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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik XScale / Pentium-M / Schaltungsdesign / Projektmitarbeit


Autor: Bernhard P. (Gast)
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Abstract:
Sehr umfangreiches Embedded Linux Projekt auf Basis von XScale und P-M
Modulen. Wir suchen jemanden, der uns beim (Peripherie-)
Schaltungsdesign und Layout der notwendigen PCBs unterstützen kann.
Entweder als community Beitrag oder in Auftragsarbeit.

Guten Abend,

ich versuche mich kurz zu fassen. Seit längerer Zeit arbeiten ich und
mittlerweile auch ein, zwei andere Freaks,an einem Embedded Sytem, das
Navigation (GPS, TMC), Kommunikation (GSM, PMR, GPRS, Intercom),
Unterhaltung (MP3) und Messdaten Erfassung auf einem Tourenmotorrad
zusammenfasst. Geplant ist der Einbau in einen speziellen Tankrucksack
(Main CPU, Touchscreen, Storage, etc). Zusätzlich soll es auf dem
Motorrad zwei Funktionseinheiten (1x Kommunikation, 1x Datenerfassung)
geben, die per Ethernet mit der Main CPU verbunden werden. Als OS wird
ein embedded Linux (ElinOS) zum Einsatz kommen. Libraries, Controller
und GUI werden in C / C++ verfasst (QT embedded).

Hintergrund der Aktion: So etwas gibt es für Motorräder einfach nicht!
Es gibt Navi im Tankrucksack, Navi mit GSM, Intercom mit Musik, PMR und
GSM, aber alles ist irgendwie zusammengebastelt. Ich möchte meinen iPod
& mein Handy zu Hause lassen, am Nordkapp gibts nämlich keine Steckdose
um das Zeugs aufzuladen ;-)

Die letzten zwei Jahre haben wir damit verbracht Komponenten
auszuwählen, Motorrad spezifische Einflüsse zu analysieren und einen
Prototypen zu bauen. Dies auf Basis eines 3.5“ SBCs von Arbor, einem 7“
Touchscreen von Xenarc, einem GSM-GPRS Modul von SonyEricsson und einem
GPS-Modul von Garmin. Hierfür wurde ein passendes Alu-Gehäuse aus dem
Vollen CNC-gefräst. In dieser Zeit haben wir (vor allem ich), sehr viel
Lehrgeld bezahlt um am Ende zum Schluss zu kommen, dass es ein
spezifisches HW-Design braucht um den gewünschten Einbettungsgrad zu
erreichen. Der Prototyp fasste nur fertige Module (GSM, GPS) auf einem
PCB zusammen und wurde wegen der Faulheit des Beauftragen
Elektroniker-Lehrlings nie wirklich fertig :-( Obwohl einiges an
Elektronik Know-How vorhanden ist, reicht es nicht aus um die HW so
hinzukriegen wie wir uns das vorstellen. Software ist kein Problem, da
können wir vom Treiber bis zum GUI alles selber fabrizieren.

Konkret geht es also darum, basierend auf SoMs (Xscale PXA270 und
Pentium M ETX-e) die kompletten Boards für die Peripherie Anbindung zu
entwickeln. Das „was“ wissen wir, aber nicht das „wie“ ;-)

Falls jemand interessiert ist, kann ich gerne weitere Details posten,
bzw. ich bin dabei ein Projekt-Wiki einzurichten. Wie gesagt, wir
können uns eine aktive Projektmitarbeit vorstellen, oder Lohnfertigung,
oder ...


Grüsse aus der Schweiz::Bernhard

Autor: thomas (Gast)
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Hallo Bernhard,
nun du sprichst hier gerade einige Leute an die gerne ein solches Board
mit dem PXA270 hätten, aber aus Kostengründen es sich gerade nicht
leisten können. Näheres findest du im Thread
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-265881.html#new

Nun ich denke es würden sich einige Leute finden die euch helfen würden
wenn das Board an sich dann als Open-Source für alle verfügbar wäre.
Vielleicht wäre es ja auch möglich, dass ihr das Board dann günstig an
Bastler vertreiben könnt.

Autor: Bernhard P. (Gast)
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Hallo Thomas,

danke für den Tipp! Vielleicht kann man da was kurzschliessen... Es ist
übrigens geplant das gesamte Projekt unter einer OpenSource Lizenz zu
veröffentlichen (welche ist zur Zeit noch unklar).

Anybody else?

