Multicores, FPGA s en seriële verbindingen

Nieuws Miortech richt vizier op billboards

Analyse Nationaal pact zet techniek in het zonnetje

5

Maandelijks magazine voor de hightechindustrie // 31 mei - 28 juni 2013 // www.bits-chips.nl

Trends in embedded computers

Multicores, FPGA’s en seriële verbindingen

7 en Pa g i n a 6e r v e rd

Learn, create and make it work!

OPEN HUIS!

Nieuwsgierig naar jouw carrièremogelijkheden binnen CIMSOLUTIONS?

CIMSOLUTIONS Weekend

VIANEN: vrijdag 7 juni, 8.00 - 19.00 uur & zaterdag 8 juni, 10.00 - 17.00 uur Wij houden OPEN HUIS in ons hoofdkantoor in Vianen en je bent van harte welkom! De kans om samen te onderzoeken wat voor jou de mogelijkheden zijn. Tijdens het OPEN HUIS presenteren onze specialisten de best practices op het gebied van Kennismanagement, Prince2, DSDM, RUP, Agile/Scrum, Lean, CMMi, UML, TMAP, Microsoft, Java/J2EE, Oracle, Internet en Embedded. In de projectkamers kun je door ons ontwikkelde state-of-the-art applicaties en systemen bekijken. Je proeft de sfeer en ontmoet onze medewerkers, die graag vertellen over hun ervaringen binnen CIMSOLUTIONS. Lunch en drankjes staan de gehele dag voor je klaar. Wij nodigen ambitieuze professionals en starters uit met een voorliefde voor ICT, die klantgericht zijn en zowel zelfstandig als in teamverband goed functioneren. Tevens ben je communicatief en sociaal vaardig en blink je uit in kwaliteit en professionaliteit en beschik je over een HBO- of Universitair diploma. CIMSOLUTIONS is een TOP ICT-Dienstverlener op het gebied van administratieve en industriële automatisering, opererend vanuit onze vestigingen in Amsterdam, Best, Deventer, Groningen, Rotterdam, Vianen en Dhaka (Bangladesh). We zijn ISO gecertificeerd en dit jaar door CRF voor de 6e keer als ‘Top Employer ICT’ beoordeeld. Onze klanten zijn internationale bedrijven en overheden

waar technologie en innovatie hoog in het vaandel staan. Onze uitdaging is om onze klanten succesvol te laten zijn in hun projecten en doelstellingen. Daarvoor leveren wij als onafhankelijke ICT dienstverlener met circa 250 professionals hoogwaardige expertise in de volle breedte van het ICT werkveld, al sinds 1992. Bezoek voor meer informatie onze website www.cimsolutions.nl. Interesse? Als je langs wilt komen bij ons OPEN HUIS, meld je dan per telefoon 0347-368100 of per email [email protected] aan en stuur bij voorkeur je sollicitatiebrief met CV mee. Indien je niet in staat bent om langs te komen en toch geïnteresseerd bent in een functie bij CIMSOLUTIONS, stuur dan je sollicitatiebrief met CV naar [email protected]. Voor meer informatie over ons OPEN HUIS, over onze vacatures en over CIMSOLUTIONS, zie onze website www.cimsolutions.nl en/of bel met Jos Peek of Djurre van Gulik, telefoon 0347-368100 tot 21.00 uur. Vianen | Best | Deventer | Rotterdam | Amsterdam | Groningen | Dhaka CIMSOLUTIONS B.V. | Havenweg 24, 4131 NM Vianen | Postbus 183, 4130 ED Vianen | The Netherlands Phone: (+31) 347-368100 | Fax: (+31) 347-373777 | E-mail: [email protected] | Internet: www.cimsolutions.nl 130562_cim_182x263.indd 1

07-05-13 13:21

Opinie Redactioneel

Techniekpact

E

Paul van Gerven is redacteur van Bits&Chips.

en anekdote, opgeduikeld van onderwijswebsite Scienceguide: een basisschoolklas was op bezoek bij Mesa+ in Twente. De kinderen waren nogal rumoerig, waarop de juffrouw dreigde: ‘Als jullie nu niet rustig zijn, komen jullie voor straf hier te werken.’ Met alle respect voor iemand die de hele dag zo’n verzameling springveren in de hand moet houden, zo’n houding is natuurlijk stuitend. Jonge kinderen hebben bij uitstek een natuurlijke nieuwsgierigheid, een gevoel van verwondering. Dat moet worden gestimuleerd en gecultiveerd, voordat de kinders alle aandacht verleggen naar hun sociale status en het tot wanhoop drijven van hun ouders. Een juf die met de hakken over de sloot haar rekentoetsen heeft gehaald, is daar niet de aangewezen persoon voor. De introductie van wetenschap- en technieklessen op het basisonderwijs en meer aandacht voor technische vorming op lerarenopleidingen, zoals vastgelegd in het onlangs gepresenteerde Techniekpact (zie pagina 16), zijn daarom uitstekende maatregelen. En zo zijn er meer opgenomen: zij-instromers het leven makkelijker maken, stageplaatsen regelen, studiebeurzen, en het kabinet gaat zelfs onderzoeken of de voorwaarden van het nieuwe sociaal leenstelsel versoepeld kunnen worden voor bètastudies. Voor mij schuilt de ware kracht van het pact echter niet zozeer in specifieke maatregelen, maar in erkenning en verdeling van verantwoordelijkheden. De Tilburgse arbeidseconoom Ronald Dekker, die onderzoek heeft gedaan naar schaarste op de arbeidsmarkt, wijst er verderop in dit blad op dat nogal wat bedrijven er een handje van hebben hun personeelsproblematiek op de overheid en het onderwijs af te schuiven. Zij staan met de handen in de zakken te klagen. Zuurpruimen zouden het Techniekpact daarom kunnen beoordelen als een exponent van deze mentaliteit. Bedrijven stoppen wat geld in een potje om een bijdrage van de overheid uit te lokken, beloven met gekruiste vingers achter de rug stageplaatsen, doneren een paar oude machines aan een school en hopen er verder het beste van.

Je kunt in het pact echter net zo goed een positieve eerste aanzet zien, het begin van een koerswijziging. Zeker, de laatste jaren hebben politiek en maatschappij techniek, onderzoek en innovatie uit het oog verloren: media berichten er nauwelijks over, scholieren kiezen er minder vaak voor en op onderzoek kun je gerust bezuinigen. Maar techniek, onderzoek en innovatie hebben evengoed de politiek en maatschappij uit het oog verloren, en met het Techniekpact erkennen alle actoren – óók het bedrijfsleven – dat het een langdurige, zo niet permanente inspanning vereist om de tech-

Een suggestie: investeer in gemotiveerde zij-instromers niek terug in het hart van de samenleving te krijgen. Stageplaatsen garanderen is dan weliswaar een bescheiden offer, maar het is in ieder geval wat. FME-voorzitter Ineke Dezentjé Hamming-Bluemink betitelde het pakket maatregelen als een ‘doe-agenda’, en haar achterban zou dat volgens mij moeten zien als aansporing om niet alleen naar de letter maar vooral ook naar de geest van het pact in actie te komen. Mogelijkheden genoeg: leid een schoolklas rond, leen enthousiaste techneuten uit aan voorlichtingsinitiatieven, doe een project met het hbo en zoek de media op. En als ik een suggestie mag doen om ergens te beginnen: investeer in gemotiveerde zij-instromers. De horizon van het Techniekpact ligt met 2020 simpelweg te ver in de toekomst om nog voor de onvermijdelijke economische opleving een verschil te maken. Er dreigt daarom nog steeds heel veel groeipotentieel onbenut te blijven. Dat kunnen we toch niet laten gebeuren?

5|3

Inhoud Deze keer in Bits&Chips

11

16

Nieuws

Nieuws

Miortech stapt in signage

Techniekpact is eerste stap

Philips-spin-off Miortech ziet een nieuwe kans voor zijn electrowetting-technologie: billboards.

batterij 20 Deis eenmemristor Nieuws

7 8 11 16 20 22 22

In 140 woorden Overzicht Miortech stapt in signage Techniekpact is eerste stap De memristor is een batterij Moleculen bespieden op de werkbank Spooklicht levert 3D-beelden op

Opinie

3 13 17 21 23 29 55

4|

Techniekpact – Paul van Gerven Airbus voor chips – Luc Van den hove De menselijke factor – Derk-Jan de Grood DSL light in Python – Jeroen Bouwens De headhunter – Anton van Rossum De communicatietrainer – Jaco Friedrich ASML, rip, mod, make – Joost Backus

5

Het bejubelde Techniekpact is geen panacee voor het dreigende personeelstekort in de technische industrie.

Spooklicht levert 22 3D-beelden op

24 Virtual-realitysystemen lossen beloften eindelijk in

Tech-kiek

18 Draadloos

Achtergrond

24 Virtual-realitysystemen lossen beloften eindelijk in

En verder

56 57 62 65

Trainingen Events Wegwijzer Colofon

Thema Embedded computers

32

40

Nieuws

Achtergrond

In zijn nieuwe Medusa-module combineert ACQ Inducom een 24-core processor met een gebruikersprogrammeerbare FPGA.

Altera heeft bij zijn nieuwe FPGA-Socs de hulp gezocht van Arm om de debugmethodes van de twee deelsystemen te combineren.

24-koppig monster uit Oss lust big data rauw

Debuggen van een gecombineerde wereld

vijf gigabyte per Stroomverbruik meten Ook professionele markt zwicht 38 Met 44 50 seconde over de backplane in de debugger voor aanraaktechnologie Nieuws

32 24-koppig monster uit Oss lust big data rauw

Achtergrond

36 SGet brengt standaardisatie embedded technologie in hogere versnelling 38 Met vijf gigabyte per seconde over de backplane 40 Debuggen van een gecombineerde wereld 44 Stroomverbruik meten in de debugger 48 De zin en onzin van partities op flash-SSD’s 50 Ook professionele markt zwicht voor aanraaktechnologie 52 De embedded-stamboom van Microsoft

Bits&Chips Hardware Conference

68 69 70 72 86

Welkom Plattegrond Programma Lezingen Standhouders

5|5

How do you reposition a wafer, nanometer accurately, every 50 μs? Join ASML as a Software Engineer and help to push the boundaries of what’s possible. At ASML we bring together the most creative minds in physics, electronics, mechatronics, computer science, software and precision engineering to develop lithography machines that are key to producing cheaper, faster, more energy-efficient microchips. Our machines need to image billions of structures in a few seconds with an accuracy of a few silicon atoms. But our customers constantly need faster machines. And they constantly need to make smaller, more energy-efficient chips. That’s why we have developed a revolutionary wafer-repositioning system. But we were only able to do this by using an extremely diverse set of software languages and tools – harnessed by an equally diverse and talented team of Software Engineers. If you’re a team-oriented Software Engineer who sees a challenge in complex technical problems, expert in programming and modeling for critical real-time applications and capable of working to demanding deadlines, you’ll find working at ASML a highly rewarding experience. Per employee we’re one of Europe’s largest private investors in R&D, giving you the freedom to experiment and a culture that will let you get things done.

www.asml.com/careers /ASML

@ASMLcompany

Analyse In 140 woorden R&D

Nederlandse bedrijven investeren meer in onderzoek Het blijft maar kwakkelweer in de Nederlandse industrie. De bekendste indicator – de inkopersmanagersindex – verbeterde zich weliswaar in april, maar staat nog altijd op standje krimp. Ook de export stabiliseerde na negen maanden groei, waarmee de industriële motor dus stationair is gaan draaien. Iedereen wacht op ieder-

Halfgeleiders

Taboe op 13-nanometerchips? Al sinds 90 nanometer hebben chipmakers de gatelengte losgelaten als aanduiding voor productgeneraties, maar het wordt er onderhand niet overzichtelijker op. Intel stapte van 32 naar 22 nanometer en dendert daarna door naar 14 nanometer, maar TSMC gaat van 28 via 20 naar 16 nanometer. Betekenen die getallen nog iets? Met fysieke dimensies hebben ze nog slechts indirect iets te maken. De meest gebruikte, maar niet universele, aanduiding schijnt te worden berekend door het oppervlak van een SRam-cel met zes transistoren, gemaakt in het betreffende proces, te delen door een knooppuntsonafhankelijke con-

stante. Maar ja, daar komt een enkele keer wel eens een vervelend getal uit. Zo schijnt TSMC voor 16 nanometer te hebben geopteerd omdat 14 een Chinees ongeluksgetal is. Zou Intel een 13-nanometerproces hebben aangedurfd? PvG Zonnecellen

Duivels PV-dilemma Laten we wel zijn, de leges die de Europese Commissie wil heffen op Chinese zonnecellen zijn terecht: Chinese PV-bedrijven kregen overheidssteun en gebruikten die om hun Europese concurrenten uit de markt te prijzen. Niet voor niets gingen de VS Europa voor met een heffing. Maar dat maakt het nog geen verstandige maatregel. Er valt veel voor te zeggen om de prijs van zonneenergie laag te houden, en de installatiebranche is net als de machinebouwsector een belangrijke economische activiteit. Ongeveer zeventig procent van de waarde in de Europese PV-keten wordt in Europa zelf gecreëerd, beweert brancheorganisatie Epia.

