iX 3/2019
S. 69
iX extra
Embedded Computing
Aufmacherbild

Trends auf der embedded world 2019

Weiter verteilt

Safety und Security, Edge Computing, KI und ML sowie IT-Standards wie Time-sensitive Networking sind die vorrangigen Themen auf der embedded world 2019.

Etwa 800 Hersteller aus gut 50 Ländern präsentierten auf der letztjährigen embedded world in Nürnberg ihre Neuheiten zum Thema eingebettete Systeme – dieses Jahr sind mitnichten weniger zu erwarten. Denn mit der Entwicklung des Internets der Dinge, der E-Mobility und der Industrie 4.0 wächst auch die Messe, die dieses Jahr vom 26. bis 28. Februar stattfindet.

Längst ist die internationale Leitmesse für Embedded-Systeme keine reine E-Technik-Schau mehr. Entsprechend präsentiert sie deren gesamtes Spektrum – von Bauelementen, Modulen und Komplettsystemen über Betriebssysteme, Hard- und Software bis zu Dienstleistungen – und zieht damit über 30 000 internationale Fachbesucher nach Nürnberg.

Besonderes Augenmerk liegt – diesmal mit einer breiteren Präsenz in den Hallen – auf den Themen Energieeffizienz und Sicherheit elektronischer Systeme. Mehr als 100 Aussteller beschäftigen sich auf der embedded world auf allen Ebenen mit Cybersecurity. Allerdings verteilen sie sich über die gesamte Messe. Die wenigsten von ihnen sind auf der Sonderschau der „safety & security Area“ in Halle 4A zu finden.

Das Spektrum ist groß: Es reicht von Security-Evaluierung, -Entwicklung, -Review, -Zertifizierung, -Beratung, -Trainings, -Assessments, -Monitoring, Konzeption von Security-Plattformen über die Absicherung von Zugängen und Netzen, elektronische Bauteile zum Absichern von Systemen und Hardwareverschlüsselung bis zu Kryptobibliotheken sowie Betriebssystemen für hohe Sicherheitsanforderungen.

Immerhin bereits über 60 Aussteller befassen sich mit dem Thema Safety, also der funktionalen Sicherheit. Auch sie verteilen sich recht gleichmäßig über die Sparten Hardware, Systemsoftware, Werkzeuge und Dienstleistungen.

Dank flexibler Elektronik und dehnbarer Tinten lassen sich auch Heizungen drucken, wie Quad Industries auf der embedded world zeigt (Abb. 1). Quelle: Quad Industries

Weit mehr Aussteller präsentieren ihre Produkte und Angebote rund um das Thema Energie. Das Bemühen um das Senken des Energiehungers kann sich auch im Wechsel der Produktionsverfahren niederschlagen, etwa durch Drucken von Elektronik wie Funksendern oder Sensoren auf Folien. Das darauf spezialisierte belgische Unternehmen Quad Industries präsentiert auf Folien gedruckte Heizungen. Grundlage dafür sind bewegliche elektronische Komponenten und dehnbare Tinten.

Weg von der Zentralisierung

Recht neu im Messegeschehen ist der Bereich der „verteilten Intelligenz“. Dahinter verbergen sich vor allem Angebote und Komponenten für das Edge und Fog Computing. In beiden Fällen sollen sich Teile zentraler Rechenressourcen wieder zurück zu den Rändern verschieben, seien es Zweigstellen in Unternehmensnetzen oder Datensammler im Netz einer Fabrikanlage oder eines Gebäudes.

Der Unterschied: In Fabrik und Gebäudetechnik etwa sind die „Edge“-Geräte derart auf geringe Stromaufnahme und Einfachheit getrimmt, dass sie für zusätzliche Berechnungen keine Kapazität besitzen, sei es das Filtern, Konvertieren oder Komprimieren der gesammelten Daten oder das Fällen von Entscheidungen aufseiten der Aktoren. In diesem Fall sieht das Konzept des Fog Computing vor, in der Nähe der Endgeräte, also „bodennah“, Zwischenstationen einzusetzen, die die Teilberechnungen übernehmen, bevor sie in die Cloud wandern.

