embedded award 2023 : Startups räumen ab beim embedded award 2023

Die beiden neuen Kategorien Künstliche Intelligenz und SoC/IP/IC Design ergänzen die bekannten embedded award Kategorien Hardware, Tools, Software, Embedded Vision, Safety & Security und Startup in diesem Jahr. Bemerkenswert: Zu den acht ausgezeichneten Unternehmen gehören drei Startups. „Die Tatsache, dass in den beiden Kategorien mit den meisten Einreichungen – Hardware und Software – zwei Startups überzeugten, zeigt das hohe Innovationsniveau, mit dem Startups die Embedded-Branche bereichern“, würdigt Jury-Präsident Axel Sikora die Leistung der jungen Unternehmen.

Künstliche Intelligenz ist eine der beiden neuen Kategorien des embedded award 2023, um dem spannenden Trend zu mehr und mehr intelligenten Systemen im Embedded Edge zu folgen. Es ist interessant, dass die Vorgängerveranstaltung der embedded world in den 1990er Jahren "embedded intelligence" genannt wurde. Was damals eher ein Traum war, ist heute ziemlich real geworden. Und natürlich sollten wir uns vor Augen halten, dass die eingebetteten KI-Technologien noch in den Kinderschuhen stecken - trotz aller beeindruckenden Fortschritte.

Der erste Preis in der Kategorie "Embedded AI" geht an einen Anwendungsfall und Demonstrator und damit an AITAD. Sie präsentierten ein "AI IR shower monitoring sensor wireless module", das die Überwachung von Aktivitäten unter der Dusche ermöglicht - um die Sicherheit z.B. für ältere Menschen zu erhöhen, Wasser und Energie zu sparen oder die Duscheigenschaften an die gegebene Situation anzupassen.

In jedem Fall ist die präzisere, schwankungsarme und situative Steuerung möglich, da Körperpunkte an den erfassten Personen fokussiert und ausgewertet werden können. All dies war bisher weder kostengünstig noch drahtlos und datenschutzkonform (also nicht kamerabasiert) machbar. Der AITAD-Demonstrator basiert auf einem niedrig auflösenden IR-Gittersensor und trägt damit den Datenschutzbedenken in der Dusche Rechnung, angefangen bei 8x8 oder 16x16 Pixeln bis hin zu dreistelligen Pixelzahlen.

Darüber hinaus wird er durch AITADs eingebetteten KI-Prozess mit proprietären Konvertierungsalgorithmen zur KI/ML-Beschleunigungseinheit der EFR32-SoC/MCU von Silicon Labs ermöglicht, die auf einem Cortex-M33-Kern basiert. Das Modul kann direkt über LIN und vergleichbare Datenbusse oder drahtlos über die integrierte 2,4GHz RF-Einheit angeschlossen werden.

Die zunehmende Softwareisierung ändert nichts an der Tatsache, dass Hardware-Plattformen die Basis für jedes Embedded-System sind. Dass diese Kategorie auch in diesem Jahr wieder die meisten Einreichungen für den embedded award verzeichnen konnte, unterstreicht die Bedeutung von Embedded-Hardware-Produkten.

Das Unternehmen GreenWaves Technologies erhält den ersten Preis in dieser Hardware-Kategorie für seinen GAP9-Prozessor. Der GAP9 von GreenWaves ist ein völlig neuartiger Prozessor, der von Grund auf entwickelt wurde, um die Anforderungen der nächsten Generation hörbarer Produkte zu erfüllen, die ein neues Niveau an Audioqualität bieten und sich an ihren Träger und dessen Umgebung anpassen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist der GAP9 ein extrem stromsparender und einfach zu programmierender Prozessor, der in der Lage ist, klassische digitale Signalverarbeitung (DSP) und neuronale Netzwerke mit sehr geringer Latenz in Geräten mit hohem Energiebedarf zu verarbeiten.

Eingebettete Bildverarbeitungssysteme stellen höchste Anforderungen an viele der Systemelemente. Tatsächlich sind die Datenmengen und Datenraten deutlich höher als bei vielen anderen eingebetteten Systemen. Folglich werden nicht nur Anforderungen an Hardwareelemente wie Schnittstellen oder Speicher gestellt, sondern auch an Software und KI-Algorithmen, die die gesamte Branche vorantreiben.

