Die wichtigsten Abkürzungen im Bereich Embedded-Elektronik und Security

Was haben GPGPU, GPU und GSP mit KI zu tun – und was ist eigentlich eine CPU? Dieser Beitrag bringt die Begriffe in einen Zusammenhang und erklärt eine Fülle von weiteren Abkürzungen aus dem Bereich Embedded-Elektronik inklusive Security.

Dieses Glossar zum Themengebiet Embedded-Elektronik liefert Erklärungen für Abkürzungen aus den Rubriken Mikrocontroller, Datenbusse, Einsteckkarten und Module, Peripherie- und Speicherbausteine, OS-/µC-Architekturen, Security, Standards und Organisationen. Verknüpfungen zu themenbezogenen Fachbeiträgen wie auch zu weiterführenden Web-Seiten liefern dabei viele weitere Details und informieren über den Stand der Technik.

Diese Abkürzungssammlung ist bewusst so gestaltet, dass sie auch als kleines Lexikon dienen kann. Ganz bewusst sind auch Begriffe aus dem Bereich (Cyber-)Security, also Datensicherheit enthalten. So lässt sich beispielsweise der vielleicht zunächst verwirrende Unterschied zwischen CPU und DSP klären.

ACAP, Adaptive Compute Acceleration Platform

Eine von Xilinx vorgestellte Plattform, die weit über die Möglichkeiten eines FPGAs hinausgeht.

ASIC, Application-specific integrated circuit

Anwendungsspezifische integrierte Schaltung, bei der Logikfunktionen auf einem Chip integriert sind, für die sonst mehrere Komponenten wie Prozessoren und andere Logikbausteine notwendig wären. Die Funktionalität eines ASICs ist nach der Herstellung nicht mehr veränderbar.

ASSP, Application-specific Standard Product

Ein ASSP ist ein IC, das auf eine ganz spezielle Anwendung hin optimiert wurde. Es gibt zum Beispiel im Bereich Automotive spezielle ASSPs, die nur für bestimmte ADAS-Anwendungen geeignet sind.

CPU, Central Processing Unit

Die CPU ist die zentrale Recheneinheit eines Computers jeglicherlei Art. Ein Prozessor ist ein stark verkleinertes, häufig frei programmierbares Rechenwerk, also eine Maschine oder eine elektronische Schaltung, die gemäß übergebenen Befehlen andere Maschinen oder elektrische Schaltungen steuert und dabei einen Algorithmus (Prozess) vorantreibt, was meist Datenverarbeitung beinhaltet. Am bekanntesten sind Prozessoren als Hauptprozessor, zentrale Recheneinheit (central processing unit, kurz CPU) oder zentrale Verarbeitungseinheit (kurz ZVE) für Computer, in denen sie Befehle ausführen. Weit verbreitet sind sie als Mikrocontroller in eingebetteten Systemen. Hauptbestandteile eines Prozessorkerns sind das Rechenwerk (insbesondere die arithmetisch-logische Einheit, ALU) sowie das Steuerwerk (inkl. Adresswerk). Darüber hinaus enthalten sie meist mehrere Register und einen Speichermanager (Memory Management Unit, MMU), der den Arbeitsspeicher verwaltet. Weitere Recheneinheiten können spezialisierte Funktionen zur Verfügung stellen und sollen den eigentlichen Prozessor entlasten – diese Einheiten werden meist als Koprozessor bezeichnet. Beispiele hierfür sind separate Koprozessoren für Gleitkommaoperationen, sowie Grafik- und Soundprozessoren. Moderne Mehrkernprozessoren enthalten mehrere oft eigenständige Prozessoren mit Steuer-/Leitwerk und Rechenwerk auf einem Chip.

CTP, Capacitive Touch Panel

Ein CTP ist eine optische Anzeigeneinheit (Display), die auch für Eingabebefehle per Hand genutzt wird. Unter der Sichtfläche befindet sich eine Matrix, die kapazitiv Berührungen detektiert.

