Ausgabe 5 / 2012 - technik + EINKAUF

Elektrotechnik
Bild: congatec
Mit seinen COMs für verschiedene Formfaktoren
unterstützt congatec die Programmierung
mit der Anwenderprogrammier-
Schnittstelle OpenCL und nutzt so die gebotene
Rechenleistung voll.
Embedded-Elektronik-Boom
setzt sich weiter fort
Eingebettete Innovationsträger stärken deutsche Spitzenposition
Eingebettete Elektroniklösungen,
kurz Embedded-Systeme, haben
die Welt der Technik im Alltag wie
in der Fabrik erobert und mit
smarten Funktionen versehen. Ein
Trend, der die technische Entwicklung
weiter beeinflussen wird.
Sie haben sich, in Gehäusen verborgen,
von unentbehrlichen Industriesteuerungen
auch in intelligenten
und schicken Geräten ausgebreitet
– laut Fraunhofer-Gesellschaft sind
bereits mehr als 16 Mrd solcher Systeme
im Einsatz. Als Herzstück nahezu aller
moderner Anwendungsbereiche verrichten
sie ihre Arbeit unsichtbar; sie steuern,
regeln, überwachen, verarbeiten Daten
und Signale, und sie sorgen für komplexe
Vernetzung sowie Interaktion mit
der internen und externen Umwelt. Embedded-Systeme
sind Innovationstreiber
für die Export- und Wachstumsmärkte
der deutschen Industrie; Deutschland behauptet
hier noch seine Führungsrolle
vor den USA und Asien.
Ein Embedded-System ist im Gegensatz
zu einem in seiner Anwendung flexiblen
PC eine Computerbaugruppe, die im
Rahmen eines größeren Systems spezifische
Steuerfunktionen übernimmt, häufig
Software-gesteuert sowie unter Echtzeitbedingungen.
Es enthält Prozessor-
Chips, meist Mikrocontroller (MCUs)
oder digitale Signalprozessoren (DSPs).
Da das eingebettete System auf ganz spezielle
Aufgabenstellungen zugeschnitten
ist, kann es auf Reduzierung von Kosten
und Abmessungen des Endprodukts optimiert
werden und dabei Zuverlässigkeit
und Leistung steigern.
Physikalisch reichen Embedded Systeme
von tragbaren Geräten wie Digitaluhren
und MP3-Playern über Maschinensteuerungen
bis hin zu stationären Installationen
wie die Steuerung sowohl ganzer
Fabriken als auch Verkehrsregelungen
oder Atomkraftwerke. Sie können einfach
– mit nur einem Mikrocontroller –
aufgebaut sein oder höchst komplex, wobei
dann mehrere Einheiten, Peripheriegeräte
und Netzwerke innerhalb eines
großen Chassis oder Gehäuses untergebracht
sind. Infolge der charakteristischen
Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten
und Anforderungen, Formfaktoren, Architekturen
und Plattformen lassen sich
Embedded- Systeme kaum über einen
Leisten ziehen. Gleichwohl gibt es zahlreiche
Gemeinsamkeiten, Trends und
Problemstellungen.
Zwei Mikrocontroller-Welten kämpfen
derzeit heftig um die Vorherrschaft im attraktiven
Embedded-Markt: Zum einen
hat sich der Halbleiter-Weltmarktführer
Intel nach den PCs mit seinen ‚Atom‘-Prozessoren
auch auf diesen Sektor gestürzt.
Denn mittlerweile machen Prozessoren
und Controller den lukrativsten Happen
des globalen, über 300 Mrd Dollar schweren
Halbleitermarkts aus. Auf der anderen
Seite steht jener Teil des Embedded-
Ökosystems, der dem völlig anderen Geschäftsmodell
von ARM oder MIPS folgt:
Während Intel seine Chips aus zehn eigenen
„Fabs“ vertreibt, stellen ARM & Co.
selbst überhaupt keine Hardware her,
sondern sie verkaufen Lizenzen ihrer Architektur
(an mehr als 40 Lizenznehmer).
Diesen stehen die Rechenkerne als Basis
zur Verfügung, auf der sie ihre oft anwendungsspezifischen
Chips aufbauen.
Derzeit hat die in diesem Sektor länger
etablierte ARM-Philosophie wegen ihrer
Energieeffizienz die Nase etwas vorn; außerdem
ist sie für die überwiegend kleinen
und mittleren Serien erschwinglicher.
Letztlich wird hier indessen nicht
nur um die Architektur-Vorherrschaft gerungen,
sondern vielmehr um die Erschließung
und rechtzeitige Besetzung
neuer Gebiete wie dem Internet der Dinge
und der Fabrik 4.0: Die bis 2015 erwarteten
15 Mrd über Internet vernetzten
Maschinen und Endverbraucherprodukte
– bis 2020 sollen es 50 Mrd sein –
stehen erst am Anfang einer verlockenden
Wachstumskurve.
Nach wie vor ist die industrielle Steuerung
und Automatisierung das stabilste
vertikale Segment im Embedded-Hardwaremarkt,
zum Teil wohl wegen der
sehr langen Produktlebenszyklen und
der beträchtlichen Investitionsvolumina.
44 technik+EINKAUF · 05 2012