R&D-uitgaven van Nederlandse hightechbedrijven, in miljoen euro

Neem daarbij dat Europa toch al aan belang inboet als afzetmarkt en dat de grotere spelers hun productie zullen outsourcen om de heffingen te ontlopen, en de ingreep van de EC lijkt een handelsconflict met dé groeiregio van de wereld niet waard. PvG

Positie in Bedrijf R&D-top 30

2012 2011

1

Philips

744

698

2

ASML

619

576

6

NXP

210

193

Displays

8

Océ

144

149

Wachten op de heilige graal van het e-papier Van E Ink, de Amerikaanse maker van ‘elektronische inkt’, komt de mededeling dat het binnenkort ’s werelds eerste flexibele display in productie neemt. Het gaat om een 13,3 inch scherm dat half zo veel weegt als het equivalent op glas. De tft-aansturing op het plastic substraat is ontwikkeld door Sony, dat ook als eerste een e-reader zal ontwikkelen op basis van de nieuwe Mobius-schermtechnologie. Is dan eindelijk de heilige graal van het elektronische papier in zicht? Een scherm dunner dan het gemiddelde papieren tijdschrift, maar wel ongeveer even groot? Nee natuurlijk, want alle andere componenten die daarvoor nodig zijn, kunnen voor zover bekend nog niet in flexibele vorm worden gegoten. Het wordt

9

Daf

140

143

12

Thales

69

68

13

VDL Groep

62

60

16

Fokker

45

40

22

Vanderlande

24

21

25

Nedap

16

14

26

Priva

16

15

29

Demcon

12

8,5

dus waarschijnlijk een gewone e-reader, maar wat dunner en lichter. Heeft E Ink er even vergeten bij te vertellen zeker? PvG

De meeste bedrijven in de R&D-top 30 van Technisch Weekblad voerden hun onderzoeksuitgaven op.

een, aldus de vereniging van inkoopmanagers Nevi, die de index opstelt. Is er dan helemaal geen goed nieuws? Toch wel: de uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling zijn vorig jaar gestegen, blijkt uit de jaarlijkse Top 30 Bedrijfs-R&D van Technisch Weekblad. De meeste grote hightechspelers doen mee aan deze trend, zoals Philips (+7 procent), ASML (+7 procent), NXP (+9 procent) en VDL (+3 procent). Océ en Daf beknibbelden beide een paar procent. De budgetten van de publieke onderzoeksinstellingen bleven grosso modo gelijk, ondanks dat zij minder geld ophaalden bij het bedrijfsleven. PvG

5|7

Nieuws Overzicht Halfgeleiders

Automotive

Halfgeleidermachines

Axiom IC verder als Tomtom blijft inzetten op Applied weer de grootste onderdeel van Teledyne Dalsa losse navigatiekastjes Vorig jaar onttroonde ASML Applied Materials na bijna twinTeledyne Dalsa lijft Axiom IC in. Tomtom blijft geloven in losse tig jaar als grootste IC-machinebouwer, maar dit jaar grijpen de De vijf aandeelhouders van de navigatiekastjes. Tijdens het Amerikanen de titel alweer terug. Dat blijkt uit een inventarisaEnschedese fabless chipontwer- recentelijke Launch-event van tie van Gartner. Applied hoefde in 2012 slechts een neergang per hebben hun belang verkocht van 6 procent te slikken, terwijl ASML 28 procent inleverde. PvG /toptien aan het Canadese concern, dat al klant was bij de UT-spin-off. Positie Positie Bedrijf Omzet 2012 Verandering Axiom IC zet zijn huidige activi2012 2011 (miljoen dollar) (%) teiten gewoon voort, maar gaat 1 2 Applied Materials 5513 -6,2 meer werkzaamheden verrichten voor de nieuwe moeder. NR 2 1 ASML 4887 -28,0 /axiomic 3 3 Tokyo Electron 4219 -17,2 het bedrijf zei topman Harold 4 5 Lam Research 2835 22,5 Goddijn hier opnieuw op in te 5 4 KLA-Tencor 2464 -1,7 Microscopie zetten. Volgens de CEO keren 6 6 Dainippon Screen 1484 -18,0 consumenten de smartphone 7 9 Advantest 1423 22,5 Goed eerste kwartaal steeds meer de rug toe als navi8 11 Hitachi 1138 15,4 voor Fei gatieoplossing en heeft vier op 9 7 Nikon 1007 -27,0 Fei heeft het eerste kwartaal 221 de tien automobilisten nog geen 10 8 ASMI 965 -27,5 miljoen dollar omgezet. Dat is tomtommetje. PE twee procent meer dan een jaar /tomtom Totaal 37833 -16,1 geleden maar voor het eerst Bron: Gartner sinds vijf kwartalen minder, vier procent, dan de voorgaande Zonnecellen Halfgeleidermachines Monsterwinst ASMI dankzij driemaandelijkse periode. De verkoop deel ASM PT nettowinst kwam uit op 27 mil- VDL start bedrijf voor ‘Grote chipmaker’ schaft ASMI heeft in het eerste kwarjoen, een stijging van vier pro- geprinte elektronica De VDL Groep heeft een bedrijf wafersnijmachine Alsi aan taal 1,4 miljard euro verdiend cent jaar op jaar. PE /fei toegevoegd aan zijn toch al lan- Een van de grootste producen- aan de verkoop en herwaardege lijst van dochters: VDL Flow. ten van IC’s en discrete compo- ring van aandelen ASM PT. OpeHet nieuwe ETG-onderdeel nenten heeft een Ica 1204-wa- rationeel draaide de Almeerse Displays richt zich op productieapparamachinebouwer zoals verwacht tuur voor geprinte elektronica een matige drie maanden. De Amazon koopt Liquavista en zonnecellen. In het laatste omzet van het front-end daalde Amazon heeft Liquavista overge- toepassingsgebied is VDL Flow veertien procent kwartaal op nomen van Samsung. Dat heeft al bezig met een opdracht: een kwartaal, die van het back-end de Amerikaanse webshop be- geïntegreerde research- en pizeven procent. PvG /asmi vestigd tegenover diverse Ame- lotlijn voor Solliance. PvG rikaanse media. Over de deal, /vdlflow waarover al enige tijd geruchten Medisch de ronde deden, zijn verder geen

Elektronica

Philips presteert stabiel Jaar op jaar heeft Philips zijn omzet in het eerste kwartaal met één procent verhoogd naar details bekendgemaakt. Gadget- 5,3 miljard euro. De nettowinst websites speculeren dat Amazon pakte met 162 miljoen euro lager Liquavista’s electrowetting-tech- uit dan in dezelfde periode van nologie gaat gebruiken om e-rea- 2012. Toen fleurden eenmalige baten het resultaat echter op. PvG ders in kleur uit te brengen. PvG /liquavista /philips

Implementation-IQ-tooling voor medische uitvinders fersnijmachine van Alsi gekocht. beschikbaar De naam van het bedrijf heeft Implementation-IQ heeft zijn de Beuningse machinebouwer methodologie om medische inniet vrijgegeven. De nieuwe novaties voor te bereiden op klant gaat het dicing-systeem een praktijkuitvoering samen inzetten in zijn massaproduc- met partners ondergebracht in tielijn van dunne en zeer dunne het Healthcare Innovation Portal (Hip). Medische uitvinders discrete componenten. AP /alsi kunnen hier terecht voor bege-

De volledige artikelen zijn te vinden op www.bits-chips.nl/nr5 gevolgd door het label bij het betreffende stuk.

8|

5

Illustratie: Esa–ATG Medialab

Software

lanceerd. De kunstmaan heeft een sterke Belgische inbreng: hoofdaannemer was Qinetiq uit Kruibeke en de software komt van het Luikse Spacebel. De drie telescopen aan boord zijn ontwikkeld door OIP Sensor Systems (Oudenaarde), Amos (Luik) en Xenics (Leuven). PE /proba-v

Beveiliging Rusland en NXP ontwikkelen alles-in-een-smartcard Het Russische Alioth en NXP hebben een smartcard ontwikkeld voor zowel officiële identificatie als draadloze ovticketing en banktoepassingen. De Scone-kaart is gebaseerd op NXP’s SmartMX2-oplossing, die een microcontroller combineert met contactgebaseerde en NFCinterfaces. Voor betalingen is een Mastercard-toepassing geïmplementeerd, voor identificatie de door de Russische overheid voorgeschreven Gostcryptografie. PE /scone

Verum krijgt Amerikaans patent op ASD Het United States Patent and Trademark Office heeft octrooi verleend voor ASD. Verum zegt het patent onder meer te hebben gekregen vanwege de unieke benadering om formele wiskundige modellen te construeren waarmee softwaredesigns op compleetheid en nauwkeurigheid zijn te verifiëren. ASD was al gepatenteerd in Europa en Hongkong. NR /asd

Innovatie EC wil miljardenpot creëren voor innovatief mkb De Europese Commissie wil miljarden opzij leggen om technische start-ups en midden- en kleinbedrijven te financieren bij de ontwikkeling van nieuwe activiteiten. Het geld voor dit Cowin-initiatief moet deels komen uit de Horizon 2020-pot en deels van durfkapitalisten. Al meer dan twintig potentiële financiers hebben hun medewerking toegezegd. PvG /cowin

Meest geklikt 1

Halfgeleidermachines

ASML lijft deel XTreme in ASML neemt een groot deel van XTreme Technologies over nu het Japanse moederbedrijf van de EUVbronontwikkelaar, Ushio, zich terugtrekt op zijn thuisbasis. Het gaat om de negentig mensen die XTremes vier EUV-bronnen in het veld onderhouden. Onderzoek en ontwikkeling verhuizen naar Japan. PvG /asml Foto: Ushio

leiding van het productontwik- Beeldverwerking keltraject via consultancy en Implementation-IQ’s software. Agfa-Gevaert Daarnaast heeft het Hip banden terug in het rood Na het positieve resultaat in met investeerders. PE /hip het laatste kwartaal van 2012 schreef Agfa-Gevaert in K1 opnieuw rode cijfers. De omzet Ruimtevaart daalde jaar op jaar met vier procent naar 705 miljoen euro. Met ‘Belgische’ Proba-V-satelliet twaalf miljoen euro draaide het gelanceerd bedrijf uit Mortsel nog steeds Na enig uitstel vanwege slechte verlies, zij het minder dan weersomstandigheden is de twaalf maanden geleden. AP Proba-V-satelliet dan toch ge- /agfa

2

Halfgeleiders

NXP koopt Code Red NXP heeft Code Red overgenomen. De twee bedrijven werken al langer samen: de toolontwikkelaar maakt de LPCXPresso-IDE die NXP meelevert en heeft zijn business vooral ingericht om de producten van de nieuwe moeder. Met de acquisitie wil NXP de uitbreiding van zijn software-expertise een vliegende start geven. PE /codered

3 Halfgeleiders

Intel zet insider op kop Intel heeft Brian Krzanich aangewezen als opvolger van Paul Otellini. Er werd rekening mee gehouden dat de processormaker een outsider zou aantrekken om eindelijk te kunnen inbreken op de groeimarkt voor mobiele apparaten. Met de promotie van COO Krzanich heeft Intel echter toch weer een leider uit eigen gelederen. PvG /intel

4

Halfgeleiders

MCU’s: 8 bit kan écht niet meer In aantallen maken 16 bit microcontrollers vandaag de dag de dienst uit, in omzet gaat de toppositie naar de 32-bitters. Het traditionele 8- (en 4-)bitsegment groeit nog wel als gevolg van een stijging in de totale vraag, maar verliest steeds meer marktaandeel. Dat heeft marktonderzoeker IC Insights becijferd. PE /mcu

5

Halfgeleiders

Omzet en winst NXP groeien NXP noteerde in het eerste kwartaal een omzet van 1085 miljoen dollar, elf procent meer dan in dezelfde periode van 2012. Inclusief een eenmalige post steeg de nettowinst jaar op jaar van 57 naar 186 miljoen dollar, ofwel 226 procent. Identificatiechips waren de belangrijkste drijvende kracht achter de groei. PvG /nxp

5|9

Passie! Leef jij voor techniek? Leef jij voor techniek?