DSP, Digital Signal Processor

Ein digitaler Signalprozessor ist darauf ausgelegt, einen kontinuierlich einlaufenden digitalen Datenstrom permanent entsprechend vorher festgelegten Regeln zu bearbeiten. Die kommerziellen Urspünge der DSPs liegen in den Filterfunktionen, wobei man sich die Funktionsweise des DSPs analog zu einem analogen Filter vorstellen kann. Während in ein analoges Filter analoge Signale hinein- und wieder herausgehen, gehen in ein DSP-Filter digitale Signale (über einen A/D-Wandler digitalisierte Analog-Signale) hinein und wieder in digitaler Form heraus, wobei das Ausgangssignal dann mit einem D/A-Wandler wieder zum analogen Signal werden kann.

EDID, Extended Display Identification Data

EDID ist eine 128-Byte-Datenstruktur, mit der ein Anzeigegerät seine Fähigkeiten beschreibt. Enthalten sind Informationen wie der Hersteller, Fertigungsdatum, Displaygröße, Pixel Mapping Data (nur bei reinen Digitalpanels) und weiter. Die Kommunikation zwischen Monitor und Grafikkarte erfolgt üblicherweise per I²C-Bus. Die Kombination von EDID und I²C nennt sich Display Data Channel Version 2 (DDC2), wobei sich DDC2 durch ein anderes serielles Format gegenüber VESAs ursprünglichem DDC unterscheidet.

EMMC, Embedded Multimedia Card

Das vom JEDEC spezifizierte und auf dem MMC-Standard aufbauende energie- und platzsparende Speichermedium findet Verwendung als interner Datenspeicher in mobilen Geräten. Die Speicherleistung ist vergleichbar mit einer SD-Karte. Die EMMC ist bootfähig und für Betriebssysteme wie iOS, Android, Windows oder auch Google Chrome OS geeignet.

ENISA, European Network and Information Security Agency

ESE, Embedded Secure Element

Schreibweise auch eSE: Eine Art im System fest eingebaute Chipkarte In einem ESE lagern die kryptographischen Schlüssel innerhalb des Fahrzeugs in einem gesicherten und in hohem Maße manipulationsgeschützten zentralen Bereich.

FPGA, Field Progammable Gate Array

Integrierter Schaltkreis in der Digitaltechnik, in den logische Verknüpfungen / Schaltungen geladen werden können. FPGAs bestehen hauptsächlich aus FlipFlops und kombinatorischen Logikschaltungen.

FPU, Floating Point Unit

Gleitkomma-Einheit ist ein Prozessor der Operationen auf Gleitkommazahlen ausführt beispielsweise innerhalb eines Mikrocontrollers.

GDC, Graphic Display Controller

ein von Toshiba geprägter Begriff

GFG, Glass-Film-Glass-Touchscreen

Berührungsempfindliche Anzeigen mit im Schutzglas eingebetteter Sensorik erleichtern die Dateneingabe und Steuerung von Geräten und Maschinen über eine grafische Anzeigenoberfläche (GUI). Eine Sonderbauform ist die resistive Touchscreen-Technologie von Schurter für besonders raue Betriebsumgebungen.

GPGPU, General Purpose Computation on Graphics Processing Unit

Die "Allzweck-Berechnung auf Grafikprozessoreinheiten" bezeichnet die Verwendung eines Grafikprozessors für Berechnungen über seinen ursprünglichen Aufgabenbereich hinaus. Dies können beispielsweise Berechnungen zu technischen oder wirtschaftlichen Simulationen sein. Bei parallelen Algorithmen kann damit eine enorme Geschwindigkeitssteigerung im Vergleich zum Hauptprozessor erzielt werden. GPGPU ist aus den Shadern der Grafikprozessoren hervorgegangen. Die Stärke liegt im gleichzeitigen Ausführen gleichförmiger Aufgaben, wie dem Einfärben von Pixeln oder der Multiplikation großer Matrizen. Da der Geschwindigkeitszuwachs moderner Prozessoren derzeit nicht mehr (primär) durch die Erhöhung des Taktes zu erreichen ist, ist die Parallelisierung ein wichtiger Faktor zum Erreichen höherer Rechenleistungen moderner Computer. Der Vorteil der Verwendung der GPU gegenüber der CPU liegt in der höheren Rechenleistung und der höheren Speicherbandbreite. Die hohe Geschwindigkeit resultiert hauptsächlich aus dem hohen Grad an Parallelität der Rechenoperationen des Grafikprozessors.

