwa 0,3 W bei Betrieb mit nur einer Ethernet-Schnittstelle. Ca. 0,6 W sind erreichbar bei WLAN-Empfang mit hohen Datenraten von 40 MBit/s, und ein Verbrauch von 1 W ergibt sich beim kontinuierlichen Senden, z.B. einer großen Datei mit 40 MBit/s.

Einbau in mechanisch kleine Baugruppen

Die kleinen Abmessungen und der geringe Energieverbrauch des Moduls ermöglichen erstmals die Integration in mechanisch sehr kleine Baugruppen, z.B. in eine Standard-Unterputzdose. Rutenbeck Fernmeldetechnik kann mit dem Modul einen kompakten Accesspoint anbieten, der inklusive 230-V-Netzteil und Antenne in einer Standard-Unterputzdose Platz findet.

Er verfügt auch über einen 10/100-BaseT-Anschluss an der Vorderseite und ermöglicht so die gleichzeitige Anbindung kabelgebundener PCs oder Notebooks. In einer Variante ist der Accesspoint optional mit einer POF-Schnittstelle (Polymer Optische Faser) ausgestattet. Alle Netzwerkanschlüsse sind mit dem internen 3-Port-Switch des Moduls verbunden, ohne Bedarf eines sonst üblichen Switchbausteins.

Bei der Auswahl des Betriebssystems ist konsequent der Weg der freien Software beschritten worden. Das Dorin-Modul ist offizielle Zielplattform des OpenWrt-Projekts, dessen Ziel anfangs war, im Handel erhältliche Hardware (z.B. DSL-Router) als Hardwareplattform für das eigene Betriebssystem zu nutzen. Mittels Jailbreak wird die Hardware für OpenWrt zugänglich gemacht. Anschließend ist das Laden einer eigenen maßgeschneiderten OpenWrt-Version möglich.

Damit sind dann je nach Hardware auch Funktionen erreichbar, die in der ursprünglichen Software des Herstellers nicht verfügbar sind. So könnte ein herkömmlicher DSL-Router zu einer VoIP-Telefonanlage mutieren, solange die Funktionen per Software realisierbar sind und der interne Programmspeicher ausreicht. Mittlerweile nutzen auch einige Anbieter OpenWrt als Standardbetriebssystem für Ihre Kunden.

Eigene Software entwickeln und Konzepte verwirklichen

Für diesen offenen Umgang mit dem eigenen Betriebssystem sprechen viele Gründe: Entwickler und Systemintegratoren können ohne weiteren Kostenaufwand sehr einfach mit der Entwicklung eigener Software beginnen und eigene Konzepte verwirklichen. Basis dafür ist immer das OpenWrt svn/git Repository für Source Code bzw. binäre Firmware, die von der OpenWrt-Seite direkt geladen werden kann.

Das hat den Vorteil, bei Bedarf immer die tagesaktuelle Version des Betriebssystems verfügbar zu haben. Aktuelle Linux-Kernelversion ist derzeit 3.38. Das Konzept der freien Software garantiert zwar nicht absolute Sorglosigkeit, durch das große Forum findet sich aber in der Regel schnell Hilfe oder zumindest ein Ansatz, eventuelle Probleme zu analysieren und zu beheben. Zudem gibt es auch professionelle Dienstleister, die bei Bedarf unterstützen.

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