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Grundlagen der Elektronikentwicklung einfach erklärt: vom Schaltplan bis zur Leiterplatte | Praxiswissen

Pflichtenheft

Das Pflichtenheft wird im Laufe der Entwicklung erstellt. In dieses Pflichtenheft werden alle in der Entwicklung umgesetzten Punkte eingetragen und wie diese umgesetzt wurden. Hier steht also drin, was letztlich wirklich entwickelt wurde. Das Pflichtenheft kann also mit dem Lastenheft verglichen werden. Da hier aber häufig mehr Details erfasst werden, übersteigt der Umfang häufig den des Lastenheftes. Selbst technische Details, Schaltpläne, Leiterplattenlayouts und CAD-Zeichnungen landen häufig in den Pflichtenheften.

Letzten Endes steht also im Pflichtenheft häufig nicht nur was umgesetzt wurde, sondern auch wie. Letzten Endes zählen das Pflichtenheft genau wie das Lastenheft zu den wichtigsten Dokumenten in einer Entwicklung und sollten ordentlich gepflegt werden. Auch wenn das durchaus viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Ein Pflichtenheft unterliegt normalerweise auch einer relativ strengen Versionsverwaltung damit nachvollzogen werden kann, was wann und von wem geändert wurde.

Tests

Die ganzen Zertifizierungen und die damit verbundenen Tests sind häufig ein großer Kostentreiber bei einer Entwicklung. Wenn man darüber nachdenkt, welche Zertifizierungen alleine für ein Mainboard notwendig sind:

  • USB
  • PCI
  • ATX
  • SATA

Für jede dieser Zertifizierungen sind eigene Testreihen notwendig.

Dazu kommen dann noch gesetzliche Anforderungen wie z.B. bezüglich der EMV. Auch hier gibt es je nach Einsatzbereich unterschiedliche Anforderungen und entsprechende Testreihen. Werden hier die Anforderungen nicht erfüllt, dürfen diese Entwicklungen nicht an Endkunden verkauft werden.

Dann gibt es noch kundenspezifische Anforderungen. Diese sind nicht selten härter als die gesetzlichen Anforderungen und entsprechend schwieriger zu erfüllen. Gängig sind hier:

  • Härtere EMV-Tests
  • Zusätzliche Anforderungen beim ESD-Schutz
  • Überspannungsschutz
  • Lebensdauertests mit Hilfe der künstlichen Alterung im Klimaschrank
  • Temperaturtests für erweiterte Temperaturbereiche
  • Und noch viele mehr…

Diese ganzen Tests werden nicht selten von externen Testlaboren gemacht. Dies hat mehrere Gründe:

  • Es soll möglichst neutral getestet werden. Eine Einflussnahme auf die Tests ist natürlich nicht gern gesehen
  • Die Testgerätschaft ist stellenweise doch „ein wenig“ teuer. Man kann hier bei einigen Bereichen durchaus in den 6stelligen Bereich kommen.
  • Die Labore haben normalerweise auch Zugriff auf die Normen und Vorschriften für die Tests. Vieles davon muss erst bezahlt werden, damit man Zugriff erhält.

Diese Testlabore sind auch nur ganz normale Firmen mit Gewinnabsicht. Dementsprechend haben natürlich auch nichts zu verschenken und daher sind diese Tests nicht unbedingt billig. Als wäre das noch nicht genug, gibt es in einigen Bereichen nur wenig Testlabore die natürlich gut ausgelastet sind. Ein gutes Beispiel waren da die Typenzulassung bei den deutschen Automobilherstellern im Zuge der Umstellung auf den neuen Prüfzyklus bei den Verbrauchs- und Abgasmessungen.

Fehler in der Entwicklung

Fehler in der Entwicklung sind etwas ganz Normales. Es ist nicht üblich, dass der erste Prototyp bei komplexeren Entwicklungen auf Anhieb passt. Genauer gesagt, kann ich mich nicht daran erinnern, wann ich das letzte Mal an einem Projekt beteiligt war, bei dem der erste Entwurf unverändert übernommen werden konnte. Es gibt eine Faustregel bezüglich der Kosten von Fehlern bei Produkten: Je später der Fehler auffällt, desto teurer wird es. Man kann es sich wie auf folgender Grafik vorstellen:

Abbildung 24: Kosten bei Fehler

Dementsprechend wird normalerweise versucht, etwaige Fehler bereits am Anfang zu finden. Dies gelingt jedoch nicht immer. Während man später bei Softwarefehler noch meist etwas günstiger reagieren kann, sind Fehler in der Hardware die erst beim Kunden auffallen oft relativ teuer.

Fazit

Um es kurz zu fassen: Ja die Elektronikentwicklung mit all ihren Facetten ist kompliziert. Speziell die enorme Menge an Normen, Vorschriften und anderen Vorgaben in Kombination mit anderen lustigen Themen wie Zeitdruck usw. kann einem da das Leben doch sehr schwer machen. Aber es ist gleichzeitig auch etwas Interessantes bei dem man zwangsläufig regelmäßig etwas dazu lernt.

Gleichzeitig ist auch die Menge an Normen, Vorschifften und Vorgaben ein Problem, wenn eine kleine Firma Geräte verkaufen will. Die Kosten für die entsprechenden Prüfungen für die Zulassung sind hoch und können durchaus auch den ein oder anderen Traum vom erfolgreich verkauften Produkt zerplatzen lassen.