Projekt „ParaObsol”

„Heilmittel“ für Lösungen bei abgekündigten elektronischen Bauteilen

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Aufrechterhaltung der Lieferfähigkeit von Originalsystemen und Ersatz-Modulen über die vereinbarte Laufzeit durch gleichwertigen Ersatz der abgekündigten Bauelemente/Baugruppen (Kompatibilität).

Vollständiger Funktionserhalt von Großgeräten im vorgesehenen Einsatzzeitraum und darüber hinaus durch den Ersatz von nicht mehr lieferbaren Elektronikmodulen durch neue Komponenten bzw. durch Austauschsysteme unter Einbeziehung von komplexen programmierbaren Bausteinen (FPGAs, CPLDs etc.) und Prozessorkernen, bzw. durch Aktualisierung der Software.

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Erhöhung der Funktionalität und Zuverlässigkeit von Großgeräten durch den Einsatz neuartiger Halbleiterkomponenten mit stark erhöhter Leistungsfähigkeit bei niedrigerem Energie- und geringerem Kühlungsbedarf, geringerem Bauvolumen und Gewicht, günstigerer elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) und höherer Zuverlässigkeit.

Partner und Projektdaten

Der Hauptakteur iSyst (Sprecherrolle) entwickelt zusammen mit der Ohm-Hochschule Nürnberg auf der Grundlage der breit gestreuten Anforderungen Methoden und Verfahren sowie Entwicklungs- und Testsysteme für einen wirtschaftlichen Ersatz von abgekündigten Bauelementen bzw. Komponenten durch verfügbare und des Weiteren für den Nachweis der identischen Funktion des Ersatzes.

Die Partner aus der Industrie sowie das Fraunhofer Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (FhG-IISB) bringen jeweils eine konkrete Aufgabenstellung in das Projekt ein, d.h. ein von der Obsoleszenz betroffenes und zu bearbeitendes Elektronikmodul.

Die beteiligten Hochschulen analysieren – gemeinsam oder jeder auf seinem Spezialgebiet – die von den Partnern gestellten Aufgaben. Im Einvernehmen mit den Partnern leiten sie daraus den Bedarf an Forschung und Entwicklung für den wirtschaftlichen (d.h. kurz- bis mittelfristigen und rentablen Ersatz der Komponenten) ab. Es werden so Methoden, Verfahren und Werkzeuge für den Prozess des Ersatzes entwickelt und an den realen Beispielen erprobt. Ein besonders wichtiger Punkt ist die Sicherstellung der kompletten Funktion unter allen vorgegebenen Betriebsbedingungen. Sie unterstützen das Institut ELSYS und die iSyst GmbH bei der Problemlösung mit ihren jeweils spezifischen wissenschaftlichen Erfahrungen, Ansätzen und Möglichkeiten.

Die Firma iSyst GmbH wird die im Projekt entwickelten, prototypischen Systeme und Verfahren zu Produkten und Prozessen weiterentwickeln und in einem neuen Geschäftsfeld der Industrie mit zugehöriger Dienstleistung kommerziell anbieten.

Funktionen ersetzen, statt komplette Bauteile austauschen

Als sinnvolle Alternative zum Komplettaustausch „alter“ Elektronik einschließlich Software und allen damit verbundenen Ausfallzeiten und Risiken bietet sich der Ersatz der Funktion durch moderne Komponenten nach dem „Blackbox-Verfahren“ an. So kann die Komponente mit Hilfe moderner Rapid Prototyping-Methoden (z.B. FPGA-basierend) durch modernste Elektronik – und allen zeitnah daraus erwachsenden Vorteilen, wie Liefersicherheit über die nächsten Jahre, Leistungssteigerung, Energieeffizienz – ersetzt werden. Eine funktionale Beschreibung der benötigten Funktion in VHDL hat weiterhin den Vorteil, dass sie zunächst unabhängig von der Realisierung ist und somit in der Zukunft auch für den Einsatz von anderen Generationen von Schaltungskomponenten wieder verwendet werden kann (Re-Use durch Synthese auf ein neues Ziel, einen neuen Hersteller oder eine neue Technologie-Bibliothek). Berücksichtigt wird auch die Problematik der System- bzw. Blockzertifizierung. Die Partitionierung der Schaltung, d.h. die Bestimmung des Teils der Schaltung und damit der Schnittstelle, die um das zu ersetzende Bauelement zu realisieren ist, darf nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Funktionserhaltung bei möglichst geringen Kosten der Bauteile erfolgen, sondern auch dass eine „einfache Schnittstelle“ eine Zertifizierung mit geringerem Aufwand erlaubt. Eine „einfache Schnittstelle“ ist optimiert bezüglich der Zahl und der Art der Ein- und Ausgänge (z.B. analog oder digital, nieder- oder hochfrequent, Nieder- oder Hochspannung, Nieder- oder Hochstrom).

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