embedded world 2022

Anpassungsfähigkeit macht Systeme zukunftssicher

16. Mai 2022, 10:27 Uhr | Joachim Kroll
Steve Douglass Lattice Semiconductor
Steve Douglass ist Vice President R&D bei Lattice Semiconductor und hält die Keynote am zweiten Tag der embedded world 2022.
© Lattice Semiconductor

Steve Douglass, Vice President R&D bei Lattice Semiconductor, wird die embedded world Conference in Nürnberg mit einer Keynote zu einem der zentralen Themen dieser Zeit bereichern: Wie bewältigen wir den technologischen Wandel?

Wir stellten ihm vorab bereits einige Fragen zu diesem Thema:

Was sind die wichtigsten Trends in der Welt der eingebetteten Systeme, die sich auf den Ablauf eines Systementwurfs auswirken?

Steve Douglass: Embedded-Technologie sehen wir heute in allen Lebensbereichen. Es gibt viele Trends, darunter die rasante Ausbreitung von IoT, das explosive Wachstum von KI, der Aufstieg der Fabrikautomation und der Wandel hin zum autonomen Fahren. Die zunehmende Vernetzung unserer Geräte, gepaart mit der Integration von mehr Intelligenz und einem unstillbaren Hunger nach energieeffizienter Verarbeitung, erfordert eine Neubewertung unseres System-Design-Flows sowie unserer allgemeinen Design-Mentalität.

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Steve ist Corporate Vice President R&D bei Lattice Semiconductor und stellt seine Keynote auf der embedded world vor.
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Worin besteht diese neue Mentalität?

Steve Douglass: Diese Anwendungen erfordern ein Maß an Flexibilität im Systemdesign, das die Ingenieure zu einem Umdenken herausfordert. Sie benötigen Konnektivität sowohl zu lokalen Netzwerken als auch zur Cloud und eine robuste Systemsicherheit. Sie müssen über trainierte neuronale Netze verfügen, um intelligente Entscheidungen in Echtzeit treffen zu können, sowie über eine energieeffiziente Rechenleistung, die mit den sich ständig ändernden Algorithmen auf der Hardware-, Software- und Anwendungsebene Schritt halten kann. Es ist zwingend erforderlich, dass diese Systemfähigkeiten verstanden und bei der Entwicklung neuer Designs berücksichtigt werden, und dass die Systeme in der Lage sind, sich im Laufe der Zeit anzupassen, da sich die Anforderungen ständig weiterentwickeln werden.

Welche Auswirkungen werden KI und adaptive Systeme auf den Markt haben?

Steve Douglass: KI ist und bleibt eine der disruptivsten Technologieanwendungen überhaupt. Wir haben gerade erst damit begonnen, Intelligenz in unsere Geräte zu integrieren und kratzen dabei noch ziemlich an der Oberfläche. Heute geschieht dies hauptsächlich mit Technologien, mit denen wir vertraut sind – unsere Autos, unser Zuhause, PCs, Telefone und die Arbeitsplätze in den Büros, Fabriken und mehr. In Zukunft können wir uns auf neue Anwendungen einstellen, die intelligente Geräte auf eine Weise in unser Leben integrieren, die wir uns noch gar nicht vorstellen können.

Auch wenn all diese Technologien unterschiedlichen Zwecken dienen werden, so haben sie doch eines gemeinsam: Anpassungsfähigkeit. So wie sich die Anwendungen und Geräte selbst weiterentwickeln werden, so muss sich auch die zugrunde liegende Technologie weiterentwickeln. Als Ingenieure müssen wir dies bereits in der Entwurfsphase berücksichtigen, um Systeme zu entwickeln, die sich auch später noch leicht aktualisieren lassen, und um sicherzustellen, dass die Entwürfe auch bei diesem rasanten Innovationstempo relevant bleiben.

Werden Systeme mit rekonfigurierbarer Hardware zu fest verdrahteten Plattformen übergehen, sobald Algorithmen ausgereift sind, oder sehen Sie Bereiche, die Rekonfigurierbarkeit für immer erfordern?

Steve Douglass: Rekonfigurierbare Hardware ist äußerst vorteilhaft für neue Technologien, wenn sich Architekturen und Algorithmen schnell weiterentwickeln. Viele Anwendungen profitieren von programmierbarer Hardware und der Nutzung dieser Flexibilität in der Systemarchitektur (z. B. Software Defined Radios, abonnementbasierte Dienste, die sich mit der Zeit ändern usw.). Auch für die Entwicklung von Produktfamilien mit unterschiedlichen Funktionen ist rekonfigurierbare Hardware nützlich. Ein einzelnes System kann in mehreren Varianten konfiguriert werden, um die Lagerbestände zu minimieren und die Fertigungsabläufe zu optimieren.

