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Interview mit Reinhard Keil, Arm Germany

»Cloud und Edge ergänzen sich«

Reinhard Keil
Reinhard Keil ist Geschäftsführer von Arm Germany und Senior Director für Embedded Tools bei Arm.
© Arm Germany

Noch nie arbeiteten so viele Menschen im Homeoffice und nutzten Cloud-Dienste. Der Ansatz ist ebenso auf Embedded-Systeme übertragbar. Trotzdem sind viele Daten zunächst am Edge zu verarbeiten.

Reinhard Keil ist Geschäftsführer von Arm Germany und Senior Director für Embedded Tools bei Arm. In seiner Verantwortlichkeit ist die Definition und Strategie für Tools und CMSIS. Er gründete zusammen mit seinem Bruder die Keil Elektronik GmbH und ist Co-Entwickler des Keil-C51-Compilers, der die Grundlage für den weltweiten Erfolg von Keil Software ist.

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Herr Keil, wie schätzen Sie die allgemeine Haltung zu Cloud-Diensten ein? Haben die Erfahrungen mit Homeoffice die Menschen offener für den Cloud-Ansatz im Embedded-Bereich gemacht?

Cloud-Dienste haben seit mehreren Jahren starke Zuwächse. Denken sie beispielsweise an Office-Anwendungen, die Dokumente an verschiedenen Geräten zugänglich machen, Customer-Relations-Management-Systeme im Kundenservice, oder gerade aufgrund der Pandemie aufkommende Video-Konferenzen. In der Software-Entwicklung sind es die Versions-Verwaltung und die dazugehörigen Management-Tools wie „Issue Tracking“, die Unternehmen zunehmend in die Cloud verlagern. So ist es heute für multi-nationale Konzerne ökonomischer, Dienste wie GitHub zu nutzen, anstatt eigene IT und Server-Infrastruktur vorzuhalten. Zudem ermöglicht das dezentrale Entwicklungs-Teams oder die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen, die keinen direkten Zugang zur Firmen-IT erhalten sollen.

Aufgrund der Corona-Pandemie hat sich der Trend zum Homeoffice beschleunigt und wir gehen davon aus, dass sich unser Arbeitsalltag dauerhaft ändert. Bei ARM waren wir anfangs skeptisch, ob die Infrastruktur die nötige Leistungsfähigkeit hat. Jedoch arbeitet der Großteil unserer Mitarbeiter seit März 2020 von zu Hause – praktisch ohne Probleme.

Worin sehen Sie die Hauptvorteile von Cloud-Diensten?

Beim Entwickeln von Embedded-Systemen setzen Anwender immer noch auf die lokale Tool-Installation, weil häufig eine Schnittstelle zu einer realen Zielhardware nötig ist. Ich sehe jedoch die Vorteile von Cloud-Diensten in den folgenden vier Bereichen:

Zum einen bei »Software-as-a-Service« (SaaS): Statt eine Software-Entwicklungsumgebung lokal auf einem Rechner zu installieren, können Entwickler auf ein fertiges Setup bei einem Cloud-Provider zurückgreifen. Die IDE läuft hierbei im Browser und die eigentliche Kompilierung findet auf einem Cloud-Server statt – das ist sogar meist schneller.

Zum Zweiten im Bereich der kontinuierlichen Integration (Continous Integration, CI) von Software-Änderungen. Versionsverwaltungsdienste wie GitHub können Anwender heute mit Test-Systemen zur kontinuierlichen Integration erweitern. Bei vielen Anwendungen ist das bereits gängige Praxis. Das Problem bei Embedded-Anwendungen ist typischerweise die Zielhardware. Hier bieten wir leistungsfähige Simulations-Umgebungen an, die ein Teil-System ohne jegliche Hardware modellieren.

Drittens bei Software-Updates bei installierten Systemen. Over-the-Air-Updates (OTA) sind bei vielen Geräten bereits verfügbar, erfordern jedoch oftmals Benutzer-Interaktionen. OTA wird zunehmend automatisiert und ebenso für kleine Mikrocontroller-Systeme einsetzbar. Hiermit lässt sich die Software-Entwicklung strecken und Anwender können zunächst ein System mit minimalen Funktionen schneller in den Markt bringen.

Letztlich sehe ich Vorteile bei der Daten-Analyse. IoT-Systeme können wertvolle Daten über die Cloud an den Hersteller liefern. Melden die Systeme beispielsweise wichtige Parameter über den Systemzustand, können Anwender potenzielle Fehler frühzeitig erkennen, die ansonsten möglicherweise zum Systemausfall führen – das reduziert den Wartungsaufwand.

