15-08-2018 22:55:43

Den 18. april 2018 satte vi fokus på mulighederne i embeddede teknologier. 

Næste generation flytter regnekraften

Det kan godt være, at IoT - eller mere ekstremt Internet of Everything - er kernen i den embeddede udvikling, men ret beset er vi allerede på vej over i generation 2 af IoT-produkterne. De næste intelligente, kommunikerende produkter vil nemlig flytte meget regnekraft over til centrale servere og cloud-løsninger.
17. sep. 2015 Af: Rolf Sylvester-Hvid - Redaktør Aktuel Elektronik
Rune Domsten fra Indesmatech forklarer, hvordan regnekraften i fremtidige IoT- og embeddede applikationer flytter sig fra den lokale front-end over mod centrale datacentre. Det indikerer samtidigt, hvorfor koncerner som IBM og Microsoft har en stor interesse i det embeddede marked.
Rune Domsten fra Indesmatech forklarer, hvordan regnekraften i fremtidige IoT- og embeddede applikationer flytter sig fra den lokale front-end over mod centrale datacentre. Det indikerer samtidigt, hvorfor koncerner som IBM og Microsoft har en stor interesse i det embeddede marked.

Hvad er det mon, der får en virksomhed som Intel til at gribe dybt i foret for at betale et beløb i omegnen af 100 milliarder danske kroner for en forholdsmæssig lille virksomhed som FPGA-producenten Altera?

Det ligner lidt Goliat, der, frem for at kvase David i teknologisk og billedlig forstand, snarere adopterer ”den lille” og erkender, at stort ikke nødvendigvis er bedst, når det drejer sig om udviklingen af komponenter.

Det skyldes dog nok også, at virksomheder som både Intel og Microsoft har set, hvilken vej udviklingen af intelligente og – især – kommunikerende elektronikprodukter går. Og det ser ud til, at fremtiden tegner et andet mønster for produktfunktionaliteten, end vi hidtil har set.

Den typiske kæde for den første generation af IoT-produkter som smart-meters, kommunikerende sensorer, alarmsystemer og lignende front-ends har været baseret på et intelligent hierarki, hvor en relativt stor mængde regnekraft har været placeret i produktets front-end. Derfra går kommunikationen via en gateway eller et lignende kommunikationsprodukt via en short-range trådløs forbindelse.

Gatewayen har siden, via et GPRS-modul eller en Ethernet-forbindelse, sendt de behandlede informationer videre til en server eller en lignende central computer, der har stået for de administrative opgaver i forløbet. Og kommunikationen har også kunnet gå den modsatte vej i forbindelse med ændring af parametrene i systemet front-end eller sensorer, indleder Rune Domsten, der er medejer af virksomheden Indesmatech og arrangør af konferenceprogrammet til den kommende Embedded Everywhere konference hos IDA i København 26. oktober.

Med forventede 20 milliarder trådløse enheder med én eller anden form for webkommunikation i år 2020 siger det næsten sig selv, at de datamængder, som skal flyttes i den nære fremtid, bliver enorme. Og derfor giver det ifølge Rune Domsten mening at flytte regnekraften længere op i hierarkiet, så det gennemgående er rå – og mindre – datamængder, der skal flyttes frem for konditionerede signaler.

På den måde flytter man også algoritmerne væk fra de decentrale produkter og over i centrale data- og computercentre, hvor datasæt kan håndteres og bearbejdes mere rationelt. Det minimerer både processorbehov og energiforbrug i de lokale IoT-enheder (som eventuelt industrielle sensorer) og dermed kan der spares oceaner af penge og energi i de fremtidige IoT-applikationer.

Selvkørende biler og ultralydsscannere
Man skal tænke på, at realtime kravene og behovet for databehandling hele tiden ændrer sig, og der er pokker til forskel på applikationerne. Et smart-meter, der to gange årligt skal rapportere om en husstands energiforbrug er grundlæggende et helt andet system end eksempelvis fremtidens selvkørende bil, men alligevel er der sammenlignelige elementer imellem de to.

 En simpel aflæsning kræver stort set ingen lokal regnekraft, men en bil, hvis sikkerhedssystemer kræver en ultrahurtig real-time forbindelse skal nødvendigvis have en vis lokal regnekraft. Men derfor kan en række af de automotive funktioner godt lægges over på centrale servercentre og beregningsenheder.

Hvis den selvkørende bil afgiver koordinater fra den indbyggede GPS til serveren, så kan man centralt parre koordinaterne med registrerede vejrforhold, trafikdata og andre forhold, som giver en mere smidig og sikker kørsel for denselvkørende bil - uden at bilens computer belastes unødigt. Den kræver bare en rute og en hastighedsangivelse efter forholdene, forklarer Rune Domsten.Men regnekraften flytter sig også i andre og mere middelbare applikationer.

