Embedded Systems in the EU and HU Péter Hanák John von Neumann Computer Society (NJSZT) Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
1
Péter Hanák, NJSZT
Alcatel Thomson ADSLmodem
March 2003, Göd, Hungary Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
2
Péter Hanák, NJSZT
ZTE ZXDSL ADSL-modem
April 2006, Göd, Hungary
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
3
Péter Hanák, NJSZT
ZTE ZXDSL ADSL-modem
Embedded Linux
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
4
Péter Hanák, NJSZT
ZTE: in Shenzhen since1985
China's largest telecoms manufacturer ● USD 4.1 billion USD (RMB 34 billion) in 2004 ●
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
5
Péter Hanák, NJSZT
Embedded Systems (ES) • Embedded systems are processor-controlled, programmed devices or systems composed of such devices that – are able to autonomously monitor their physical / chemical / biological environment, and – influence it via attenuators, moreover – are highly reliable and dependable.
Wired / wireless communication! Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
6
Péter Hanák, NJSZT
Ambient Systems Ambient systems are embedded systems that • as part of the human environment (at home or at the workplace) • (primarily) serve our everyday life and improve our quality of life. One of the most important application areas of ambient systems is Ambient Assisted Living (AAL) Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
7
Péter Hanák, NJSZT
Trends in ES Study of Worldwide Trends and R&D Programmes in Embedded Systems (FAST&TUM) In 2005, for the Embedded Systems Unit of the European Commission (pp 280, pdf) http://cordis.europa.eu/ist/embedded/facts_figures.htm Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
8
Péter Hanák, NJSZT
From the FAST&TUM study • • • • • • •
90% of HW, 98% of CPUs is in ES already now ES market is 100 times larger than PC market Value of ES market will be EUR 71 billion by 2009 There will be 40+ billion ES devices by 2020 Market leader in general IT is the US, in ES the EU ES is the key for several industries (examples later) China is the #1 competitor: huge internal market, cheap workforce, many excellent scientists • Joint ES programme is needed in the EU! Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
9
Péter Hanák, NJSZT
From the FAST&TUM study
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
10
Péter Hanák, NJSZT
From the FAST&TUM study
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
11
Péter Hanák, NJSZT
From the FAST&TUM study
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
12
Péter Hanák, NJSZT
Operating systems for ES
Source: CORDIS Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
13
Péter Hanák, NJSZT
Open source & Linux for ES
Source: CORDIS
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
14
Péter Hanák, NJSZT
Trends and obstacles in ES
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
15
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6 Source: Slides of K. Glinos, EC, at the ARTEMIS Conference, May 2006, Graz, AT
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
16
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
17
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
18
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
19
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
20
Péter Hanák, NJSZT
ES in EU FP6, with Hungarian participation • DECOS: Dept. for Measurement and Information Systems, Budapest University of Technology and Economics (BME MIT) • RUNES: Ericsson Hungary • MORE: Applied Logic Laboratory + Healthcare Centre, University of Debrecen • SPEEDS: Knorr-Bremse Hungary • COSINE: Nat. Office for Research and Tech. • Grant: approx. EUR 1 (one) million • Newest: EMERGE – Bay Zoltán Foundation Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
21
Péter Hanák, NJSZT
DECOS and RUNES • DECOS: Dependable Embedded Components and Systems Hungarian partner: BME MIT (A. Pataricza) • RUNES: Reconfigurable Ubiquitous Networked Embedded Systems Hungarian partner: ERICSSON (Z. Theisz)
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
22
Péter Hanák, NJSZT
New initiatives for European cooperation • Joint Technology Initiative in the area of Embedded Systems (Art. 171, by industry) – elaboration of strategies, roadmaps, development platforms, standards, middleware, training & education etc. • Joint Programme in Ambient Assisted Living (Art. 169, by EU member states) – assisting ICT solutions for elderly, handicapped & others needing (home)care • NKTH/Hungary committed itself to join both Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
