Schwerpunkte

Schnellere Programmiersprache

Spectrum Instrumentation erweitert auf Julia

08. Juli 2021, 14:02 Uhr   |  Markus Haller

Spectrum Instrumentation erweitert auf Julia
© Spectrum Instrumentation

Die gesamte Produktfamilie wird auf die performante Programmiersprache erweitert.

Die Messkarten von Spectrum Instrumentation unterstützen nun auch die Programmiersprache Julia. Sie wird aufgrund ihrer hohen Ausführgeschwindigkeit zunehmend in Medizin, KI und Robotik genutzt.

Die Julia-Unterstützung wird über ein kostenfreies Software Development Kit (SDK) bereitgestellt, für das Spectrum Instrumentation auch technische Unterstützung durch hauseigene Hard- und Softwareingenieure anbietet. Erweitert wird die gesamte Produktpalette von rund 200 Messkarten, Signalgeneratoren und digitalen I/O-Karten.

Als wesentliches Merkmal der Programmiersprache gilt ihre hohe Ausführgeschwindigkeit. Entwickelt wurde sie speziell für Anwendungen, die eine extrem schnelle Datenverarbeitung erfordern, wie maschinelles Lernen und wissenschaftliches Rechnen für komplexe Computersimulationen. »Ein Merkmal von Julia ist Parallelität«, heißt es dazu von Spectrum Instrumentation. »Das gewünschte Skript wird direkt von der Befehlszeile mit einer bestimmten Anzahl von Kernen aufgerufen und dadurch parallelisiert gestartet. Darüber hinaus ist es möglich, Aufgaben direkt an verschiedene Threads zu senden oder Loops parallel auszuführen.« Die Programmiersprache wurde über drei Jahre entwickelt und 2012 als Open Source veröffentlicht. Sie wird häufig von Forschungseinrichtungen und im Bereich der Modellierung verwendet und eignet sich auch für die Bereich KI und Robotik.

Mit dem SDK kann Julia auf den schnellen Digitizer-Karten und Arbiträr-Signalgeneratoren (AWG) von Spectrum Instrumentation genutzt werden. Die Kombination aus Hardware und Julia-SDK bietet sich für Anwendungsfälle an, in denen schnelle Entscheidungsberechnungen erforderlich sind: Steuerungen mit KI-Unterstützung, autonome Fahrzeuge, Robotik, Drohnen und Bildverarbeitung.

Atmosphärenphysiker nutzen Julia

Am Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik in Deutschland werden Hochleistungs-LIDAR-Systeme (Light Detection and Ranging) zur Messung von Temperatur und Windgeschwindigkeit in der Atmosphäre entwickelt. »Wir führen eine komplexe Datenerfassung und -steuerung mit 30 Hochgeschwindigkeitssignalen durch«, sagt Dr. Josef Höffner. Dafür werde drei Karten von Spectrum Instrumentation genutzt, die über mehrere Wochen kontinuierlich im geschlossenen Regelkreis arbeiten. »Unser Laser erzeugt 500 Impulse pro Sekunde und wir müssen in Echtzeit berechnen, was als nächstes passieren soll, um dann die Steuerung anzupassen. Ohne eine extrem schnelle Berechnung geht es also nicht.« Für die Programmierung nutzen die Forscher Julia aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der einfachen Programmierung, die es in dieser Kombination mit anderen Programmiersprachen nicht gebe, so Höffner.

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