Medien zu diesem Beitrag

• HiP-LVDS-Board mit Kabel© Fraunhofer HHI
  
• HiP-LVDS-Board Multilayer© Fraunhofer HHI
  
• Riga06 Board© Fraunhofer HHI
  
• STX-Board Prozessoren© Fraunhofer HHI
  
• STX-Board Speicher mit Kühlkörper© Fraunhofer HHI
  
• Trimana 1© Fraunhofer HHI
  
• Trimana© Fraunhofer HHI
  

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In der Fraunhofer-Allianz Embedded Systems arbeiten elf Institute der Fraunhofer Gesellschaft gemeinsam an neuen Technologien und Praxislösungen für eingebettete Systeme. Ziel des Forschungsverbunds ist es, die Entwicklungen im Bereich Embedded Systems über die Grenzen von Branchen und Wissenschaftsdisziplinen hinweg eng miteinander zu verzahnen. Im Interview erklärt Dr. Sven-Hendrik Voß vom Fraunhofer HHI Arbeitsweise und Vorteile der neu gegründeten Forscher-Allianz.

Das Thema Embedded Systems ist in vielen Fraunhofer Instituten längst kein Neuland mehr, sondern zählt seit Jahren zu den zentralen Forschungsfeldern. Warum ist es dennoch sinnvoll und notwendig, nun das Thema in einer konzertierten Aktion weiter voranzutreiben?

Mit der Fraunhofer-Allianz Embedded Systems haben wir eine Plattform für eine intensive Kooperation über Institutsgrenzen hinweg geschaffen. Damit wird es möglich, die in den einzelnen Forschungsbereichen bereits vorhandenen Kompetenzen zu bündeln und für spezielle Aufgabenstellungen erarbeitete Lösungen auch auf andere Einsatzbereiche und Branchen zu übertragen. Denn bisher ist die Forschung im Bereich Embedded Systems noch stark fragmentiert. Im Mittelpunkt von Entwicklungsprojekten stehen in der Regel sehr spezifische Fragestellungen aus der Industrie. Für die Zukunft wollen wir nun erreichen, dass Konzepte und Technologien mehrfach genutzt und so Lösungen für eingebettete Systeme schneller und zielgerichteter erreicht werden.

Lässt sich dies an einem einfachen Beispiel näher erläutern?

Wir am Fraunhofer HHI beispielsweise beschäftigen uns speziell mit Hochgeschwindigkeits-Architekturen, die es ermöglichen, Daten in einem Netzwerk in Echtzeit und unter Ausnutzung der vollen Übertragungsbandbreite zu verarbeiten. Dazu haben wir unter anderem einen TCP/IP-Stack entwickelt, der sämtliche Verarbeitungsaufgaben des Übertragungsprotokolls auf Basis von dedizierter Hardware mittels eines FPGAs ausführt. Diese Technologie lässt sich nun zum einen für anspruchsvolle Aufgaben wie die Übertragung von unkomprimierten HD-Livestreams, bei der es um eine hohe Datenübertragungsrate geht, nutzen. Zum anderen ebnet sie den Weg für Anwendungen, bei denen es um minimale Latenz geht, beispielsweise für eingebettete Systeme eines Spurhalteassistenten im Fahrzeug, wo Videodaten zuverlässig und bestenfalls ohne Verzögerung übertragen und verarbeitet werden. Gemeinsam mit dem Branchen-Know-how unserer Partnerinstitute arbeiten wir nun daran, dass auch Embedded Systems in Bereichen wie der Medizintechnik oder der Avionik von den High-Speed-Hardware-Architekturen profitieren können.

Wird es künftig dann eine universelle Best-Practice-Lösung für Eingebettete Systeme geben?

Einfache Universallösungen sind im Bereich Embedded Systems generell nicht möglich. Die Aufgabenstellungen an die eingesetzte Technik sind dafür schlicht zu unterschiedlich. Es ist ja gerade ein grundlegendes Merkmal eingebetteter Systeme, dass sie hocheffizient spezifische Funktionen (zum Beispiel zu Steuerungszwecken) übernehmen. Um dies zu erreichen, muss jedes einzelne System exakt auf den Anwendungsfall zugeschnitten werden. Damit dies aber optimal gelingt, müssen Experten unterschiedlichster Fachgebiete etwa der Informationstechnik, der Elektrotechnik, der Mechanik oder des Maschinenbaus eng zusammen arbeiten. Und genau hier liegt einer der entscheidenden Vorteile unserer Forscher-Allianz: Das Know-how und die Erfahrungen aus unterschiedlichsten Entwicklungsbereichen stehen gebündelt zur Verfügung, um die im Einzelfall beste Technologie anwenden zu können. Diese zu finden, erfordert manchmal auch den Blick über den Tellerand des eigenen, vertrauten Fachgebiets hinaus. Zusätzlich vermeidet der kontinuierliche Wissenstransfer, dass Fragestellungen in unterschiedlichen Instituten doppelt oder parallel bearbeitet werden.

Inwiefern profitiert nicht nur die Arbeit in den Instituten, sondern auch deren Forschungspartner und Kunden aus der Industrie von diesem Forschungsverbund?

Zum Einen zeigen sich die positiven Effekte der institutsübergreifenden Zusammenarbeit natürlich in den Ergebnissen: Lösungen für konkrete Fragestellungen können damit schneller und zielgerichteter entwickelt werden. Entscheidende Vorteile bietet die Allianz den Industrieunternehmen aber bereits im Vorfeld konkreter Entwicklungsprojekte. Embedded Systems ist eine typische Querschnittstechnologie. Bei vielen Fragestellungen ist es vorab daher schwierig zu entscheiden, welches Entwicklerteam für eine Projektkooperation am besten geeignet ist. Mit der Fraunhofer-Allianz Embedded Systems als Querschnitt durch die angegliederten Fraunhofer Forschungseinrichtungen haben Industriekunden nun einen kompetenten Ansprechpartner für den gesamten Bereich eingebetteter Systeme. Die vielfältigen Kompetenzen innerhalb des Forscherverbunds sichern dabei, dass für jede konkrete Aufgabenstellung das notwendige Know-how und die am besten geeigneten Entwicklerteams in das Projekt eingebunden werden.