GPIO, General-Purpose Input/Output

GPIOs haben keine eindeutig vordefinierte Funktionsbelegung und sind zunächst standardmäßig unbenutzt (hochohmig). Solch ein universeller Ein-/Ausgang ist ein digitaler Signalpin eines IC-Bausteins, dessen Verhalten vom Benutzer zur Laufzeit gesteuert werden kann. Beispielsweise kann ein GPIO als digtaler Schaltausgang wirken und während des Betriebs als PWM-Eingang umkonfiguriert werden. GPOIs können mit nachgeschaltetem Treiber sämtliche Schnittstellen bilden (I2C, SPI, USB, BT, UART u.v.a.) und manche ADC verwenden einen GPIO als GND.

GPU, Graphics Processing Unit – Grafikprozessoreinheit

Ein Grafikprozessor ist ein auf die Berechnung von Grafiken spezialisierter und optimierter Prozessor für Computer, Spielkonsolen und Smartphones. Zu den Grundkomponenten gehört ein Bildschirm-Adapter, dessen Video Display Controller den Bilddatenstrom in ein entsprechendes Signal (CGA, EGA, …) für den Bildschirm umwandelt. Für einen analogen Bildschirm wandelt der RAMDAC die digitalen Daten aus dem Videospeicher/Bildschirmpuffer in ein analoges Bildsignal um. Weiterhin kann das GCA (Graphics and Compute Array), auch als 3D-Engine bezeichnet, Grafik-Berechnungen durchführen. Das Array besteht zudem aus Shader-Prozessoren, welche 3D- und Rendering-Effekte erzeugen. Verschiedene Kompressions-Algorithmen können Bilddatenströme komprimieren und dekompriemieren.

GSP, Graph-Streaming-Processor

Die Graph-Streaming-Processor-Architektur ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer neuronaler Netze und kompletter Workflows auf einem einzigen System und unterstützt zugleich eine Vielzahl von heterogenen rechenintensiven Workloads. Herkömmliche KI-/ML-Architekturen basieren auf Grafikprozessoreinheiten (GPU), die ursprünglich zur Bildsynthese (Rendering) von 3D-Bildern entwickelt wurden. GPUs stellen zwar Billiarden von Gleitkommaoperationen pro Sekunde (TFLOPS) bereit, ihr ineffizientes Daten-Handling führt jedoch zu höherem Energieverbrauch und geringerer Gesamtrechenleistung. Die GSP-Architektur (Graph-Streaming-Processing) verwendet im Gegensatz dazu ein grafisches Datenflussdiagramm als Ausführungsmodell von gleichzeitigen Tasks. Die zwischen Tasks ausgetauschten Informationen verbleiben auf dem Chip, was einen schnelleren Datenzugriff bei geringerem Energiebedarf ermöglicht.

HMC: Hybrid Memory Cube

Die würfelförmige Anordnung aus übereinander gestapelten Speicherchips erreicht eine extrem hohe Gesamt-Packungsdichte.

HSM: Hardware Security Module

Ein in Hardware realisiertes Sicherheitsmodul (integrierte Schaltung oder externes Peripheriegerät) führt effizient und sicher kryptographische Operationen oder Applikationen aus, entlastet so den Prozessor leget den kryptographischen Schlüssel sicher ab. Damit stellt das HSM die Vertrauenswürdigkeit und die Integrität von Daten und den damit verbundenen Informationen in geschäftskritischen IT-Systemen sicher. Es kann es erforderlich sein, die zum Einsatz kommenden kryptographischen Schlüssel sowohl softwaretechnisch als auch gegen physische Angriffe oder Seitenkanalangriffe zu schützen. Im HSM können verschiedene kryptographische Algorithmen implementiert sein: Asymmetrisches Kryptosysteme (RSA-Verschlüsselung oder -Signatur, ECDSA, Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch, Elliptic Curve Cryptography); Symmetrische Ver- und Entschlüsselung (AES, DES, Triple-DES, IDEA); Kryptologische Hash-Funktionen (SHA-1); Erzeugung von Zufallszahlen, Schlüsseln und PINs (sowohl physisch, als auch deterministisch).