23
Péter Hanák, NJSZT
ARTEMIS Technology Platform
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
24
Péter Hanák, NJSZT
Objectives of ARTEMIS • Strategic Research Agenda (SRA) – Short published version in March 2006
• Joint Technology Initiative in the area of Embedded Systems (JTI ES) – From 2007 to 2013, parallel to FP7, to stimulate and harmonise national R&D programmes in the area of ES – Participants: partner countries (subset of MSs + ASs) + European Commission + ARTEMISIA (Industrial Assoc.) – Commitments (May 2006): BE (Flandria), CZ, DE, ES, FR, FI, HU, IL, IT, NL, SE, SI, SK – Total amount of commitments from tha partner states (May 2006): € 95 M Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
25
Péter Hanák, NJSZT
ARTEMIS Strategic Research Agenda
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
26
Péter Hanák, NJSZT
Artemis: 4 large application areas
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
27
Péter Hanák, NJSZT
Nanoelectronics: a related JTI in ICT
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
28
Péter Hanák, NJSZT
Embedded Systems JTI
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
29
Péter Hanák, NJSZT
ES JTI
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
30
Péter Hanák, NJSZT
What is AAL169? • Article 169 of the EC treaty: the EC may support a member state driven initiative on RTD • AAL169 may start in 2007 as a new multinational and multiannual research and innovation funding programme (if, in a co-decision procedure, the Council and the EU Parliament approves it)
• Budget scenario: 25% AAL partner states, 25% EC, 50% applicants Total volume: 700 Mio € / 7 years Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
31
Péter Hanák, NJSZT
Vision of AAL169 Ambient Assisted Living (AAL) aims at helping people to live in a decent way in their own home environment and ensuring their well-being by - increasing autonomy and self-confidence, - discharging monotonous everyday activities, - extending the time for the independent living of elderly, handicapped or ill people, - monitoring and nursing for elderly or ill persons, - enhancing security. Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
32
Péter Hanák, NJSZT
Vision of AAL169 Ambient Assisted Living aims additionally at saving resources by supplementing institutionalised health and long-term care with telecare and home care. This fully coincides with the wish of elderly and handicapped people for independent living. An ambient setting consists of objects aware of other objects and humans in their surroundings. Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
33
Péter Hanák, NJSZT
Ambient Assisted Living
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
34
Péter Hanák, NJSZT
AAL – a counterexample
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
35
Péter Hanák, NJSZT
Hungarian commitments
AA LJ P
ES JTI
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
36
Péter Hanák, NJSZT
Two initiatives in Hungary • Working Party for Innovative Embedded and Ambient Systems, NJSZT (BeAM-IM) – A national technology platform – Home page: http://www.beam-im.hu – Mailing list: [email protected]
• EVITA programme proposal (under the 2nd National Development Plan) – A national ambient assisted living programme
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
37
Péter Hanák, NJSZT
Home page of BeAm-IM
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
38
Péter Hanák, NJSZT
Examples for ES partners in HU • • • • • • • • • • • • •
Innomed Co. (medical equipment manufacturer) Meditech Co. (medical equipment manufacturer) Hexium Technical Development Co. Applied Logic Laboratory (AAL) Gamma Digital Ltd., Gamma Analcont Ltd. Computer and Automation Research Institute Bay Zoltán Applied Research Foundation Budapest University of Technology and Economics Budapest Tech Polytechnical Institution Eötvös Loránd University, Budapest University of Szeged University of Pannonia, Veszprém University of Miskolc
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
39
Péter Hanák, NJSZT
Thank you for your attention.
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
40
Péter Hanák, NJSZT
Zebrák Kenyában ... Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
Intelligens óvoda 41
Motor menedzsment
Behatolás detektálás Gleccserek vizsgálata Norvégiában
Intelligens farm
Az érzékelő és az információs technológia szimbiózisa: Érzékelő hálózatok
Péter Hanák, NJSZT
Érzékelő hálózatok ... Crossbow Technology, Inc.
