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24 2021 Elektronik 23 IndustrIe 4 0 II o t GUI-Simulator vereinfacht HMI-Entwicklung Der gesamten Softwareentwicklungs prozesses kann qualitativ und auch zeitlich optimiert werden wenn man die beiden ersten Schritte vom drit ten Schritt trennt Dazu muss die Designsoftware um einen leistungs fähigen Simulator erweitert werden Er sollte die entwickelte grafische Benutzeroberfläche absolut original getreu anzeigen und realistisch auf simulierte Touchereignisse reagieren Mithilfe eines derartigen Tools kann der Systemdesigner in Zusammenar beit mit dem Grafikdesigner die Dar stellung und das Verhalten des gesam ten HMI so gestalten und verifizieren wie es später auf der realen Hard ware zu sehen ist Hierbei vergibt die Designsoftware für alle gewünschten Aktionen die die reale Hardware spä ter ausführen soll und für alle Werte die von der GUI erwartet werden leere Funktionsgerüste mit festen Schnitt stellenformaten ITEs Designsoftware für die IT986xFamilie generiert hier für ein spezielle Datendatei die sowohl die Grafik als auch die Funktionsge rüste enthält die unter Verwendung der Entwicklungsumgebung vom Soft wareentwickler abschließend mit den Steueraufgaben gefüllt werden Bild 5 zeigt diesen modifizierten Prozess Schneller durch Betriebssystemumgebung Bisher werden viele HMISysteme deren GUI mit komfortablen Design tools erstellt werden hardwarenah baremetal also ohne zugrunde lie gendes Betriebssystem programmiert Neben dem Vorteil der ressourcen schonenden direkten Ansteuerung der Hardware ist ein weiterer Grund dafür der günstige Systempreis Kann man nicht auf die Vorteile der hardware nahen Programmierung verzichten und möchte gleichzeitig auch die Vorteile einer auf einem Betriebssystem basier ten Programmierung nutzen dann ist ein Echtzeitbetriebssystem RealTime Operating System RTOS die richtige Wahl Die Verwendung eines Echtzeit betriebssystems mit vorhersagbarem Zeitverhalten der Systemaufrufe und Reaktionszeiten auf Ereignisse ist für Steuerungen mit HMI nicht nur von Vor teil sondern in vielen Anwendungen ist es elementar Die MultitaskFähig keit und unabhängige InterruptBear beitung ermöglichen eine komfortable Programmierung der gewünschten Steuerfunktionen Die integrierte Gra fikbeschleunigung erlaubt es eine anspruchsvolle und äußerst f lüssig funktionierenden GUI umzusetzen Ein weiterer großer Vorteil von RTOS gegenüber gängigen Betriebssystemen wie Linux Windows Android und wei teren ist die extrem kurze Systemstart zeit von 1 – 1 5 Sekunden Sie wird bei vielen Applikationen vorausgesetzt und sie ermöglicht auch einfache Ener giesparkonzepte Wie bei jedem Betriebssystem wird die Verbindung zwischen der Applika tionssoftware und den Hardwarekom ponenten mittels Treiber hergestellt Zusätzlich können bestimmte Funk tionen wie Mediastreaming oder Bild schirmspiegelungen als Module zur Verfügung gestellt werden Für den Anwendungsentwickler bedeutet dies dass er »applikationsfremde« aber benötigte Zusatzfunktionen wie Netz werkanbindung WiFi Touchfunktio nen oder Videostreaming einfach und ohne großen Zusatzaufwand imple mentieren kann Die Programmierung der Applikation in einer Betriebssystemumgebung erleich tert somit dem Softwareentwickler die Arbeit in ähnlicher Weise wie dem Designer das Grafiktool zur Erstellung der GUIOberfläche Auf diese Weise wird nicht nur die Produkteinführzeit TimetoMarket erheblich verkürzt sondern es ist ohne großen Aufwand möglich seinem Produkt Funktionen hinzuzufügen die außerhalb der eige nen Kernkompetenz liegen jedoch auf grund der aktuellen Marktgegebenhei ten für den Erfolg oder Misserfolg des Produktes entscheidend sein können freeRTOS openROTS ITE verfolgt mit der Entwicklungsum gebung für seine IT986xFamilie diesen Ansatz und wählt als Basis für seine umfassende Entwicklungsumgebung freeRTOS openRTOS Dadurch dass der Umfang der unterstützten Hardware und Funktionsmodule stetig erweitert wird können Produkte aus den ein gangs erwähnten Produktgruppen auf einfache Art und Weise auf dem aktu ellsten Stand entwickelt werden Als Besonderheit bietet die Entwick lungsumgebung zudem Softwaretools an die den Programmierer bei der Ein bindung von unterschiedlichen Dis playtypen unterstützen Mit diesen Werkzeugen können auf einfache Art und Weise die benötigten Konfigura tions bzw Initialisierungsdatensätze erstellt werden ohne besondere Kennt nisse über die jeweils zugrunde liegende Schnittstelle zu haben Unterstützt werden hier neben Displays mit MIPI DSISchnittstelle auch CPU SPI LVDS und RGB TTL Interfaces mha norbert erhart ist Technischer Geschäftsführer des 2006 gegründeten Unternehmens Display Solution das sich auf Lösungen rund um TFT-LCD-Anzeigen spezialisiert hat Er hat mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Ansteuerungen für Flachbildschirme Bild 5 Mit einem GUI-Simulator kann die GUI-Optimierung zu einem großen Teil zwischen Systemund Grafikdesigner erfolgen Der Softwareentwickler wird damit entlastet Bild Display Solutions