Danke & Gruss::Bernhard

Autor: tenner (Gast)
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hört sich nach ner speziallösung die unheimlich teuer ist und später
kaum einer haben will an.

ein pda als navi und dazu eine kommunikationskarte (ggf
eigenentwicklung) für GSM, PMR, GPRS und Intercom. wenns unbedinngt
sein muß noch n TMC-modul dabei. Fertig is das MoKoMeNavcenter(Tm)

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@tenner

Es ist eine Speziallösung und wir wollen damit auch keinen Preis für
wirtschaftlichkeit gewinnen ;-) Die Bastellösung mit 10 verschiedenen
Einzelgeräten hab ich schon hinter mir. Das Ergebnis war einfach zu
unbefriedigend...

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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"Der Prototyp fasste nur fertige Module (GSM, GPS) auf einem
PCB zusammen und wurde wegen der Faulheit des Beauftragen
Elektroniker-Lehrlings nie wirklich fertig :-("


Man kann ja der deutschen Jugend viel nachsagen, aber bei so einem
Monsterprojekt würde ich erstmal nicht von Faulheit sprechen. Das ist
einfach kein Lehrlingsprojekt, basta.


Es ist wirklich erschreckend, wie sich reine Softwerker die
Hardwareentwicklung vorstellen. Man bräuchte nur ein paar Baugruppen
zusammenzupappen und fertig. So kann da nie ein Schuh draus werden.

Und wenn ein Lehrling so nebenbei das nicht zum Laufen kriegt, eine
komplette eigene Hardwarelösung ist der noch viel dornigere Weg.

Wenn die Herstellungskosten keine Rolle spielen, aber die
Entwicklungskosten und Zeit, würde ich unbedingt zu soviel wie möglich
Fertigbaugruppen raten.


Und vor allem, eine möglichst konkrete Spezifikation (Pflichtenheft),
was das Ding alles machen soll, und wie es das machen soll.
Erweiterungsluftschlösser zu bauen, vergeudet nur Zeit.


Bei so einem großen Monsterprojekt dürfte auch das Powermanagement eine
wichtige Rolle spielen, z.B. ein Mikrokontroller, der allein für die Zu-
und Abschaltung der benutzten Komponenten zuständig ist und
entsprechende Leistungsschaltstufen.

Und auch wenn man kein CE haben will, spielen EMV,
Temperaturfestigkeit, Rüttelfestigkeit trotzdem eine Rolle.


Peter

Autor: Bernhard P. (Gast)
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Hallo Peter,

die Formulierung war vielleicht etwas herablassend (es war übrigens ein
Schweizer Lehrling). Das Problem war nicht die komplexität der Aufgabe,
aber das spielt jetzt eh keine Rolle mehr.

An dieser Stelle möchte ich erwähnen, dass es sowohl ein Pflichtenheft
gibt, wie auch umfangreiche Abklärungen betr. der geplanten
Komponenten. Wie du richtig bemerkst sind EMV, Temp. range und
Vibrationsfestigkeit entscheidende Punkte. Die mechanischen Probleme
haben wir grösstenteils gelöst (ich war ursprünglich nicht "reiner"
Softwerker ;-). EMV und Stromversorgung sind Themen, die wir gerne mit
einem Experten erarbeiten möchten. Vielleicht hast du da Erfahrungen?
Ich weiss einfach, dass die Störungen auf dem Bordnetz katastrophal
sind und ihnen nur mit Drosselspulen und dergleichen kaum beizukommen
ist.

Zum Thema "Erweiterungsluftschlösser": Es gibt eine klare Trennung
zwischen "must" & "nice to have". TMC & Gyro sind z.B. solche
"nice to haves". Ich haben in meinem ersten Post erwähnt, dass ich
bei Interesse gerne weitere Details bekannt gebe. In diesem Projekt
stecken zwei Jahre Recherche, die Passen einfach nicht in einen
Eröffnungspost. Aber ich nehme gerne jede Anregung entgegen.

So long::Bernhard

Autor: Stephan Walter (Gast)
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Hallo,

wir kennen uns ja schon aus diesem Thread:

http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-265881.html#new

Nach (wirklich) langem Suchen bin ich zu dem Schluss gekommen, dass es
auf Grund der Komplextät kaum einen Sinn macht, so ein SoM selber zu
"bastel", nicht für den Preis, den z.B. Toradex anbiete.
Außerdem will ich mich nicht ewig an der Basis aufhalten, bis ich mich
endlich um meine eigentliche Anwendung kümmern kann
(Inertial-Navigationsystem für Indoor Anwendungen -> virtuelle Karte
aufbauen usw. unabhängig von GPS)

Von einem PXA255 System wollte ich absehen. Ich habe eins auf Arbeit
und bin damit nicht sonderlich zufrieden. Bei höheren Auflösungen geht
das Speichermanagement in die Knie. Schon bei geriner Last (z.B. Maus
bewegen) gibt es auf dem Dispaly herrliche Effekte.
Ich kann aber trotzdem gerne mal Bilder machen.

Naja, auf jeden Fall hätte ich großes Interesse an einer
Sammelbestellung für das Colibri Modul. Das Baseboard will ich, in
abgespeckter Version, nach der Schematik von Toradex nachbauen. Da
könnten wir z.B. gerne zusammenarbeiten.

Autor: Jörn G. aus H. (Gast)
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Ich habe nur einen (wichtigen)  Tip:

Das beste was du deinem System unbedingt antun solltest ist ein SIRF-
Star-III GPS Chipsatz (am einfachsten eine nagelneue GPS-Maus mit RS232
nehmen mit dem Sirf3).
Die Dinger sind gigantisch! Schlagen JEDES alte GPS um Längen, Empfang
ist sogar in Gebäuden und Schluchten teilweise noch möglich.

Bei GPS kannst du alles vergessen, was älter als 1Jahr ist und daher
nicht darauf basieren kann - vor allem alte OEM-Module mit externer
Antenne. Teuer und selbst mit der teuersten Antenne viel schlechter.

jörn

Autor: Stephan (Gast)
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Da ich schon einige Backplanes für die ETX-Module konstruiert habe, kann
ich Dir sagen: Leg schon mal 10.000 Euro parat, denn eines ist klar: ein
solches Board wirst Du nicht von einem Hobby-Layouter kriegen können...
Und ein Profi wird so um die vier Wochen benötigen, wenn er schnell
ist.

Happy Layouting!
Stephan.

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@Jörn

Danke für den Hinweis! Ich habe mich bis anhin mit einem Garmin Modul
rumgeschlagen (GPS 15L), weil ich zu Beginn nix anderes gekannt habe.
Für das Projekt werde ich aber entweder einen SiRF-III Chipsatz oder
ein ANTARIS4 Modul der Firma uBlox nehmen (http://www.u-blox.com).

Eigentlich wollte ich das Modul der Wahl direkt in unsere Applikation
integrieren, aber wenn Aufwand & Ertrag nicht stimmen, steht auch eine
GPS-Maus (USB) zur Diskussion.

So long::Bernhard

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@Stephan Walter

Die Sammelbestellung ist sicher eine Option und auch für eine
Zusammenarbeit beim Layout bin ich zu haben. Ich weiss halt nicht,
inwiefern sich unsere Bedürfnisse decken. Das Modul wofür wir den
PXA270 einsetzen wollen wird "headless" sein, also keinen Screen
ansteuern müssen. Aber ich bin sicher, ein Austausch über Erfahrungen
beim Design könnte sehr nützlich sein!

@ Stephan

Es ist mir klar, dass man ein ETX bzw. ein ETX-e Carrierboard nicht
einfach mal so schnell layoutet. Auch wenns nicht gleich 10k Euronen
sein müssen, darf das auch was Kosten.

So long::Bernhard

Autor: Stephan Walter (Gast)
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@Bernhard
Ihr wollt also ein System mit mehreren Prozessoren?
Wozu braucht ihr den PXA im Genauen? Wie stellt ihr euch die Verbindung
zum Pentium M vor? Ueber LAN?

Das Display ist uebrigens das kleiner Uebel. Der Controller dafuer ist
im PXA ja schon drin. Es wird extern nur ein paar Pegelwandler 3,3V ->
5V und eine Stiftleiste geben. Die Pins fuer das Display kann man in
Software zu GPIOs machen, dann kann man die Stiftleiste auch fuer sonst
was nehmen.

Autor: Bernhard P. (Gast)
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Die PXAs kommen im Kommunikations- und im Datenerfassungsmodul zum
Einsatz, wobei letzteres weniger Priorität hat. Der eigentliche
Hauptrechner für den Touchscreen, MP3 & Karten storage, etc. soll mit
einem ETX-e Board realisiert werden. Das hat alle aktuellen
Schnittstellen und massenhaft Power. Die Schnittsctelle zum Display
bzw. Inverter möchten wir per LVDS realisieren, notfalls über VGA.

