Embedded
Systems
Wir entwickeln Embedded Hardware und Software nach Maß – für Industrie, Spezialanwendungen und sicherheitskritische Systeme. Mit technischer Tiefe und branchenübergreifender Erfahrung begleiten wir Ihr Projekt vom ersten Entwurf bis zur Marktreife – oder verstärken gezielt Ihr internes Team mit unserem Know-how.
Was sind Embedded Systems?
Embedded Systems (eingebettete Systeme) sind spezialisierte Computersysteme, die in Geräten oder Maschinen integriert sind und eine spezifische Funktion erfüllen. Im Gegensatz zu Allzweckcomputern wie PCs oder Smartphones arbeiten eingebettete Systeme meist in Echtzeit, mit deutlich begrenzten Ressourcen und unter anspruchsvollen Bedingungen. Sie sind essenziell für Produkte und Anwendungen, die Automatisierung, Überwachung und Steuerung benötigen.
Typische Branchen und Anwendungen:
Embedded Systems aus unserer Hand
Embedded Systems übernehmen klar definierte Funktionen in Geräten, Maschinen und komplexen technischen Systemen. Je nach Einsatzzweck unterscheiden sich Architektur, Performance und Sicherheitsanforderungen erheblich. PICKPLACE unterstützt Kunden bei der Entwicklung von Elektronik aller Art von Grund auf. Welche Beispiele gibt es für Embedded Systems?
Steuergeräte (ECUs)
Steuergeräte regeln Funktionen in Fahrzeugtechnik, Industrieelektronik oder Bahnanwendungen. Sie steuern Sensoren, Aktoren oder ganze Subsysteme, übernehmen Leistungsschaltungen und sind oft tief in sicherheitsrelevante Abläufe eingebunden.
Signalverarbeitung, Wandler & Sensorik
Diese Systeme erfassen und verarbeiten Daten aus der Umgebung – etwa aus Temperatur-, Licht- oder Bewegungssensoren. Auch Bildverarbeitung und Embedded Video Processing zählen dazu. Die Systeme übernehmen Filterung, Transformation oder Datenklassifikation.
Gateways & Kommunikation
Gateways verbinden Systeme mit Netzwerken oder anderen Subsystemen. Sie beherrschen klassische Protokolle (CAN, Ethernet, Modbus) sowie drahtlose Kommunikation wie WLAN, NFC oder Mobilfunk – oft mit Anforderungen an Latenz, Security und Interoperabilität.
Regler, Automatisierung & Leistungselektronik
Diese Systeme regeln physikalische Größen wie Druck, Strom oder Drehzahl – oft in Verbindung mit Inverter- oder Konvertereinheiten. Sie sind zentral für Maschinensteuerung, Netzmanagement oder Antriebsregelung – mit Anforderungen an Echtzeit und EMV.
Sicherheitskritische Systeme
Ein sicherheitskritisches Embedded System erfüllt zusätzliche Anforderungen zur Fehlervermeidung, Selbstüberwachung und struktureller Redundanz. Safety-by-Design, sichere Zustände im Fehlerfall und normkonforme Entwicklungsprozesse sind zentrale Merkmale.
Informations- & Entertainment-Systeme
Diese Systeme dienen der Wiedergabe, Datenanzeige oder Gerätesteuerung – in Fahrzeugen, Maschinen oder öffentlichen Anwendungen. Sie umfassen Audio- und Video-Anwendungen sowie Netzwerk- und Speicherfunktionen.
Embedded Systems sind das unsichtbare Rückgrat moderner Technologie – sie steuern, sichern und verbinden unsere Welt, oft ohne dass wir es merken.
Dr. Hendrik Schnack
Embedded Frequently Asked Questions (FAQ)
Embedded Systems sind spezialisierte elektronische Rechnersysteme, die in ein technisches Produkt integriert sind und dort eine klar definierte Aufgabe übernehmen. Sie arbeiten meist nicht sichtbar für den Nutzer, sondern steuern, messen, regeln, überwachen oder kommunizieren im Hintergrund. Beispiele sind Steuergeräte, Sensorbaugruppen, Messgeräte, Antriebsregler, Medizingeräte, Haushaltsgeräte oder industrielle Maschinenmodule.
Ein klassischer Computer ist universell einsetzbar. Er kann viele unterschiedliche Programme ausführen und wird direkt vom Nutzer bedient. Ein eingebettetes System ist dagegen auf eine konkrete Funktion ausgelegt. Es ist Teil eines größeren Produkts und erfüllt dort eine technische Aufgabe. Häufig arbeitet es mit begrenztem Speicher, begrenzter Rechenleistung, festen Schnittstellen und definierten Zeitvorgaben.