In diesem Kielwasser bewegt sich auch die künstliche Intelligenz. Nicht nur Sensoren und Aktoren können an „Intelligenz“ dazugewinnen, wie Ekkono Solutions mit der Edge Machine Learning Engine demonstriert. Auch Monitore können „intelligent und vernetzt“ sein, wie eCOUNT embedded in Nürnberg zeigt. Die Messe unterteilt KI in neuronale Netze, adaptive Systeme und maschinelles Lernen.

In Letzterem forscht etwa Bittium. Das finnische Unternehmen aus dem Bereich der Funkkommunikation und der Biosignalverarbeitung entwickelt KI und robotergesteuerte Prozessautomatisierung (RPA). Mithilfe von ML-Algorithmen kreiert infoteam Predictive-Analytics-Anwendungen wie Predictive Maintenance oder OEE-Module für Produktionsstätten.

Think Silicon aus Patras/Athen dagegen entwickelt energiesparende Mikroprozessoren für Grafikanwendungen und auf KI basierende Computer-Vision-Anwendungen für Mobilgeräte und Embedded-Systeme mit Bildschirmen oder Kameras.

Standardisierte Techniken gefragt

Deutlich zu spüren ist im Industrieumfeld auch die zunehmende Standardisierung. Das ist an zwei Geräteklassen besonders sichtbar. Die erste sind die Industrie-PCs und -Server. Zum einen lösen sie maßgeschneiderte Steuergeräte immer weiter ab, zum anderen setzt sich der Trend zu standardisierten Schnittstellen wie PCIe oder USB weiter fort. Immer mehr IPCs und ihre Komponenten – und vor allem immer mehr lüfterlose Modelle – kann man auf der embedded world finden.

Aitechs Mini-Supercomputer in Form eines Kraftwürfels zeigt der deutsche Systemintegrator EMCOMO auf der embedded world 2019 (Abb. 2). Quelle: Aitech Systems

Ein Highlight dürfte der für KI- und Deep-Learning-Anwendungen entwickelte Mini-Supercomputer A177 Twister sein, den Aitech Systems erst Ende 2018 vorstellte. Für mitteleuropäische Kunden zeigt der auf Embedded-Computersysteme spezialisierte Systemintegrator und Distributor EMCOMO Solutions aus Neu-Ulm das GPGPU-System (General Purpose Computation on Graphics Processing Unit), das mit seinen NVIDIA Jetson TX2 SoM (System on Module) mehr als 1 TFlop/s berechnen können soll, bei einer Energieeffizienz von 60 GFlops/W.

Die zweite Klasse bilden die Switches. Mit dem Einzug des Ethernet in Industrie und Gebäudetechnik nimmt vor allem die Zahl der Ethernet-Switches und anderer Komponenten für diese Anwendungen auf der embedded world zu. Wichtigster Trend im Industrieumfeld: die deterministische Ethernet-Erweiterung TSN (Time-sensitive Networking). Hierfür hat EMCOMO die TSN-NIC (Network Interface Card) im Gepäck.

Einen TSN-Softwarestack für echtzeitfähige Geräte präsentiert acontis technologies. Durch eine API lassen sich Industrieprotokolle wie OPC UA, Profinet, EtherCAT über ein TSN-Netz übertragen. Der TSN-MAC-Treiber soll gewährleisten, dass normaler TCP/IP-Datentransport über denselben Ethernet-Port den TSN-Verkehr nicht stört. Ein zusätzlicher echtzeitfähiger UDP-Kanal soll die Umstellung von vorhandenen UDP-basierten Protokollstacks auf die deterministische Datenübertragung im TSN-Netz erleichtern.