Als je verder wilt in de ict, denk je natuurlijk aan niets anders dan aan ICT Als je verder wilt in de ict, denk je natuurlijk aan niets anders dan aan ICT ICT in Automatisering is één de grootsteaan technische van Als je verder wilt de ict, denk jevan natuurlijk niets software andersontwikkelaars dan aan ICT Nederland en je kunt jeis voorstellen alleen al een garantie is voor een succesvolle ICT Automatisering één van dat de dat grootste technische software ontwikkelaars IT-carrière. Tel je de projecten, mooieal producten en plezier van Nederland en daar je is kunt voorstellen dat dattechnische alleen een garantie ishet voor een ICT Automatisering éénjeinnovatieve van de grootste software ontwikkelaars waarmee we voor onze klanten werken, bij op, dan geeft dat een goede basis voor succesvolle IT-carrière. Maar baan indat de dat IT gaat natuurlijk meerisdan alleen van Nederland en je kunt je een voorstellen alleen al een om garantie voor een een nieuwe carrière stap. Bij ICT vind je uitdaging in tal van technische omgevingen, groot bedrijf. Het Maar gaat vooral om in plezier je werk, fijneom collega’s en mooie succesvolle IT-carrière. een baan de IT in gaat natuurlijk meer dan alleen systemen en programmeertalen, zoals Android, Linux, Windows, Java, C, C++, Microsoft. uitdagingen. En daar doen dan ook mogelijke moeitefijne voor.collega’s Wij bieden jou de een groot bedrijf. Het gaatwevooral om alle plezier in je werk, en mooie Wij bieden jou de mogelijkheid om niet alleen software, maar ook jezelf te ontwikkelen. mogelijkheid En omdaar nietdoen alleenwe software, ook jezelfmoeite te ontwikkelen. uitdagingen. dan ook maar alle mogelijke voor. Wij bieden jou de mogelijkheid om niet alleen software, maar ook jezelf te ontwikkelen.

Kijk op werkenbijict.nl voor de mogelijkheden of neem contact op met Tjitske Hartman, telefoon 06 27 08 73 58 of 91 00 of [email protected]. Kijk040 op 266 werkenbijict.nl voor de mogelijkheden of neem contact op met Tjitske Hartman, telefoon 06 27 08 73 58 of 040 266 91 00 of [email protected].

Nieuws Displays

Miortech stapt in signage Philips-spin-off Miortech probeert al lange tijd door te breken in de automotivemarkt met zijn electrowetting-technologie, maar ziet nu een nieuwe kans: billboards. Pieter Edelman

M

iortech op de High Tech Campus gooit het roer om: niet zelfdimmende autospiegels maar digitale billboards moeten de melkkoe worden voor de electrowetting-technologie, althans in eerste instantie. ‘We werden eind vorig jaar benaderd door een aantal partijen, onder meer uit China, met de vraag of onze technologie niet interessant is voor signage’, vertelt Doeke Oostra, vicepresident business-development bij Miortech. ‘Dat is eigenlijk een sweet spot voor onze technologie. Voor een jonge onderneming is het zelfs geschikter dan automotive.’ Onder de naam Etulipa is het bedrijf nu bezig met de oprichting van een werkmaatschappij voor deze sector. Miortech werd in 2006 uit Philips uitgesponnen en ontwikkelt sindsdien electrowetting-toepassingen voor autospiegels. Het oorspronkelijke plan was om de technologie in te zetten voor zelfdimmende achteruitkijkspiegels, later kwam daar ook het idee bij om voertuiginformatie weer te geven. Tot nu toe heeft het bedrijf echter nog geen voet aan de grond gekregen in de terughoudende automotivesector. ‘Op dit moment hebben we samples bij een grote Duitse OEM. Die vindt onze technologie wel interessant, maar denkt dan misschien meer aan getinte ramen en zonnedaken’, aldus Oostra. De signage-wereld schakelt echter veel sneller. ‘Het is ook een adverteerdersmarkt, dus er zit vrij veel geld’, gaat Oostra verder. Momenteel worden digitale billboards gemaakt met leds, die een lage resolutie bieden en fel moeten schijnen om in vol zonlicht leesbaar te zijn. Electrowetting-displays zijn hier in het voordeel. De technologie is geba-

seerd op beeldpunten gevuld met een heldere vloeistof en een druppeltje donkere olie. De bodem van de pixel is waterafstotend, waardoor de olie zich normaal uitspreidt over het oppervlak. Wanneer er echter een elektrische spanning wordt aangebracht, drukt het water de olie op de pixelbodem opzij tot een klein druppeltje. Het beeldpunt wordt dus grotendeels transparant, waardoor invallend licht via een reflecterende achterwand kan worden teruggekaatst. Waar leddisplays net als een beeldscherm de juiste lichtkleuren moeten genereren, filteren electrowetting-displays dus net als gedrukte foto’s golflengtes weg uit het terugkaatsende licht. In de volle zon komen ze dus uitstekend tot hun recht, en het energieverbruik ligt veel lager. Volgens Oostra kan de voor de autospiegels ontwikkelde technologie makkelijk worden aangepast voor deze nieuwe toepassing. ‘Het voordeel is dat we altijd voor de automotivemarkt hebben ontworpen. Daar zijn de eerste vragen altijd betrouwbaarheid en temperatuurbereik.’

Verboden Miortech wil met de nieuwe business aan het begin van de toeleverketen gaan zitten en zich concentreren op het leveren van displaypanels. Het bouwen van billboards laat het liever over aan systeemintegratoren. De productie moet lopen via kleine lcd-fabrikanten. Voor de nieuwe toepassing moet de technologie wel worden omgevormd tot een kleurendisplay. Daarvoor worden drie pixellagen op elkaar gelegd: cyaan, magenta en

geel. ‘Als je dat met e-readers, met hun kleine pixels, zou doen, krijg je snel te maken met hoekeffecten, dat kleuren ten opzichte van elkaar verschuiven. Maar in de signagemarkt zijn pixels veel groter en doet iedereen juist een paar stappen naar achter om onze displays te bekijken’, weet Oostra. Op dit moment heeft Miortech dit principe al klaar in een demonstrator met een enkele ‘pixel’. ‘Die is klein genoeg om in het vliegtuig mee te kunnen nemen en aan potentiële klanten, en belangrijker nog: aan hun klanten, te kunnen tonen’, licht Oostra toe. Zijn bedrijf is nog in gesprek met investeerders over de nieuwe tak. Binnen negen maanden denkt Miortech een demonstrator van een kleurenpanel klaar te hebben. Uiteindelijk mikt het op pixels van zo’n tien millimeter. ‘We kunnen individuele cellen aansturen, maar dat heeft niet zo veel zin bij een billboard. Tien millimeter is al een heel erg kleine pixel vergeleken met de led-billboards’, zegt Oostra. Ook wordt bewegend beeld mogelijk. Een belangrijke feature, hoewel dat iets anders zit dan bij conventionele schermen. De beoogde toepassing is namelijk om de billboards langs snelwegen te plaatsen en daar laat de regelgeving vaak geen video toe. Met electrowetting kunnen adverteerders echter wel advertenties wisselen, tot acht keer per minuut, wat een enorme extra omzet betekent. Adverteerders kunnen wat wetgeving betreft sowieso in hun handen knijpen met Miortech: led-billboards worden vanwege hun hoge energieverbruik nu soms verboden. De reflectieve versies kunnen daar voet aan de grond krijgen.

Door electrowetting-lagen op elkaar te stapelen, kunnen kleurendisplays worden gemaakt die geen backlight nodig hebben.

5 | 11

N IE U W

DESIGNSPARK PCB

NIEUWE

EVOLUTIE

IN PCB-ONTWERPSOFTWARE DESIGNSPARK PCB v5 Download en ontdek de nieuwe functies

www.designspark.com/pcb

MEDE MOGELIJK GEMAAKT DOOR

Opinie Onderzoek

Airbus voor chips

M

Luc Van den hove is CEO van Imec.

icro-elektronica en in toenemende mate nano-elektronica hebben in de voorbije decennia over de hele wereld de basis gevormd voor een ongeziene golf van innovatie. Innovatie die heeft geleid tot groei, maar ook – denk aan communicatie en gezondheidszorg – tot een hogere levenskwaliteit voor velen. Vandaag staan we aan het begin van een nog ingrijpendere golf van innovatie. We weten hoe we chips nog veel krachtiger en zuiniger kunnen maken, we leren de fascinerende eigenschappen van nieuwe materialen te gebruiken en we slagen er steeds beter in om de brug te slaan naar de biologie. Met wat we nu in onze labs zien ontstaan, ziet het ernaar uit dat nanotechnologie de technische oplossingen zal kunnen leveren voor de belangrijke maatschappelijke uitdagingen waar we voor staan, zoals een duurzame energievoorziening en de zorg voor een vergrijzende bevolking. Europa heeft de expertise om een belangrijke, zelfs leidende rol te spelen in die volgende golf van innovatie. We hebben hier een belangrijk deel van de bedrijven die essentiële toestellen maken voor de productie en het testen van chips. We hebben honderden kleinere ondernemingen gespecialiseerd in het ontwerpen en produceren van nanooplossingen voor de farmaceutische sector of de auto-, energie- of communicatie-industrie. En met Fraunhofer, Leti en Imec hebben we waarschijnlijk het beste en breedste onderzoek ter wereld. Maar om een vooraanstaande rol te spelen, hebben we een krachtige en effectieve motor nodig van onderzoek en ontwikkeling. Een motor die Europa competitief maakt op het vlak van nanotechnologische oplossingen én voor alle waardeketens die op nanotechnologie zullen bouwen. Denk daarbij aan de energie-, communicatie- en gezondheidssector, maar bijvoorbeeld ook aan de auto-industrie. Ik ben daarom alvast erg verheugd dat de Europese Commissie nano-elektronica heeft gekozen als een van de key enabling technologies (kerntechnologieën) die essentieel zijn voor de economische toekomst van Europa. Nu hebben we een stoutmoedige visie en ambitie nodig, en een plan om van nanotechnologie een Europese speerpunttechnologie te maken. Dat die ambitie er wel degelijk is, bleek ook uit de toespraak van eurocommissaris Neelie Kroes tijdens ons 2012 Imec Technology Forum in Brussel: ‘Is dit niet het

moment om al onze inspanningen en kennis in R&D samen te leggen, meer nog dan we dat vandaag doen? Moeten we niet werken aan een Airbus voor chips?’ We staan inderdaad zeer sterk in onderzoek. Maar we moeten onze R&D nog veel beter coördineren binnen Europa. En we moeten onze sterktes gebruiken als hefbomen om tot uitzonderlijke resultaten te komen. Niet langer tevreden zijn met het dupliceren van resultaten die elders al zijn behaald. Dat kan alleen als we het onder-

We moeten onze R&D nog veel beter coördineren binnen Europa zoek van de belangrijke R&D-centra verder integreren. En als we de beste brains van de wereld naar Europa halen. Zo’n inspanning, vergelijkbaar met het bouwen van de Airbus, zal de motor zijn voor innovatie in veel van de waardeketens die zo belangrijk zijn voor Europa, zoals farma en automotive. De basis van onze Airbus zullen de Ketpilotproductielijnen zijn. Deze zijn noodzakelijk als katalysator voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën. We hebben een 200-millimeterlijn van hoge kwaliteit nodig voor het more-than-Moore-onderzoek en een 300-millimeterlijn om aan de top de staan van het huidige scaling-onderzoek. Bovendien moet Europa ook de R&D-infrastructuur hebben waarmee het binnen vijf tot tien jaar aan de top wil staan. Dus we moeten ook 450 mm steunen. Er is echter meer nodig dan pilotlijnen. Er is de wil nodig om onze sterktes samen te voegen en om in één richting te werken. De Europese Commissie kan ons helpen, bijvoorbeeld met mechanismes om samenwerking te stimuleren over de grenzen heen. Europese financiering moet de lijm vormen om samenwerking tussen lidstaten te bevorderen. Bovendien, waar mogelijk, moet Europa op wereldschaal onderhandelen over staatssteun aan de chipindustrie, zodat we als Europese onderzoekers met gelijke wapens strijden.