IBC: Initial Boot Code

Den Boot-Code-Bereich im Speicher eines Mikrocontrollers gilt es gegen nicht autorisierte Zugriffe und Manipulationsversuche im besonderen Maße zu schützen. Erfahren Sie in diesem Zusammenhang mehr über integrierte Security-Funktionen in Mikrocontrollern unter „Embedded-Systeme richtig schützen“ und etwas zur „Cyber-Security im Automobil“.

IPC, Industrial-Personal-Computer

Typische Bereiche für Industrie-PCs sind Prozessvisualisierung, Robotik, Industrieautomation, Test- und Prüfstände für die Industrie oder Sicherheitstechnik sowie die Qualitätssicherung. Ein IPC ist gegenüber dem Büro-PC robuster gegenüber Umwelteinflüssen wie auch elektromagnetischen Störungen und ist insgesamt weitgehend ausfallsicher ausgelegt. Konventionelle PCs haben infolge der Massenproduktion einen hohen Standardisierungsgrad – sowohl hinsichtlich Hardware als auch Software. Aufgrund der hohen Flexibilität lässt sich ein PC für die Bedienung, Programmierung, Visualisierung, Langzeit-Archivierung und Simulation von Prozessen einsetzen und darüber hinaus mit herkömmlichen industriellen Steuerungen oder SPS kombinieren.

ISA, Instruction Set Architecture

Befehlssatz-Architektur, die abstrakt die Verhaltensweise eines Prozessors beschreibt – und zwar unabhängig von der jeweiligen speziellen Implementierung. Mehr bei Wikipedia.

ISS, Instruction Set Simulation/Simulator

Ein Befehlssatzsimulator ist ein Simulationsmodell in einer höheren Programmiersprache, welches das Verhalten eines Großrechners oder Mikroprozessors (beispielsweise eine ECU) nachahmt (emuliert) und damit die Registerinhalte des zu simulierenden Prozessors darstellt. Ein ISS wird häufig mit einem Debugger ausgestattet (oder ist dies selbst), damit ein Softwareentwickler / Programmierer das Programm debuggen kann, bevor er die Zielhardware erhält. In diesem Fachbeitrag geht es um virtuelle ECUs und das Testen ohne reale Hardware.

ISS, Integrity Security Services

Die hundertprozentige Tochtergesellschaft von Green Hills Software LLC wurde gegründet, um Embedded-Sicherheitsprodukte und -Dienste zum Schutz intelligenter Geräte vor Cyberangriffen bereitzustellen. ISS bietet eine vollständige Suite von kryptografischen Bibliotheken für die End-to-End-Sicherheitsentwicklung, einen „Digital Signing Service” und das „Supply Chain Key Management”.

LPC, Low-Pin-Count Interface

Auf dem PC-Mainboard ist das LPC-Interface ist ein synchroner Zeitmultiplex-Bus ohne Steckplätze, an den Komponenten fest angeschlossen sind wie BIOS-ROM, Echtzeituhr, Intervall-Timer und Interrupt-Controller, PS/2-Controller für Tastatur, Systemlautsprecher, Floppy-Disk-Controller, einfache Onboard-Soundkarten sowie serielle und parallele Schnittstellentreiber. LPC löst den alten als Schaltkreis-Interface verwendeten ISA- oder X-Bus ab, lässt sich aber softwaremäßig wie ein ISA-Bus ansprechen.