Wo liegen die Grenzen des Ansatzes?

Cloud-Systeme erfordern naturgemäß eine Internet-Verbindung und sind somit limitiert. Instruktions-Trace bei der Software-Entwicklung benötigt sowohl Echtzeit-Verarbeitung als auch eine hohe Bandbreite für die Daten. Solche Systeme benötigen auf absehbare Zeit lokale Rechenleistung und sind so auf eine lokale Tool-Installation auf einem Desktop-Rechner angewiesen.

Wir sehen daher bei unseren Software-Entwicklungstools einen dualen Ansatz: Cloud und Desktop. Die Cloud-Variante von Keil Studio kann direkt Projekte von der Desktop-Version, Keil MDK, laden und umgekehrt. Es gibt die nötige Flexibilität und erlaubt, Zug-um-Zug auf Cloud umzustellen.

Keil Studio Cloud Version
Die neue Keil Studio – Cloud Version wird ab Mai 2021 in einer Beta-Version verfügbar sein.
© Arm Germany

Sind Ansätze wie KI im Edge beziehungsweise Rechenleistung vor Ort konträr oder komplementär zum Cloud-Konzept?

KI im Edge, also im IoT-Endgerät, das Sensoren und Aktoren bedient, ist komplementär – darin sehen wir die Zukunft. Heute haben wir mit Cortex-M55 und Ethos-U55/65 die nötige Prozessortechnik, um komplexe KI im IoT-Edge zu realisieren. Die Prozessoren werden von unseren Silizium-Partnern in Mikrocontroller integriert. Hiermit lassen sich mit KI Echtzeit-Anforderungen erfüllen, die derzeit mit einem Cloud-Ansatz, also dem Ausführen des eigentlichen KI-Algorithmus auf Cloud-Servern, nicht möglich sind. Außerdem können sie die zunehmende Datenmenge für zentrale KI von Milliarden IoT-Edge-Systemen auf Dauer nicht über das Internet senden.

Ich habe bereits über Daten-Analyse in der Cloud gesprochen – das ist eine weitere Voraussetzung. Um KI im Edge zu realisieren, läuft das eigentliche Training des ML-Modells (Machine Learning) vielfach in der Cloud ab. Entwickler benötigen sowohl Daten als auch eine hohe Rechenleistung. Jedoch kann die Ausführung des ML-Models direkt auf dem IoT-Edge-Gerät stattfinden. Wir arbeiten an der Technik bereits mit Partnern wie Microsoft und Google.

Welche Branchen beziehungsweise Anwendungen haben den größten Bedarf für Cloud-Dienste?

Der Bedarf bei großen, multinationalen Konzernen ist bereits enorm. Mit der Vernetzung ergeben sich zahlreiche Vorteile, angefangen von dezentralen Entwicklungsteams bis hin zum Product-Life-Cycle-Management (PLM) der installierten Geräte.

Ein anderer Punkt sind neue Produkte mit dem dazugehörigen Service. Anwendungen wie die Spracherkennung bei Alexa sind ohne Cloud gar nicht denkbar. Wir sehen außerdem viele Innovationen, gerade im Medizinbereich. Neue Erkenntnisse, zum Beispiel über das Corona-Virus, können Unternehmen so zeitnah in einem Analysesystem berücksichtigen.

Für kleinere Firmen ist die Cloud ebenso attraktiv, da sich die IT-Infrastruktur vereinfachen lässt. Beispielsweise im Bereich der Cyber-Sicherheit. Gerade bei Homeoffice-Arbeitsplätzen können Unternehmen Kosten sparen, verlagert man die Tool-Umgebung zumindest partiell in die Cloud.

Was ist noch zu sagen?

Wir wissen, dass die Integration von Cloud-Diensten in IoT-Edge-Geräten eine Herausforderung ist. Deshalb arbeiten wir mit verschiedenen Industriepartnern an Software-Stacks, die die Komplexität reduzieren. Gleichzeitig haben wir mit der Platform Security Architecture (PSA) den Grundstein für die nötige Betriebssicherheit geschaffen. Ich gehe davon aus, dass die Cloud in Zukunft sowohl bei Entwicklungsprozessen als auch bei den funktionalen Eigenschaften des eigentlichen Embedded-Systems unverzichtbar ist.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Keil.


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