Das SoM für das Kommunikationsmodul ist per Ethernet (CAT 6 S-STP wegen
der Störungen) über einen Switch mit dem Tankrucksack-Hauptrechner
verbunden. Der PXA270 ist dort im Wesentlichen für die Aufbereitung und
Mischung der verschiedenen Audiostreams zuständig (ALSA), sowie für die
Steuerung des GSM-Moduls und des Bluetooth-Moduls über USB (AT
commands, etc). Bluetooth ist die Schnittstelle den Motorradhelmen
(Schuberth Bluesonic). Die Kommunikation zwischen Fahrer & Sozius
geschieht direkt über Bluetooth. Für die Integration des analogen
Audiosignals des PMR-Funkgerätes, kommt ein spezieller TI
Analog<-PCM->USB Codec zum Einsatz (PCM2902).

Autor: SeppKnallhirsch (Gast)
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Gibt´s denn schon ein Wiki?

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@SeppKnallhirsch

Wiki ist mehr oder weniger eingerichet, der Inhalt gammelt aber noch
fröhlich in Docs und Textfiles rum... Wenn man doch nur mehr Zeit hätte
;-)

Autor: SeppKnallhirsch (Gast)
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Und wo findet man das?

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@SeppKnallhirsch

ich poste den Link zum Wiki, sobald es brauchbar ist.

So long::Bernhard

Autor: SeppKnallhirsch (Gast)
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hier tut sich auch nichts mehr...

Autor: Bernhard P. (Gast)
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Totgesagte leben bekanntlich länger...

http://wiki.chapter7.ch

So long::Bernhard

Autor: Stephan Walter (Gast)
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Zum Colibri:

Audio ist auf jeden Fall on Board. Aber wie seid ihr auf die Idee
gekommen, dass die Audio Signale über den Bus laufen? Wenn ihr euch mal
die Spec anschaut, seht ihr, dass es das extra Analogeingänge /-ausgänge
für Audio und Touch gibt. Die haben ja auch mit dem XScale nix mehr zu
tun sondern kommen vom UCB1400. Es gibt sogar noch vier ungenutzte
Analogeingänge, vielleicht kann man die noch als extra Audiokanäle
nutzen.

Wie wollt ihr die analogen Signale über die USB-Leitung bringen? Auf
die Differenzeingänge addieren? Hat sowas schon mal jemand gemacht?
Würde mich auch interessieren, könnte ja eigentlich funktionieren.

Autor: Bernhard P. (Gast)
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Über den Bus des PXA270 können IMHO maximal zwei AC angesprochen werden,
das heisst wir könnten neben dem UCB1400 noch einen zweiten AC'97
ansprechen.

Wir trauen dem analogen Audioteil des UCB1400 nicht so richtig. Wir
benötigen die analogen Eingänge für die Funk (PMR) integration, also
nicht gerade eine Audioquelle in HiFi Qualität. Ich hab da zwei
Käferchen gefunden die für uns durchaus geeignet wären USB<-->analog:

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/pcm2900.html
http://www.micronas.com/products/by_function/uac_3...

Die Audioanbindung der Headsets (Helme) passiert über Bluetooth (siehe
unten). Dort wird beschrieben, dass das verwendete Modul sowohl Audio
über den Serial Link, wie auch über separate PCM I/Os akzeptiert.

[http://bluetooth-alsa.sourceforge.net/embed.html]
It's not that important for now to get PCM connected up directly, but
there may be applications where it's nice. (We normally use the fact
that CSR can route the audio over hci in our linux driver)
[...]

Autor: Thomas (Gast)
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da gibts noch mehr Teile TIs TAS1020 oder TUSB3200 z.B. die eine
USB Audio Funktionalität bieten. Der Micronas wird wohl schwer zu
beschaffen sein.
Falls Ihr Fragen zu USB Audio habt ich kenne die TI Teile recht gut.
Thomas

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

ich finde das Projekt hoert sich interessant an. Die ganzen Komponenten
sind auch Automotive-Konform (Temperaturbereich) oder kann man diesen
Aspekt ausser acht lassen bei dem Geraet?


Gruß,
Dirk

Autor: Bernhard P. (Gast)
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@Thomas

Danke für das Angebot! Ich denke wir können jede Unterstützung brauchen
:-) Ich schauen mir die Teile mal an und werd was dazu ins Wiki
schreiben.

@Dirk

Hab weiter oben schon mal was dazu geschrieben. Ein Motorrad ist so
ziemlich der unwirtlichste Ort für elektronische Komponenten, es spielt
also eine ziemlich grosse Rolle ob das Zeug robust genug ist ;-)

[...]
Wie du richtig bemerkst sind EMV, Temp. range und
Vibrationsfestigkeit entscheidende Punkte. Die mechanischen Probleme
haben wir grösstenteils gelöst.
[...]

So long::Bernhard

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