LXC: Linux Container Architecture

Ähnlich wie virtuelle Maschinen ermöglichen es auch Container, komplette Sätze von laufenden Prozessen innerhalb eines einzigen Servers mit einem hohen Grad an Isolation zu betreiben. Ein Container ist als eine leichtgewichtige Umgebung gedacht, um eine oder wenige isolierte Anwendungen mit Bare-Metal-Leistung zu hosten. Eine virtuelle Maschine eignet sich dagegen für ganze Betriebs- oder Ökosysteme. LXC ermöglicht eine virtuelle Umgebung mit einem eigenen Prozess- und Netzwerkbereich. Durch Verwendung von Namespaces und Kernel-eigenen Kontrollgruppen werden CPU-, Speicher-, Festplatten-E/A- und Netzwerknutzung eines oder mehrerer Prozesse begrenzt, berücksichtigt und isoliert.

MAC, Multiplier/Accumulator

Das ist der wesentliche Teil des Rechenwerkes eines Prozessors (DSP, MCU etc.).

MCAL, Microcontroller Abstraction Layer

Als Vermittler entkoppelt die Abstraktionsebene die obere Software-Ebene von der MCU. Die Software-Zwischenschicht beinhaltet sämtliche Schnittstellentreiber und greift einerseits direkt auf On-Chip-MCU-Peripheriemodule zu und kommuniziert andererseits mit den im Speicher abgebildeten externen Geräte.

MCD, Measurement Calibration Diagnostics

Ein von ETAS geprägter Begriff für Entwicklungswerkzeuge, die im Bereich Messung, Steuergeräte-Kalibrierung und Diagnose zum Einsatz kommen.

MCU, Microcontroller Unit – Mikrocontroller

Ein Mikrocontroller (auch als µC abgekürzt) ist ein Ein-Chip-Computersystem und enthält neben dem Prozessokern (CPU) noch viele weitere Periperhieelemente wie Speicher, programmierbare Ein- und Ausgangsports, Schnittstellentreiber mit vielfälltigen Protokollformaten, Funkmodul, Oszillatorschaltung, Stromversorgung, A/D- und D/A-Wandler, sowie unterschiedliche Sensoreingänge oder Aktuatorausgänge. Einige Mikrocontroller verfügen auch über programmierbare digitale, analoge oder hybride Funktionsblöcke und gelten somit eher als System-on-Chip (SoC).

MPU, Memory Protection Unit

Die Speicherschutzeinheit sorgt für eine sichere Trennung zwischen den Software-Modulen im Rahmen von Autosar.

MPU, Microprocessor Unit

siehe CPU

OS: Operating System

Das Betriebssystem (OS) ist eine Zusammenstellung von Computerprogrammen und Gerätetreibern, welche die Systemressourcen eines Computers, wie Arbeitsspeicher, Festplatten, Ein- und Ausgabegeräte verwaltet und diese Anwendungsprogrammen zur Verfügung stellt. Das Betriebssystem bildet die Schnittstelle zwischen den Hardware-Komponenten und der Anwendungssoftware des Benutzers. Seine wesentlichen Aufgaben sind: Benutzerkommunikation; Laden, Ausführen, Unterbrechen und Beenden von Programmen; Verwaltung und Zuteilung der Prozessorzeit; Verwaltung des internen Speicherplatzes für Anwendungen; Verwaltung und Betrieb der angeschlossenen Geräte; Schutzfunktionen zum Beispiel durch Zugriffsbeschränkungen.

PCI, Peripheral Component Interconnect

Für diesen Bus-Standard zur Verbindung von Peripheriegeräten mit dem Chipsatz eines Prozessors gibt es zahlreiche Varianten und Einsatzgebiete (PC, Industrie, Telekommunikation). Grundlegend gibt es PCI-Conventional (133 bis 533 MByte/s), PCI-X (bis 1067 MByte/s) und PCI-X 266 oder PCI-X DDR/QDR (bis 4266 MByte/s). Einige Abwandlungen mit abweichenden Leistungsdaten und Formfaktoren für Mobilgeräte sind Mini PCI, PC Card oder Compact-PCI. PXI ist eine für die Messtechnik optimierte Weiterentwicklung des Compact-PCI (siehe Fachbeitrag 16-Bit-Digitizer und Testlösungen mit PXI/AXIe). Als Nachfolger von PCI und PCI-X bietet PCI-Express (PCIe) höhere Datenübertragungsraten und bildet den Standardsockel für Grafik- und Zusatzkarten (siehe Fachbeitrag Adaptive Compute Acceleration Platform).

