So unterstützt eine Hardware-Plattform bei individuellen HMI-Eingabesystemen

| Autor / Redakteur: Ralf Nebel * / Hendrik Härter

Das Modul unterstützt den HMI-Entwickler

Als Grundlage für die weiteren Entwicklungen dient das Evaluation-Board. Angepasst wird es über das Betriebssystem, damit der Entwickler die HMI-Anwendung nach seinen Anforderungen anpasst. Typischerweise wird aber kein Wert auf eine Implementierung gelegt, welche eine gute Basis für eine flexible Eigenentwicklung bietet, da der Aufwand gegenüber einer Hard-Coded-Alternative deutlich höher ist. Zudem ist es für den Hersteller auch meist weniger wichtig, dass Upgrades oder Bugfixes zeitnah bereitgestellt werden. Hauptaugenmerk liegt auf der korrekten und umfänglichen Beurteilung des Board-Support-Packages (BSP) und wie sich das Board in Hinblick auf Stabilität, Wartbarkeit und Anpassbarkeit verhält.

Eine weitere attraktive Möglichkeit besteht darin, die komplexe Umgebung heutiger, leistungsfähiger CPU-Cores komplett auf einem Modul in Serienqualität einzukaufen und sich auf das niederkomplexe Base-Board mit der physikalischen Ausprägung aller Schnittstellen und Anpassungen zu fokussieren. Bordhersteller befassen sich selten mit komplexen Anwendungen. Deshalb muss der Entwickler die EMV im Auge behalten.

Wer HMI-Boards entwickelt, muss neben den Kosten auch darauf achten, dass das HMI-System modular aufgebaut ist. Von Seiten der Board-Hersteller gibt es Produktlinien, die das ganze Leistungsklassen-Spektrum abbilden: Von Embedded-CPUs mit einem kleinen Controller, um Sensoren und Aktoren zu steuern, bis hin zu Embedded-Prozessoren für HMI-Systeme. Dabei enthält die Produktlinie eine oder mehrere aktuelle CPU-Plattformen inklusive verifizierter Schematic und Layout-IPs vom Core und verschiedener Interfaces. Damit lassen sich individuelle Single-Board-Lösungen realisieren.

Hardware-Plattform erleichtert die HMI-Entwicklung

Ein solides Fundament für ein zuverlässiges und wartbares HMI-System ist das Extended Eco-System der U-Experten. Hierbei handelt es sich nicht nur um ein Board-Support-Package, sondern es ist eine integrale Entwicklungsumgebung auf vier Säulen. Die erste Säule sind die nach ISO9001:2015 formulierten Prozesse. Basis ist der Product-Creation-Prozess, der von der Produktidee über das User-Experience-Consulting, Interaction und Interface Design, Industrie-Design, Hardware- und Software-Entwicklung bis hin zur System-Prototypen-Realisierung und Zertifizierung, Serienüberführung, Continious-Cost-Improvement bis zum End-of-Life-Management reicht.

Unterstützt von verschiedenen Subprozessen wie dem BSP-Entwicklungsprozess auf Basis des Linux-Mainline-Kernel, Software-System-Test-Prozessen oder dem Interface Design zu UI-Software-Prozess. Zur zweiten Säule gehören Methoden wie der stringente Model-View-Control-Ansatz bei der Software-Architektur, das Domain-Specific-Modeling zur Überführung von Requirements zu Code und Dokumentation, das Continuous Integration & Test (CIT) für die automatische Generierung und Validierung von BSP oder Applikationssoftware auf Basis von SW-Commits und Security Patches.

Beides wird von der dritten Säule vervollständigt: den Tools. Gesteuert von einem Master-Control-Programm zur automatischen Synchronisierung der Tasks, enthält die Tool-Landschaft Komponenten wie Meta Genius. Der Generator erfasst strukturiert Requirements und transformiert Code und Dokumentation und enthält einen automatischen Hardware Tester zum Test des Specification Frameworks.

Die vierte Säule bildet die Intellectual Property (IP). Beispiele sind Treiber, Scripte, Module Inter-Communication-Protokolle, UI Libraries oder ein umfangreiches IoT-Setup.

* Ralf Nebel ist Field Application Engineer bei Ultratronik und U-Experte für HMI-Technologie in Gilching bei München.

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