Embedded Systems auf der electronica 2000

„Eingebettet“ auf 4.000 m2

Embedded Systeme haben zweifellos einen Siegeszug in der Elektronik angetreten. Deshalb präsentiert die electronica 2000, die weltweite Leitmesse der Branche, die winzigen Silizium-Gehirne erstmals in einem eigenen Sektor.

Die Fortschritte der Mikroelektronik im neuen Jahrtausend werden nicht mehr nur vom Mikroprozessor bestimmt, der sich mit zunehmender Leistungsfähigkeit nach wie vor stark auf den Personal Computer konzentriert, sondern zudem von sei-nen nächsten Verwandten, den Mikrocontrollern und digitalen Signalprozessoren – den Kernen von embedded, also „eingebetteten“ Systemen. Ihr Wachstum liegt mittlerweile deutlich über dem der Mikroprozessoren, und selbst der Halbleiter-Weltmarktführer Intel setzt bei seinen Wachstumsprognosen auf Kommunikations- und Vernetzungs-Chips.

Silizium-Gehirne sind unter uns
Die winzigen Silizium-Gehirne finden sich in allen Geräten, mit denen der moderne Mensch in Berührung kommt: von der Küchenmaschine übers Auto bis zum Handy. Angesichts der zunehmenden Bedeutung dieses Zweigs der Mikroelektronik sowie jährlicher Umsatzzuwächse von bis 50 Prozent hat die electronica 2000 – vom 21. bis 24. November 2000 auf dem Gelände der Neuen Messe München – den Embedded Systemen unmittelbar neben den Halbleiter-Hallen A4 bis A6 einen eigenen Sektor in Halle A3 eingeräumt. Dort präsentieren 113 Aussteller auf über 4000m2, was ihre Unternehmen unmittelbar in diesem Wachstumsmarkt zu bieten haben. Darüber hinaus zeigen auch die Halbleiterhersteller in den angrenzenden Hallen weitere Embedded-Lösungen.
Embedded Systeme steuern das Motormanagement im Kfz, sie überwachen die heimische Heizung, sie bestimmen die gleichmäßige Verteilung und den leisen Lauf der Waschmaschine, sie sind das Herz von Spielzeugen, von Golfbällen, die nicht mehr verloren gehen und von Zapfsäulen an Tankstellen, die per Video aufs nahe gelegene Restaurant hinweisen. Und vor allem wären ohne diese leistungsfähigen Mini-Gehirne keine modernen Kommunikationsgeräte wie WAP-Handys, MP3-Player, Settop-Boxen oder Internet-Geräte realisierbar.

Konkurrenz für den PC
Die PCs werden zweifellos auch in diesem Jahrtausend ihre Bedeutung als nützliche Hilfsgeräte behalten. Daneben treten aber mindestens gleichwertig andere intelli-gente Systeme, die häufig ihre Produktivität anstelle von internen Einrichtungen der Verbindung mit dem Netz verdanken. Bestes Beispiel dafür ist der in jüngster Zeit häufig zitierte Kühlschrank, der die Ablaufdaten der in ihm gelagerten Lebensmittel selbstständig überwacht und der bei Bedarf ohne menschlichen Eingriff zur Neige gehende Warenbestände bestellt und wieder auffüllt. Andere Beispiele sind die au-tomatische Fern-Wartung und Fehlerbehebung sowie das Fern-Upgrade von Geräten wie Telefonzellen, Druckern, Videorecordern oder Mikrowellenherden. Das setzt bei der Elektronik ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und ständiger Verfügbarkeit voraus.
Der Embedded-Markt unterliegt deshalb derzeit einem starken Wandel in Richtung Standardisierung, Netzwerkfähigkeit und freier Programmierung. Auf Seite der Hard-ware ermöglichen mittlerweile erprobte, einsatzfertige Chiplösungen die Entwicklung leistungsfähiger und kostengünstiger Anwendungen. Andererseits schaffen neue Konzepte der Software-Entwicklung de facto Standards. Sie lassen sich als bewährte Grundelemente in allen denkbaren Applikationen wiederverwenden, verkürzen damit die Entwicklungszeit bis zur Markteinführung und sichern so die erforderliche Wett-bewerbsfähigkeit. Weltweit haben sich Unternehmen etabliert, die embedded Pro-zessoreinheiten als sogenannte „Cores“ in Lizenz an andere Halbleiterhersteller ver-geben, die sie dann in sogenannten Systems-on-Chip mit zusätzlichen Funktionen zu einem einzigen Halbleiter integrieren, der oft nahezu sämtliche erforderlichen Funk-tionen eines Geräts enthält: neben den vom Anwender konfigurierbaren Befehlssät-zen der Software zum Beispiel Ein- und Ausgabe, Wandler, Speicher, Verstärker, Busse – alles von der embedded CPU (Zentralprozessor-Einheit) gesteuert und überwacht.

Embedded Computer und CompactPCI
Neben den Chip-Lösungen sind im industriellen Bereich auch Hardware-Plattformen auf Leiterplattenebene verbreitet, sogenannte Embedded Computer. Hier stellt der Hochleistungs-Bus CompactPCI nach übereinstimmender Meinung der Marktforscher heute die am schnellsten wachsende, in industriellen Embedded Systemen einge-setzte Hardware-Plattform dar. Auch hier liegt ein Großteil der Anwendungen in der Telekommunikation mit ihren hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Zuverläs-sigkeit der Systeme. Das Spektrum reicht von CompactPCI-Systemen, bei denen im laufenden Betrieb Karten ausgewechselt werden können – sogenanntes Hot Swap – bis hin zu fehlertoleranten Systemen etwa in der Raumfahrt.
Im ebenfalls stark zunehmenden industriellen Anwendungsbereich von CompactPCI hat neben Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit vor allem auch die Flexibilität in der An-bindung von Sensoren und Aktoren ein hohes Gewicht. Es gibt bereits zahlreiche standardisierte Komplettlösungen, aus denen der Anwender seine Systemlösung zusammensetzen kann. Für die Verarbeitung der in diesen Systemen häufig auftre-tenden massiven Eingangssignal-Datenströme hat sich die digitale Signalverarbei-tung mit DSPs durchgesetzt, die oft auch miteinander vernetzt sind. Diese DSPs verfügen über ein vorhersagbares Verhalten und definierte Reaktionszeiten. Sie müssen zudem in der Lage sein, Vorgänge aus der realen Welt mit Hilfe von Echt-zeit-Betriebssystemen – Real Time Operating System (RTOS) – in Echtzeit zu verar-beiten.

Streichabsatz:
Warum zur electronica?
Die electronica 2000 ist das ideale Forum, um neue Embedded-Systems-Lösungen erfolgreich zu präsentieren, denn sowohl sämtliche kompetenten Anbieter von Hard- und Software-Lösungen als auch die wichtigsten Anwender-Zielgruppen sind auf der Leitmesse der Branche stark vertreten: zum einen Entwickler von elektronischen Steuerungen und Regelungen mit integrierten Mikrocontrollern und Mikroprozesso-ren, zum anderen Konstrukteure, die für ihre Steueraufgaben maßgeschneiderte Embedded-Controller-Lösungen benötigen. Der neue Bereich profitiert darüber hin-aus von starken Synergien zu praktisch allen anderen Sektoren der Weltmesse.

Messe München International
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