Die Revolution der Konsumelektronik

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1 Übersicht Betrachtung der technischen Entwicklung von Embedded Systemen im Konsumelektronikbereich Softwareentwicklung für Audio & Visuelle Geräte der Unterhaltungselektronik Hochintegrierter Embedded-Webserver- Mikrocontroller für den Einsatz in netzwerkfähigen Geräten Embedded System am Beispiel der Entwicklung eines stand-alone Internet-Radios

2 Die Revolution der Konsumelektronik Erhöhte Komplexität führt zu mehr Einsatz von Embedded Systemen Beispiel: UMTS-Handy, DV-Kamera/Rekorder Kompatiblitätsprobleme bei unterschiedlichen Herstellern nehmen zu Beispiel: Kopplung verschiedener DV-Systeme durch FireWire (1394) Komplexe Anwendungen sind nur durch intelligenten Einsatz eingebetteter Systeme durchführbar

3 Die Zukunft von Konsumelektronik- Plattformen (1) Hersteller denken über generelle Vernetzung (Internet) aller Einzelsysteme nach Beispiele: Domotik, Home Theater, Bluetooth Ablösung des herkömmlichen PC's durch Komponenten mit dedizierter Funktionalität (?) Der Internetfähige Toaster hat sich nicht durchgesetzt Verbreitung digitaler Medien hingegen hat meist durch Piraterie stark zugenommen

4 Die Zukunft von Konsumelektronik- Plattformen (2) Digitale Photografie löst herkömmliche Photografie ab Digitale Videorekorder ermöglichen TV-ondemand Hinderungsgrund für die Echtzeit-Videothek ist die benötigte Bandbreite des Übertragungskanals VoIP ist durch zunehmende Bandbreite des Internets verfügbar

5 Die Zukunft von Konsumelektronik- Plattformen (3) Alternativen zu PC-orientierten Plattformen sind entweder standarisierte Lösungen oder proprietäre Technologien Der Anteil der Geräte mit wenigen speziellen Funktionen übersteigt die der multifunktionalen Geräte Beispiel: Videorekorder + DVD-Player usw. vs. HomeTheaterPC

6 Die Zukunft von Konsumelektronik- Plattformen (4) Zwischen PC und Konsumelektronik wird heutzutage noch stark unterschieden Die meisten Einzelgeräte könnten in einen PC integriert werden Microsoft's Ansatz ist die Media Center Edition Mini-Rechner (Barebone) Intel's neuer BTX Standard (Balanced Technology Extended)

7 Die Zukunft von Konsumelektronik- Plattformen (5) Der Schwerpunkt digitaler Mediensysteme liegt in der Speicherung der Daten und der verarbeitenden Software Medienformate: Ein Format vs. Offene Standards Beispiel: WindowsMedia vs. MPEG Video / MP3

8 Entwicklung von Software für A/V - Geräte Softwareoptimierungen unabdingbar: Viele Embedded-Prozessoren unterstützen keine Floating-Point-Berechnung Speicherbedarf durch Verbesserung des Algorithmus und der Wiederverwendung belegten Speichers optimieren Ausführlicher Softwaretest mit Prüfung des ungünstigsten Falls besonders bei Echtzeit- Anwendungen

9 Übersicht (1) 16 Bit Amd CPU RAM und Flash-Speicher Echtzeit-OS Dateisystem und externes LW TCP/IP-Stack FTP, HTTP, PPP, Telnet, DHCP, IGMP, TFTP, SNMP, WAP, SMTP Ethernetschnittstelle

10 Übersicht 2 schnelle serielle Ports mit DMA Externe Interrupts und DMA I²C-Bus, Watchdog Timer Ein- und Ausgänge Powerfail-Detection (NMI) mit Datenhaltung Intel-kompatibler A/D-Bus Programmierbare I/O-Pins

11 Die Hardware und das Betriebssystem API's stellen dem Programmierer sämtliche Systemfunktionen bereit Betriebssystem verwaltet Scheduling

12 Programmierung Beispiel in C: #include <stdio.h> void main(void) { printf("\r\n\n"); printf(" Hallo Welt.. hier ist der"); printf(" SC12 printf(".. der Fa.Beck/Wetzlar\r\n\n"); } Ausgabe: Hallo Welt.. hier ist der der Fa.Beck/Wetzlar

13 Speicheraufbau

14 Systembusse Pins mehrfach belegt Kombinierter Adress-/Datenbus

15 Projekt MP3 - Internetradio Wiedergabe von MP3-Dateien und Internet- Radiostreams z.b. Aufnahme von Radiostreams auf integrierte Festplatte bzw. CF-Karte Steuerung durch Funktionstasten Anzeige der Wiedergabeparameter auf LC-Display

16 Zusätzliche Hardwarekomponenten MP3-Dekoderbaustein (VS1011) übernimmt Dekodierung des MP3Datenstroms und DA-Wandlung Festplatten- bzw. CF-Karten-Interface zur Anpassung der Bussignale LC-Display Tastatur

17 Systemdesign

18 MP3-Dekoderbaustein VS1011 Dekodiert MPEG1 & 2 Layer 3 Audio VBR (Variable Bitrate) RAM-Speicher erweiterbar durch benutzerdefinierte Programme

19 Softwaredesign Festplatte bzw. CF-Karte wird durch Treiberprogramm eingebunden Schnittstelle zu VS1011, Anzeige und Tastatur in Hauptprogramm integriert Darstellung der Wiedergabeparameter gleichzeitig auf Anzeige und durch CGI-Funktion auf Internetseite Steuerung durch Tastatur als auch über CGI- Funktion

20 Praxisbetrieb des Internetradios Präsentation des betriebsfertigen Internetradios im Januar Zusammenfassung der evtl. aufgetrenen Probleme und deren Lösungsweise

21 Quellenübersicht Elektor-Zeitschrift Ausgaben: 12/04, 7-8/04, 2/04, 5/03, 3/03, 1/03, 4/02, 9/01, 7-8/01

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