4 cm
Cubix Stack (side view)
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
42
Cubix: Wireless Embedded Péter Hanák, NJSZT LabVIEW Node
Oktatási programok … ARTIST Advanced Real-Time Systems (IST-2001-34820): Guidelines for a Graduate Curriculum on Embedded Software and Systems (p.93) (http://www.artist-embedded.org) Főbb témakörök: - Szabályozástechnika és jelfeldolgozás - Számításelmélet - Valós idejű rendszerek - Elosztott rendszerek - Optimalizálás és kiértékelés/tesztelés - Rendszerarchitektúra és rendszertervezés Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
43
Péter Hanák, NJSZT
Oktatási programok… Beágyazott Információs Rendszerek (főszakirány a villamosmérnöki képzésben) 2000 februárja óta, a 6. szemeszterrel kezdődően, kimérete: 88 kredit pont a 300-ból ~30% - 10 kötelező tárgy: előadás & labor, - kétféléves önálló labor, - és a diplomatervezés. 2005 tavasza óta mitmót alapú fejlesztési feladatok, hardver-szoftver együttes tervezés, ...
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
44
Péter Hanák, NJSZT
Oktatási programok … Szenzorhálózatok szoftver technológiája, kooperatív jelfeldolgozás elosztott rendszerekben
Szoftver-hardver platform a beágyazott rendszerek oktatásában Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
45
Péter Hanák, NJSZT
A moduláris mitmót építőelemei 1.
8 bites processzorkártya
32 bite processzorkártya
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
46
Egyszerű perifériakártya
Péter Hanák, NJSZT
A moduláris mitmót építőelemei 2.
433 MHz-es rádiós modul
Powerline modul
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
Univerzális soros modul
Fejlesztés PC-ről Péter Hanák, A kész 47 NJSZT alkalmazás
Oktatási programok … LabVIEW Embedded Development Module:
0 32
BUFFER
#include <stdio.h> gets(BUFFER); BUFFER
"SEGM"
4
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
48
100 SEGM:
10
Péter Hanák, NJSZT
Rendelkezésre álló beágyazott rendszerek
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
49
Péter Hanák, NJSZT
Rendelkezésre álló együttműködési technológiák - kommunikáció Bluetooth
WiFi (IEEE 802.11a, b, g, p)
Zigbee (IEEE 802.15)
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
50
Péter Hanák, NJSZT
Rendelkezésre álló együttműködési technológiák - adatintegráció a) e-Health szabványok (MSZE22800-1..-6) szenzorok adatainak ábrázolásáról nem beszél; b) SCP-ECG (MSZ EN 1064:2005) holter és eseményrekorder adatainak tárolására nem célszerű, mert csatornánként rendezve tárol;
c) DICOM Sup.30: hullámformák ábrázolása megoldott de rendkívül bonyolult a szabvány, és a tömörítés hiánya miatt holter és eseményrekorder adatok tárolására nem célszerű;
d) Medical Device Data Language (IEEE 1073 szabványcsalád); e) VITAL (CEN/TC251: ENV13734 + ENV PT40); f) HL7v3 ... Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
51
Péter Hanák, NJSZT
Kapható eszközök: Meditech monitorok Ambuláns vérnyomás-, EKG- és kombinált monitorok: pl: card(X)plore ambuláns vérnyomás-, holter- és mozgásmennyiség monitor.
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
52
Péter Hanák, NJSZT
Legutóbbi eredmények a Meditechnél Bluetooth kommunikáció a mérőeszközeinkben : CardioBlue: EKG eseményrekorder, card(X)plore: ambuláns vérnyomás-, holter- és mozgás monitor.
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
53
Péter Hanák, NJSZT
Jelenlegi fejlesztések a Meditechnél Felhasználói program bluetooth kommunikációra képes eszközök kezelésére (JAVA és WindowsMobile2003 verziók)
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
54
Péter Hanák, NJSZT
Pro_NMS Workshop, 4 December 2006, Budapest
55
Péter Hanák, NJSZT