Ultralydsscannere bliver i dag brugt til langt flere formål end tidligere, og hvor visse faktorer med fordel kan styres lokalt, så giver det også god mening at parre realtime data med historiske patientdata og statistik, der lig ger lagret centralt. På den måde vil man med større sikkerhed og måske også tidligere opdage sygdomme hos patienten, hvad der kan give et langt bedre behandlingsforløb.

Koncernernes interesse i big data

Vi må forvente, at datamængderne i IoT-miljøet vil stige eksponentielt i takt med, at datatrafikken stiger. Big data har mange ansigter, men fællesnævneren er i det tilfælde clouden, som man ikke bare må tro, er et virtuelt, uhåndgribeligt miljø. Datalagring og -administration kræver både hardware og software og dermed også omfattende datacentre. Men energimæssigt er det en bedre løsning end decentral regnekraft og datalagring, fordi styringen af forbruget er langt lettere at styre centralt, fortæller Rune Domsten.

Han pointerer samtidigt store koncerners interesse i IoT- og embeddede systemløsninger. Det er ikke nogen hemmelighed, at Apple er ved at placere et 60.000 kvadratmeter stort centralt europæisk computer- og datalagringscenter i Midtjylland, men også IBM og Microsoft har naturlige store interesser i cloud-løsningerne.

- Regnekraften flytter sig, men det giver samtidigt en øget fleksibilitet, da man ikke længere behøver at være bundet op mod et givent operativsystem. Det kan godt være, at Microsoft tilbyder en Windows-baseret løsning, men operativsystemet kan uagtet sagtens være Linux, som så bare afvikles på de store, centrale datacentre frem for i den lokale applikation, siger Rune Domsten.

Husk datasikkerheden

Ofte udløser det en vis paranoia, når store koncerner bliver involveret i de dybe applikationer, men omvendt kan det netop vise sig at være en fordel i de embeddede applikationer. Kunderne vil kræve garantier for, at deres data er sikre, kontrollerede og beskyttede, når de placeres væk fra lokale servere eller applikationerne selv.

Det vil være næsten umuligt fuldstændigt at undgå pirateri, og erfaringsmæssigt er man altid – også inden for datasikkerhed – et skridt bagefter forbrydere og hackere, men store koncerner har ofte bedre software og værktøjer til at beskytte datasikkerheden.

- Microsoft er klar over, at de i et fremtidigt miljø, hvor de reelt administrerer kundernes data, er nødt til at stille garantier for, at data er beskyttede og utilgængelige for uvedkommende. Hvis Microsoft ikke kan levere den ydelse, så vil de efter helt almindelige markedsmekanismer miste kunderne, og det har selv den største koncern ikke råd til. Der er altså grund til at tro, at koncernernes interesse for at tilbyde cloud- og datacenterløsninger har opbakning i en meget høj datasikkerhed.

Helt nye trådløse platforme

Data og software er dog ikke de eneste udfordringer i det fremtidige IoT-scenarie, hvor et mylder af embeddede applikationer skal fungere side om side med sikker dataoverførsel og uden gensidig forstyrrelse. Fokus har i mange tilfælde været på de helt korte afstande, men der er omvendt et ganske stort behov for at øge kommunikationsrækkevidden mellem de lokale dataopsamlingsapplikationer og den router, der skal sende eller modtage data til centrale servere.

- Der skal fremover være mulighed for længere distancer på ISM-båndene. 100 til 200 meter er reelt ikke nok. 10 til 20 kilometer vil være at foretrække, men det er faktisk også muligt. Vi har hos Indesmatech fået kontakt til en meget spændende leverandør af den såkaldte LORA-teknologi (der netop står for ”long range”, red.).

Det er virksomheden Semtech, der kan levere kommunikationshardware og -komponenter, som kan håndtere de store afstande. Det giver mulighed for helt nye implementeringer af IoT- og embeddede løsninger. Og det er samtidigt et bevis på, at hardwaren stort set er på plads til det billede af IoT- infrastrukturen i år 2020, som vi på nuværende tidspunkt kigger frem imod, slutter Rune Domsten.

Artikler om embedded technology og IoT
Artikler om embedded technology og IoT

Her er samlet en række artikler om embedded systems og IoT, der forhåbentlig giver dig lyst til at deltage i konferencen Embedded Everywhere den 18. april 2018.

Læs mere

Nyeste IT-job fra Jobfinder

luk
close