Warum ARM-Prozessoren für HMI-Geräte bestens geeignet sind

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Analog-resistives oder Projected Capacitive Touch

Passend zum GUI und der gewünschten Bedienbarkeit muss die notwendige Touch-Technologie unterstützt werden. Weiterhin häufig genutzt wird hierbei die preisgünstige analog-resistive Technologie. Oft ist der Touch-Controller in der CPU integriert. Mittels Software-Unterstützung und einer mindestens 5-Draht-Technologie lassen sich Effekte mit zwei Fingern erzielen, die man von Smartphones kennt.

Eine neuere Technologie hierfür ist PCT (Projected Capacitive Touch). Je nach Hersteller und dessen Treiberunterstützung lassen sich abhängig vom GUI auch Multi-Touch-Anwendungen realisieren. Hier ist es umso wichtiger, entsprechend der gewünschten Systemfunktionalität auszuwählen. Ein wesentlicher Faktor ist hier die bereits vorhandene Softwareunterstützung der CPU oder eines CPU-Moduls. CPU-Module bieten oft den Vorteil, dass die BSP-Unterstützung gegenüber dem vom CPU-Hersteller zur Verfügung gestellten BSPs besser ist. Somit reduziert sich hier die notwendige Investition bei der Erstellung des Betriebssystems.

IPS oder NT – die Wahl des richtigen Displays

Ergänzend zum Touch ist das richtige Display von Bedeutung. Denn auch bei identischen technischen Spezifikationen zweier Produkte, kann der optische Eindruck variieren. Bei Displaytechnologie wie IPS oder NT gibt es herstellerspezifische Unterschiede. Das gilt ebenfalls für die Hintergrundbeleuchtung. Hier sollte die Lebensdauer möglichst >50000h angegeben sein, damit auch nach Jahren eine optimale Helligkeit gewährleistet ist. Die Regelung der Helligkeit sollte mit einer möglichst hohen PWM-Frequenz realisiert sein, um ein Flimmern zu vermeiden. Idealerweise sollte jedes Display unter möglichst realen Bedingungen getestet werden.

Ein weiterer Faktor ist die Langzeitverfügbarkeit eines Displays. Displays haben nicht zu vernachlässigende Auswirkungen auf das EMV-Verhalten eines Gerätes.

Langzeitverfügbarkeit und schnelle Entwicklung

Frühzeitige oder häufige Abkündigungen können bei Industrieprodukten schnell zu teuren Nachqualifizierungen und erneuten aufwendigen Zulassungen führen.

Einige ARM-CPU-Hersteller bieten hier Applikationsbeispiele für zahlreiche industrielle Anwendungen, die zur Ideenfindung genutzt werden können. Auch für die meisten spezifischen Schnittstellenanforderungen für Steuerungen mit Display im indus-triellen Umfeld werden Lösungsvorschläge angeboten. Diese versprechen eine schnelle Umsetzbarkeit für den Entwickler.

Die individuelle Entwickung industrieller Geräte ist aufwendig

Da die Stückzahlen von industriellen Geräten niedriger sind als im Konsumentenbereich, ist die individuelle Entwicklung jedes Systems aufwendig. Durch den Einsatz von Modulen können Entwicklungskosten eingespart werden. Zahlreiche Firmen fragen bereits gezielt nach Embedded-Modulen, die auf den empfohlenen CPUs basieren. Dabei nutzen sie sowohl die Vorteile eines Moduls als auch das bereits existierende Applikations- und Software-Know-how. Ein Modul wird meist nur einmal entwickelt und in verschiedenen Applikationen eingesetzt. Die Entwicklungsabteilung kann sich auf die systemspezifischen Hardware- und Softwareanforderungen konzentrieren.

Die Geräte unterscheiden sich meist am Mainboard und dessen Schnittstellen. So können Teile aus der Softwareentwicklung beim Einsatz eines Prozessormoduls in mehreren Applikationen wieder verwendet werden können. Auch die bereits bei der Zulassung gewonnen Erkenntnisse können bei neuen Projekten zum Teil weiter verwendet werden.

Minimodule von TQ mit multifunktionalen ARM-Controllern

Die Minimodule von TQ-Embedded machen sich die Vorteile eines multifunktionalen ARM-Controllers auf Basis aller gängigen Core-Architekturen (Cortex A7 – Cortex A72) zu Nutze. Sie bieten Langzeitverfügbarkeit von 15 Jahren, Energieeffizienz und optimierte Rechenleistung aller funktionalen Prozessor-Pins für den schnellen und unkomplizierten Entwicklungseinstieg. TQ-Embedded unterstützt Unternehmen außerdem bei der Realisierung von individuellen HMI.

Durch die positiven Eigenschaften der ARM-basierenden Embedded-Module bei Energieeffizienz, Rechenleistung, Schnittstellenvielfalt und Softwareunterstützung, kombiniert mit den guten Grafikeigenschaften ist diese Architektur besonders für industrielle HMI-Geräte geeignet. Zusammen mit einem für jede Anwendung speziell ausgesuchten Display und einer innovativen Benutzeroberfläche lassen sich ansehnliche und zuverlässige HMI-Geräte im Look-and-Feel gewohnter Bedienkonzepte für viele Anwendungen entwickeln.

* Konrad Zöpf ist Produktmanager ARM bei TQ-Systems

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