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Mit dem Fachwissen von Comtrade in Embedded Software Engineering und weiteren Technologien konnte ein weltweit führendes Unternehmen für Electronic Shelf Labeling (ESL)-Systeme, diese im Hinblick auf die Produktions- und Betriebsanforderungen überarbeiten. 

Vorrangig wird diese ELS-Produktlinie für große Einzelhandelsumgebungen bereitgestellt.

Das Unternehmen wollte künftig Kosten senken, um auch weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Senkung der Produktionskosten des ESL waren ein wichtiger Faktor bei der Preisgestaltung und Gesamtleistung. Das Ziel bestand darin, die Produktionskosten durch eine Erneuerung der Hardware und Software zu senken und die Kosten mit der Technologie, die eine Automatisierung bestimmter Produktionsprozesse ermöglicht, zu optimieren.

Die Lösung besteht aus Funksendern und Antennen, die Preis- und Produktdaten mit einem urheberrechtlich geschützten Luftschnittstellen-Protokoll über 36 kHz Niederfrequenz-(LF)-Signale an batteriebetriebene Regaletiketten senden. Die Lösung ist in mehr als 5.000 Geschäften in 50 Ländern im Einsatz.

Ausgangspunkt für eine Kostenoptimierung innerhalb der Produktion war ein Redesign der Hardware, bei dem neue Komponenten (ROM, RAM, 8-Bit-Mikrocontroller, RF-Empfänger, LCD-Treiber usw.) in einer ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) zusammengeführt wurden. Mit der neu gestalteten Hardware musste auch die Firmware vollständig neu geschrieben werden, um die gleiche Funktionalität zu erzielen. Eine große Herausforderung war hier, dass die frühere Umsetzung des ESL in Assembler auf einem 4-Bit-Mikrocontroller mit geringer oder gar keiner Dokumentation erfolgt war.

Nach der Implementierung mussten sich alte und neue ESLs identisch verhalten, damit der Mix in der gleichen Einzelhandelsumgebung installiert werden konnte.

Lösungen und Vorteile

Die Neugestaltung der Hardware erfolgte durch die Zusammenarbeit mit einem Partner. Ein Hauptaugenmerk lag darauf, unverzichtbare Bestandteile der Hardware in eine ASIC einzusetzen, um so die Produktionskosten zu reduzieren und ein leistungseffizientes System zu erhalten.

Für die Gestaltung der Firmware wurde im Rahmen der Neugestaltung Comtrade beauftragt und war sowohl für die Implementierung als auch die Testphasen verantwortlich. „Zunächst musste ein Protokoll zwischen Sender und Empfänger analysiert und dokumentiert werden. 

Unser hauseigenes Labor hat einen Protokoll-Recorder hergestellt, der uns bei der Identifizierung aller Bits im Kommunikations-Prozess geholfen hat“, sagt Marko Javornik, Direktor International Services West-Europa bei Comtrade. "Ausgehend von den Anforderungen wie einem geringeren Stromverbrauch, den begrenzten Hardware-Ressourcen, der vorgegebenen Leistung und Stabilität, haben wir beschlossen, eine Super Loop Architektur für dieses embedded System zu verwenden. Große Sorgfalt legten wir darauf sicherzustellen, dass sich die neu entwickelte ESL genauso verhält wie die bisherige.“ 

Hierzu wurde die Testumgebung vollständig automatisiert, von der Einleitung der Übertragung der an die ESL gesendeten Befehle bis zur Bestätigung des auf einem LCD angezeigten Ergebnisses. Über 1.000 Testfälle wurden zusammengestellt, um sicherzustellen, dass alle Funktionen vollständig abgedeckt wurden. Die Firmware wurde in reinem C programmiert und steuert den LCD, behandelt den Empfänger und führt alle notwendigen Funktionen eines ESL durch, wie zum Beispiel den Empfang der Daten vom Sender, die Anzeige der Daten auf dem LCD-Display, den Umgang mit mathematischen Operationen und die Verarbeitung aller Befehle, die vom Sender empfangen werden könnten. Die finale Version erfüllt die Anforderungen des Kunden, so dass diese mit dem neuen ESL, seine Kunden mit einer zuverlässigeren und kostengünstigeren Lösung weiter bedienen können. 

Die Herausforderung

  • Hardware-Komponenten, die für die alten ESL erforderlich waren, befinden sich nahe des End-of-Life (EOL), daher war eine Hardware-Überarbeitung notwendig 
  • Überarbeitete ESL müssten zu 100 % identisch zu ihrem Vorgänger sein 
  • Geringerer Energieverbrauch(Akku muss mindestens 7 Jahre halten) 
  • Schneller Entwicklungszyklus, um neue ESL so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen. Schlechte Dokumentation und Kommunikations-Protokoll-Spezifizierungen

Die Lösung

  • Alle wesentlichen Hardware-Komponenten in eine ASIC einfügen (Mikrocontroller, Empfänger, Speicher, LCD-Treiber, Firmware - ROM)
  • Firmware - Super Loop Architektur
  • Non-volatile memory zum Erhalt gespeicherter Daten im stromlosen Zustand 
  • Code für Leistung, Größe und Stabilität optimiert 
  • 91 Prozent der Zeit befindet sich ESL im batterieschonenden Stromsparmodus

Vorteile Überblick

  • Deutliche Reduzierung der Produktionskosten
  • Weitere Funktionen zur Vereinfachung von Produktionstests und Kalibrierung der ESL hinzugefügt 
  • Nahezu 100 Prozent der Testautomatisierung führte zu einem qualitativ hochwertigen 

Produkt

  • Einzelhandelsumgebungen können eine Mischung alter und neuer ESL besitzen, die nahtlos zusammenarbeiten

Verwendete Technik

  • C, make, Subversion, Bugzilla 
  • STM32 (Snifferboard)
  • Python (Testautomatisierung) 

www.comtrade.com

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