PIL, Processor-in-the-Loop

Das ist ein Test im Rahmen der modellbasierten Softwareentwicklung.

PSoC, Programmable System on Chip

Als Weiterentwicklung des SoC bietet Cypress Semiconductor seit 2001 PSoCs mit drei verschiedenen 8- und 32-Bit-Mikrocontrollerfamilien auf dem Markt an – mittlerweile auch die auf ARM-Cortex-M3 basierende Generation PSoC 5. Hauptbestandteile des PSoC sind ein Mikrocontroller (MCU) sowie digitale und analoge Funktionsblöcke, welche sich per Konfiguration individuell vom Entwickler mit Peripheriefunktionen belegen lassen. Auch die Pin-Zuordnung ist flexibel in der Gestaltung, sodass das Platinenlayout nicht endgültig spezifiziert sein muss. Die Funktionsblöcke des PSoCs sind kleine, separate Arrays, die bei der Programmentwicklung vorkonfiguriert werden und sich auch während des Betriebs in andere Funktionen umschalten lassen. Die spezielle CapSense-Funktion ermöglicht es auf einfache Weise Tasten, Schieberegler (Slider) oder zweidimensionale Eingabefelder (Touchpad) zu realisieren, wobei die Eingabeelemente lediglich aus Leiterbahnflächen auf der Platine bestehen.

ROCC, Rapid-On-Chip-Calculations

Rapid-On-Chip-Calculations ist bei Bildsensoren und Bilderfassungssystemen eine im Sensor-Chip integrierte Bilddatennvorverarbeitung, die nachgeschaltete Bildverarbeitungskomponenten entlastet. Soche kompakte ROCC-Lösungen verbessern die Berechnungsperformance und sind zudem sehr klein wie auch energie- und kosteneffizient. Anschaulich ist das in der Application-Note „Neue High-Speed-3D-Kamera für anspruchsvolle Inspektionsaufgaben” beschrieben.

ROS, Robot Operating System

ROS ist ein flexibles Framework zum Schreiben von Robotersoftware. Es ist eine Sammlung von Tools, Bibliotheken und Konventionen, die die Erstellung komplexer und robuster Roboterverhalten auf einer Vielzahl von Roboterplattformen vereinfachen sollen. Die Erstellung einer wirklich robusten Universal-Robotersoftware ist schwierig. Aus der Sicht des Roboters variieren Probleme, die für den Menschen trivial erscheinen, häufig sehr unterschiedlich zwischen Aufgaben und Umgebungen. Infolgedessen wurde ROS von Grund auf entwickelt, um die Entwicklung kollaborativer Robotik-Software zu fördern. Die Entwicklung begann 2007 am Stanford Artificial Intelligence Laboratory im Rahmen des Stanford-AI-Robot-Projektes (STAIR). Seit 2013 beschäftigt sich das ROS Industrial Consortium mit der Förderung und Unterstützung von ROS für Anwendungen in der Industrierobotik. Hauptbestandteile und -aufgaben von ROS sind Hardwareabstraktion, Gerätetreiber, oft wiederverwendete Funktionalität, Nachrichtenaustausch zwischen Programmen oder Programmteilen, Paketverwaltung, Programmbibliotheken zum Verwalten und Betreiben der Software auf mehreren Computern. Auch im Bereich autonomes Fahren kommt ROS zum Einsatz.

RTOS, Realtime Operating System

Im Deutschen heißt ein RTOS „Echtzeitbetriebssystem“ (Abkürzung aber: RTOS). Nach DIN gilt ein Computersystem als echtzeitfähig, wenn es innerhalb einer benenn- und garantierbaren Zeit auf zufällige, externe Ereignisse reagieren kann. Über die Größe dieser Zeit sagt die Norm nichts aus. Im industriellen Steuerungsumfeld sind Reaktionszeiten im Mikrosekundenbereich ein unbedingtes Muss. Beispielsweise haben harte Echtzeit-Betriebssysteme wie VME-Bus- oder Embedded-Systeme typische Reaktionszeiten von 5 bis 60 Mikrosekunden.

