SSV verbessert die Funktionalität von Open-Source-Software durch die Implementierung eines Embedded-Hardware-Konzepts mit offenen Quellcodes. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Hardwarekomponenten und Softwaremodule vollständig zu überwachen und zu steuern.
Linux, Zephyr und Co.: Open-Source-Software in Embedded-Systems-Anwendungen im Vormarsch
Bei der Konzeption von Embedded-Systems-Lösungen hat sich der Mainstream auf Open-Source-Betriebssysteme wie Linux und Zephyr sowie auf Softwarebausteine mit gleichen Nutzerlizenzen eingestellt. Diese Open-Source-Systeme ermöglichen eine flexible und kosteneffiziente Entwicklung. Hingegen werden im Hardwarebereich dominierende Marktanteile von rechtlich geschütztem Intellectual Property für Halbleiterchips und Embedded-Computing-Module verzeichnet.
Der Zustand des Halbleitermarktes kann aufgrund erheblicher Investitionen in Wissensbildung, Entwicklungswerkzeuge und Fertigungskosten nachvollzogen werden, während dies für die Embedded-Modul-Lieferkette nicht gilt. In der Lieferkette werden oft nur wenige Mikrochips gemäß den Vorgaben einer Microcontroller-Applikationsschrift auf eine kleine Leiterplatte montiert, wobei dieselben Entwicklungsmethoden und CAD-Werkzeuge wie bei der Elektronikbaugruppe des Modulanwenders verwendet werden. Auch der Fertigungsprozess und der Maschinenpark sind in der Regel identisch.
Die Verfügbarkeit von Computer-on-Modulen (CoM), Embedded System Modulen (ESM) oder System-on-Modulen (SoM), die von externen Partnern angeboten werden, hat direkte Auswirkungen auf den Anwender und führt zu einer Reihe von Abhängigkeiten. Während der Lieferkettenkrise der vergangenen Jahre wurden einige dieser Abhängigkeiten besonders deutlich.
Im Kontext des Produktkonzepts „Deeply Embedded System“ bietet SSV nun CAD-Datenquellen für diverse SoM-Schaltungen und PCBs an. Diese Quellen beinhalten einen speziell angepassten Software-Stack mit Debian-Linux sowie Firmwarefunktionen, die in eigene Elektronikbaugruppen integriert werden können.
Diese Lösung gewährleistet dem Anwender die volle Kontrolle über die Stückliste für sowohl die aktiven und passiven Hardwarebausteine als auch die Softwarekomponenten (SBoM, Software Bill of Materials). Dadurch ist er in der Lage, eigenständig auf erforderliche Veränderungen während des gesamten Produktlebenszyklus zu reagieren. Beispielsweise kann er geeignete schaltungsbezogene Maßnahmen bei EMV-Problemen ergreifen, schwer beschaffbare Microcontroller austauschen oder Software-Updates durchführen.
SSV hat mit dem eDNP/8331 eine voll funktionsfähige virtuelle Alternative zum SoM entwickelt, die sich in der Praxis bewährt. Dieses integrierbare Embedded System eignet sich besonders für Anwendungen im Bereich der IoT Connectivity und IoT Security. Es ermöglicht die drahtlose Verbindung über Mobilfunknetze, darunter NB-IoT, LTE-M und LTE-A. Darüber hinaus unterstützt es auch Low Earth Orbit (LEO) IoT-Satellitenverbindungen.
Um die Cybersicherheit zu verbessern, wird eine zusätzliche Dienstleistung angeboten: die Durchführung einer Bedrohungsanalyse gemäß IEC 62443-4-1. Ziel dieser Analyse ist es, die potenziellen Gefahren für die Schnittstellen einer Anwenderschaltung zu analysieren und entsprechende Schutzmaßnahmen zu empfehlen.
Aktuelle Entwicklungen der Open-Source-Hardware für den eDNP/8331
Das eDNP/8331 auf dem Titelbild enthält eine Open-Source-Hardwarekomponente in Form eines Altium-Snippets. Dieses CAD-Element wird sowohl als Schaltbild- als auch als PCB-Datensatz für die weit verbreitete Entwicklungsumgebung „Altium Designer“ zur Verfügung gestellt.
Die Daten auf Bauteilebene können von einem Schaltungsentwickler in sein eigenes Leiterplattendesign integriert werden. Für den Flashspeicher der endgültigen Baugruppe steht ein bootfähiges Image zur Verfügung, das den U-Boot-Bootloader, Debian-Linux und weitere Firmware-Komponenten enthält. Dieses Image kann mit zusätzlichen Komponenten individuell angepasst werden.
