Confed Solutions, die Entwicklungsabteilung von Confed, ist auf die Entwicklung intelligenter Produkte spezialisiert. Unser Fachwissen konzentriert sich auf eingebettete Systeme, Elektronikprodukte, in denen Hardware, eingebettete Software und Firmware zusammenkommen. Wir unterstützen unsere Kunden während des gesamten Lebenszyklus ihres Produkts. Die meisten Projekte beginnen mit der Definition der Produktmerkmale und durchlaufen dann den gesamten Zyklus bis zur Serienreife des Produkts. Wenn bereits ein Konzept ausgearbeitet wurde, können wir auch zu einem späteren Zeitpunkt beginnen. Die Projekte werden oft in Zusammenarbeit mit dem Kunden in einer Art Co-Development durchgeführt.

Definition von Eigenschaften und Anforderungen

In der ersten Phase legen wir gemeinsam mit dem Kunden die Eigenschaften des Produkts fest und erstellen ein Paket von Anforderungen. Neben den funktionalen Anforderungen werden auch nicht-funktionale Aspekte wie Leistung, Einhaltung der gesetzlichen (CE-)Anforderungen, Umweltbedingungen usw. berücksichtigt. 

Wenn die technische Machbarkeit oder die Annahmen des Produkts nicht klar sind, können wir mit der Durchführung eines Proof of Concept oder einer Machbarkeitsstudie beginnen.

Wahl der Systemarchitektur

Sobald die Ausgangspunkte bekannt sind, wird mit der Definition der Systemarchitektur begonnen. Die Funktionen des Produkts werden aufgeschlüsselt, es werden Überlegungen in Bezug auf Herstellung oder Kauf, Hardware und Software, Mikrocontroller/FPGA usw. angestellt. Für die Hauptfunktionen werden geeignete Komponenten ausgewählt, die erforderlichen Schnittstellen werden festgelegt und auf der Softwareebene wird die Architektur definiert, wobei unter anderem festgelegt wird, ob RTOS, Linux oder eine Bare-Metal-Implementierung verwendet werden soll. Darüber hinaus wird der Formfaktor des Produkts berücksichtigt, der zeigt, ob eine Aufteilung in physische Module notwendig ist.

Die Architektur wird in einem Architectural Design Document (ADD) festgehalten.

Ausarbeitung eines detaillierten Entwurfs

Bei der Ausführungsplanung wird zwischen den verschiedenen Disziplinen unterschieden. Für jede Disziplin wird der Entwurf detaillierter ausgearbeitet. Die Ergebnisse des Entwurfs werden für jede Disziplin festgehalten.

Software-Detailentwurf

Um die Software zu definieren, verwenden wir das Dokument Software Detailed Design (SDD). Nach der Architektur beschreiben wir in dieser Phase die Struktur des Codes.

Hardware-Detailentwurf

In dieser Phase wird ein Dokument zum Hardwarefeinentwurf (HDD) erstellt, in dem die Entwurfsüberlegungen festgelegt werden. Beim detaillierten Hardware-Entwurf werden die erforderlichen Komponenten für alle Funktionen ausgewählt. Auch die elektronischen Schaltungen werden in dieser Phase entworfen.

Zu den weiteren behandelten Themen gehören Simulationen, thermische Aspekte, Wärmemanagement und EMV-Filterung.

Detailgestaltung der Schnittstelle

Schnittstellen gibt es innerhalb eines Produkts in mehreren Bereichen. Das Dokument "Interface Detailed Design" (IDD) beschreibt, wie die Schnittstelle funktioniert, aber auch, wie die Schnittstelle genutzt werden kann.

Gehäuse-Design

Um die Elektronik vor Umwelteinflüssen zu schützen, können verschiedene Gehäuseoptionen gewählt werden, z. B. ein kundenspezifisches Gehäuse, die Auswahl eines Standardgehäuses und die Entscheidung, ob ein Kunstharzverguss erfolgen soll oder nicht. Confed spielt dabei eine beratende Rolle. Bei der Auswahl werden das Aussehen, der Selbstkostenpreis, die Produktionszahlen, die IP-Klassifizierung und die Robustheit berücksichtigt.