Ganz allgemein sind Rekonfigurierbarkeit und Programmierbarkeit gut für die Zukunftssicherheit von Systemen, da sie einen Weg für Hardware-Upgrades während der gesamten Lebensdauer des Produkts bieten. Fest installierte Hardware muss dagegen bei jeder Aktualisierung ausgetauscht werden, was zeitaufwendig und kostspielig ist und mehr Abfall erzeugt, da die ausgetauschte Technologie zu Elektroschrott wird.

Anpassungsfähigkeit und Flexibilität sind ja gut und schön, aber viele Branchen und Anwendungen brauchen Stabilität oder müssen zertifiziert werden. Wie stehen Sie zu diesem Dilemma?

Steve Douglass: Anpassungsfähigkeit steht nicht unbedingt im Widerspruch zu Stabilität und Zertifizierung. Es kann sogar genau das Gegenteil der Fall sein. Anwendungs- und Marktanforderungen ändern sich im Laufe der Zeit, was traditionell die Produktentwicklung und Upgrades vorantreibt. Wenn Flexibilität und Anpassungsfähigkeit in Produkte eingebaut werden können, sodass sie diesen sich ändernden Anforderungen gerecht werden können, ohne dass das gesamte Produkt oder System ersetzt werden muss, kann dies tatsächlich stabiler sein, da es die Langlebigkeit des Produkts verlängert.

#Allerdings können Flexibilität und Anpassungsfähigkeit die Komplexität des Produkts erhöhen, was die Validierungs-, Produktentwicklungs- und Zertifizierungszeit des Produkts verlängert, wenn es in Produktion geht. Der zusätzliche Zeit- und Arbeitsaufwand während der Produktentwicklung kann jedoch durch die Vorteile einer Verlängerung der Lebensdauer des Systems durch Updates nach der Bereitstellung mehr als ausgeglichen werden.

FPGAs erfordern spezielle Entwicklungswerkzeuge und -sprachen. Wie vereinfachen Sie das Leben der Entwickler?

Steve Douglass: Software ist eine wichtige Säule unseres Gesamtportfolios, und wir bieten eine Reihe von Tools an, die es unseren Kunden erleichtern, unsere Technologie zu integrieren – von Entwicklungstools bis hin zu anwendungsspezifischen Paketen, mit denen unsere Kunden schnell auf den Markt kommen können.

Unser primäres Ziel mit unseren Radiant- und Diamond-FPGA-Entwicklungswerkzeugen ist es, den Designprozess zu vereinfachen und die Produktivität des Systementwicklers zu maximieren. Dies erreichen wir durch die Unterstützung von HDL-Sprachen, Timing Constraints und Simulatoren nach Industriestandard sowie durch die Bereitstellung von Beispielcode, Referenzdesigns, Evaluierungsboards und -kits. Unser »Propel Embedded Design Environment« umfasst auch ein Software Development Kit und einen grafikbasierten System Builder für die einfache Erstellung von Embedded Hardware Designs.

Sie kommen extra nach Nürnberg für Ihre Keynote Welche Erwartungen haben Sie an virtuelle und physische Veranstaltungen in der Zukunft?

Steve Douglass: Ich persönlich bevorzuge physische Veranstaltungen, da es keinen Ersatz für ein persönliches Treffen gibt, um mit Menschen in Kontakt zu treten. Allerdings hat uns die Pandemie gelehrt, dass wir auch mit virtuellen Veranstaltungen erfolgreich mit Menschen in Kontakt treten und kommunizieren können, und sie bieten die Möglichkeit, an Veranstaltungen teilzunehmen, an denen man nicht teilnehmen könnte, wenn man extra anreisen müsste.
Ich erwarte, dass sich die Veranstaltungen, wie auch die Technik der Zukunft, anpassen werden. Ich denke, man kann davon ausgehen, dass Veranstaltungen in Zukunft eine Mischung aus beiden Medien sein werden. Das persönliche Element wird in vielerlei Hinsicht dem ähneln, was wir vor der Pandemie erlebt haben, ergänzt durch eine virtuelle Präsenz, die sich auf die in den vergangenen Jahren erworbenen Best Practices für diejenigen stützt, die nicht persönlich anwesend sein können.


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