Compute-Einheiten

7.1 · Recheneinheiten
Rolle	Gen3 (Produktion)	Gen4 (Ziel)	Aufgabe	Schnittstellen	Prio	Status
Haupt-Host / OS	Ursprünglich NXP-Prozessor, später Qualcomm QCS-6490 (siehe 5.7). Confluence nennt zusätzlich IQ10 — Abweichung offen	QCS-6490 für Realtime & Communication (siehe 5.4)	Betriebssystem, Middleware, Netzwerk-Host, Applikation	Ethernet 2.5G/10G, PCIe, USB	A	Ziel definiert
Perzeption / Konnektivität	Qualcomm QCS-6490 (späterer Gen3-Stand); WLAN gemischt, unterschiedliche Standards je Baustand	Qualcomm QCS-6490 — Rolle Realtime & Communication; Funk vereinheitlicht auf WiFi 7 (WiFi 8 später) und UWB, siehe 08_Ne	Kamera-Pipelines, WiFi/5G, Audio	MIPI, GMSL, Ethernet	A	Ziel definiert
AI / VLA-Beschleuniger	Ursprünglich NVIDIA Jetson Orin, später NVIDIA Jetson Thor (siehe 5.7)	NVIDIA Jetson Thor T5000 als Central Brain / PLA (siehe 5.4)	VLA-Inferenz, Perzeption, zwei parallele Locomotion-Policies	PCIe, Ethernet, GMSL	A	Entschieden
Echtzeit- / Safety-Controller	keine functional safety implementiert	TI Sitara AM2434 als Safety-Controller (siehe 5.4)	Gen3: Echtzeitregelung und Feldbus. Gen4: dedizierter Sicherheitspfad — Safe State, STO, MRM, Überwachung	EtherCAT, SPE, GPIO	A	Ziel definiert
Motorregelung	BLDC-Controller je Achse	4x QCS-6490 als Smart-Limb-Controller: 2x Arm, 2x Bein (siehe 5.4)	FOC, Strom-/Momentregelung, Reflexe	EtherCAT / TSN	A	Ziel definiert
Servodrives	Novanta DR3247 EtherCAT	Leili integrierte Antriebe mit EtherCAT-/CAN-Fähigkeit; später eigene NEURA-Aktuatormodule	Leistungsendstufe je Achstyp	EtherCAT	A	Ziel definiert
Kamera-Capture	ZED Link Capture Card Duo	in Perzeptionseinheit integriert	GMSL-Kamera-Capture	GMSL2, PCIe	B	In Review
Massenspeicher (System / Aufnahme)	Nicht vorhanden — kein NVMe-Massenspeicher	2x NVMe-SSD: 1x am Thor T5000, 1x in der Echtzeitdomäne (siehe 5.4)	Betriebssystem, Modelle, Datenaufnahme (~2 GB / 5 min Bag)	PCIe	A	Ziel definiert
Logging	SD-Karte auf dem Mainboard, dediziert, ausschliesslich lokal	SD-Karte auf dem Mainboard, dediziert, zusätzlich Real-/Neartime-Übertragung in die Cloud; ergänzend M.2-NVMe als Loggin	Betriebs- und Fehlerprotokolle, getrennt von System- und Aufnahmedaten	SDIO (lokal) + Netzwerk/gRPC (Cloud)	A	Ziel definiert
Fuss-Datenerfassung	nicht vorhanden — Fusssensorik direkt am Bein	2x Data-Acquisition-Board im Fuss, Subnode am Leg-Limb-Controller	Erfassung Dehnungsmessrosette und 4x ToF, Vorverarbeitung, Zeitstempel	TSN / 1G-T1 (SPE)	A	neu — zu entwickeln
7.2 · Compute-Anforderungen