SATA, Serial AT Attachment

SATA ist eine Computer-Schnittstelle für den seriellen Datenaustausch mit Festplatten und anderen Speichergeräten. ATA steht hierbei für das Übertragungsprotokoll AT Attachment, ursprünglich ein Standard für den parallelen Datentransfer und wird heute zur Unterscheidung mit PATA bezeichnet. SATA Revision 3.x mit 6,0 GBit/s (SATA III, SATA-600) erreicht eine Netto-Datenrate von 4,80 GBit/s oder 600 MByte/s. SATA Express mit 16 Gbit/s als SATA Revision 3.2 mit PCIe 4.0 erreicht eine Netto-Datenrate von 15,76 GBit/s oder 1969 MByte/s. Dieser Standard nützt vor allem bei Verwendung von Solid State Drives, die bereits die Bandbreite von SATA 6.0 Gbit/s ausschöpfen.

SEC-DED, Single Error Correction und Double Error Detection

Es handelt sich hierbei um eine Methode zur Fehlerkorrektur in Speicherbausteinen basierend auf den Arbeiten und Codes von R. W. Hamming. Wenn bei SEC-DED ein einzelnes Bit eines übergebenen Datenworts geändert wird, korrigiert die Methode den einzelnen Fehler automatisch. Wenn zwei Bit geändert werden, wird der Doppelfehler zwar erkannt, aber nicht korrigiert. Ändern sich mehr als drei Bits, dann sind die Ergebnisse nicht eindeutig. Dafür wird der Hamming-Code mit mehr Reichweite ausgestattet.

SGeT, Standardization Group for embedded Technologies

SGET erstellt technische Spezifikationen, Implementierungs­richtlinien, Softwareschnittstellen und Systemanforderungen im Bereich eingebettete Computer­technologien erstellt. Der Zweck des Vereins ist die Förderung von Wissenschaft, Technik und Forschung zum Wohle der Gesellschaft und der Menschheit

SHE, Secure Hardware Extension – Sichere Hardware-Erweiterung

Secure Hardware Extension; ein vom HIS-Konsortium definierter kryptografischer Coprozessor mit 128 Bit AES-Verschlüsselung, der Security-Funktionalität in Automotive-Mikrocontroller bringt.

SLC, Single-Level Cell

Single Level Cell NAND-Flash (SLC) ist gerade auf dem Weg, sich als Speichermedium für industrielle Anwendungen mit zu etablieren. In Anwendungen, die eine hohe Datenübertragungsrate erfordern, haben Entwickler allerdings traditionell NOR-Flash verwendet, das zwar eine geringere Dichte und damit höhere Kosten pro Bit als NAND-Flash aufweist, jedoch eine höhere Geschwindigkeit bietet.

SMARC, Smart Mobility ARChitecture

SMARC (Smart Mobility ARChitecture) ist eine Spezifikation der Standardization Group for Embedded Technologies e.V. (SGET) für Computer-on-Module (COM). SMARC Computer-on-Module sind speziell ausgelegt für die Entwicklung extrem kompakter Low-Power Systemen. Weitere Artikel mit zusätzlichen Informationen finden Sie auf unserer Homepage.

SMT, Simultaneous Multithreading

Simultanes Multithreading ermöglicht die Ausführung mehrerer Befehle von mehreren Threads pro Taktzyklus.

