Stefanie Kölbl, Leiterin des Bereichs TQ-Embedded: „Mit Modulen und Boards der neuesten CPU-Generationen werden wir in Kombination mit Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen unsere Position als Komplettanbieter weiter ausbauen.“ (Quelle: TQ Group)
Frau Kölbl, Sie leiten seit einigen Jahren den Bereich TQ-Embedded. Bitte geben Sie einen kurzen Einblick in die aktuellen Top-3-Technologietrends, die den Embedded-Bereich derzeit umtreiben.
S. Kölbl: Das Top-Thema ist künstliche Intelligenz (KI) bzw. maschinelles Lernen (ML), da sich hier neue Lösungsansätze relativ einfach nutzen lassen, die mit der klassischen Programmierung extrem aufwendig wären. Security als Thema und Herausforderung nimmt aufgrund von gesetzlichen Forderungen ebenfalls deutlich an Fahrt auf. Und natürlich das ewig junge Thema neuer Embedded-Standards und -Formfaktoren.
Bitte zeigen Sie an drei Beispielen aus Ihrer Produktpalette auf, wie Sie diese Trends im eigenen Portfolio umsetzen.
S. Kölbl: Mit dem TQMxCU1-HPCM bieten wir unser erstes Embedded-Modul für den noch jungen Standard COM-HPC Mini an. Dieser Standard kann als neues High-End für x86-basierte Embedded-Module angesehen werden. Neben den Standard-Formfaktoren befinden sich bei TQ auch proprietäre Formfaktoren im Angebot. Beispielsweise gibt un sere Modulfamilie TQMa95xxSA/LA Kunden die Wahlmög lichkeit zwischen Smarc und einer verlötbaren, propietären Version – und das bei entsprechender Softwarekompatibilität. Unsere Module adressieren zudem das Thema KI durch ent sprechende Beschleunigereinheiten, die vorintegriert in der CPU oder als zusätzliche NPU oder GPU verfügbar sind. Die Gewährleistung sicherer Datenverarbeitung lässt sich so wohl durch prozessorintegrierte Sicherheitsfunktionen als auch durch zusätzliche Security-Chips, die Trusted Platform Modules (TPM), sicherstellen. Diese finden gleichermaßen in unseren x86- und Arm-Modulen Einsatz.
Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf Edge Computing werfen. Wo liegen hier die Herausforderungen und wie unterstützen Sie Ihre Kunden bei diesem Thema mit Lösungen?
S. Kölbl: Edge Computing ist wirklich ein spannendes Thema, denn hier gilt es, zum Teil recht widersprüchliche Anforderungen unter einen Hut zu bringen. Da wäre zum einen die Frage, welche Daten vor Ort verarbeitet werden müssen und welche nach „oben“ weiterzuleiten sind – natürlich entsprechend den gesetzlichen Datenschutzauflagen und mit zuverlässigen Übertragungstechniken. Das Equipment muss auch in der Anlage untergebracht werden, was besonders bei Nachrüstungen ein Problem darstellen kann. Jede Edge-Anwendung hat also ihren eigenen Mix an Herausforderungen – eine „One size f its all“-Lösung kann es nicht geben. Wir unterstützen daher unsere Kunden mit einer breiten Produktpalette, die langfristig verfügbar ist – also von einem Einlötmodul mit Abmessungen von 31 mm × 31 mm bis hin zum vollintegrierten Box-PC. Zusätzlich können wir den Kunden noch das ganze E²MS-Dienstleistungsspektrum der TQ-Group anbieten.
Um Daten an der Edge zu rechnen, ist eine nicht unerhebliche Rechenpower erforderlich. Wie sieht Ihr Lösungsangebot dahingehend aus?
S. Kölbl: Gibt es sehr hohe Rechenanforderungen, dann sind Intel-Prozessoren, wie sie auf unserem bereits erwähnten TQMxCU1-HPCM zum Einsatz kommen, für viele Kunden die erste Wahl. Wird in die Softwareoptimierung investiert, dann sind auch „kleinere“ Prozessoren und Architekturen nutzbar, da diese auch über durchaus performante Beschleunigereinheiten, wie GPU und NPU, verfügen. Hier punkten die applikationsorientierten ARM-Prozessoren von NXP, Texas Instruments und Renesas, die wir auf zahlreichen Modulen einsetzen. Sie stellen einen Mix aus spezialisierter Rechenpower für spezifische Herausforderungen zur Verfügung.
TQ kommt klassisch aus dem Hardwarebereich. Wo beginnt und wo endet Ihr Softwareangebot?
S. Kölbl: Unser Angebot beginnt mit unseren Board Support Packages (BSP) und Betriebssystemanpassungen für unsere Embedded-Baugruppen. Darin fließen auch die Expertisen unserer Halbleiteranbieter ein, um effiziente Treiber und Entwicklungs-Tools für die vorher angesprochenen Beschleunigereinheiten bereitzustellen. Zusätzlich können wir im Bereich KI sowohl Entwicklungsdienstleistungen für Software durch unsere KI-Experten anbieten als auch komplett kundenspezifische Programmierungen.
Wie decken Sie den Security-Aspekt, der bis hin zur IEC 62443-Zertifizierung reichen kann, ab?
S. Kölbl: Security hat spätestens mit dem Anlegen der Betriebsspannung zu beginnen. Daher nutzen wir das Potenzial der modernen Prozessoren voll aus und bieten Funktionen wie Secure Boot an. Die Halbleiterhersteller haben hier in den letzten Jahren erhebliche Investitionen geleistet und die Kette der Sicherheitsmaßnahmen weiter gestärkt. Je nach Architektur gibt es auch die Möglichkeit einer Intrusion Detection. Dazu zählt etwa, das Öffnen des Gehäuses zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Optional bieten wir auch ein Secure Element auf unseren Modulen an, um das Sicherheitsniveau weiter zu erhöhen.
Energieeinsparung ist auch im Embedded-Bereich ein wichtiges Thema. Inwieweit fragen Ihre Kunden dieses proaktiv bei Ihnen nach und wie lautet Ihre dahingehende Strategie bzw. Ihr Lösungsangebot?
S. Kölbl: Der Leistungsverbrauch von Embedded-Baugruppen ist schon lange ein Thema für unsere Kunden, denn jedes Watt zählt mindestens doppelt. Neben der reinen Stromaufnahme, die je nach Applikation eine Akkulaufzeit beeinflusst, ist die Entwärmung bzw. Kühlung ein weiterer Aspekt, der sich erheblich auf das Systemdesign bis hin zur Montage auswirkt. Wir setzen daher auf Low-Power-Prozessoren bzw. Low-Power-Varianten, um schon möglichst früh das Design einfacher halten zu können. Wir bieten auch optimierte Kühlkonzepte für unsere Baugruppen an, damit unsere Kunden weniger Aufwand bei der thermischen Integration haben.