Board-Stack

17.1 · Baugruppenübersicht
Baugruppe	Projekt-/Dokumentnummer	Revision	Schaltplandatum	Status	Blätter	Rolle im System
Mainboard	4NE1-8013-Mainboard · 3-SCH-PCB024	Rev C	27.05.2026 (Stand v0.3-Schaltplan)	in Produktion	28	Zentrale Rechner-/IO-Platine: SOM-Träger, EtherCAT, Ethernet, USB, CAN, RS485, Audio, Wireless, Leistungsverteilung
Carrier-Board	4NE1-9001-Carrier-Board · 4NE1-9001-JTC	R2.0	30.06.2026	in Produktion	34	Trägerplatine für Jetson-Modul: GMSL2-Kameras, SFP+ 10G, PCIe, DisplayPort, IMU/RTC/EEPROM
SSD-Board	4NE1-9002-SSD-Board	R2.1	02.07.2026	in Produktion	3	Steckverbinder und Spannungsversorgung für SSD-Anbindung (SFF-TA-1016)
PCIe-Extension-Board	4NE1-9004 · NEURA-4NE1-9004-ARCH-001	Rev 0.1 (Architektur-Spec)	05.07.2026	in Produktion	12	PCIe-Fan-out am Mainboard X3501/X3502: M.2-NVMe (Logging/Black-Box), PCIe-Dual-UART-Bridge, Wi-Fi 7 + BT, MCIO-Kaskade
Netzwerk-/Ethernet-Switch-Board	4NE1-9005-Eth-Switch	R1.0	11.08.2026	in Produktion	20	Zentrales Ethernet-Switch-Board: 3x Q6223M-Switch, 1000BASE-T1 (SPE), 100BASE-T, 2500BASE-T, SFP+, FireFly x4 (4x 10G op
PCIe-Switch-Board	4NE1-9006-PCIe-Switch	R1.0	23.07.2026	in Produktion	13	PCIe-Gen3-Switch-Fabric, NVMe-SSD, Dual-UART-Bridge, WLAN/BT-Modul
Distribution-Board Becken	4NE1-PDDB-Pelvis (Nummer TBD)	—	—	neu — zu entwickeln	—	Power- und Datenverteilung im Becken; 1 Stück je Roboter
Distribution-Board Oberschenkel	4NE1-PDDB-UpperLeg (Nummer TBD)	—	—	neu — zu entwickeln	—	Power- und Datenverteilung im Oberschenkel; 2 Stück je Roboter (links und rechts)
Distribution-Board Oberarm	4NE1-PDDB-UpperArm (Nummer TBD)	—	—	neu — zu entwickeln	—	Power- und Datenverteilung im Oberarm; 2 Stück je Roboter (links und rechts)
Distribution-Board Kopf	4NE1-PDDB-Head (Nummer TBD)	—	—	neu — zu entwickeln	—	Power- und Datenverteilung im Kopf; 1 Stück je Roboter; optional zusätzlich zwei Schrittmotortreiber
Data-Acquisition-Board Fuss	4NE1-DAQ-Foot (Nummer TBD)	—	—	neu — zu entwickeln	—	Erfassung der Fusssensorik (Dehnungsmessrosette, 4x ToF, LED); 2 Stück je Roboter (links und rechts)
17.2 · Hauptbauteile je Baugruppe