SoC, System on Chip – Ein-Chip-System

Ein SoC integriert einen großen Teil an Funktionen eines programmierbaren elektronischen Systems auf einem einzigen Chip (Die) und bildet so einen integrierten Schaltkreis (IC) auf einem einheitlichen Halbleiter-Substrat (monolithische Integration). Bei Silizium als Substratmaterial ist der Begriff System-on-Silicon (SoS) geläufig. Während Systeme anfänglich aus einem Mikrocontroller und vielen einzelnen Peripherie-ICs für spezielle Funktionen bestanden, die auf einer Platine aufgelötet waren, ist heute eine Integrationsdichte realisierbar, die nahezu alle Funktionen auf einem einzigen IC vereinigt. Enthalten sind auch konfigurierbare digitale, analoge und Mixed-Signal-Funktionseinheiten. SoCs bieten die Vorteile von Kosteneinsparung, geringem Energieverbrauch und umfassender Miniaturisierung. Ihr Einsatz erfolgt üblicherweise in eingebetteten Systemen. Das System-in-Package (SiP) vereint Halbleiterchips stark unterschiedlicher Herstellungstechniken in einem Gehäuse.

SSD, Solid State Disk

SSDs sind Massenspeicher rein auf Basis von Halbleitertechnologie. Im Gegensatz zu den klassischen Festplatten, bei denen sich im Inneren eine Magnetplatte schnell dreht, verfügt eine Flash-Disk (so werden SSDs auch oft genannt) über keinerlei bewegte mechanische Teile.

Stack, Stapelspeicher

In der Informatik bezeichnet ein Stapelspeicher eine häufig eingesetzte dynamische Datenstruktur. Sie wird von den meisten Mikroprozessoren in der Hardware direkt unterstützt. Elemente können nur oben auf den Stapel gelegt und auch nur von dort wieder gelesen werden. Sie werden übereinander gestapelt und in umgekehrter Reihenfolge vom Stapel genommen (LIFO-Prinzip, Last-In-First-Out).

TEE, Trusted Execution Environment

Ein TEE ist eine vertrauenswürdige Umgebung zur Ausführung von Anwendungen. In der Regel erfolgt dies über ein TPM.

TBW, Terabytes written

Die Anzahl der insgesamt geschriebenen Terrabyte (m TBW) ist eine wichtige Kenngröße für die Lebensdauer eines Flash-Speichers wie beispielsweise ein SSD-Speicher (Solid-State-Drive oder auch Solid-State-Disk). Ein zweiter Parameter beschreibt komplette Laufwerksüberschreibungen pro Tag (n DW/D).

TPM, Trusted Platform Module

Halbleiterchip, der quasi als Sicherheitsanker dienen kann – etwa vergleichbar mit einem Dienstausweis, der eine Person als Mitarbeiter ausweist und Zugang zu bestimmten Bereichen gewährt. Zusammen mit einem TEE lässt sich so eine eindeutige Identifizierung von Geräten durchführen. TPMs sind somit in der Regel das zentrale Sicherheitselement (Root of Trust) im Rahmen einer Security-Architektur).

TPU, Tensor Processing Unit

Die von Google entwickelten Tensor-Prozessoren verarbeiten Daten in künstlichen neuronalen Netzen und beschleunigen Anwendungen im Rahmen von maschinellem Lernen (Deep Learning, KI).

VECU, Virtual ECU

Ein virtuelles Steuergerät (auch vECU oder V-ECU) ermöglicht es, im Rahmen einer SIL-Absicherung (Software-in-the-Loop) Code-Sequenzen ohne ein reales Steuergerät testen zu können. Wie eine zu testende VECU aussehen muss, damit die Tests so realitätsnah wie möglich sind, erklärt der Fachbeitrag „Testen ohne reale ECUs“.

V-ECU, Virtual ECU

Ein virtuelles Steuergerät simuliert bei Software-Test das reale (nicht vorhandene) Steuergerät. Weitere Details siehe VECU.

XIP, Execute in Place – Ausgelagerte Programmcode-Ausführung

Der Execute-in-Place-Betrieb startet ausführbare Programme direkt auf einer Speicherkarte, ohne diese vorher in den Arbeitsspeicher zu laden. Diese Erweiterung von Shared Memory reduziert Speicherplatz auf dem Rechner und beschleunigt die Programmausführung wesentlich. Das XIP-Verfahren übergeht das Betriebssystem und erzielt somit eine Leistungssteigerung.