Umsetzung

In der Implementierungsphase wird der ausgearbeitete Entwurf wie in der Feinentwurfsphase beschrieben ausgeführt.

Software-Implementierung

Auf der Grundlage der definierten Funktionsblöcke erfolgt nun die Implementierung der Software, also die eigentliche Codierung der Software. Je nach Projekt verwenden wir die Programmiersprache, die am besten zu den Anforderungen des Projekts passt. Um die Entwicklung des Codes zu unterstützen, setzen wir verschiedene Werkzeuge ein. Wir verwenden ein Versionskontrollsystem (SVN/GIT) und eine automatische Build- und Testumgebung (Continuous Integration / Continuous Delivery).

Hardware-Implementierung

Auf der Grundlage des Hardware-Designdokuments wird nun der elektrische Schaltplan mit Altium Designer gezeichnet. Wie bei der Software-Implementierung wird auch das gesamte Hardware-Design in einem Versionskontrollsystem gespeichert, und die Beziehungen werden mit den verwendeten Issue Trackern aufgezeichnet.

Bau von Prototypen

Nach Abschluss der Hardware-Implementierung werden 1 oder mehrere Prototypen des Produkts gebaut. Die Implementierung kann durch unseren Protoshop koordiniert werden.

Verifizierung, Validierung und Abnahmeprüfung

In dieser Phase wird überprüft, ob die Implementierung korrekt durchgeführt wurde. Der Prototyp wird verwendet, um die Teilschaltungen im Detail zu prüfen. Auf diese Weise wird beurteilt, ob der Prototyp die definierte Funktionalität erfüllt. Die Ergebnisse der Tests werden in einem Testbericht festgehalten.

Der nächste Schritt ist die Integration zwischen Hardware und Software. Ziel dieser Tests ist es, zu prüfen, ob das gesamte Produkt die in der Systemarchitektur beschriebenen Eigenschaften erfüllt.

Bei der Abnahmeprüfung wird geprüft, ob das Produkt die im Anforderungsdokument beschriebenen Anforderungen erfüllt. In allen Testphasen werden alle Abweichungen im Entwurf festgehalten. Bevor der Entwurf für die Produktion freigegeben wird, werden alle erfassten Abweichungen in den Entwurf eingearbeitet.

Unterstützung der Produktion

Überführung in die Produktion

Wenn der Entwurf serienreif ist, wird eine technische Produktdokumentation (TPD) geliefert, in der beschrieben wird, wie das Produkt zu montieren ist. Diese Informationen umfassen Gerber/ODB++-Dateien, Stücklisten, Stuckzeichnungen, PCB-Spezifikationen, Montageanleitungen und 3D-Modelle.

Mit diesen Daten werden die Produktionsressourcen vorbereitet, um eine begrenzte 0-Serie zusammenzustellen. Diese Produkte der Serie 0 können dann vom Kunden für Feldversuche eingesetzt werden. 

Produktionsprüfsysteme

Um während der Produktion zu prüfen, ob die Produktion mit der richtigen Qualität erfolgt ist, werden verschiedene Arten von Produktionsprüfsystemen eingesetzt. Die gewählte Teststrategie hängt vom Produktionsvolumen und der Komplexität des Produkts ab. Häufig wird ein Funktionstestsystem auf der Grundlage eines Nadelbetts eingesetzt. Der Entwurf des Testsystems kann von Confed Solutions durchgeführt werden.

Unterstützung während der Produktionsphase

Sobald die 0-Serie fertiggestellt ist und die Produktionsprüfsysteme validiert sind, kann die Produktion hochgefahren werden. Das Entwicklungsteam steht auch während der Produktionsphase für Unterstützung zur Verfügung. Dazu gehört auch die Beratung bei der Nutzung von Zweitlieferanten für Komponenten und die Unterstützung bei den Produktionstests.