5 | 13

Advertorial

Directeur Moynul Hossain: ‘Permanente crisis is geen crisis’

CIMSOLUTIONS ziet volop mogelijkheden voor groei Ondanks economisch zwaar weer heeft CIMSOLUTIONS in 2012 zoals gewoonlijk winst behaald. De leverancier van hoogwaardige ICT-diensten en -oplossingen werd daarnaast wederom uitgeroepen tot Top Employer ICT. Directeur Moynul Hossain ziet momenteel volop groeikansen voor zijn bedrijf. ‘Door de marktwaarde en inzetbaarheid van

B

onze medewerkers constant te verhogen, zijn wij onder alle marktomstandigheden succesvol.’

ij CIMSOLUTIONS geen salarisverlagingen of ontslagrondes, maar continu aandacht voor opleidingen, trainingen en certificeringen. Ook in moeilijkere tijden. ‘Natuurlijk hebben we naar kostenverlagingen gekeken, want die zijn op korte termijn effectief voor het bedrijfsresultaat’, knikt Moynul Hossain, directeur van dé ICT-dienstverlener op het gebied van administratieve en industriële automatisering. ‘Met lagere kosten waarborg je een gezonde balans tussen salarissen en tarieven. Daarom hebben we maatregelen genomen om onze medewerkers en leveranciers meer bewust te maken van de kosten en de mogelijkheden om onze omzet te verhogen. Het boekjaar 2012 hebben we daardoor kunnen afsluiten met een kleine winst, ondanks het feit dat dit het slechtste jaar was voor onze branche sinds het begin van de crisis in 2008.’ Hossain stelt dat een crisis die permanent lijkt te zijn eigenlijk geen crisis is. ‘Het lijkt erop dat de markt voorgoed is veranderd. We moeten ons er dus op instellen dat die veranderingen wellicht blijvend zijn. Onze uitdaging bestaat eruit ons aan te passen aan deze veranderingen. Daarom is het voor de langere termijn vooral belangrijk dat we de marktwaarde en inzetbaarheid van onze medewerkers voortdurend verhogen, ook in zogenoemde crisistijd. Wij doen dat onder meer via opleidingen, trainingen en certificeringen op basis van ons eigen kennismanagementsysteem.’ Hossain wil daarmee ook de aanhoudende concurrentie en grote druk op de tarieven pareren. Die druk wordt met name veroorzaakt door het stijgende aanbod van zzp’ers en het toenemende aantal concurrerende bedrijven met een over-

CEO David Plink van het CRF reikt de 2e prijs Top Employer ICT 2012/13 uit aan directeur Moynul Hossain van CIMSOLUTIONS. schot aan bankzitters. ‘Zij bieden steeds scherpere prijzen, onder meer door op de salarissen te beknibbelen. Dat laatste doen wij dus niet.’

Top Employer ICT

CIMSOLUTIONS heeft sowieso weinig bankzitters in huis. Het aantal aanvragen is door het commerciële succes flink toegenomen sinds begin 2013. ‘De leegloop hebben we onder controle; het aantal bankzitters is bij sommige

CIMSOLUTIONS kort • Opgericht in 1992 door directeur Moynul Hossain • Hoogwaardige technologische omgeving • ISO- en NEN4400-gecertificeerd • Werkt voor grote organisaties en regionale en internationale klanten • Zes Nederlandse vestigingen, één vestiging in Dhaka (Bangladesh), in 2014 een vestiging in het Duitse Ruhrgebied • 250 medewerkers

vestigingen zelfs lager dan gewenst gezien de leverplicht bij sommige klanten. We zien dus volop mogelijkheden om te groeien.’ Hossain vindt het daarom van groot belang dat zijn bedrijf huidige medewerkers kan behouden en voldoende nieuwe medewerkers weet te werven. Ook om die redenen besteedt CIMSOLUTIONS volop aandacht aan de ontwikkeling van iedere medewerker. Dat dit geen holle frase is, blijkt uit de verkiezing tot Top Employer ICT voor 2012/2013 door het CRF Institute. Deze internationale organisatie heeft een vergelijkende onderzoeksmethode ontwikkeld waarmee bedrijven beoordeeld en gecertificeerd kunnen worden op het gebied van human resources, leiderschap en strategie. CIMSOLUTIONS heeft dit keurmerk inmiddels voor de zesde keer behaald en staat op de tweede plaats in de top drie. De arbeidsvoorwaarden, training en ontwikkeling en het innovatiebeleid zijn als ‘uitstekend’ beoordeeld.

‘Deze positieve aspecten van onze bedrijfsvoering dragen in hoge mate bij aan onze medewerkertevredenheid en het gegeven dat mensen hier lang in dienst blijven’, aldus Hossain. ‘Daar streven we ook nadrukkelijk naar. Wij geloven in langetermijnrelaties, met onze medewerkers én onze opdrachtgevers.’ De toename van het aantal aanvragen stelt CIMSOLUTIONS voor de taak om nieuwe, goede medewerkers te vinden. De ICT-dienstverlener kijkt momenteel in heel Nederland rond naar passende kandidaten. Maar zelfs in een slechte markt met toenemende werkloosheid blijven de juiste mensen schaars. Hossain: ‘Die schaarste vormt momenteel het grootste obstakel voor de groei. We zoeken mensen met minimaal een afgeronde hbo-opleiding, bijvoorbeeld informatica, bedrijfsinformatica en technische informatica, wiskunde, natuurkunde en ook bedrijfskunde.’ In de Randstad en de rest van Nederland gaat het om functies op alle niveaus. Alleen rondom Eindhoven vragen klanten met name om junioren en medioren. ‘Onze opdrachtgevers in deze regio zijn voornamelijk productontwikkelaars. Zij hebben vooral belangstelling voor het inhuren van goedkope, liefst jonge mensen. Softwarearchitecten en projectmanagers nemen ze liever in vaste dienst. Dat is logisch, want deze mensen zijn onmisbaar voor hun productieproces. Het is dus een strategische beslissing om geen externe senioren in te zetten, afgezien van een enkele senior software-engineer of testengineer.’ Hossain ziet duidelijk een verschil ten opzichte van tien jaar geleden. ‘Het inhuurbeleid was toen hetzelfde, maar de arbeidsmarkt nog krapper. Daardoor leenden bedrijven destijds noodgedwongen ook in de regio Eindhoven senior functies in. Dat gebeurt nu dus niet meer.’ Medewerkers bij de vestiging in Best moeten daarom bereid zijn om te reizen. ‘In de Randstad en in de rest van Nederland kunnen we onze personeelsleden een carrièrepad bieden dat past bij een langdurige relatie en een vast dienstverband. Door de specifieke marktomstandigheden in ZuidNederland kunnen we in die regio eenvoudigweg geen werk garanderen op het hoogste niveau.’

Open huis

In 2013 houdt CIMSOLUTIONS in totaal veertien open huizen bij alle vestigingen: Vianen, Best, Deventer, Rotterdam, Amsterdam en Groningen. ‘Zo kunnen potentiële sollicitanten ons leren kennen op een prettige, informele manier. En wij hen natuurlijk. De gesprekken zijn kort en de bezoekers kunnen ook met onze medewerkers praten. Zo horen ze uit de eerste hand hoe wij werken.’ Niet alleen pas afgestudeerden zijn van harte welkom. ‘Wij hebben medewerkers in dienst die al zestig zijn en als programmamanager of projectmanager werken. Dus vijftigplussers kunnen prima bij ons aan de slag. De enige voorwaarde

CIMposium ‘Quick wins in crisistijd in de ICT’ CIMSOLUTIONS organiseert sinds jaar en dag voor zijn relaties Technical Meetings voor ICTonderwerpen en CIMposia voor managementonderwerpen. Het CIMposium op 16 april 2013 had als thema ‘Quick wins in crisistijd in de ICT’. Directeur Moynul Hossain verklaart: ‘Bij veel van onze relaties is besparing nog steeds aan de orde van de dag. In crisistijd is hun investeringsruimte beperkt en een korte terugverdientijd dus van vitaal belang. De quick wins zorgen ervoor dat onze klanten met geen of weinig investeringen aanzienlijke verbeteringen, kostenverlaging en efficiencyverhoging kunnen realiseren waarvan hun organisatie direct kan profiteren. Het thema past dus bij de tijd.’ Op het CIMposium presenteerden vijf sprekers van CIMSOLUTIONS voor elk onderdeel van de ICT-levenscyclus hun quick wins uit eigen ervaring: • quick wins in business- en informatieanalyse; • quick wins in programma- en projectmanagement; • quick wins in architectuur, infrastructuur, design en ontwikkeling; • quick wins in verificatie en test; • quick wins in beheer en operations. De organisatie, presentaties en de sfeer waren uitstekend. Daarbij was de opkomst goed en de reacties tijdens en na het CIMposium buitengewoon positief. Meer informatie: www.cimsolutions.nl

is dat je jezelf verder ontwikkelt en groeit richting projectmanagement of een technische richting zoals architect. Die laatste functie biedt tegenwoordig uitstekende carrièremogelijkheden. Zo kun je gecertificeerd worden als enterprise architect. Daar is zeker vraag naar, met name bij de overheid.’ Overheden vormen een groeiende groep klanten voor CIMSOLUTIONS. Met diverse gemeentes en provincies zijn onlangs raamcontracten afgesloten en bestaande raamcontracten werden gecontinueerd. ‘Daardoor ontstaat voor ons het luxeprobleem dat we extra hard moeten trekken aan de werving. Dankzij de aantrekkingskracht van de lokale vestigingen en ons keurmerk Top Employer ICT verwachten we steeds succesvoller te worden bij het rekruteren. Indien nodig en gewenst, kunnen we bovendien een behoefte aan extra capaciteit invullen door onze offshorevestiging in Dhaka, Bangladesh.’ Hossain wijst erop dat er behalve naar de technische richting of projectmanagement ook veel vraag is naar informatie- en businessana-

listen. ‘Dan richt je je meer op complete bedrijfsprocessen en automatisering en ga je ICT aanwenden om deze bedrijfsprocessen te ondersteunen en te optimaliseren. Voor de bijbehorende functies zoeken we ook mensen, met name bij onze klanten in de publieke sector. Die richten zich nu volop op de digitalisering en inrichting van het netwerk en de infrastructuur voor het nieuwe werken.’ Al met al verwacht Hossain dat de markt over niet al te lange tijd weer aantrekt. ‘Als onze klanten uit het bedrijfsleven gaan investeren zoals ze in het afgelopen kwartaal hebben gedaan, bereiden zij zich duidelijk voor op een toename in de vraag vanaf het derde kwartaal in 2013. De beste indicatie voor herstel is de afname van het aantal bankzitters bij ons en een toename van de aanvragen. Dat betekent dat we winst maken en dat geeft moed om door te gaan en om meer risico te nemen. Natuurlijk kunnen er nog bezuinigingen aan komen, maar dat kan ook betekenen dat er meer behoefte komt aan onze diensten. Ik denk dat het weer bergop gaat.’

Nieuws Arbeidsmarkt

Techniekpact is eerste stap De industrie heeft het Nationale Techniekpact 2020 met gejuich ontvangen, maar het is geen panacee voor het dreigende personeelstekort in de technische industrie. Paul van Gerven

‘E

en drama’, noemde minister Henk Kamp van Economische Zaken in Nieuwsuur de discrepantie tussen de oplopende werkloosheid in Nederland en de stijgende behoefte aan technisch personeel. ‘We hebben veel te lang te weinig aandacht besteed aan techniek, zowel in het basisonderwijs als op de vervolg- en lerarenopleidingen. Dat hebben we verkeerd laten

Het pact combineert maatregelen met verschillende horizon (zie kader). Op korte termijn reserveert het kabinet driehonderd miljoen euro voor omscholing van mensen met interesse in techniek, bijvoorbeeld door WW’ers toe te staan met behoud van uitkering een technische opleiding te volgen. Op langere termijn moeten aanpassingen in het onderwijs soelaas bieden, zoals introductie van technieklessen op basisscholen en stimulering van een keuze voor exacte-vakkenpakketten.

Bij jezelf

Op 13 mei bezocht minister Kamp de Jean School in Amsterdam om te kijken hoeveel technische handelingen er komen kijken bij het maken van een spijkerbroek.

groeien zo, dus we moeten dat niet alleen aanpakken, we moeten die aanpak ook een paar jaar volhouden, zodat er een andere cultuur ontstaat.’ De aanpak waaraan de minister refereert, is vastgelegd in het Nationale Techniekpact 2020, dat maandag 13 mei in science centre Nemo te Amsterdam werd ondertekend door bedrijfsleven, overheden, onderwijsorganisaties, de topsectoren en een schare kleinere partijen die het aantal technici in dit land graag zien groeien. Naast de nationale overeenkomst houden verschillende regio’s er ook nog eigen plannen op na, toegespitst op de lokale situatie en problematiek.