Zudem zeigt acontis technologies seinen Hypervisor LxWin, der Windows und echtzeitfähiges Linux parallel betreibt. Dadurch können Linux-Treiber etwa für Feldbuskarten oder GE-Kamerasysteme, Protokollstacks wie EtherCAT, Profinet, OPC, OPC UA oder TSN ebenso wie komplexe CNC-Steuerungen oder Software-PLCs ohne Änderungen zusammen mit Windows auf derselben Plattform laufen.

Einen neuen TSN Ethernet IP Core für Geräte innerhalb eines TSN-fähigen Netzes demonstriert das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS. Darüber hinaus zeigt es mit Li-Fi eine echtzeitfähige optische leiterlose Kommunikation für Augmented Reality und andere industrielle Anwendungen.

Dauerbrenner HMI, M2M und Open Source

Traditionell stark vertreten auf der embedded world sind die Hersteller von Spezialdisplays, etwa durchsichtigen für Dashboards, und Displaykomponenten. Ihre Sonderschau, die electronic displays Area, erstreckt sich über die Hallen 1 und 3. Ebenfalls ausgedehnt sind die M2M Area und der Bereich der HMI-Anbieter (Human Machine Interface). Weitere Sonderschauen bilden der Gemeinschaftsstand junge innovative Unternehmen, die Student Day Sponsor sowie die erstmalig organisierte Start Up Area.

Tabelle
Tabelle: Erwähnte Aussteller der embedded world 2019

Umfangreich ist wie in jedem Jahr auch das Begleitprogramm der embedded world. Annähernd 2200 Kongressteilnehmer erwarten die Veranstalter zu den beiden Begleitkonferenzen embedded world Conference und electronic displays Conference.

Für Messebesucher frei zugänglich sind wie die beiden Keynotes der embedded world Conference die Messeforen. In diesem Jahr startet mit RISC-V im Forum Halle 3A eine neue Diskussionsrunde. Akteure diskutieren über den Stand der Technik sowie die Vor- und Nachteile bei der Nutzung der freien RISC-V-Architektur. Seit Langem ist Open Source Thema auf der embedded world Conference.

Bereits zum vierten Mal findet die Podiumsdiskussion Safe for the Future statt. Thema dieses Mal ist der Schutz vernetzter eingebetteter Systeme im IoT. Im Zentrum steht die Frage, wie sich die unterschiedlichen Anforderungen an Security und Safety miteinander verbinden und mit welchen Maßnahmen sich beide Ziele erreichen lassen.

Fazit

Bei der Annäherung der klassischen Industrie- und Embedded-Bereiche an die IT halten nicht nur ihre Techniken und Standards dort immer weiter Einzug, auch ihre Trends und Hypes durchdringen diese Branchen immer stärker.

Dennoch sind Industrie und Embedded-Branche keine schlichten „Follower“ der IT, sondern deren Mitgestalter. Vor allem dadurch, dass sie bezüglich der Safety und Cybersecurity, des Energieverbrauchs, der Reaktionszeiten und Zuverlässigkeit Anforderungen stellen, die die IT aufs immer Neue herausfordern, will sie dort den Fuß in der Tür behalten. (sun@ix.de)

In iX extra 5/2019

Cloud-Computing: Sicherheit für die Daten

Daten der Cloud anzuvertrauen, birgt für Unternehmen hohe Risiken. Neben der Absicherung des Rechenzentrums und der Infrastruktur steht daher in einer Cloud-Strategie der Schutz von Daten und Anwendungen im Mittelpunkt. Zwei-Faktor-Authentifizierung, Verschlüsselung und eine Zugangskontrolle durch Cloud Access Security Broker (CASB) sind nur einige Aspekte, die es zu beachten gilt. Bei der Verarbeitung personenbezogener Daten greifen zudem datenschutzrechtliche Bestimmungen im Rahmen der DSGVO. Das iX extra gibt einen Überblick über anerkannte Sicherheitsstandards, -kontrollmechanismen und -richtlinien.

Erscheinungstermin: 25. April 2019