Der erste Preis in dieser Kategorie geht an Analog Devices für sein Produkt ADTF3175, ein Time-of-Flight-Modul mit einem Megapixel. Das Produkt von ADI verbessert die Genauigkeit und Qualität der Tiefenabbildung, so dass autonome Maschinen durch den Einsatz eines 1-Megapixel-Sensors effizienter und schneller arbeiten können. Nach unserem Kenntnisstand handelt es sich dabei um das erste hochauflösende, industrietaugliche, indirekte Time-of-Flight (ToF)-Modul für 3D-Tiefenerfassungs- und Bildverarbeitungssysteme auf dem Markt. Damit ist das Produkt in der Lage, 3D-Bilder mit einer Genauigkeit von +/-3 mm über den gesamten Tiefenbereich von 20 cm bis zu ca. 4 m aufzulösen.

Intensive Vernetzung, zunehmende Autonomie der Geräte, höhere Ansprüche an zuverlässige Funktionen führen zu wachsenden Anforderungen an die funktionale Sicherheit von eingebetteten Systemen in Hard- und Software und an den Schutz vor Angriffen von außen, an die Security.

Der erste Preis in dieser Kategorie geht an Infineon Technologies für sein Produkt OPTIGA™ TPM SLB 9673. Trusted Platform Module gibt es schon seit vielen Jahren, um "Dingen" eine eindeutige Identifikation zu geben, damit sie sich mit dem IoT verbinden können. Diese Identifizierung kann verwendet werden, um IoT-Geräte und -Ausrüstungen in den Netzwerken zu verfolgen und ihre Zugriffsrechte zu überprüfen. Um das Risiko von Fälschungen zu vermeiden, ist diese Nummer vor Veränderungen geschützt.

Die Besonderheit der neuesten TPMs von Infineon besteht darin, dass sie nicht nur elliptische Kurven (hier NIST-P521), sondern auch sogenannte XMSS-Signaturen unterstützen. Dabei handelt es sich um ein digitales Signaturverfahren, das quantenresistent ist und bereits vom NIST und anderen Organisationen standardisiert wurde. Damit bietet es erweiterte klassische kryptographische Fähigkeiten und ist ein Meilenstein auf dem Weg zu PQC mit einem quantenresistenten Firmware-Update-Mechanismus.

Das Design von integrierten Schaltkreisen (ICs), System-on-Chip (SoC) und von Schaltkreisen, die dann in ICs integriert werden, das so genannte Intellectual Property (IP), ist eine Kerndisziplin der Embedded-Systementwicklung. Diese Kerndisziplin hat nun ihren Weg in den Embedded Award als Kategorie gefunden - um die Sichtbarkeit dieser sehr fortschrittlichen Designdisziplin zu stärken.

Der erste Preis geht an MIPS für sein Multiprozessorsystem MIPS eVocore P8700. Zusammen mit der zunehmenden Popularität von RISC-V gibt es eine breite Palette von RISC-V-CPUs. Basierend auf diesen Steppingstones sind die wichtigsten Faktoren Silizium-erprobte Prozessoren, Sicherheit und Optimierungen für spezifische Anwendungen, wie z.B. Unterstützung für funktionale Sicherheit im Automobilbereich.

Das MIPS eVocore P8700 Multiprozessorsystem bringt ein neues Leistungsniveau für RISC-V. Es ist ein hochleistungsfähiger, skalierbarer RISC-V-IP-Core - der erste mit Out-of-Order (OoO)-Verarbeitung und kohärenter Multithreading-, Multicore- und Multicluster-Skalierbarkeit. Mit diesem Ansatz können Cluster von Multi-Thread- und Multi-Core-CPUs - eVocore-Prozessoren und andere Beschleuniger - in Konfigurationen kombiniert werden, die ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Stromverbrauch herstellen.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal sind die grundlegenden Technologien für bestimmte Märkte. Dazu gehören bewährte robuste Sicherheitsfunktionen für ISO 26262 ASIL-B(D) und ASIL-D Systeme. Der P8700 ist auch die erste CPU in Silizium mit Unterstützung für Linux in Automobilqualität.

Natürlich treibt die Softwareisierung die Embedded-Welt voran. Und es kommen immer mehr softwaredefinierte Architekturen und Geräte auf den Markt. So gab es in diesem Jahr die zweitmeisten Einreichungen für den Embedded Award in der Kategorie Software.

Der erste Preis geht an Emproof für sein Produkt Emproof Nyx. Es ist allgemein bekannt, dass große Computer- und Netzwerksysteme, Server und Datenzentren eine Vielzahl von Industriestandardtechniken verwenden, um sich vor Cyberangriffen zu schützen. Eingebettete Systeme können jedoch besonders anfällig für diese Angriffe sein, da sie oft nur über begrenzte Ressourcen und feste Funktionen verfügen.

