Produktneuentwicklung eines medizintechnischen Therapiegeräts mit Embedded Engineering
VADOplex ist ein Gerät zur Verbesserung des venösen Rückflusses und des arteriellen Zuflusses mit intermittierender, pneumatischer Impulskompression zur Anwendung an den oberen und unteren Extremitäten. Das Gerät ist bereits seit rund 15 Jahren am Markt eingeführt. Ein grundlegender Relaunch wurde auch deshalb angestoßen, weil VADOplex intuitiver, bedienfreundlicher und Akkubetrieben sein soll.
Hard- und Softwareentwicklung mit Programmierung eines PC-Tools
Die VADOplex-Therapie basiert unter anderem auf einer exakten Messung und Regelung von Luftdrücken. Für die unterschiedlichsten Anwendungen und Therapien müssen deshalb Algorithmen verfügbar sein, um Drücke in Lufttank, Polstern und Ventilen bestimmen und einstellen zu können. Hierzu wurde von querdenker engineering eine Embedded Software mit ausgefeilten Regelalgorithmen programmiert.
Ergänzend dazu wurde eine PC-Applikation entwickelt, mit der das Gerät via USB verbunden werden kann. Da die Geräte individuell auf den Patienten konfiguriert werden, wurde eine Schnittstelle eingerichtet, die es gestattet, Auftragsdaten aus dem OPED ERP-Programm direkt auf das VADOplex-Therapiegerät zu übertragen. Dadurch wird der Initialisierungsprozess beschleunigt und prozesssicher organisiert.
Im Bereich der Hardware wurden von der querdenker engineering GmbH die Schaltpläne sowie das Leiterplattendesign entwickelt und die Platinenfertigung in Zusammenarbeit mit einem Kooperationspartner organisiert.
Zulassung gemäß IEC 62304
Das neue Therapiegeräte VADOplex der OPED GmbH beinhaltet in großem Umfang Embedded Software und muss deshalb den internationalen Sicherheitsstandards genügen. Die internationale Norm IEC 62304 stellt Mindestanforderungen an die Entwicklung, Wartung, das Risikomanagement, das Konfigurationsmanagement sowie die Problemlösung der Software. Im Rahmen der Auftragsentwicklung wurden von querdenker engineering für das VADOplex Therapiegerät die kompletten Zulassungsunterlagen gemäß IEC 62304 ausgearbeitet und das Zulassungsverfahren im Kundenauftrag begleitet.
Der komplette Medizintechnik Projektbericht kann als Whitepaper hier heruntergeladen werden:
https://www.querdenkerengineering.de/…
Die querdenker engineering GmbH ist ein junges Ingenieurbüro, das sich innovativen Hightech Produkten und der Digitalisierung der Embedded Softwareentwicklung verschrieben hat. Unsere Erfahrungen reichen von hochsicheren Batterie-Management-Systemen über professionelle LED-Beleuchtung, der Schaltungs- und Softwareentwicklung von High-Speed Mess- und Signalverarbeitungssystemen bis hin zu komplexen Benutzerinterfaces. Bei der Entwicklung neuer Produkte setzen wir modernste Technologien ein, wie Wireless-Charging und Multi-Core Mikroprozessoren.
querdenker engineering GmbH
Hauptstraße 54
77743 Neuried
Telefon: +49 (7807) 89080-10
http://www.querdenkerengineering.de
Sichere Firmware-Updates mit professionellem Bootloader-System
Ob Fehlerbeseitigung oder Funktionserweiterungen – Embedded Systeme müssen in immer kürzeren Zyklen upgedatet werden. Firmware-Aktualisierungen sind jedoch häufig kritische Arbeitsschritte und für den Entwickler meist mit großem Zeitaufwand verbunden. Viele Mikrocontroller-Hersteller liefern Pakete für den Firmware Updateprozess mit. Diese sind in der Regel funktional. Sobald jedoch Anforderungen wie „Failsave bei Stromausfall während des Updateprozesses“ oder „Schutz gegen Hackerangriffe“ bestehen, muss die Software hohen Standards genügen und mit maximaler Professionalität programmiert sein.
Durch die Verwendung des Bootloader-Systems semf steht dem Embedded Engineer ein professionelles Toolset zur Verfügung, mit welchem er seine Programmieraufgaben schneller, sicherer und komfortabler erledigen kann.
