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Ziel der Diplomarbeit ist es, ein modulares Automatisierungssystem zur Prüfstandssteuerung zu spezifizieren und zu implementieren. Der Einsatz eines solchen Systems bei der Fahrzeug- und Motorenentwicklung ist mittlerweile unabdingbar, da immer mehr Mess- und Steuerdaten erfasst, verarbeitet und ausgegeben werden müssen. Um die Vielfalt und Mengeder anfallenden Daten zu bewältigen, sind immer komplexere Systeme notwendig, die meist sehr spezielle Aufgaben in engen Zeittoleranzen erledigen müssen. Hierbei ist der Einsatz von FPGAs und leistungsfähigen 32-Bit Mikrocontrollern unverzichtbar. Die wichtigsten Anforderungen an ein derartiges System werden in dieser Arbeit aufgezeigt. Aus den Anforderungen heraus wird der Weg von einem Lösungskonzept bis hin zum fertigen Prototyp vorgestellt. Ein Blick auf den Markt soll dabei zunächst zeigen, inwieweit hierfür bereits Lösungen vorhanden sind. Am Schlusserfolgt eine Beschreibung und Auswertung des Gesamtentwurfs.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Detektor Steuerungssystems, welches in Form eines SoC1 als FPGA Firmware Komponente realisiert werden soll. Das SoC soll die Steuerung und Überwachung aller Einheiten und Komponenten des Detektor-Systems gewährleisten und eine Read-Out Geschwindigkeit der Medipix3 Chips von bis zu 1000 Bildern pro Sekunde ermöglichen. Da der Detektor für unterschiedliche Experimente flexibel einsetzbar sein soll, sollen zwei unterschiedliche Ethernet-Schnittstellen zur Ansteuerung des Detektors mit dem Computer und zur Datenauslese implementiert werden. Wobei das Gigabit Ethernet Interface als Einheit des SoC realisiert werden soll, welches sowohl für die Übertragung der Detektor-Daten als auch für die Übertragung der Befehle für die Steuerung des Detektors verwendet wird. Die vom PC kommenden Steuerbefehle müssen von dem SoC empfangen, interpretiert und ausgeführt werden.