Board-Komponenten

Mainboard	U3000	STM32H563IIK6	Haupt-MCU: Ports und Steuerung (Blätter	1	Echtzeit-IO und Systemsteuerung
Mainboard	—	STM32G431C8T6	Zweite MCU: Versorgung und Takte	1	Pin-Definition in separater Tabelle geführt
Mainboard	U5301	Intel I226-V	2.5GbE-Controller	1	2.5GBASE-T Host-Anbindung
Mainboard	U5000	Realtek RTL8366SE-CG	Gigabit-Ethernet-Switch (5 Ports)	1	aktuell verbauter Switch — nicht TSN-fähig
Mainboard	U5200	TI DP83825I	10/100-PHY für FE0 (MCU-Port)	1	nahe MCU platziert
Mainboard	U8100/U8101	Microchip MCP2542FDT	CAN-FD-Transceiver	2	2x CAN-Schnittstelle
Mainboard	U8002	Silabs CP2102N	USB-UART-Bridge (Service/Debug)	1	RS485-Steuerung über GPIO
Carrier-Board	—	NVIDIA Jetson AGX Modul	AI-Compute (Steckmodul)	1	Gen3 Orin, Gen4 Ziel T5000/Thor — siehe 07_Compute
Carrier-Board	—	Maxim MAX96724R / MAX96724G	GMSL2-Deserializer (Quad)	1	4 Kameralinks auf CSI0–CSI3, mit PoC
Carrier-Board	—	STM32F205RBT6	System-Management-Controller (SMC)	1	Power-Sequencing, Überwachung
Carrier-Board	—	Microchip MCP7940NT	Echtzeituhr (RTC)	1	mit I2C-EEPROM und IMU auf I2C7
Carrier-Board	—	TPS62933 / TPS3890	Buck-Regler / Spannungswächter	mehrere	Power-Tree 12V/5V/3V3/1V8/1V2
Carrier-Board	—	SFP+ Port (XFI)	10G-Glasfaser-/DAC-Uplink	1	XFI an SERDES0, MOD_ABS-Erkennung
Carrier-Board	—	SFF-TA-1016-Steckverbinder	PCIe-Verbindung zu SSD-/Switch-Board	mehrere	PCIe(C3), PCIe(C5)
PCIe-Switch-Board	U10	Diodes PI7C9X3G606GP	PCIe-Gen3-Switch, 6 Lanes/Ports	1	Root Complex + Endpoints über SFF-TA-1016
PCIe-Switch-Board	—	NVMe-SSD (M.2)	Massenspeicher	1	Blatt 10_NVME-SSD
PCIe-Switch-Board	—	WLAN/BT-Modul + Dual-UART-Bridge	Funk und serielle Schnittstellen	1	Blätter 11/12
PCIe-Extension 9004	U-SW1	Diodes PI7C9X3G606GPCFCAEX	PCIe-Gen3-Paketswitch, 6 Lanes: x2 upstream + 4x x1 downstream (5-Port-Modus)	1	alle 6 Lanes belegt; Strap-/EEPROM-Image noch offen
PCIe-Extension 9004	U-UART1	MaxLinear/Exar XR17V352IB113-F	PCIe-Dual-UART-Bridge (DS1); Kanal A = Bluetooth-HCI, Kanal B = Debug; GPIOs treiben WL_EN/BT_EN/SW_CTRL	1	Treiber gpio-exar ab Linux 5.5 im Mainline
PCIe-Extension 9004	U-WIFI1	Qualcomm QCA6797AQ auf Murata LBEE6ZZ2FX-SMP (LGA112)	Wi-Fi 7 + Bluetooth Combo (DS2); WLAN über PCIe x1, BT über UART	1	zentrale Wi-Fi-7-Komponente für Gen4
PCIe-Extension 9004	—	M.2 Key-M NVMe-Slot (2280/2242)	Logging-/Black-Box-Speicher (DS0), bewusst nur PCIe x1	1	Lanes 1–3 des M.2-Steckers absichtlich nicht geroutet
PCIe-Extension 9004	U-VL / U-VM / U-VH / U-PA	MPS MPQ2178GQHE / MPQ2177GQHE (bzw. MP1642GTF-Z / MP1641GTF-Z)	Vier Buck-Regler für QCA6797AQ: 0.95 V/2 A, 1.35 V/1 A, 1.95 V/1 A, 3.3 V/2 A (PA)	4	Werte nach Qualcomm-Power-Tree-Empfehlung vom 26.06.2026
PCIe-Extension 9004	U-3V3	MPS MP2236GJ-P-Klasse	Lokale 3.3-V-Versorgung für Switch, UART-Bridge, NVMe, Level-Shifter	1	Eingangsschutzstufe von 4NE1-9002 übernommen
PCIe-Extension 9004	J-MCIO-IN / J-MCIO-OUT	SFF-TA-1016 (MCIO), Teilenummer offen	Host-Uplink zu 8013 X3501 (nur Lane 0/1 belegt) und Kaskadenausgang (DS3)	2	Gender, Kabellänge, Schirmung offen
Eth-Switch 9005	U (3x)	Q6223M / Q6223MB0	Automotive-Ethernet-Switch-IC — Kern des Netzwerk-Boards; Lieferant Infineon (Zuordnung Bauteilbezeichnung ↔ Hersteller	3	Blätter 06/07/08 · Ports P1/P2 = 1000BASE-T1, P3/P4 = RMII, P5 = 2500BASE-T, P6 = SFP+, P7–P10 = FireFly
Eth-Switch 9005	U12	MaxLinear MXL86211I-AQB-T	2500BASE-T-PHY für Port P5	1	Blätter 16/17 mit Magnetics und Steckverbinder
Eth-Switch 9005	—	TI DP83825IRMQR	100BASE-T-PHY für die RMII-Ports P3 und P4	2	Blätter 14/15 mit Magnetics — gleiches Bauteil wie auf dem Mainboard
Eth-Switch 9005	J701 / J702 / J801 / J802	1000BASE-T1-Steckverbinder (SPE)	Vier T1-Ports für die Smart-Limb-Ringe; je Port Drossel TDK ACT1210G-800-2P-TL10 und ESD-Schutz PESD2ETH1G	4	Blatt 13 — Anzahl passt zu 4 Smart Limbs (2x Arm, 2x Bein)
Eth-Switch 9005	—	Samtec FireFly x4 Steckverbinder	Vier optische 10G-Links (Ports P7–P10) zu den Smart Limbs	1	Blatt 19 — bestätigt die Festlegung 10G-TSN optisch je Smart Limb
Eth-Switch 9005	—	SFP+-Port	Optischer bzw. DAC-Uplink (Port P6)	1	Blatt 18
Eth-Switch 9005	—	STM32H563RIV6 · MPQ8632GLE (MPS)	System-Management-Controller und Buck-Regler des Power-Trees	1	Blätter 09 und 01–05; zusätzlich LEDs/FAN und RST-CTRL/DBG-Connector
17.3 · Mainboard 4NE1-8013 — Blattstruktur und externe Schnittstellen
Blattgruppe	Blätter	Inhalt / Schnittstellen
Übersicht	0-Overview	Blockstruktur, Kühlkörper-Befestigung, Lüfteranschluss (X1)
Steckverbinder	100-Connectors, 110-Connectors_2	Externe Steckverbinder, Lüfter/Pumpen; X3501 (2-Lane PCIe zur Extension), X3502 (12 V zur Extension)

4NE-1 Gen4