16 |

5

Velen zien in de totstandkoming van het convenant een opleving van de maatschappelijke en politieke waardering voor techniek en industrie. ‘Vijf jaar geleden was een bijeenkomst als deze niet mogelijk geweest’, zei de Eindhovense burgemeester Rob van Gijzel. ‘Er is echt iets veranderd in het land rond de vraag waar we straks ons geld mee gaan verdienen.’ Ineke DezentjéHamming, voorzitter van de werkgeversvereniging voor de technologische industrie FME, noemde het tekort aan technici ‘niet alleen een probleem van bedrijven, maar van heel Nederland’. Maar er zijn ook kritische geluiden. Ronald Dekker, arbeidseconoom aan de Universiteit van Tilburg, noemt de maatregelen ‘logisch’, maar vraagt zich af waarom die nu pas worden geïmplementeerd. Hij vindt dat het bedrijfsleven al veel eerder verantwoordelijkheid had moeten nemen. ‘De goede niet te na gesproken, maar veel bedrijven zijn lui en denken op de korte termijn. Ze doen niets om hun goede krachten te behouden en nemen niet deel aan activiteiten om hun personeelsprobleem te verbeteren. Maar klagen doen ze wel.’ Techniekpact of niet, met zo’n houding wordt het probleem niet opgelost, waarschuwt Dekker. ‘Het bedrijfsleven kan bij-

De belangrijkste maatregelen van het Techniekpact • In 2020 bieden alle basisscholen in Nederland structureel wetenschap- en technologielessen aan. • Er komt een investeringsfonds waar kabinet, werkgevers en regionale overheden ieder honderd miljoen in stoppen om meer te kunnen investeren in techniekonderwijs. Bedrijven mogen dat in natura doen, bijvoorbeeld door personeel af te staan voor gastlessen. • De helft van de leerlingen in het vmbo kiest in 2015 voor een vakkenpakket met natuur- en scheikunde. Om dit te bereiken, komen er ‘Techmavo’s’. • Het kabinet reserveert driehonderd miljoen euro in 2014 en 2015 (zeshonderd miljoen in totaal) voor bij- en omscholing van mensen met interesse in techniek. • Het kabinet trekt eenmalig honderd miljoen uit om meer bètadocenten in het voortgezet onderwijs te krijgen. • Techniek wordt vanaf 2014 een verplicht vak op de pabo. • Het bedrijfsleven financiert duizend studiebeurzen voor techniekstudenten. • Bedrijven gaan iedere student met een technische opleiding in het mbo een stageof leerwerkplaats aanbieden. • Het bedrijfsleven gaat een digitaal loket opzetten waar scholen zich kunnen melden voor ondersteuning en waar stageplaatsen zijn te vinden. voorbeeld wel stageplaatsen beloven, maar individuele bedrijven moeten dat uitvoeren. Hoe makkelijk kunnen zij zich daaraan onttrekken? De afspraken zijn gemaakt op een hoog aggregatieniveau, maar de dagelijkse praktijk is weerbarstig.’

Opinie Groods greep

De menselijke factor

E

Derk-Jan de Grood helpt organisaties meer grip te krijgen op hun (test)project.

r is een groeiende interesse voor de menselijke factor binnen de IT. Vorige maand gaf ik samen met mijn uitgever SDU een training over dit onderwerp. Tijdens de voorbereidende gesprekken trokken we de volgende conclusie: als je erop let, ga je het zien. Ik schrijf dit ook in mijn boek ‘De held die voor mijn nachtrust zorgt’, waarin ik het effect schets dat angst heeft op de slagingskans van IT-projecten. In organisaties waar een angstcultuur heerst, reageren medewerkers door bijvoorbeeld extra ruimte in te bouwen in hun planning of problemen niet te melden in de hoop dat er andere obstakels komen die de aandacht afleiden. Mensen gaan risico’s negeren, of juist sterk overdrijven met het idee dat als ze maar genoeg risico’s aandragen hun manager wel inziet dat hij het onmogelijke van hen vraagt. Dan kan hun ook geen falen worden aangerekend. Daarnaast is het moeilijk om te innoveren en te verbeteren in een angstcultuur. Je nek uitsteken om iets nieuws en onzekers uit te proberen, is een riskante zaak. Ik was ooit de zevende testmanager op een project binnen anderhalf jaar. Bij elk verbetervoorstel dat ik deed, kreeg ik te horen dat mijn voorgangers dat ook al hadden geprobeerd en die stonden binnen een week op straat. Sinds ik me ben gaan verdiepen in angstculturen, herken ik ze ook. In gesprekken met stakeholders en projectverantwoordelijken luister ik naar de argumenten die ze opvoeren, maar zoek ik eveneens naar hints voor achterliggende emoties. Als je erop let, dan ga je het zien. Dat geldt ook voor de groeiende interesse in menselijke aspecten. Het lijkt wel of we daar evolutionair aan toe zijn. We hebben methodieken, we kennen onze technieken, maar waarom mislukken zo veel projecten? In de zoektocht naar mogelijke oorzaken stuiten we op het werkelijke probleem: onszelf. Steeds vaker kom ik stukken tegen die de menselijke aspecten centraal stellen. In zijn blog van 24 april legt Frank Titulaer bijvoorbeeld de werking van beide hersenhelften uit. Hij stelt dat testen vroeger een top-analytische bezigheid was. Bij het doorgronden van een systeem en het afleiden van testgevallen doen we vooral een beroep op onze linker hersenhelft, die staat voor ratio en feitelijkheden. Volgens Titulaer wordt testen echter meer en meer gezien als een creatief proces,

waarbij de tester op zijn gevoelens mag vertrouwen. Een activiteit primair geregisseerd door de rechter hersenhelft. Testen is er niet meer alleen op gericht om fouten te vinden. Het draagt bij aan vertrouwen in het systeem en levert objectieve informatie over de werkelijke projectvoortgang. Door aan te tonen dat een punt van zorg is getest en prima in orde is bevonden, kunnen we belanghebbenden geruststellen. Door nieuwe risico’s aan te kaarten, kan het project adequate maatregelen nemen. Dit vraagt enerzijds om empathie. Punten van zorg vaststellen en rapporteren betekent dat we in dialoog moeten met onze stakeholders. We dienen te luisteren en ons

De menselijke factor als laatste succesfactor voor onze projecten in te leven in hun werkwijze en wereld. Anderzijds vergt het creativiteit. Bij het rapporteren moeten we technische details vertalen naar informatie die de stakeholders begrijpen en die voor hen waarde heeft. Een ander aspect van de menselijke factor is kwetsbaarheid. Met Scrum en Kanban staat de teamprestatie centraal. De beste resultaten worden bereikt door teams die de taken verdelen en toewijzen aan die medewerkers die hierbij in hun kracht staan. Daarbij hoort dat teamleden aangeven wat ze goed kunnen en wat ze moeilijk vinden. Het heeft geen nut dat ze reclame gaan maken voor zichzelf tijdens de daily stand-up bij het management. Het is juist de hulpvraag die waarde heeft en andere teamleden in staat stelt om te helpen. Om dit spel goed te spelen, is veiligheid nodig en, wederom, empathie. Wat drijft teamleden, wanneer komen ze in de flow en waarom schieten ze in de weerstand of maken ze zich kwaad? Ook hier probeer ik te luisteren naar de argumenten en zoek ik tegelijk naar achterliggende emoties. De menselijke factor als laatste succesfactor voor onze projecten. Het lijkt zo gemakkelijk, maar in de hectiek van alledag, onder de druk om problemen snel op te lossen, kijken we er snel overheen. Maar als je erop let, dan ga je het zien.

5 | 17

Tech-kiek Draadloos

Tijdens het TNO-Esi-symposium op 10 april was op de informatiemarkt een demonstratie te zien van de Myriamodem Edukit, een pakket dat het eenvoudig maakt om te experimenteren met ad hoc draadloze communicatie. De huisvormige printplaatjes zijn de Myriamodems. Deze wisselen draadloos gegevens uit via het binnen Devlab ontwikkelde Myrianed-protocol. Onder elk modem zit een leddriverprintje, waarop twee lichtbuizen zijn aangesloten met aan elk uiteinde een RGB-ledje. Per Myriamodem zijn er dus vier ledjes, waarvan de kleur en de intensiteit individueel op afstand zijn in te stellen via een in Python geschreven pc-programma. Met de resulterende patronen willen de projectdeelnemers objecten levendig gaan aanlichten, reagerend op signalen van buitenaf, te beginnen bij een gebouw in Eindhoven. Uiteindelijke doel is om meer dan duizend RGB-ledjes aan te sturen, iets wat standaard draadloze communicatieprotocollen niet aankunnen. Alle elektronica in de opstelling is ontwikkeld door Van Mierlo Ingenieursbureau uit Eindhoven. Foto: Bart van Overbeeke

Technieuws Geheugens

De memristor is een batterij Duits onderzoek maakt gehakt van de claim van HP-wetenschappers dat zij de memristor tot leven hebben gewekt. Paul van Gerven

H

et ging in 2008 als een lopend vuurtje de wereld over: de memristor was gevonden! Het was zo’n verhaal dat redacties van wetenschapskaternen en technologiewebsites gewoon niet konden laten liggen. Doorwrocht theoretisch werk dat decennia later pas in een experiment wordt gevat, het spreekt nu eenmaal tot de verbeelding. En de toepassingen, variërend van nieuwe geheugentypen tot neurale netwerken, mochten er ook zijn. Naar nu blijkt, moet de claim van destijds toch worden herzien. Het device dat Stan Williams van HP Labs vijf jaar geleden presenteerde, is geen memristor, schrijven onderzoekers van de Jülich Aachen Research Alliance (Jara) in Nature Communications. Het ding moet namelijk als een piepklein batterijtje worden beschouwd, en is dus geen zuiver passieve component.

Uitgesteld Leon Chua van de University of California in Berkeley stelde in 1971 op basis van symmetrieoverwegingen de memristor voor als de vierde fundamentele tweepolige passieve component, naast de condensator, de spoel en de weerstand. Hij voorspelde dat het circuitelement zich zou gedragen als een weerstand met een geheugen voor de stroom die erdoorheen was gelopen: hoe meer stroom,

hoe hoger de weerstand. Als de stroomrichting werd omgedraaid, liep de weerstand weer terug. Jarenlang bleef de memristor een theoretisch fenomeen, waar elke student elektrotechniek weliswaar over heeft gelezen in zijn studieboeken maar dat hij daarna nooit eentje in het echt heeft kunnen zien. Tot in 2008 onderzoekers van HP Labs met een device op de proppen kwamen dat zich als een memristor leek te gedragen. In een nanofilm titaandioxide bleken de zuurstofvacatures in het kristalrooster aan de wandel te gaan als er een stroom op werd gezet. Door deze reversibele migratie veranderde de weerstand in de film als functie van de hoeveelheid stroom die erdoor had gelopen, precies het voor de memristor kenmerkende geheugeneffect dus. In andere materialen werd een ander mechanisme gevonden, waarbij de stroom het ontstaan van een geleidend filament in de hand werkte. Ook hier liggen migrerende ionen aan ten grondslag. De memristor werd onmiddellijk erkend als potentieel nieuw geheugentype, dat om twee redenen de huidige technologie zou kunnen verslaan. Ten eerste zijn twee polen praktischer dan de drie aansluitpunten die een transistor nodig heeft. Een memristorgeheugen vergt slechts twee grids van gekruiste stroomdraden om te worden uitgelezen of beschreven. In een RRam-cel bouwt zich een spanning op door de beweging van ionen, zodat de cel als een klein batterijtje moet worden beschouwd.

20 |

5

Ten tweede berust de geheugenwerking niet in de eerste plaats op de beweging van elektronen – zoals de meeste geheugens – maar op die van ionen. Elektronen zijn eigenlijk maar moeilijk tembaar en er zijn dikke muren nodig om ze te bedwingen. Dat bemoeilijkt schaling naar sub-tiennanometerdimensies en kost veel energie. Ionen zijn veel logger en op papier daarom makkelijker in de hand te houden. Inmiddels heeft bijna elke grote geheugenfabrikant wel een onderzoeksprogramma naar een memristorgeheugen lopen, al heet het dan resistive Ram (RRam of Reram). HP Labs zelf ging een samenwerkingsverband aan met Hynix. Oorspronkelijk beloofden de partners eind 2013 een product op de markt te brengen, maar die datum is vorig jaar enkele jaren uitgesteld.