Typische Bestandteile sind ein Mikrocontroller oder Mikroprozessor, Speicher, Sensoren, Aktoren, Kommunikationsschnittstellen, Stromversorgung, Schutzbeschaltung und Firmware. Je nach Anwendung kommen weitere Komponenten hinzu, zum Beispiel Funkmodule, Displays, FPGAs, Leistungselektronik, Diagnoseanschlüsse oder externe Speicherbausteine.
Ein Großteil der Technologie von Embedded Systemen basiert auf standardisieren Chip-Architekturen für Prozessoren und Controller. Die wichtigste Rolle spielt dabei ARM. ARM stellt vor allem Prozessorarchitekturen und IP-Cores bereit. Viele Halbleiterhersteller lizenzieren diese Technologie und bauen darauf eigene Mikrocontroller, Mikroprozessoren oder SoCs auf. In der Praxis bedeutet das: Der CPU-Kern kann beispielsweise auf einer ARM-Cortex-Architektur basieren, während Speicher, Peripherie, Sicherheitsfunktionen, Analogtechnik und Schnittstellen vom jeweiligen Chip-Hersteller integriert werden.
Zu den bekannten Herstellern zählen unter anderem NXP, Texas Instruments, Infineon, STMicroelectronics und Renesas. Sie bieten Mikrocontroller-Familien für unterschiedliche Anforderungen an: einfache Steuerungsaufgaben, Low-Power-Anwendungen, Automotive, Industrieautomation, Motor Control, Funkkommunikation, Safety-Anwendungen oder Security-Funktionen.
Ja. Eine SPS ist im technischen Sinn ein Embedded System. Sie ist ein spezialisiertes Rechnersystem, das in Maschinen und Anlagen Steuerungsaufgaben übernimmt: Eingänge lesen, Logik ausführen, Ausgänge schalten und mit Sensoren, Aktoren oder Leitsystemen kommunizieren. Der Unterschied: Eine SPS ist für die Industrieautomation standardisiert, robust aufgebaut und meist nach IEC 61131-3 programmierbar. Andere eingebettete Systeme sind oft stärker auf ein einzelnes Produkt zugeschnitten.
Ein Embedded Engineer entwickelt Software und Elektronik für technische Geräte. Er arbeitet mit Mikrocontrollern, Sensoren, Aktoren und Schnittstellen. Typische Aufgaben sind Firmware-Entwicklung, Treiberprogrammierung, Hardware-Inbetriebnahme, Debugging, Tests und Fehleranalyse. Kurz: Er sorgt dafür, dass Hardware und Software im Produkt zuverlässig zusammenarbeiten.
Platinenentwicklung ist ein zentraler Teil vieler Embedded-Projekte. Die Firmware läuft nicht isoliert, sondern auf konkreter Hardware: Mikrocontroller, Speicher, Sensoren, Spannungsversorgung, Schnittstellen und Schutzbeschaltungen müssen auf einer Leiterplatte zusammengebracht werden. Dazu gehören Schaltplanentwicklung, Bauteilauswahl, PCB-Layout, Prototypenbau, Inbetriebnahme und Tests. Gerade Timing, EMV, Signalqualität, Stromversorgung und Debug-Möglichkeiten hängen stark vom Platinendesign ab. Kurz: Embedded Engineering bedeutet fast immer auch, die Zielhardware zu verstehen. In vielen Projekten wird die Platine direkt mitentwickelt oder zumindest eng mit der Firmware-Entwicklung abgestimmt.
Embedded Systems Engineering ist die Entwicklung kompletter eingebetteter Elektroniksysteme – also nicht nur Firmware, sondern das Zusammenspiel aus Hardware, Platine, Software und Systemanforderungen.
Dazu gehören typischerweise:
- Schaltplanentwicklung, Bauteilauswahl und PCB-Layout
- Mikrocontroller-, Prozessor- oder FPGA-Auswahl
- Firmware- und Treiberentwicklung
- Schnittstellen wie CAN, Ethernet, SPI, I²C oder UART
- Sensorik, Aktorik und Stromversorgung
- Inbetriebnahme, Debugging und Tests
- EMV, Functional Safety, Cyber Security und Dokumentation
Kurz: Embedded Systems Engineering sorgt dafür, dass aus Anforderungen ein funktionierendes elektronisches Produkt wird – von der Architektur über die Platine bis zur Firmware.