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Ausgewählte Engineering-Projekte

Eine Auswahl aus FPGA-Videoverarbeitung, Display- und Backlight-Steuerung sowie Leistungselektronik. Jedes Projekt verbindet Systemarchitektur, Hardwareumsetzung und die Integration in die konkrete Anwendung.

01

Stromversorgungsarchitektur für KI-Rechensysteme

Dieses Projekt behandelt die Stromversorgung von KI-Rechenplattformen, von der Zwischenverteilung bis zu den Wandlerstufen nahe der Last. Schienenplanung, Auswahl der Wandlerstufen, Sequenzierung, Schutz und Überwachung werden gemeinsam betrachtet. Die Architektur wird anhand von Last, Stromverteilung, thermischen Grenzen und Plattenintegration bewertet und bildet die Grundlage für Schaltung und Prototyp.

Leistungsplatine mit Wandlern, Randsteckern und Kühlkörper.
Leistungsplatine mit Wandlerstufen, Steckverbindern und Kühlkörper.

  1. Verteilung und Wandlung

    Die Beziehung zwischen vorgelagerter Versorgung, Zwischenbus und Wandlung am Lastpunkt wird zusammen mit Leistungsbudget und Betriebsbedingungen festgelegt.

  2. Regelung, Schutz und Überwachung

    Regelungsanforderungen, Einschaltreihenfolge, Fehlerbehandlung sowie Spannungs-, Strom- und Temperaturüberwachung werden bewertet.

  3. Platine und Wärme

    Beim Übertragen der Architektur auf eine konkrete Platine werden Hochstrompfade, Platzierung, Verbindungen und Wärmeabfuhr berücksichtigt.

02

FPGA-Videoverarbeitung für hochauflösende Displays

Der Videopfad zwischen Quellcontroller und hochauflösendem Display wird mit einer Dual-FPGA-Architektur bearbeitet. Mehrere Videolinks, parallele Verarbeitung und Panel-Timing werden in einem System abgestimmt. Schwerpunkt sind Durchsatzverteilung, Taktdomänen und die Synchronisation der Verarbeitungswege. Pufferung und Schnittstellenverhalten werden mit der vorgesehenen Bildverarbeitung betrachtet.

Platine mit Prozessoren, Speicherbausteinen und Videoschnittstellen.
FPGA-Verarbeitungsplatine mit Videoschnittstellen.

  1. Mehrlink-Videoarchitektur

    Ein- und Ausgangsvideoströme werden auf die FPGA-Ressourcen verteilt. Schnittstellengrenzen, Datenaufteilung und die Beziehung der parallelen Pfade werden festgelegt.

  2. Takt und Frame

    Empfangs- und Sendetakt, Taktdomänen und Frame-Ausrichtung werden behandelt, insbesondere das Zusammenspiel unabhängig laufender Links.

  3. Verarbeitung und Systemintegration

    Streaming-Logik und Puffer folgen Pixeldurchsatz und Latenz. Das Linkverhalten wird bei der Integration von der Quelle bis zum Panel geprüft.

03

Industriedisplay und Controller-Integration

Displaypanel, Controller und Backlight-Elektronik werden in einer Hardwarekonstruktion für Industriegeräte zusammengeführt. Videoschnittstelle, Panelversorgung, Steuersignale und die mechanische Beziehung zwischen Platine und Displaybaugruppe gehören dazu. Der Entwurf folgt dem gewählten Panel, den Einbaubedingungen und der Betriebsumgebung, einschließlich Anlauf, Verbindungen und Wartbarkeit.

Industriegerät mit eingebautem Display und Bedienfeld.
Industriegerät mit integriertem Display.

  1. Panel und Controller

    Quelle, Controller und gewähltes Panel werden in Videoformat, Schnittstellenanforderungen und Timing-Parametern aufeinander abgestimmt.

  2. Versorgungssequenz und Backlight

    Panel-Versorgungsschienen, Freigabesignale und Helligkeitssteuerung werden so koordiniert, dass Start, Abschaltung und Normalbetrieb der vorgesehenen Reihenfolge folgen.

  3. Hardwareintegration und Inbetriebnahme

    Verbindungen zwischen den Platinen und mechanische Schnittstellen werden ausgeführt. Versorgung, Signale und Anzeige werden bei der Geräteintegration geprüft.

04

HUD-Bildkorrektur und beidäugige Zusammensetzung

FPGA-Bildverarbeitung für HUD-Anzeigen, die eine geometrische Korrektur und die Abstimmung von linkem und rechtem Bild benötigen. Der Verarbeitungspfad hält Eingangsvideo, Korrekturdaten und Ausgangstiming innerhalb eines festgelegten Ressourcen- und Latenzrahmens. Im Mittelpunkt stehen Koordinatenabbildung, Pixel-Resampling und Bildzusammensetzung. Die Umsetzung folgt der optischen Anordnung und der Displayschnittstelle.

HUD-Bildverarbeitung vom Videoeingang über Geometriekorrektur und Bildzusammensetzung zum Displayausgang.
Verarbeitungsablauf. Die Umsetzung hängt von Display- und Optikarchitektur ab.

  1. Geometrie und Resampling

    Die durch Korrekturdaten definierten Koordinatenabbildungen werden zu Bildverformungen, unter Berücksichtigung von Interpolation, Bildrändern und Speicherzugriff.

  2. Zusammensetzung der beiden Ansichten

    Die benötigten Inhalte für links und rechts werden entsprechend der optischen und der Systemarchitektur für den Anzeigepfad angeordnet und abgestimmt.

  3. Pipeline und Ausgangstiming

    Verarbeitungsstufen, Puffer und Schnittstellentiming werden gegen das Latenzziel und die verfügbaren FPGA-Ressourcen geplant.

05

MiniLED-Local-Dimming-Steuerung

Aus dem Bild abgeleitete Helligkeitsinformation wird an ein zonenweise aufgeteiltes LED-Backlight angeschlossen. Der Controller setzt Pixeldaten in Zonenbefehle um und gibt sie zusammen mit dem Displaytiming aus. Helligkeitsanalyse, Zonenzuordnung, Helligkeitssteuerung und Treiberkommunikation gehören dazu, ebenso die Beziehung zwischen Backlight-Verhalten und angezeigtem Bild.

Controllerplatine vor einem Pixeldisplay.
Controllerplatine zusammen mit einem Pixeldisplay.

  1. Verarbeitung von Pixel zu Zone

    Der eingehende Pixelstrom wird auf die Backlight-Geometrie abgebildet. Daraus entsteht die Zonenhelligkeit für die Dimm-Pipeline.

  2. Backlight-Steuerung und Treiberschnittstelle

    Verarbeitete Zonenwerte werden zu Helligkeitsbefehlen. Die Kommunikation mit den gewählten LED-Treibern berücksichtigt Aktualisierungstakt und Steuerauflösung.

  3. Abstimmung von Display und Backlight

    Backlight-Aktualisierungen werden mit dem Panelbetrieb abgestimmt. Helligkeitsübergänge, Flimmern und Bildübereinstimmung werden bei der Systemabstimmung bewertet.

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Nennen Sie Anwendung, Schnittstellen und Leistungsziele. Umfang und die nächsten Entwicklungsschritte lassen sich daraus festlegen.

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