FPGA/Mikrocontroller

Diese Komponente kombiniert einen Field-Programmable Gate Array (FPGA) und eine Mikrocontroller-Einheit (MCU) in einem einzigen Bauelement und dient als Kernverarbeitungselement in einer Signalausleseplatine. Sie ist verantwortlich für die Echtzeit-Signalerfassung, digitale Verarbeitung, Datenformatierung und die Implementierung von Steuerlogik für Sensor-Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle. Der FPGA bietet hardwareprogrammierbare parallele Verarbeitungsfähigkeiten für Hochgeschwindigkeits-Signalmanipulation, während der Mikrocontroller sequenzielle Steueralgorithmen und Systemverwaltungsaufgaben ausführt. Zusammen verarbeiten sie analoge Signale von Sensoren, wandeln sie in digitale Form um, wenden Filter- und Kalibrierungsalgorithmen an und bereiten Daten für die Übertragung an externe Systeme vor. Das Bauelement wird unter Verwendung von Silizium-Halbleitertechnologie mit Kupferverbindungen hergestellt und in Keramik- oder Kunststoffgehäusen untergebracht. Zu den wichtigsten Parametern gehören Logikzellen (1000–500000), Taktfrequenz (10–500 MHz), I/O-Pins (16–1000), Betriebsspannung (1,8–3,3 V), Leistungsaufnahme (0,1–10 W), Betriebstemperatur (-40 bis 85 °C, gemäß IEC 60068-2-1/2), Luftfeuchtigkeit (5–95 % rF, gemäß IEC 60068-2-78), IP-Schutzart (IP40–IP67, gemäß IEC 60529), Gehäusetyp (QFP–BGA, gemäß JEDEC MS-026) und Gewicht (1–50 g). Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung verifiziert werden. Die Komponente ist für den Einsatz in industriellen Umgebungen vorgesehen, in denen zuverlässige Signalverarbeitung und Steuerung erforderlich sind. Es handelt sich nicht um ein Endprodukt, sondern um ein Teil, das in größere Systeme integriert wird. Bei der Beschaffung sind modellspezifische Spezifikationen und die Einhaltung relevanter Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren.