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OSM, FPGAs und KI im Fokus

»FPGAs punkten mit ihrer Effizienz«

8. September 2022, 9:00 Uhr | Tobias Schlichtmeier

Andreas Widder: »Ein FPGA-Standard auf Board-Level-Ebene wäre auf jeden Fall sinnvoll.«

Aries Embedded fokussiert sich auf das Entwickeln von Embedded-Modulen auf Basis von FPGAs. Zudem hat das Unternehmen jüngst den OSM-Standard für sich entdeckt. Was das mit KI zu tun hat und warum Aries weiter auf FPGAs setzt, erklärt deren Geschäftsführer Andreas Widder im Interview.

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Markt&Technik: Herr Widder, mit dem »MSMP1« hat Aries Embedded ein Embedded-Modul entwickelt, das OSM-konform ist. Warum sehen wir den OSM-Standard in immer mehr Produkten? Was macht OSM so interessant?

Andreas Widder: Mit der OSM-Spezifikation wurde ein Standard für Embedded-Module definiert, der bezüglich Performance und Schnittstellen gut skalierbar ist, bei gleichzeitig minimalem Platzbedarf. OSM-Module werden rein maschinell bestückt, gelötet und getestet. Aus diesem Grund sind sie auch in Produktion und Beschaffung kostengünstig. Viele Hersteller unterstützen den Standard bereits mit unterschiedlichen Architekturen. So kann der Entwickler das am besten geeignete Produkt für sein Projekt auswählen.

Sie setzen schon sehr lange auf das Entwickeln von FPGA-Applikationen. Was macht FPGAs in Ihren Augen so zukunftsfähig?

FPGAs lassen sich im industriellen Umfeld sehr vielfältig einsetzen. Ein naheliegender Vorteil ist die große Flexibilität beim Realisieren verschiedener Schnittstellen. Aber auch in Echtzeitanwendungen, beim Verarbeiten großer Datenmengen oder als Rechenkern zum Beschleunigen dedizierter Algorithmen punkten FPGAs mit ihrer Effizienz. Oft sind FPGA-basierte Schaltungen ein Embedded-System in Reinform, da sie lediglich die benötigte Funktion bereitstellen und darüber hinaus keinen Ballast mit sich tragen.

Wie würden Sie einen Standard für FPGAs bewerten?

Ein FPGA-Standard auf Board-Level-Ebene wäre auf jeden Fall sinnvoll. Die Schnittstellen eines FPGA-Systems lassen sich in feste Kategorien einteilen, zum Beispiel GPIO, SerDes, PCIe, USB oder Ethernet. Standardisierte FPGA-Module würden somit dem Kunden helfen, skalierbare Systeme zu verwenden, die bereits fertig entwickelt und qualifiziert sind. Aufgrund des großen Angebots der Bausteine hinsichtlich Logikgatter und Bauform ist genug Platz für kleine und große Module, vergleichbar mit den Standards OSM bis COM-HPC aus der CPU-Welt.

Wann sollte ein Entwickler auf ein FPGA setzen, wann auf einen Mikrocontroller?

FPGAs bieten den Vorteil, exakt die Ressourcen bereitzustellen, die für das Lösen einer Aufgabe erforderlich sind. Das kann im Vergleich zusätzliche Kosten für Entwicklungsaufwand und Bausteine verursachen, was viele Kunden dazu verleitet, eher auf Mikrocontroller zu setzen. Unserer Erfahrung nach wird diese Diskussion eher selten geführt, da die geforderten Eigenschaften eines zu entwickelnden Produkts die Frage bereits beantworten.

Gerade künstliche Intelligenz (KI) ist derzeit Treiber vieler Innovationen. Oft kommen Entwickler jedoch nicht über einen Prototypen hinaus. Wie unterstützen Sie Kunden beim Entwickeln von KI-Applikationen?

Künstliche Intelligenz ist immer noch ein sehr neues Thema im Embedded-Markt. Um unseren Kunden einen leichten Einstieg zu ermöglichen, bieten wir sowohl Prozessor- als auch FPGA-basierte Produkte an. Die »RZ/V2L«-Architektur von Renesas ermöglicht uns einen kostengünstigen Einstieg in das Thema KI auf Basis des »DRP-KI«-Kerns. Mit dem »VectorBlox« Software Development Kit von Microchip bieten wir zudem ein leistungsfähiges Tool für Machine Learning auf »PolarFire«-FPGAs, das mit gängigen Tools aus dem KI-Bereich arbeitet.

Aktuell müssen wir immer noch über Bauteil-Engpässe und Lieferprobleme sprechen. Wie gehen Sie damit um? Haben Sie neue Lieferanten qualifiziert?

Um Bauteil-Engpässe zu minimieren, haben wir einerseits unser Netzwerk an internationalen Partnern weiter ausgebaut, andererseits versuchen wir zusammen mit unseren Kunden, frühzeitig künftige Bedarfe zu planen. Mit entsprechendem Fokus auf die Lieferplanung haben wir es bisher geschafft, Lieferausfälle weitestgehend zu vermeiden, auch wenn das in Einzelfällen mit Mehrkosten bei der Beschaffung oder Produktion verbunden war.

Nachhaltigkeit ist ein Trend, der sich nicht mehr aufhalten lässt. Gibt es Bestrebungen, Ihr Unternehmen nachhaltiger aufzustellen, sei es beim Energieverbrauch, der Logistikkette oder den Unternehmensstrukturen?

Wir sind bestrebt, die Nachhaltigkeit in allen Bereichen unseres Handelns zu fördern und weiter zu verbessern. Als Beispiele kann ich den Einsatz von Pendelverpackungen bei der Lieferung unserer CPU- und FPGA-Module anführen oder das Verwenden von ressourcenschonenden Materialien auf natürlicher Basis für unser Verpackungsmaterial. Zudem versorgt die Photovoltaik-Anlage unseres Gebäudes sowohl die passive Kühlung unserer Büroräume im Sommer als auch die Wärmepumpe für die Heizenergie während der Wintermonate.

Sie setzen auf Partnerschaften mit Microchip und Renesas. Welche Vorteile hat es, eher Chips zu verwenden, die nicht als Mainstream gelten, verglichen mit Intel oder AMD?

Die Frage, ob ein eingesetztes Bauteil Teil des Mainstreams ist oder nicht, ist im Falle eines Projektanlaufs für uns von eher untergeordneter Bedeutung. Wichtige Themen sind Funktion, Preis und Verfügbarkeit sowie die langfristige Lieferbarkeit einer Komponente. Der Kundennutzen, den das Verwenden eines Bauteils darstellt, steht hierbei im Vordergrund.

Welche Strategie verfolgen Sie mit Aries Embedded in den nächsten fünf Jahren?

Wir wollen unser Portfolio an OSM-kompatiblen und FPGA-basierten Modulen weiter ausbauen. Mit dem OSM-Standard hat die Standardization Group for Embedded Technologies (SGET) eine interessante neue Definition eines skalierbaren Modultyps ins Leben gerufen, der im Markt sehr gut ankommt. Im Dienstleistungsbereich fokussieren wir uns auf Themen, die für unsere Kunden von Interesse sind. Insbesondere Smart-Vision-Applikationen sowie die aktuelle Generation an PCIe Switches kommen gut an.

Vielen Dank für das Gespräch, Herr Widder.