Im Rahmen des Speichermanagements etwa bietet das Bootloader-System semf einige nützliche Features. So abstrahiert semf die verwendeten Speichertechnologien und bietet Lösungen für konkrete Problemstellungen durch:
- Basisklassen für Flash- und EEPROM-Speicher
- Implementierungen für interne Flashbereiche von Mikrocontrollern sowie externe Flashs via I2C, bzw. SPI angebundene Speicherbausteine
- Offene Architektur für Anpassungen in Spezialfällen
- Gute Lesbarkeit des Sourcecodes durch intuitive API
Die Umsetzung eines sichern und fehlerfreien Firmware-Updateprozesses ist eine anspruchsvolle Aufgabe und verlangt tiefes Detailwissen über die Funktionsweise von Mikrocontroller und Speichertechnologien, der Kryptographie sowie der verwendbaren Toolchain. Bei der Projektkonzeption sollte besonderes Augenmerk auf Anforderungen nach Authentifizierung, Integrität und Verschlüsselung gelegt werden. Das semf Bootloader-System wurde für den professionellen Einsatz entwickelt und bietet Einsteigern eine stabile Basis und Profis die notwendige Flexibilität und Offenheit für spezielle Anforderungen und Konfigurationen. Der semf Entwickler-Support hilft beim Onboarding und steht jederzeit mit Rat und Tat zur Seite. Mehr Informationen zu Firmware-Update-Verfahren und das Whitepaper zum semf Bootloader gibt es unter:
https://www.semf.io/embedded-software-entwicklung/bootloader/#whitepaper
Über semf und querdenker engineering
Die semf Embedded C++ Library mit dem darin integrierten Bootloader-System, ist ein Produkt der querdenker engineering GmbH. querdenker engineering ist ein junges Ingenieurbüro, das sich innovativen Hightech Produkten und der Digitalisierung der Embedded Softwareentwicklung verschrieben hat. Messtechnik, Steuersysteme, Leiterplattenentwicklung, Signalverarbeitung, Embedded Systems, High Speed Systeme, IoT, sind die Bausteine unseres Leistungsangebots in der Elektronikentwicklung.
Wir entwickeln Embedded Software plattformunabhängig und innerhalb unserer quergedachten, bewährten und standardisierten Softwarearchitektur. Neuentwicklung, Änderungen und Weiterentwicklungen gehen damit schneller, hochwertiger und günstiger. Durch die hohe Qualität, den außergewöhnlichen Nutzen und die einfache Anwendung unserer Entwicklungen entstehen langfristige Werte.
Kontaktdaten
querdenker engineering GmbH
Hauptstraße 54
77743 Neuried
Geschäftsführer: Florian Seibold
Telefon:+49 (0) 7807 / 890 80 10
info@querdenkerengineering.de
www.querdenkerengineering.de
semf ist eine Marke der querdenker engineering GmbH
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semf – die neue Library für die Embedded Software Entwicklung
Das Embedded Systems Engineering ist die Mutter aller Informatik und gleichzeitig der Bereich, für den es bisher am wenigsten Unterstützung in Form von praktischen Tools, Programmierhilfen und Frameworks gab. Genau diese Situation war es, die die Software Ingenieure der querdenker engineering GmbH gestört und dazu veranlasst hat, ihr gesamtes Embedded Know-how zu bündeln und daraus die semf Library zusammenzustellen. Die Softwarekomponenten werden seit vielen Jahren für die eigenen Embedded Projekte eingesetzt und stehen jetzt als Produkt allen Entwicklern für das Embedded Systems Engineering zur Verfügung.
Die semf Embedded C++ Library stellt dem Embedded Engineer generische Softwarekomponenten zur Verfügung, die er mühelos konfigurieren und durch die offene Klassenarchitektur einfach anpassen kann. semf umfasst ein breites Spektrum an unterschiedlichen Modulen: Kernkomponenten, wie Signal Slot, Linked Queue oder Buffer, Bootloader in Form von Firmware Packer, Firmware Updater sowie dem eigentlichen Bootloader. Außerdem enthält die Library Kommunikationsmodule wie SoftI2cMaster oder StreamProtocol, Speicher-Technologien in Form von Loggern und Eeprom Emulator sowie Datenverarbeitungs-Module wie Crc, DataStream oder PIDController. Darüber hinaus stellt die Library unterschiedliche Hilfen für anspruchsvolle Echtzeit Timingaufgaben sowie Input- und Output-Komponenten bereit.
Im Rahmen einer internen Studie mit rund 50 Embedded Projekten hat sich herauskristallisiert, dass durch den Einsatz der semf Softwaremodule der Entwicklungsaufwand um bis zu 50% gesenkt werden kann. Gerade langwieriges Debuggen kann durch gut getestete hardwarenahe Software und logisches Fehlermanagement vermieden werden. Weitere Vorteile, die das C++ Framework bietet, liegen in geringeren Reklamationszahlen und damit zufriedenere Kunden, einer wesentliche verkürzten Time-to-Market und glücklicheren und produktiveren Entwickler mit mehr Spaß am Programmieren.
Das Embedded Framework semf zeichnet sich durch echte C++ Objektorientierung mit offener Klassenarchitektur aus, bietet wiederverwendbareren Sourcecode, Plattformunabhängigkeit, leicht testbarem Sourcecode sowie wesentlich weniger Debugg-Aufwand. semf kann wahlweise als komplettes Softwarepaket gekauft oder in Form einer Produktgruppenlizenz gemietet werden.
querdenker engineering ist ein junges Ingenieurbüro, das sich innovativen Hightech Produkten und der Digitalisierung der Embedded Softwareentwicklung verschrieben hat. Messtechnik, Steuersysteme, Leiterplattenentwicklung, Signalverarbeitung, Embedded Systems, High Speed Systeme, IoT, sind die Bausteine unseres Leistungsangebots in der Elektronikentwicklung.
Wir entwickeln Embedded Software plattformunabhängig und innerhalb unserer quergedachten, bewährten und standardisierten Softwarearchitektur. Neuentwicklung, Änderungen und Weiterentwicklungen gehen damit schneller, hochwertiger und günstiger. Durch die hohe Qualität, den außergewöhnlichen Nutzen und die einfache Anwendung unserer Entwicklungen entstehen langfristige Werte.
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