Twee druppels water De publicatie van de Jülich Aachen Research Alliance zal de weg van RRam naar de markt niet versperren. Integendeel, zegt Rainer Waser van Jülich, het helpt enkele deviaties van de theorie te verklaren die voorheen aan de productiemethode werden toegeschreven, en uiteindelijk betere geheugens te modelleren en te ontwerpen. Alleen zal daarbij de term memristor toch echt moeten worden vermeden, want een RRam is geen passieve component en kan dus per definitie geen memristor zijn. Dat komt door de interne batterijspanning die Waser en collega’s hebben gemeten in een RRam-cel. ‘De gemeten spanning is duidelijk in strijd met de wiskunde van de memristortheorie. Er moet dus een nieuwe theorie komen om RRam adequaat te beschrijven’, zegt Wasers collega Eike Linn. Eigenlijk is het vreemd dat niemand de overeenkomst tussen batterij en ‘memristor’ eerder heeft opgemerkt. Zoals in een batterij ionen heen en weer bewegen tussen elektrodes, zo doen ze dat ook in een oxidefilm. Het verschil is de schaal en het elektrolyt.

Opinie Software-engineering

DSL light in Python

D

Jeroen Bouwens is senior softwaredesigner bij Sioux Embedded Systems en blogt over softwareontwikkeling op weblog.jeroen.ws.

e laatste jaren begint mijn relatie met C++ behoorlijke haat-liefdetrekjes te vertonen. Aan de ene kant is het een enorm krachtige taal waarin je veel problemen prachtig elegant kunt oplossen. Aan de andere kant haal je jezelf nogal wat op de hals als je een groot project in C++ gaat maken: bouwtijden die snel oplopen, afhankelijkheden tussen componenten die lastig te managen zijn en ga zo maar door. En hoewel een stuk moderner geworden met C++11 loopt de taal op sommige gebieden nog steeds achter. Een mooi voorbeeld hiervan vormen enumeratietypes, of enums. C++-enums zijn niet erg programmeurvriendelijk. Zo bevat de syntax voor het gebruik niet het type, wat de leesbaarheid niet ten goede komt. Er is ook geen standaard om enum-waardes te converteren van en naar een tekstuele representatie, wat vaak nodig is voor loggen en testdoeleinden. Hoewel enums in C++11 wel iets verbeterd zijn (je mag optioneel het type voor de waarde zetten), kan het nog beter. Om die reden hebben we bij Sioux voor een project op ons Development Center alle enums in de volgende vorm geschreven: namespace Color { enum Enum { RED, GREEN }; std::vector<Enum> values(); std::string name(Enum e); Enum valueOf(std::string str); } std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Color::Enum& e);

Bij deze aanpak moet je voor een waarde het type van de enum noemen, bijvoorbeeld ‘currentColor = Color::RED’ – een stuk leesbaarder. Verder retourneert de functie values een lijst met alle geldige enum-waardes, wat het makkelijk maakt om de enum te itereren met bijvoorbeeld de FOREACH van Boost. De functies name en valueOf bieden de mogelijkheid waardes te converteren van en naar een tekstuele representatie. Kers op de taart is operator<<, waarmee enum-waardes direct naar een std::ostream zijn te schrijven. Deze aanpak

lost een groot deel van onze enum-perikelen op. Minpuntje is dat je een variabele moet declareren als type Color::Enum. Het grote nadeel van deze aanpak is echter dat het schrijven van deze constructie en de bijbehorende implementatie een nogal vervelend, repetitief en daarmee foutgevoelig klusje is. Aangezien wij als software-engineers van nature graag zo weinig mogelijk doen, heeft mijn collega Rico Huijbers in Python een script geschreven (onder MITlicentie beschikbaar op Github) om op een makkelijke manier enums te specificeren en vervolgens automatisch de definitie en implementatie in respectievelijk een .h- en .cpp-bestand te genereren. De definitie van de enum hierboven kan daarmee worden teruggebracht tot: enumgen.define('colorapp', 'Color', [ ('RED'

, 'Red'),

('GREEN' , 'Green'), ])

Een stuk minder typwerk en veel overzichtelijker. Eigenlijk kan codegeneratie helpen in alle situaties waar veel varianten van eenzelfde stuk code moeten worden geproduceerd. Voor hetzelfde project hebben we bijvoorbeeld ook een Python-script gemaakt dat C++-klassen genereert uit een beschrijving van een Can-busprotocol. Een andere mogelijke toepassing is het genereren van klassen die databasetabellen voorstellen. Als er een nieuwe tabel nodig is, hoeft alleen de tabeldefinitie te worden aangepast, waarna alle benodigde code automatisch kan worden gegenereerd. In feite hebben we met dit script een lichtgewicht domeinspecifieke taal geïmplementeerd. Door een dynamische taal als Python te gebruiken, is het niet nodig om een complete syntax en grammatica te specificeren en de daarbij behorende parsers te implementeren. We gebruiken de flexibele syntax van Python om een mooi leesbare specificatie te schrijven die eigenlijk gewoon uitvoerbare code is. Deze techniek heeft ons veel saai typwerk en ongetwijfeld een aantal bugs bespaard. Het is dan ook een techniek die een permanente plek heeft veroverd in mijn repertoire van softwareontwikkelgereedschappen.

5 | 21

Technieuws Onderzoek Desktop-elektrondiffractie

Moleculen bespieden op de werkbank Paul van Gerven

D

iffractie met behulp van röntgenstraling of elektronenbundels is van oudsher een geschikte methode om vastestofstructuren op te helderen, en met behulp van ultrasnelle pulstechnieken kunnen ook veranderingen in atomaire arrangementen worden gevolgd. Dat stelt wetenschappers

temen – zich niet eenvoudig door dergelijke technieken analyseren. Ze sturen de straling maar matig terug en voeren warmte slecht af, terwijl ze gemakkelijk oververhit raken en ontleden. De pulsen moeten daarom extreem kort en helder zijn om er nuttige informatie aan te kunnen ontlenen. In de natuurlijke toestand van het bestudeerde zout zit lading (rode stippellijntjes) ‘gevangen’ op individuele moleculen, maar door een lichtpuls verandert de moleculaire ordening, waardoor lading wordt ‘uitgesmeerd’. Bron: Nature

in staat als een vlieg op de muur te zitten als er zich verschuivingen in de atomaire structuur voltrekken; dit soort experimenten leveren dan ook een schat aan nuttige nieuwe informatie op over een keur van materialen. Jammer genoeg laten organische verbindingen – en dus de meeste biologische sys-

Doorgaans kunnen alleen ‘extreme’ bronnen als synchrotrons of vrije-elektronlasers dergelijke pulsen genereren. Een internationaal gezelschap van onderzoekers onder aanvoering van Dwayne Miller van de University of Toronto heeft echter in een publicatie in Nature laten zien

dat zelfs met desktopapparatuur zeer gedetailleerde ‘filmpjes’ van het kleinste kunnen worden gemaakt. Met een recentelijk ontwikkelde, zeer heldere bron schoten zij elektronen in pulsen van enkele honderden femtoseconden op een organisch zout dat door een vlak daarvoor erop geschoten lichtflits overgaat van een isolerende naar een metallisch geleidende toestand. Uit de verstrooide deeltjes reconstrueerden zij vervolgens wat er in het kristalrooster precies gebeurt. De laserpuls blijkt – via een overgangstoestand – een structuurverandering naar een hogere symmetrie te induceren, waardoor elektronen meer bewegingsruimte krijgen. De techniek bleek niet in staat het gehele proces op de gevoelige plaat vast te leggen, omdat de stap naar de overgangstoestand daarvoor te snel verloopt. Dat duurt twee picoseconden, terwijl de temporele resolutie van de gebruikte techniek vierhonderd femtoseconden bedraagt. De honderd picoseconden durende vervolgstap stond er echter gekleurd op, en dat in ongekend ruimtelijk detail – een ‘experimentele tour de force’, schrijven collega’s bewonderend erover.

Spooklicht levert 3D-beelden op Paul van Gerven

H

oe simpel kunnen we 3D-beelden vastleggen? Dat is de vraag die wetenschappers uit Glasgow en Cambridge zich stelden. Het antwoord gaven ze onlangs zelf in Science: nodig zijn vier pixelcamera’s, een – toegegeven, best wel fancy – projector en een computer. Een pixelcamera is precies wat de term impliceert: een lichtgevoelig sensortje dat niets meer doet dan opvallend licht waarnemen zonder enig vermogen tot ruimtelijke resolutie. Met één zo’n detector is met geen mogelijkheid een beeld te reconstrueren. Maar met een kleine handvol van dit soort primitieve cameraatjes lukt dat dus wel, zelfs in 3D. Het op te nemen object moet daartoe met verschillende opeenvolgende zwart-witte

22 |

5

blokpatronen worden belicht, terwijl vier sensoren in het vlak van de projector de reflecties vastleggen. De informatie van elk lichtpatroon en de gemeten lichtintensiteit worden gecombineerd en aan een algoritme gevoerd dat daaruit een 3D-beeld reconstrueert. Hoe meer meetpunten (patronen), hoe beter de kwaliteit van het beeld. De oorsprong van dit algoritme is te vinden in de jaren negentig, toen het zogeheten ghost imaging werd bedacht. Bij deze methode worden beelden gegenereerd uit lichtstralen die geen interactie hebben gehad met het af te beelden object. Hoewel dit inderdaad nogal spookachtig klinkt, laat de klassieke fysica het toe. Het kan bijvoorbeeld door een lichtbundel in tweeën

te splitsen, de ene op een object te laten weerkaatsen en de reflectie te meten, en de andere bundel direct met een camera op te nemen. Door de reflectie-intensiteit met de cameraopname te correleren, is het object te reconstrueren, ook al heeft de camera het object zelf nooit ‘gezien’. De volgende denkstap was dat de ‘camerabundel’ eigenlijk niet nodig is, zolang het belichtingspatroon maar bekend is. Dat is de techniek die de Engelse en Schotse onderzoekers hebben toegepast. In enkele minuten wisten zij een menselijk hoofd met gelaatstrekken en al te reconstrueren. De volgende stap: bewegende beelden.

Opinie De headhunter A. in ’t V. vraagt:

Anton van Rossum [email protected]

Onlangs had ik een sollicitatiegesprek bij een gerenommeerd ICT-bedrijf voor een managementfunctie. Aanvankelijk leek de baan inhoudelijk niet helemaal bij me te passen omdat ze iemand zochten die ook het nodige van ICT-infrastructuur afweet. Op mijn cv kwam namelijk niet zo nadrukkelijk naar voren dat ik op dat terrein ook ruim voldoende kennis en ervaring heb opgebouwd. Gaandeweg het gesprek werd echter snel duidelijk dat ik in deze rol en binnen dat bedrijf helemaal op mijn plek ben. Diverse aspecten die niet eens in de functiebeschrijving stonden, pasten wonderwel bij mijn achtergrond en ervaring. Mijn toekomstige manager en de hr-functionaris reageerden zeer enthousiast en aan het einde van het gesprek kreeg ik te horen dat ik dezelfde dag nog een aanbieding mocht verwachten. Ik zie deze job helemaal zitten en overweeg zelfs om ervoor te verhuizen. Groot was dan ook de domper toen ik de overeenkomst doornam dat ik naderhand kreeg opgestuurd. Daarin wordt uitgegaan van een jaarcontract met nota bene een opzegtermijn van één maand. Er wordt niet eens de mogelijkheid aangeduid de overeenkomst binnen een bepaalde tijdspanne om te zetten in een vast dienstverband. Stel je voor dat ik halverwege het jaar een impopulaire maatregel moet nemen en iemand op de tenen trap. Dan sta ik met zo’n opzegtermijn misschien een maand later alweer op straat. Voor een dergelijke zware functie vind ik zo’n jaarcontract bovendien niet gepast. Al met al komt dit contract minder serieus op me over. Moet ik hier zomaar genoegen mee nemen?

De headhunter antwoordt: Je moet je enthousiasme voor de functie beslist niet laten beïnvloeden door deze clausules in het contract. Ten eerste: je hebt een standaardcontract aangeboden gekregen. Dat is tegenwoordig bij veel bedrijven een jaarcontract. Gezien de haast waarmee hr de stukken heeft gemaakt, vermoed ik dat zij zich de gevoeligheid van het onderwerp bij jou niet eens bewust zijn geweest. Ik raad je dan ook aan je argumenten op een rijtje te zetten en het onderwerp bij hr aan te kaarten. Gezien de interesse in jouw kandidatuur zullen ze daar zeker oren naar hebben. Je geeft hiermee immers ook je serieuze interesse in een langdurige samenwerking aan.

