När branschen laddade upp inför Embedded World-konferensen i Nürnberg i slutet av februari var det någonting som kändes annorlunda. Frank Schirrmeister från Cadence Design Systems beskriver här hur "Sakernas Internet" tog betydligt mera plats än tidigare.

Visst kunde man i år fortfarande se flashiga mediaenheter drivna av häftiga operativsystem som Android, Windows 8 Mobile och iOS. Men det finns också en ny trend som driver programvara. Embedded World booth message från en av våra viktigaste partners – ARM – lovade att "deltagarna skulle få inblick i nästa generations energisnåla, högpresterande inbäddade enheter som driver världen omkring oss och gör Sakernas Internet möjligt."
Begreppet "Sakernas Internet" har använts ett tag, men i år har dess effekt en mer djupgående inverkan. För en intressant översikt över informationsgrafik, klicka här . I översikten påpekar Cisco att under 2008 var antalet "saker" som var anslutna till Internet fler än antalet människor på jorden, och förutspår att 2020 kommer detta antal att uppgå till 50 miljarder, uppenbarligen till och med boskap utrustade med trådlösa sensorer så att om en ko är sjuk eller dräktig skickar den ett meddelande till uppfödaren. Varje ko skickar 200 Mbyte data per år.

31 miljarder
I samma översikt visar Intel ett diagram över hur Internet breder ut sig från dess födelse fram till år 2020 och förutspår att 31 miljarder enheter kommer att vara anslutna då. Konsultföretaget Casaleggio Associati beskriver utvecklingen av Sakernas Internet i tre steg: först "världen som ett index", sedan "placerar världen på nätet", "tar kontroll över världen", "låter sakerna tala med varandra" och till sist "låter saker bli intelligenta".
Det mest återanvända diagrammet, ett åskådliggörande i cirkelform, kommer från Beecham Research och sorterar "Sakernas Internet” under olika applikationsdomäner – byggnader, energi, konsument och hem, hälsovård och biovetenskap, industri, transport, detaljhandel, säkerhet, polis och brandkår, IT och nätverk – från tjänstesektorer till tillämpningsgrupper, platser och enheter.
Den röda tråden i allt detta är uppsättningen enheter som ska anslutas och anslutningarna till själva miljön. Och det kräver förändringar i utvecklingsflödena, en övergång som redan har börjat. De anslutna enheternas hårdvara och mjukvara måste valideras i sin miljö.

Samverkan
På det här sättet, sett utifrån utvecklingsverktyg, ökar betydelsen av programvarors samverkan med den analoga och blandade världen/signalvärlden, liksom miljön där enheterna återfinns. Medan den "robusta" inbäddade programvaruutvecklingen för operativsystem fortfarande står i förgrunden och så tidigt som möjligt kräver tillgång till representationer av maskinvaran, skapar en ny kategori av programvara för mindre komplexa processorkärnor en ny uppsättning krav på utvecklingsflödena.

Fig 1. En virtuell plattform för tryckkontrollsystem med blandad signal, (källa: Cadence)

Fig 1 visar ett exempel från transportdomänen. Programvara på en virtuell plattform för en ARM M0-baserad mikrokontroller styr regulatorn för en bränslepumpmodul och insprutningspump utifrån de indata som den får från tryckgivarna. Den verkliga testbänken representerar den analoga miljön och behöver utformas därefter.
Leverantörer som Cadence visade olika slags utvecklingsmiljöer med blandade nivåer (se fig 2) på Embedded World, alla med anknytning till att möjliggöra programvaruutveckling i den miljö som de anslutna enheterna återfinns i, däribland virtuella plattformar för hjälpsystem för fordonsförare och FPGA-baserade prototyper för utveckling av inbäddade system – både anslutet till systemmiljön och anslutet till simuleringsvärdar för att möjliggöra effektiv balans av transaktionsnivåkod på systemnivå med RTL-implementering, och även emulering med accelererad Ethernet IP för fordon.

Figur 2: Simuleringsmiljöer med blandade nivåer för systemutveckling (källa: Cadence)

Förutom att ta hänsyn till det inbäddade systemet i sig måste utvecklingsmiljöerna beakta programvaran inom infrastrukturen för omgivningen. De 200 MB data som genereras per år och ko samt data som genereras i fordonssensorer tas emot i omgivningen och leder till "Big Data Analytics" (utvinna information ur stora data).
Tänk dig att sensorerna i en bil är anslutna och ger information om förhållandena på gatan. När tillräckligt många bilar gör det kan det bli underlag för vägledning och varningar till andra bilar och förare som närmar sig samma plats, vilket möjliggör ett verkligt smart nätverk och ökar säkerheten för alla inblandade i transporter.
Embedded World gav oss en god inblick i enhetsaspekten av "Sakernas Internet" och de med utveckling förenade utmaningarna, eftersom en enhet och dess miljö måste beaktas tillsammans.
Frank Schirrmeister, Cadence Design Systems
 

Filed under: EDA