Wenn trägheitslose, schnelle 6-Achsen Lage- und Beschleunigungssensoren benötigt werden, geht es meist um das Messen an kleinen und leichten Objekten. Für solche Einsätze müssen auch die Sensoren klein und leicht sein. Diese Anforderung erfüllt der 3D-Sensor der Thyracont GmbH, Passau problemlos. Das Funktionsprinzip des Sensors im TO-8-Gehäuse beruht nicht auf einer trägen Masse, sondern auf thermischen Feldern. Damit die schlanke Bauform des Sensors nicht durch die notwenige Ansteuerung der Heizstege und die Auswertung der Sensorsignale durchbrochen wird, hat die ic-design reinhard gottinger GmbH jetzt die komplette Ansteuer- und Auswerteelektronik in einen FPGA integriert. Weil der ACTEL-AFS600-Baustein mit diesen Aufgaben bei weitem noch nicht ausgelastet war, hat das Unternehmen zusätzlich einen Mikrocontroller mit 8051-Architektur mit in den FPGA integriert.
Der Mikrocontroller übernimmt dabei applikationsspezifische Aufgaben, die in 8051-Assembler oder einer beliebigen Hochsprache programmiert werden können. Eine der bereits realisierten Funktionen ist beispielsweise eine USB 2.0-Schnittstelle. Weitere Funktionen oder kundenspezifische Programme können jederzeit implementiert werden. Damit ist der schnelle 3D-Sensor auch für Applikationen mit spezifischen Anforderungen bei kleinen bis mittleren Stückzahlen interessant.
Aufgebaut wurde der 8051-Kern mit den üblichen Werkzeugen der ic-design reinhard gottinger GmbH. Nachdem die einzelnen Module mit Smartgen oder CoreConsole in der Actel-Design-Umgebung erstellt waren, wurde der VHDL-Code in ein Micronas MSD-System exportiert. Nach dem Test im Digitalsimulator wurden die Top-Levels der Schaltung manuell zusammen gebaut und durch einige C-Programme ergänzt. Die Synthese erfolgte mit Synplify_Pro und das anschließende Layout mit dem Actel-Designer.
Weitere Informationen finden Sie im Internet unter http://www.ic-design.de.