Herausforderungen & Hilfsmittel bei Sensorintegration

Gestiegene Anforderungen an Sensorsysteme & Controller

Smartphones und andere Geräte verfügen über eine schnell wachsende Anzahl von mechanischen, Bewegungs-, biometrischen und Umgebungssensoren, die eine Vielzahl von Funktionen und Anwendungsfällen ermöglichen, mit denen Unternehmen ihre Produkte differenzieren. Verbraucher verlangen, dass jedes Gerät so intelligent ist wie das Smartphone. Daher ist die Nachfrage nach Sensorintegration in Verbrauchergeräten exponentiell gestiegen. Jeder dieser Sensoren benötigt einen Interrupt und daher werden dedizierte GPIO-Pins vom Systementwickler weggenommen. Falls das System oder 15 Sensoren vorhanden sind, müssen 15 Pins des Chips nur für die Sensorschnittstelle reserviert werden. Zu dieser Anforderung kommt die Art der Funktionalität hinzu, die die Hersteller zu den Sensoren hinzufügen. Die modernen Sensoren benötigen zusätzlich eine höhere Bandbreite für die Datenübertragung.

Neue Methoden für die Systemintegration

Diese Sensorverbreitung & der exponentiell gestiegene Bedarf schafft erhebliche Designherausforderungen, insbesondere für Softwareentwickler. Ohne eine gemeinsame Methode zur Anbindung muss beispielsweise jeder Host-Controller über eine eigene Systemsoftware oder einen eigenen Treiber verfügen, um diese Hardware zu unterstützen. Jede Host-Controller-Implementierung kann auch andere Funktionen und Optimierungen bereitstellen. Um den gestiegenen Sensoren Bedarf mit einer standarditisierten Methode abdecken zu können, wurden in den vergangenen Jahren verschiedene Ansätze entwickelt, wie der I3C Bus, der eine Weiterentwicklung des I2C ist und neben der höheren Bandbreite z.B. über dynamische Slave Adressierung verfügt, die die Integration erheblich erleichtert.

Aufgrund der vielen Neuerungen des I3C Busstandards steigt infolge auch dessen Komplexität. Das Debuggen eines Sensors birgt neue Herausforderung während des Board-Bring-Ups oder Firmware-Debuggens. Es ist nicht nur notwendig zu verstehen, welche Sensorschnittstelle sich schlecht verhält, sondern auch die Reihenfolge der Transaktion zu kennen.

Durch die neuen Herausforderungen erhöht sich analog der Bedarf nach erweitertem Debuggen und Analysieren wodurch leistungsfähigere Entwicklungswerkzeuge benötigt werden. Der unten aufgeführte I3C Protocol Analyzer von Prodigy ist aktuell das einzige Gerät auf dem Markt, dass in der Lage ist, I3C Busdesign zu debuggen und erlaubt zugleich Konformitätstests.

I3C Protocol Analyzer und Host Adapter

PGY-I3C-EX-PD ist das führende Instrument, mit dem Konstrukteure und Testingenieure die I3C-Konstruktionen auf ihre Spezifikationen testen können, indem sie PGY-I3C-EX-ED als Master / Slave konfigurieren, I3C-Verkehr mit Fehlerinjektionsfunktion generieren und I3C dekodieren Protokolldecodierungspakete.