Ten tweede: realiseer je dat de duur van je dienstverband maar in geringe mate afhankelijk is van de vorm van je contract. In deze functie vervul je een sleutelrol binnen de organisatie en het bedrijf is dan ook gebaat bij een adequate invulling en continuïteit. Ik ben het dus met je eens dat de functie in haar aard een vast contract rechtvaardigt. Of je nu echter een tijdelijk contract hebt of een vast dienstverband, het doelmatig functioneren in deze rol staat voorop. Ongeacht de contractvorm zal disfunctioneren leiden tot beëindiging van de relatie. Het verschil tussen beide contractvormen komt

De duur van je dienstverband hangt slechts in geringe mate af van de vorm van je contract tot uitdrukking in geval van economisch ontij. Tijdelijke contracten worden in geval van reorganisaties vaak niet verlengd en werknemers met vaste dienstverbanden worden volgens anciënniteits- en afspiegelingsregels behandeld. Vanwege de sleutelpositie die je in jouw functie hebt, zal voor jou in dat geval zeker een uitzondering worden gemaakt. Dat je geen prijs stelt op een opzegtermijn in je overeenkomst verbaast mij. De opzegtermijn geldt immers wederzijds. Wanneer de functie je bij nader inzien niet bevalt, zou je zonder een dergelijke termijn niet eens kunnen opzeggen zonder schadeplichtig te worden. Bovendien heeft de werkgever voor een tussentijdse contractbeëindiging door opzegging altijd een ontslagvergunning nodig. Hiervoor is een goed onderbouwde casus in je personeelsdossier noodzakelijk. Het belang van deze clausule ligt daarom vooral bij jouzelf. Een werkgever zal bij disfunctioneren overigens altijd een beëindigingsovereenkomst voorstellen. Indien daarover geen overeenstemming kan worden bereikt, zal je werkgever een verzoek om ontbinding van de overeenkomst richten aan de kantonrechter.

5 | 23

Achtergrond Onderzoek

Virtual-realitysystemen lossen beloften eindelijk in Virtual-realitytechnieken worden steeds goedkoper en kunnen daarom worden ingezet bij de ontwikkeling van een product of systeem. Dit levert kostenbesparingen op, omdat we fouten in het ontwikkelproces eerder kunnen opmerken. Het Virtual Reality Laboratorium van Fontys Hogeschool ICT in Eindhoven verkent samen met verschillende bedrijven het VR-landschap. Sjaak Verwaaijen

V

irtual reality was jarenlang een belofte, maar de techniek was er tot voor kort ofwel nog niet klaar voor, ofwel extreem duur. Dankzij een constante ontwikkeling van die techniek zien we echter steeds meer berichten over geslaagde VR-toepassingen – niet zozeer in het dagelijks leven, maar vooral op medisch en technisch gebied. Zo kunnen mensen met pleinvrees met VR worden behandeld zonder dat ze echt naar buiten hoeven, en kunnen chirurgen op operaties oefenen zonder patiënt of dummy. Of denk aan de ontwikkeling van een nieuw type vrachtwagen, waarin chauffeurs kunnen rondrijden en waaraan monteurs kunnen sleutelen voordat het voertuig er überhaupt staat. Ontwikkelaars, researchers, trainers, therapeuten, architecten en vele andere beroepsgroepen kunnen op die manier al in een vroeg stadium betrouwbare feedback krijgen. Het valt niet mee om dat inzicht voor het voetlicht te brengen. Je kunt een VR-ervaring niet echt in woorden beschrijven en ook niet tonen op een beeldscherm of een smartphone. Je moet het zelf ervaren om te weten wat we bedoelen. Voor bedrijven en andere instellingen is de drempel om VR te gaan toepassen dan ook vaak te hoog. Ze hebben

24 |

5

Peter Boots

misschien wel goede ideeën, maar te weinig kennis in huis en te weinig vertrouwen in een goede afloop om erin te durven investeren. Fontys Hogeschool ICT heeft daarom enige jaren geleden besloten een goed uitgerust state-of-the-art VR-lab op te zetten, zodat bedrijven kunnen zien wat het inhoudt en studenten toepassingen kunnen bedenken en maken voor die bedrijven. In ons Virtual Reality Laboratorium werken studenten, docenten en bedrijven samen aan deze technieken, meestal in het kader van onze minor VR, maar soms ook als stage- of afstudeeropdracht. In dit artikel beperken we ons tot de beschrijving van het meest in het oog springende onderdeel van het VR Lab, de Virtual Reality Cave, maar in het kader ‘Desktop-VR’ beschrijven we deze techniek ook kort.

Python De VR Cave is een kubusvormige ruimte van ongeveer drie bij drie meter, bestaande uit drie lichtdoorlatende wanden en een reflectieve vloer. De achterwand en het plafond zijn open. Op elke wand projecteren twee Digital Light Processing-beamers vanaf de achterkant, voor de vloer hangen er twee beamers aan het plafond. De beelden heb-

ben een resolutie van 1280 bij 1024 pixels en elke videoprojector levert net verschillende beelden aan: een voor het linkeroog en een voor het rechter. De gebruiker dient een passieve bril te dragen. Elk paar DLP-beamers is verbonden met een 2,4 GHz Core 2 Quad-pc met een stevige videokaart met twee DVI-uitgangen. Deze vier clients vormen samen met een server een cluster, gekoppeld door middel van een gigabitswitch. Het kwartet wordt gesynchroniseerd door de server. Als de beamers uit staan, sta je in een nietszeggende witte kamer. Zodra ze aan gaan, wordt je direct ondergedompeld in een andere wereld, die je overal om je heen ziet (we noemen dit immersion). Als je rondloopt, lijkt het alsof wanden en vloer transparant zijn, zodat je de virtuele wereld erdoorheen ziet. Het beeld past zich realtime aan je positie aan, waardoor je altijd een correct perspectief ziet. Het systeem meet je positie en kijkrichting middels een trackingsensor op de bril. Deze informatie gaat naar de server en van daaruit naar de clients, die haar gebruiken voor de stereoscopische rendering. Het trackingsysteem is gebaseerd op een magnetisch veld dat we in de Cave opwekken.

Er zijn drie sensoren, bijvoorbeeld om het hoofd en twee handen te volgen. Interactie met de virtuele wereld gebeurt in eerste instantie doordat je vrij in de Cave kunt rondlopen. Je kunt om virtuele voorwerpen heen lopen en ze zo van alle kanten bekijken. De ruimte in de Cave is echter beperkt, dus we willen deze ook in zijn geheel als een soort platform door de virtuele wereld kunnen verplaatsen (we noemen dat navigatie). Voor een goede, interactieve immersion-ervaring is het verder van belang

dat het mogelijk is om virtuele voorwerpen vast te pakken (manipulatie) of op virtuele knoppen te drukken (selectie). Voor navigatie, selectie en manipulatie gebruiken we vaak een Wiimote met de zogenaamde Nunchuck-extensie. Veel gebruikers hebben echter moeite met de vele knoppen. We hebben daarom onderzoek gedaan naar meer intuïtieve manieren van interactie en hebben onder meer goede resultaten geboekt met speciale handschoenen die aan de stand van je vin-

Desktop-VR Voor VR-projecten waarbij 3D-objecten nauwkeurig geanalyseerd en onderzocht moeten worden, gebruiken we in ons VR-lab de PSS, een desktop-VR-werkstation ontwikkeld door de Amsterdamse onderneming PS-Tech. Als gebruiker heb je een speciaal, met markers geprepareerd voorwerp in handen, maar omdat je handen achter een spiegel zitten zie je dat voorwerp niet. In plaats daarvan zie je in de spiegel een virtueel object – bijvoorbeeld een gescande antieke vaas – precies op de plaats en met de oriëntatie van het fysieke voorwerp. Door dit fysieke voorwerp achter de spiegel te bewegen, beweegt het virtuele voorwerp op precies dezelfde manier mee. Het lijkt net alsof je het in je handen hebt en op eenvoudige wijze kun je het object reviewen, analyseren en presenteren. Dankzij de tweehandige 3D-interactie gecombineerd met het gebruik van muis en toetsenbord geeft dit een natuurlijke, eenvoudige en zeer effectieve wijze van interactie met 3D-datasets. Op deze manier onderzoeken we onder meer medische volumetrische datasets.

gers kunnen zien of je iets vastpakt of ergens naar wijst. Applicaties voor de Cave kunnen we op diverse manieren ontwikkelen. Het gaat heel snel en betrekkelijk gemakkelijk in Python met Worldviz Vizard, een omgeving voor VR-ontwikkeling, maar ook C++ met OpenGL/VR-Juggler, C# met XNA en Unity 3D kunnen we gebruiken. Voor een globale toelichting hoe we de Cave kunnen programmeren met Vizard zie het kader ‘Cavelib’.

Feedback Een van de bedrijven waarmee we samenwerken in het kader van de minor VR is Philips Innovation Services. Het doel was om twee ziekenhuisomgevingen te creëren waarin de gebruiker vrij kan rondlopen en interactie kan hebben met de omgeving: de eerste is een onderzoekskamer met een MRI-machine en bijhorende controlekamer, de tweede is een operatiekamer met een röntgenapparaat boven een operatietafel en ook met een controlekamer. De belangrijkste onderzoeksvraag was: hoe kunnen we op een zo natuurlijk mogelijke wijze de settings observeren en interacteren met de objecten. Philips voorzag de studenten van de 3Dmodellen die nodig waren om de beide set-

5 | 25

Tim Groeit En jij? Persoonlijke groei, dat vinden wij belangrijk. Groeien

professionals werken voor en bij klanten zoals ASML,

als mens, groeien als professional. Wij bieden jou als

Océ, Philips en TomTom. Op dat allerhoogste niveau

embedded software of hardware expert de ruimte en de

kun jij je talent en ambities optimaal ontwikkelen. Op dat

®

mooiste merken. Zodat jij Groeit .

®

niveau kun je wérkelijk groeien. Als professional en als ®

mens. Wij bieden je de kans. Zodat jij Groeit . Onze arbeidsvoorwaarden en ons Employment Benefit Program zijn uitstekend. Zeker zo belangrijk is dat je bij

TOPIC zoekt Software- & Hardware-engineers.

TOPIC een unieke kans krijgt om jezelf te ontwikkelen

Interesse?

in de top van de markt. Onze software en hardware

Kijk snel op www.topic.nl voor onze vacatures.

Topic. Blijf groeien

Achtergrond Onderzoek

Cavelib Vizard is een VR-platform dat te gebruiken is met de programmeertaal Python. Fontys heeft een library (de Cavelib) gemaakt waarmee eenvoudig dezelfde Vizardapplicatie zowel in de Cave als op een stand-alone computer kan draaien. Voor een Cave-applicatie moeten verschillende devices worden gekoppeld en de wereld goed in de Cave geplaatst. De library bevat de volgende functies en mogelijkheden: keuze tussen desktop- en Cave-modus, instelling van de wanden van de Cave, initialisatie van het trackingsysteem, initialisatie van de Wiimote en het starten met stereoscopie. De desktopmodus bevat een Cave-simulator zodat zichtbaar is welk deel van de wereld in de Cave wordt geprojecteerd. import cavelib2

# Maak gebruik van library

# Zet applicatie in desktop- of Cave-modus # Param: True = DesktopMode on # False = DesktopMode off cave = cavelib2.CaveLib(True) # Plaats plantobject in de wereld plant = viz.addChild(‘plant.osgb’) # Koppel sensor aan het plantobject link = viz.link(cave.getThingTracker(),plant) link.postMultLinkable(cave.getOriginTracker()) # Maak gebruik van de Wiimote MOVE_SPEED = 4

# snelheid Wiimote

def WiiMove(): elapsed = viz.elapsed() # verstreken tijd state = cave.wiimote.getState() # Acties als knop wordt ingedrukt if state & cave.wiimote.BUTTON_LEFT: cave.caveorigin.setPosition([-MOVE_SPEED*elapsed,0,0],viz.REL_LOCAL) # Idem voor andere knoppen # Bij elk frame wordt de onUpdate-functie aangeroepen def onUpdate(e): # bijvoorbeeld cave.getWandPosition() # Het standard Piazza-model toevoegen viz.add(‘piazza.osgb’) # Start de applicatie cave.go()

tings te visualiseren: kamer, scanner, stoelen, bureau, ramen en deuren. In de Cave zie je deze modellen op ware grootte, en vanwege de bewegingsruimte en de interactie ontstaat het sterke gevoel dat je echt in deze kamers aanwezig bent. Hierdoor krijgen toekomstige gebruikers van de ruimtes – chirurgen, bijvoorbeeld – een levensechte indruk hoe het

eruit zal zien en hoe het zal zijn om erin te werken. Is alles makkelijk bereikbaar, staat of hangt er niets in de weg, kunnen aanwezigen elkaar goed zien? Dat soort vragen kunnen we geheel virtueel uittesten. Met behulp van deze virtuele wereld zou Philips Innovation Services zijn visie op de volgende generatie producten kunnen to-

nen aan zijn klanten en de ontwikkeling van producten in een vroeg stadium monitoren. Zonder VR worden deze concepten weergegeven met behulp van dure testmodellen van schuim of abstracte 2D-bouwtekeningen. Het idee is dat het gebruik van VR de ervaring voor klanten sterk zal verbeteren. De minorstudenten hebben op Scrumachtige wijze, in korte sprints, prototypes gemaakt met Vizard en die steeds aan Philips getoond om feedback te krijgen. Het onderzoek heeft nieuwe, intuïtieve manieren van navigatie en selectie opgeleverd die geen gebruik maken van de Wiimote. Zo kun je navigeren door de virtuele wereld door simpelweg naar de wand van de Cave te lopen, virtuele knoppen indrukken met een van de sensoren in de hand en voorwerpen vastpakken door een grijpbeweging te maken met een hand. Dit project heeft geresulteerd in een langdurige, enthousiaste samenwerking en de resultaten zijn voor Philips dusdanig bemoedigend dat het verder gaat met dit onderzoek. Soortgelijke projecten doen we of hebben we gedaan met Daf, Vanderlande en andere bedrijven. Sjaak Verwaaijen is docent op Fontys Hogeschool ICT en oprichter van het VR Lab (www.fontysvr.nl). Peter Boots is als docent betrokken bij de minor VR. Fontys Hogeschool ICT organiseert in januari 2014 een VRsymposium. Redactie Paul van Gerven

5 | 27

ALTEN PTS Doolhof De afbeelding hieronder is een fractaldoolhof. Het bestaat uit een zichzelf herhalend patroon. De paden in de buitenste schil verbinden de punten aan de rand van de puzzel met punten aan de rand van de eerstvolgende schil. De paden in die schil zijn aangelegd volgens hetzelfde patroon, en zo verder voor alle schillen daaronder. Is het mogelijk om van In naar Uit te komen?

