Entwickeln Sie elektronische und Embedded-Systeme von zu Hause aus

Telearbeit wird bereits seit einigen Jahren genutzt, insbesondere von privaten Auftragnehmern. Die derzeitigen Quarantänemaßnahmen zwingen immer mehr Ingenieure und technische Angestellte dazu, von zu Hause aus zu arbeiten. In der Vergangenheit war es aber kostspielig und schwierig, dort ein Versuchslabor einzurichten. Die meisten Ingenieure mussten erst herausfinden, wie Sie aus der Ferne auf ihre Entwicklungswerkzeuge, Simulatoren, Debugging-Werkzeuge und Testgeräte zugreifen können. Glücklicherweise können Elektronik- und Computeringenieure jetzt mit Hilfe von Entwicklungsboards die Hard- und Softwareentwicklung von zu Hause aus fortsetzen. Sie können sogar Ihren PC in einen elektronischen Prüfstand verwandeln. Viele Hersteller bieten dazu kostenoptimierte, anpassbare und flexible Lösungen an.

Digilent Inc, a National Instruments Company, zeichnet sich durch seine einzigartige Kompetenz bei FPGA-Systemen, Testinstrumenten und auch bei Software aus. Die Boards von Digilent sind sofort einsetzbare Entwicklungsplattformen mit einer großen Funktionsvielfalt. Ingenieure auf der ganzen Welt verwenden die USB-Test- und Messgeräte von Digilent, um ihre Entwurfszyklen zu verkürzen und ihre Effektivität zu erhöhen, indem sie stets ein Oszilloskop, einen Logikanalysator, einen Signalgenerator und vieles mehr in Reichweite haben. Alle Lösungen von Digilent werden mit einer leistungsfähigen und umfangreichen Bibliothek mit Dokumentation, Referenzhandbüchern, Tutorials und anderen informativen Inhalten geliefert, die jedem kostenlos zur Verfügung steht, der sie benötigt.

Verwandeln Sie Ihren PC in einen leistungsstarken Elektronik-Prüfplatz

Das Analog Discovery 2 (134-6480) ist ein USB-Multifunktionsgerät, mit dem Anwender Mixed-Signal-Schaltungen aller Art messen, visualisieren, erzeugen, aufzeichnen und steuern können. Es ist klein genug, um in Ihre Hosentasche zu passen, und leistungsstark genug, um eine ganze Reihe von Laborgeräte zu ersetzen. Es wird zusammen mit der kostenlosen Mehrinstrumenten-Software WaveForms geliefert. WaveForms lässt sich nahtlos mit dem Analog Discovery 2 verbinden und bietet volle Unterstützung für Windows, Mac OS X, Linux und Raspberry Pi 4 (siehe den Beitrag "Analysieren Sie mit einem Raspberry Pi 4 und dem Analog Discovery 2 Messdaten in der Cloud.“). Das Analog Discovery 2 wird von der WaveForms-Software gesteuert und kann so konfiguriert werden, dass es als eines von mehreren herkömmlichen Instrumenten arbeitet, einschließlich Oszilloskop, Signalgenerator, Netzteil, Voltmeter, Datenlogger, Logikanalysator, Patterngenerator, statischer Ein- und Ausgaben, Spektrumanalysator, Netzwerkanalysator, Impedanzanalysator und Protokollanalysator.

Testen Sie MEMS-Mikrophone mit dem Analog Discovery 2

MEMS-Mikrofone stellen eine neue Klasse von akustischen Sensoren dar. Beim Bau eines Produkts, das MEMS-Mikrophone enthält, ist es wichtig, das Mikrofon zu testen, um sicherzustellen, dass es funktioniert und hermetisch dicht ist. Digilent stellt ein kostenloses Beispielprojekt zur Verfügung, das zeigt, wie das Oszilloskop, der Logikanalysator und der Patterngenerator des Analog Discovery 2 zusammen genutzt werden können, um ein MEMS-Mikrophon zu testen. Das Testprogramm ist in JavaScript geschrieben. Analog Discovery 2 streamt dabei Live-Audiodaten vom MEMS-Mikrofon und zeigt sie dann mittels des WaveForms-Oszilloskops an. Die Daten werden dabei als Diagramm im Zeitbereich und als FFT dargestellt. Die Projektdetails und Dateien sind im Digilent Wiki verfügbar. Für den Fall, dass ein Prototyp eines benutzerdefinierten Sensors untersucht wird, können Sie auch das analoge Signal selbst darstellen und die Ergebnisse der Konvertierungen mit der realen Wellenform vergleichen.

Beschleunigen Sie die Entwicklung eines Embedded-Vision-Systems mit einem FPGA

Designer, Entwickler und Ingenieure starten Ihre Implementierung eines Computer-Vision-Systems mit rekonfigurierbaren Bauelementen, insbesondere FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), um die Echtzeitperformance zu optimieren und den Stromverbrauch zu reduzieren. FPGAs bieten auch eine umprogrammierbare Lösung zur Hardware-Beschleunigung. Dadurch kann der Entwicklungszyklus erheblich verkürzt werden.

Xilinx, der führende FPGA-Hersteller, bietet Entwicklern von Embedded-Vision-Systemen eine Reihe von Technologien, die sowohl das Hardware- als auch das Software-Design unterstützen. Übrigens kombiniert Xilinx’s Zynq die Softwareprogrammierbarkeit eines Prozessors (Arm Cortex A9) mit der Hardwareprogrammierbarkeit eines FPGAs und bietet Entwicklern so ein konkurrenzloses Niveau an Systemleistung, Flexibilität und Skalierbarkeit. Viele Embedded-Vision-Systeme basieren auf dem Xilinx Zynq.

Digilent‘s Embedded-Vision-Bundle basiert auf dem Xilinx Zynq 7020. Es ist ein wertvolles Werkzeug für jeden, der eigene Embedded-Vision-Produkte und -Anwendungen entwickeln will, oder einfach auch nur mehr über die der Embedded-Vision zugrunde liegenden Konzepte lernen will. Das Kit besteht aus einem (164-3487)  Zybo Z7-20 Zynq-7000 Arm/FPGA SoC Entwicklungs-Board, dem (174-1555)  Pcam 5C Farbkamera-Modul mit 5 Megapixeln und einem 15-Pin-Flachbandkabel.

Um den Einstieg in das Bundle zu erleichtern, bietet Digilent ein Demo-Projekt an. Dieses gibt die Videodaten vom Bildsensor über den HDMI-Anschluss des (164-3487) Zybo Z7 an einen Bildschirm weiter. Das gesamte in der Demo verwendete geistige Eigentum ist quelloffen und kann kostenfrei verwendet werden. Es schließt einen D-PHY-Empfänger, einen CSI-2-Decoder, einen Bayer-RGB-Konverter und eine Gammakorrektur ein.

In diesem Beitrag erfahren Sie mehr darüber.

Erkennung handgeschriebener Zahlen mittels Künstlicher Intelligenz mit dem Embedded-Vision-Bundle

Digilent implementierte eine Lehrbuchversion der Erkennung von Zahlen mittels durch Künstliche Intelligenz als Proof-of-Concept unter Verwendung des Embedded-Vision-Bundles (175-2109) und des Pmod MTDS Multi-Touch-Display-Systems als Benutzerschnittstelle und zur Anzeige des Ergebnisses des Erkennungsprozesses.

Diese Lehrbuch-Implementation einer Erkennung handgeschriebener Zahlen mit einem kostengünstigen FPGA-Board zeigte, dass es möglich ist, ein solches künstliches neuronales Netz mit tiefem Lernen auf einem derartigen System zu implementieren. Einmal mit den MNIST-Testbildern trainiert, erreichte die Erkennungsrate des neuronalen Netzwerks 95,2%.

Mehr Details finden Sie in diesem Beitrag..

Bauen Sie zu Hause ein eingebettetes Messsystem

Mit dem Digilent Eclypse Z7  (195-3771) , Zmod ADC 1410 (195-3772) und Zmod DAC 1411 (195-3773) können Ingenieure eingebettete Messsysteme erstellen, die sich mit der Erfassung, Verarbeitung und Messung von Signalen befassen, die mit der Welt um uns herum in Verbindung stehen. Sie werden für eine Vielzahl von Anwendungen wie industrielle und wissenschaftliche Überwachung und Steuerung eingesetzt und sind zunehmend Teil vernetzter Systeme in der "Edge", die Künstliche Intelligenz und Technologien des maschinellen Lernens integrieren.

Das Software-Framework von Eclypse bietet die FPGA-IP und eine gemeinsame Hardware-Abstraktionsschicht, die dem Benutzer eine einfache API zur Verfügung stellt – denken Sie einfach daran, wie ein Software-Treiber für einen Drucker funktioniert. Dies gibt Ingenieuren, die nicht fließend Hardwarebeschreibungssprachen beherrschen, die Möglichkeit, diese effizient mittels Softwaresprachen zu navigieren und so die unglaubliche Leistung und Flexibilität eines FPGAs zu nutzen!

Entwickeln Sie das SMART-System zu Hause

Die Ultrascale+ MPSoC-Bausteine von Xilinx bieten eine 64-Bit-Prozessor-Skalierbarkeit und kombinieren Echtzeitsteuerung mit Soft- und Hard-Engines für Grafik-, Video-, Funktions- und Paketverarbeitung. Ingenieure können sie benutzen, um unbegrenzte Möglichkeiten für Anwendungen wie Wireless, ADAS der nächsten Generation und Applikationen für das industrielle Internet der Dinge zu schaffen.

Das Genesys ZU-3EG (200-3904) von Digilent ist ein leistungsstarkes Zynq UltraScale+ MPSoC-Entwicklungsboard, das viel Peripherie aufweist und ein breites Hardware-Ökosystem an Zusatzmodulen bietet. Es verfügt über optimierte Spezifikationen, leistungsstarke Multimedia- und Netzwerkverbindungsschnittstellen sowie eine umfassende Dokumentationsbibliothek, die Ihnen einen schnellen Einstieg in KI, Forschung, Cloud-Computing und Embedded-Vision-Anwendungen ermöglichen.

Ingenieure können alle Digilent Tools auf der Website von RS Components erwerben und sie direkt vor ihrer Haustür in Empfang nehmen. Das Homeoffice ist so nicht länger ein Grund für eine Projektverzögerung. Mit diesen Entwicklungsboards und USB-Test- und Messgeräten können Forschungs- und Entwicklungsteams, Embedded- und Computersysteme an verschiedenen Standorten.