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Sicherheitsgerichtete Steuerungen brauchen einen Prozessor, der belegen kann, dass er funktioniert – mit integrierter Diagnose, Fehlerkorrektur auf allen Speichern und einem Entwic
Sicherheitsgerichtete Steuerungen brauchen einen Prozessor, der belegen kann, dass er funktioniert – mit integrierter Diagnose, Fehlerkorrektur auf allen Speichern und einem Entwicklungsprozess, der gegen IEC 61508 und ISO 26262 zertifiziert ist. Was so ein Chip nicht mitbringt, ist eine Baugruppe. Zwischen zertifiziertem Mikrocontroller und fertigem Produkt liegen Speicher, Versorgung, Watchdog, Ethernet-Anbindung – und ein Software-Stack, den fast immer jemand unterschätzt.
Indem wir diese Zwischenschicht einmal als eigenes Produkt gebaut haben statt in jedem Kundenprojekt neu. Herausgekommen ist ein Modul von 35 × 38 × 10 mm mit 32-Bit-RISC-Kern, 3 MB Programmflash und 256 KB RAM – beides mit ECC –, 16 MB SDRAM, 256 KB FRAM, externem Watchdog und einer einzigen 5-V-Versorgung. Dazu drei CAN-Kanäle, LIN, bis zu fünf SPI, I²C, PWM, USB und 10/100-Mbps-Ethernet mit Zeitsynchronisation nach IEEE 1588. Und ein mitgeliefertes Software-Paket: Echtzeitbetriebssystem, Bootloader über TFTP, Kommandozeile über UDP, TCP/UDP, NTP, FAT-Dateisystem, HTTP-Server, WebSocket, FTP.
Einen Start am ersten Tag statt in der dritten Woche. Das Debug-Board bringt den USB-JTAG-Emulator gleich mit, unterstützt den Trace-Buffer, läuft mit 500 mA aus dem USB-Anschluss und hat den Netzwerkstecker schon drauf – kein separates Emulatorgerät, kein Netzteil, kein gesuchtes Adapterkabel. Das Evaluationsboard ist bewusst überausgestattet: PoE+ mit 24 W, 21 Analogeingänge, 8 Analogausgänge, drei CAN-Schnittstellen, microSD, Temperatursensor, Potentiometer, LEDs und Schalter. Niemand braucht das alles – aber die Antwort auf «kann es auch X?» lautet damit immer ja, und zwar noch am selben Nachmittag.
Eine Produktfamilie aus einer einzigen Entwicklung: Modul, Debug-Board, Evaluationsboard – plus eine Debug-Probe, die nur in der Kalkulation auftaucht. Der Aufwand dafür: 0,8 Mannjahre, davon rund 70 % auf das Modul und 30 % auf das Debug-Board. Der FRAM-Speicher, der einen der fünf SPI-Kanäle dauerhaft belegt, ist übrigens genau die Stelle, an der das steht, was ein Sicherheitsgerät beim Stromausfall nicht verlieren darf.
Das lehrreichste Dokument im Ordner ist die Kostenrechnung. Geplant sind 5 Module im ersten, 20 im zweiten und 50 im dritten Jahr – zusammen 75 Stück. Auf diese Menge verteilt beträgt die Amortisation der Entwicklung rund 83 % des Preises; Bauteile, Leiterplatte und rund 0,85 Stunden Montage pro Stück machen zusammen etwa ein Sechstel aus. Das ist die ganze Ökonomie einer Kleinserienplattform in einer Zeile – und zugleich die Begründung dafür, die Zwischenschicht einmal zu bauen statt in jedem Projekt erneut.
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