Industrielle Echtzeitanwendungen

Flexible Lösungen mittels FPGA-Technologie

Nachbericht

Trends in industriellen Echtzeitanwendungen

Innovationen bei elektronischen Steuerungen
Frei programmierbare Logikschaltkreise gewinnen Marktanteile
80 Teilnehmer beim diesjährigen BAIKEM-Netzwerktreffen in München

Anwendungen in nahezu allen Branchen, von der Automatisierungstechnik und der Telekommunikation über die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Automotive und Medizintechnik, erfordern zunehmend komplexere, elektronische Steuerungsaufgaben. Je nach Anwendungskriterien — etwa benötigte Stückzahl, Stromverbrauch, Stückkosten oder Rechenleistung — kommen hierfür unterschiedliche Halbleiter-Chips zum Einsatz: Microcontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), digitale Signalprozessoren (DSP) oder frei programmierbare Logikschaltkreise (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs). Insbesondere die FPGAs sind derzeit geprägt von technischen und funktionalen Weiterentwicklungen bis hin zur Realisierung echtzeitfähiger Systeme, und gewinnen dadurch zunehmend Marktanteile.

Vor diesem Hintergrund trafen sich rund 80 Experten und Anwender auf dem BAIKEM-Netzwerktreffen „Industrielle Echtzeitanwendungen" am 19. Oktober 2010 in München, das gemeinsam von Bayern Innovativ GmbH und der Tieto Deutschland GmbH konzipiert und organisiert wurde.

Bei den FPGA-Herstellern geht der Trend klar zu kleineren Strukturgrößen bei der Chip-Produktion, um Herstellungskosten zu senken und höhere Rechenleistungen zu ermöglichen. Wie Frank Förster von der Altera GmbH betonte, werden für Produktreihen gleichzeitig immer umfangreichere, zertifizierte IP-Cores angeboten, also Softwarelösungen für komplexe Steuerungsaufgaben in unterschiedlichen Anwendungsgebieten. Diese Soft-IP-Cores werden in Zusammenarbeit mit externen Partnern entwickelt und online angeboten.

FPGAs bieten sich durch die parallele Datenverarbeitung besonders für rechenintensive Anwendungen an, wie z. B. die Videodatenanalyse oder Datenkomprimierung. Mit ihrer Echtzeitfähigkeit und der Vielfältigkeit integrierbarer Schnittstellen erlauben FPGAs auch eine Vorauswertung der Daten bereits im Sensor, bevor in einer zentralen Steuereinheit eine Gesamtbewertung erfolgt, erläuterte Peter Demel von der Lattice Semiconductor GmbH.

Ein weiterer Schwerpunkt der FPGA-Anwendungsentwicklung liegt in Prüfung und Fehlertoleranz. Letztere kann durch parallele, redundante Datenverarbeitung im FPGA selbst gelöst werden. So können z. B. durch Höhenstrahlung ausgelöste, falsche Speicherbelegungen, abgefangen werden — ein wesentlicher Aspekt für die Funktionssicherheit beim Einsatz in Luft- und Raumfahrt. Laut Martin Schwarz soll eine von der TTTech Computertechnik AG entwickelte, auf Ethernet-Technologie basierte Kommunikationslösung im Space Shuttle-Nachfolger ORION eingesetzt werden.

Die Besucher des Netzwerktreffens diskutierten nach den Vorträgen und in der Ausstellung ausgiebig die unterschiedlichsten Aspekte der FPGA-Einsatzmöglichkeiten. Auf Grund des großen Interesses der Teilnehmer werden Bayern Innovativ und Tieto Deutschland diese Themenreihe mit weiteren Netzwerktreffen fortsetzen.