Abo
  • Services:

Tinkerforge: Wie ein Prozessorboard entsteht

Tinkerforge hat im Februar einen Kleinrechner angekündigt. Wir haben die Macher gefragt, wie und mit welchen Programmen ein Prozessorboard für Entwickler entsteht und welche Probleme auftreten können.

Artikel von veröffentlicht am
Leiterbahnenlayout in Kicad
Leiterbahnenlayout in Kicad (Bild: Tinkerforge)

Im Februar hat Tinkerforge den RED-Brick angekündigt: einen Kleinrechner im Brick-Format von 4 x 4 cm mit einem Allwinner ARM-Cortex A8, 512 MB RAM und den Tinkerforge-typischen Anschlüssen. Damit könnte ein Tinkerforge-Projekt ohne einen zusätzlichen, externen Rechner betrieben werden. Wie wurde der Prozessor ausgewählt, welche Programme wurden zum Layouten verwendet und wie erfolgte die Produktion? Golem.de hat die Macher von Tinkerforge, Bastian Nordmeyer und Olaf Lüke, gefragt und mehr über die Voraussetzungen und Probleme bei der Entwicklung eines Rechners auf einer Platine erfahren - von der Idee bis zum fertigen Produkt.

Womit die Planung begann

Nachdem bei den Machern die Entscheidung gefallen war, einen Tinkerforge-Rechner zu konzipieren, galt es zunächst, die Eckdaten festzulegen, wie Nordmeyer erzählt: Auf dem Rechner sollte eine normale Linux-Distribution laufen, der Preis überschaubar bleiben und natürlich sollte er fähig sein, die Bricks von Tinkerforge anzusprechen.

Der kritischste Faktor war aber der Formfaktor: Der Rechner sollte idealerweise genauso groß sein wie die übrigen Bricks, das zeigte sich auch in einer Diskussion im Tinkerforge-Forum. Da auf der Platine auch noch das RAM und diverse Anschlüsse wie HDMI und USB untergebracht werden mussten, grenzte das die Anzahl der potenziellen Prozessormodelle schon allein der Größe wegen stark ein.

  • Platinenentwurf des Red-Brick, Oberseite (Bild: Tinkerforge)
  • Schema der Anbindung des RAMs an den Prozessor (Bild: Tinkerforge)
  • Tatsächlicher, mäandernder Verlauf der Leiterbahnen (in Weiß) auf der Platine (Bild: Tinkerforge)
  • Rahmen mit den ersten unbestückten Prototyp-Platinen (Bild: Tinkerforge)
  • Prototyp-Platine mit einigen darauf gelegten, aber noch nicht verlöteten Bauelementen wie dem Prozessor und dem RAM (Bild: Tinkerforge)
Platinenentwurf des Red-Brick, Oberseite (Bild: Tinkerforge)

Gerade für geringe Größen gibt es mittlerweile einige interessante technische Ansätze, zum Beispiel die Package-on-Package-Technik wie sie beim Raspberry Pi zu finden ist. Dabei wird das RAM direkt auf den Prozessor gelötet. Das verringert nicht nur den Platzbedarf, sondern reduziert auch den Aufwand im Schaltungsentwurf. "Leider werden solche Prozessoren nur in Stückzahlen verkauft, die weit über unserer geplanten Produktionsmenge liegen", sagte Nordmeyer, einer der Gründer von Tinkerforge und verantwortlich für die Hardware-Entwicklung.

Stellenmarkt
  1. über duerenhoff GmbH, Mannheim
  2. amedes Medizinische Dienstleistungen GmbH, Hamburg

Des Weiteren gelte es, bei der Auswahl des Prozessors darauf zu achten, dass auch bei der Abnahme eher kleinerer Mengen durch den Hersteller oder einen Distributor Support geleistet werde. Genauso gelte es, mögliche Lieferfristen und die Lieferbarkeit überhaupt im Auge zu behalten.

Letztlich reduzierte sich die Auswahl der Prozessoren auf Basis der Größe und der zur Verfügung stehenden technischen Eigenschaften auf zwei Modelle: den Allwinner A10s und die Sitara-Serie von Texas Instrument, wie sie auch beim Beaglebone Black zum Einsatz kommt. Letzterer hätte aber einen zusätzlichen LVDS-zu-HDMI-Wandler erfordert.

Die Schaltung und das Platinenlayout 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6.  


Anzeige
Spiele-Angebote
  1. 12,49€
  2. (u. a. Assassin's Creed Origins PC für 29€)
  3. 12,99€ + 1,99€ Versand oder Abholung im Markt
  4. 2,99€

Volvoracing 09. Mai 2014

Spricht ja nichts dagegen differentiell zu "mäandern". Primär geht/ging es mir darum, die...

barforbarfoo 06. Mai 2014

Ist Minecraft turing vollständig?

am (golem.de) 06. Mai 2014

Damit direkt ein Monitor angeschlossen werden kann. Zielgruppe sind Leute, die sich aufs...

gente 06. Mai 2014

Mich hätte interessiert welcher EMS den Zuschlag für die Produktion erhalten hat - wei...

MarioWario 06. Mai 2014

Schön beschrieben - erinnert mich an die Probleme mit RAM-Modulen (Spannung und Clock...


Folgen Sie uns
       


Nintendo E3 2018 Direct - Golem.de Live

Wir zeigen uns enttäuscht von fehlenden Infos zu Metroid 4, erfreut vom neuen Super Smash und entzückt vom neuen Fire Emblem.

Nintendo E3 2018 Direct - Golem.de Live Video aufrufen
Automatisiertes Fahren: Der schwierige Weg in den selbstfahrenden Stau
Automatisiertes Fahren
Der schwierige Weg in den selbstfahrenden Stau

Der Staupilot im neuen Audi A8 soll der erste Schritt auf dem Weg zum hochautomatisierten Fahren sein. Doch die Verhandlungen darüber, was solche Autos können müssen, sind sehr kompliziert. Und die Tests stellen Audi vor große Herausforderungen.
Ein Bericht von Friedhelm Greis

  1. Nach tödlichem Unfall Uber entlässt 100 Testfahrer für autonome Autos
  2. Autonomes Fahren Daimler und Bosch testen fahrerlose Flotte im Silicon Valley
  3. Kooperationen vereinbart Deutschland setzt beim Auto der Zukunft auf China

Smartphone von Gigaset: Made in Bocholt
Smartphone von Gigaset
Made in Bocholt

Gigaset baut sein Smartphone GS185 in Bocholt - und verpasst dem Gerät trotz kompletter Anlieferung von Teilen aus China das Label "Made in Germany". Der Fokus auf die Region ist aber vorhanden, eine erweiterte Fertigung durchaus eine Option. Wir haben uns das Werk angeschaut.
Ein Bericht von Tobias Költzsch

  1. Bocholt Gigaset baut Smartphone in Deutschland

KI in der Medizin: Keine Angst vor Dr. Future
KI in der Medizin
Keine Angst vor Dr. Future

Mit Hilfe künstlicher Intelligenz können schwer erkennbare Krankheiten früher diagnostiziert und behandelt werden, doch bei Patienten löst die Technik oft Unbehagen aus. Und das ist nicht das einzige Problem.
Ein Bericht von Tim Kröplin

  1. Künstliche Intelligenz Vages wagen
  2. KI Mit Machine Learning neue chemische Reaktionen herausfinden
  3. Elon Musk und Deepmind-Gründer Keine Maschine soll über menschliches Leben entscheiden

    •  /