Die Sicherheitssoftware Emproof Nyx, die um drei Größenordnungen kleiner ist als bestehende Lösungen, implementiert mehrere Designmerkmale, die sie zur idealen Lösung für eingebettete Geräte auf der Basis von ARM-, Intel- und RISC-V ISAs machen. Es ist kein Zugriff auf den Quellcode erforderlich, da die Transformationssoftware wie ein Post-Compilationsschritt wirkt und lediglich Zugriff auf den Binärcode oder die Bibliotheken erfordert. Das bedeutet auch, dass sie mit allen Build-Prozessen und allen bestehenden Toolchains funktioniert. Die Auswirkungen auf die Leistung sind minimal, da der Entwickler wählen kann, ob er die gesamte Software oder nur die kritischen Module schützen möchte, wodurch die Leistung je nach den verfügbaren Ressourcen angepasst werden kann.

Emproof Nyx wurde so entwickelt und geschrieben, dass es für den Automotive Functional Safety Standard ISO26262 und die Avionics Software Tool Qualification DO330 zertifiziert ist. Keine andere Sicherheitssoftwarelösung für eingebettete Geräte kann sowohl Schutz gegen IP-Diebstahl als auch Exploit Mitigation im selben Paket bieten und ermöglicht es Unternehmen, die nur über begrenzte oder gar keine Sicherheitsexpertise verfügen, ein nie zuvor erreichbares Sicherheitsniveau anzubieten.

Junge Unternehmen treiben die technologische Entwicklung voran. Entsprechend lebendig ist die Startup-Szene in der Embedded-Branche und seit einigen Jahren gibt es in der Embedded-Welt eine eigene Startup-Zone. Darüber hinaus ist es äußerst beeindruckend, die intensive Zusammenarbeit zwischen milliardenschweren Konzernen und kleinen und jungen Unternehmen zu beobachten.

Der erste Preis in der Kategorie Startup geht an Epishine für sein Produkt OneCell. Mit diesem Preis kehren wir auf das Gebiet des Energy Harvesting zurück, um das Problem der Einwegbatterien zu lösen. Zu diesem Zweck wurde die OneCell von Epishine als organische Solarzelle entwickelt, die auf Innenraumlicht abgestimmt ist und eine weltweit führende Leistung bei der Energiegewinnung aus Licht bietet, indem sie selbst bei sehr geringer Beleuchtung Licht effizient in Strom umwandelt. Die OneCell ist eine nachhaltige Methode für die Stromversorgung kleiner drahtloser Elektronik. Mit einem flexiblen Design, das an komplizierte und kundenspezifische Layouts angepasst werden kann, um spezifische Oberflächenbeschaffenheiten des Produkts zu erfüllen, z. B. Soft-Touch-Kunststoff, Leder, gebürstet usw. Die einzigartige Zusammensetzung der OneCell ermöglicht Aussparungen in der Oberfläche, ohne die Leistung einzuschränken, was neue lichtbetriebene Anwendungen ermöglicht.

Automatisierte Werkzeuge erhöhen die Effizienz und Zuverlässigkeit auf allen Ebenen der eingebetteten Wertschöpfungskette. Es gibt bewährte Werkzeuge, die seit Jahren im Einsatz sind. Um Entwicklungsprozesse weiter zu optimieren, besteht jedoch immer wieder Bedarf an neuen Werkzeugen.

Der erste Preis in der Kategorie Werkzeuge geht an die Firma Slint für ihr Produkt Slint. Auch dieses Produkt zeichnet sich durch Rust als "speichersichere" und effiziente Sprache aus - in diesem Fall für ein kommerzielles Rust-basiertes User-Interface-Toolkit, mit dem sich Smartphone-ähnliche grafische Benutzeroberflächen auf Embedded Devices erstellen lassen. Rust erzeugt sicheren Code und, was besonders wichtig ist, verschlechtert nicht die Leistung, um dies zu erreichen. Die Sprache hat stetig an Anhängern gewonnen und befindet sich nun an einem Wendepunkt, da sie eine offiziell anerkannte und akzeptierte Sprache in Linux ist.

Im Vergleich zu anderen Rust-basierten Toolkits für Benutzeroberflächen ist Slint durch seinen Fokus auf eingebettete und Desktop-Plattformen eine skalierbare Lösung, die sowohl auf Geräten mit wenigen KByte RAM als auch beim Rendern komplexer Benutzeroberflächen auf dem Desktop eingesetzt werden kann.

Slint nutzt einen deklarativen Programmierstil, der es dem Benutzer ermöglicht, die Benutzeroberfläche in einer Markup-Sprache zu definieren, die in eine bestehende Codebasis integriert werden kann, die in einer beliebigen Programmiersprache geschrieben wurde.