Stuur je antwoord met de correcte serie letters van de route uiterlijk 28 juni a.s. naar: [email protected]. Onder de inzenders verloten we een kadobon t.w.v. E 50,=. De uitslag wordt via onze website op 5 juli a.s. bekend gemaakt. Alten sponsort:

Puzzel: Mathijs Romans / consultant Alten PTS

www.alten.nl Apeldoorn Linie 544 7325 DZ 055-5486200

Eindhoven Beukenlaan 44 5651 CD 040-2563080

Capelle a/d IJssel Rivium 1e straat 85 2909 LE 010-4637700

Opinie De communicatietrainer

Excuus maken Een softwareontwerper vraagt: Onlangs heb ik op het werk moeten toegeven dat ik bij een project een grote fout heb gemaakt. De relatie met sommige teamgenoten heeft daardoor een flinke deuk opgelopen. Hoe kan ik het weer goedmaken?

De communicatietrainer antwoordt: Jaco Friedrich is softskillstrainer bij het High Tech Institute. [email protected]

Iedereen maakt fouten, hoe professioneel je ook bent. Je kunt zeggen dat je jezelf niet ontwikkelt zonder fouten te maken. Bij sommige fouten ervaren je collega’s direct de negatieve consequenties en dat kan heel vervelend zijn. Zo vervelend dat ‘zomaar’ doorgaan alsof er niks is gebeurd niet mogelijk is. Het vertrouwen is dan beschadigd. En vertrouwen is essentieel; het vormt de basis voor een goede samenwerking. Hoe meer vertrouwen, hoe soepeler het werkt. Zoals iedereen weet, komt vertrouwen echter te voet en gaat het te paard. Dus is het van groot belang beschadigd vertrouwen zo snel en zo goed mogelijk te herstellen. Het kan daarvoor nodig zijn om je excuus te maken. Oprecht je excuus aanbieden is nog niet zo makkelijk. Je komt je trots tegen. Veel mensen emigreren liever naar een onbewoond eiland dan dat ze excuus aanbieden. Het is niet fijn voor je ego om in het stof te moeten bijten. Toch kan het soms de enige weg zijn om de relatie weer te herstellen. Daarnaast heeft toegeven dat je ergens spijt van hebt een sterk louterend effect. Het brengt je als het ware weer op ‘het rechte pad’. Ergens spijt van hebben en oprecht excuus maken kun je niet faken, maar je kunt wel je best doen om het te laten lukken. Adequaat je excuus aanbieden doe je in drie stappen. De eerste stap bestaat uit vragen wat de ander precies dwarszit. Wat is concreet het verwijt aan jou? Hierbij goed doorvragen kan vervelend voelen, maar het moet gebeuren. Je vraagt zowel naar de feiten als naar de eventuele gevoelens die er zijn. De valkuil hierbij is dat je je gaat verde-

digen. Oplossing: niet doen, alleen luisteren en doorvragen. In stap twee vat je de verwijten samen en check je of dit inderdaad alles is (‘Dus je verwijt me dat ik zus en zo heb gedaan. Klopt dat?’). Stap drie is het oprecht sorry zeggen. Belangrijk is het daarbij te laten, een stilte te laten vallen en te wachten op een reactie van de ander. Door oprecht excuus te maken, kun je vaak weer met elkaar door. De relatie is hersteld, maar het vertrouwen mogelijk nog

Vertrouwen win je terug door in praktijk te laten zien dat je zaken wilt verbeteren niet. Hiervoor zijn feitelijke acties nodig, in lijn met de afspraken die je hebt gemaakt. Je zult dus in praktijk moeten laten zien dat het je menens is en je zaken wilt verbeteren. Je zult daar verantwoordelijkheid voor moeten laten zien en je ook moeten verantwoorden. Informeer je collega’s bijvoorbeeld over hoe je dingen nu aanpakt, zodat ze op basis van de feiten weer vertrouwen krijgen. Het is belangrijk om dit op eigen initiatief te doen, zodat niemand ernaar hoeft te vragen en er ook geen vervelende vragen kunnen rijzen. Fouten kun je beter voorkomen, maar dat lukt natuurlijk niet altijd. Met de beschreven ‘methode’ van excuus maken, maak je grote kans het beschadigde vertrouwen terug te winnen.

5 | 29

Microcontroller Programmable Logic

V-5_2013-SHE-6454

MSC presents Microsemi and Lattice

System on Chip solutions

Ultra Low Power solutions

• Advanced Security • High Reliability • Low Power

• Ultra-small footprint packages starting at 2.5 x 2.5 mm • Low Density & Low Cost

please visit us!

12 June 2013 • Booth 16 1931 Congrescentrum Brabanthallen

Join our presentation – 12:00 p.m. Microsemi data and design methods

For more Information please visit www.msc-ge.com/en/8597

MSC Nederland BV +31 6 13646188 · [email protected] www.msc-ge.com

MSC – Distributor of

Thema Embedded computers De processorkaarten die het hart vormen van hightech systemen krijgen steeds meer verwerkingskracht en functionaliteit. Een verschuiving naar seriële verbindingen zorgt daarbij voor steeds snellere datacommunicatie. Deze uitgave bespreekt de technologietrends in embedded computers, van nieuwe formaten en systeemarchitecturen tot de laatste ontwikkelingen in gebruikersinterfaces en opslagmedia.

37 |

2

Nieuws Processormodules

24-koppig monster uit Oss lust big data rauw Met zijn nieuwe Medusa-module volgt ACQ Inducom uit Oss de trends in embedded computers op de voet: het gekozen VPX-formaat weerspiegelt de verschuiving die daar gaande is van parallelle naar seriële verbindingen en de gebruikte 24-core Freescale-processor is het snelste van het snelste dat momenteel beschikbaar is in die markt. Als klap op de vuurpijl zit er een FPGA in die volledig door de gebruiker te programmeren is. Nieke Roos

M

edusa is een Griekse mythologische figuur wier weelderige haardos voor straf veranderde in een nest kronkelende slangen. Het is ook de naam van de nieuwste 3U OpenVPX-enkelbordcomputer ontwikkeld door ACQ Inducom uit Oss. Hardwarehart van de VPX3424, zoals het officiële typenummer luidt, is het QorIQvlaggenschip van Freescale, de T4240. Deze systeemchip telt twaalf PowerPC-gebaseerde E6500-cores, die elk twee threads kunnen draaien op maximaal 1,8 GHz. Daarmee is de Osse module in feite een 24-koppig monster, een moderne Medusa. De T4240 heeft op een en dezelfde printplaat gezelschap van drie geheugencontrollers, die maximaal 12 GB DDR3-Ram met foutcorrectie kunnen aansturen. De nietvluchtige opslag bestaat uit 2 Mb FRam, 256 MB flash en tot 64 GB EMMC. Daarnaast bevat het bord twee FPGA’s: een kleine voor logging en interne monitoring van temperatuur, stroom en spanning en een grote die de gebruiker kan programmeren om specialistische taken op zich te nemen of applicatiespecifieke interfaces te verzorgen, eventueel door er extern ingekocht IP op te zetten. Deze laatste communiceert over een vierbaans PCI Express-snelweg met de T4240 en is voor de buitenwereld toegankelijk via maximaal 38 GPIO-pinnen op de P2-connector van de module. Standaard biedt de VPX3424 twee Caninterfaces, vier 10 Gigabit Ethernet-poorten van het type 10GBase-KR, evenzoveel Gigabit Ethernet-links die configureerbaar zijn als 1000Base-KX of 10/100/1000Base-T, twee Sata2-kanalen, twee keer USB 2.0 en maximaal vier Uarts aan user-I/O op de P1- en

32 |

5

P2-connector van de kaart. De control plane op de P1 bestaat uit een Gigabit Ethernetarchitectuur met twee dunne 1000Base-Tof vier ultradunne 1000Base-KX-pijpen. De data plane op dezelfde connector is softwarematig in te richten als twee PCI Express x4aansluitingen, of eenmaal PCI Express x4 en eenmaal Serial RapidIO x4 of één grote PCI Express x8-verbinding. Ten slotte maakt de utility plane op de P0 de interne management-FPGA toegankelijk via een I2C-bus met IPMI-protocol. Met zijn Medusa mikt ACQ Inducom op high-end toepassingen. ‘We kunnen wel weer een simpele processorkaart maken, maar we willen juist vooroplopen en niet concurreren met de massa’, verklaart business development manager Jeffrey van Grunsven. ‘Wij gaan echt voor de niches en De Medusa-module van ACQ Inducom combineert onder meer een 12-core T4240-processor van Freescale (het grote vierkant in het midden) en een gebruikersprogrammeerbare FPGA (het vierkant linksboven) op één printplaat.

het hogere segment. Daarom hebben we ook gekozen voor de T4240, volgens de benchmarks echt het snelste van het snelste op dit moment binnen de embedded-wereld.’ Ondanks dat de VPX3424 pas net op de markt is, is ACQ al in gesprek met een groot aantal geïnteresseerde partijen, vertelt Van Grunsven, die geen namen kan noemen. ‘De module is bij uitstek geschikt om bergen data te verwerken, bijvoorbeeld in radars, MRIsystemen of de big science-infrastructuren van grote wetenschappelijke instituten zoals Astron, Cern en Iter. Ook robots en waferscanners zijn interessante toepassingen.’

Een luttele veertig watt Aanleiding voor de ontwikkeling van de Medusa was dat de processor die ACQ Inducom voorheen in zijn systemen stopte tegen zijn

grenzen aanliep. ‘Tot voor kort gebruikten we de MPC5200 van Freescale, een PowerPC-gebaseerde singlecore met een topsnelheid van 400 MHz’, licht Van Grunsven toe. ‘Met name bij contextswitching op een gepartitioneerd besturingssysteem begon die toch wel erg traag te worden. Toen we op een gegeven moment het plan hadden opgevat om een nieuw product te ontwikkelen, zijn we gelijk op zoek gegaan naar een processor die niet alleen veel meer performance heeft maar die ook zo flexibel is dat we er zowel eenvoudige als heel complexe applicaties op kunnen draaien.’ Als partner van Freescale kwam ACQ eigenlijk direct uit bij het paradepaardje van de chipmaker. ‘De T4240 heeft twaalf kernen, maar op elke core is bijna alles dubbel uitgevoerd’, weet senior engineer Marcel Schneider. ‘De processor telt 24 integerunits en 24 instructiepijplijnen, zodat je fysiek ook bijna 24 cores hebt. Alleen voor de meest complexe instructies geldt dit niet: er zijn ‘slechts’ twaalf floating point-units en ‘slechts’ twaalf Altivec-units voor grote seriële data-intensieve bewerkingen. Deze SimD-engines zijn overigens terug van weggeweest. In de vorige generatie had Freescale ze geschrapt, maar dat smetje heeft het in de nieuwste chips weggepoetst.’ De T4240 is ook uitgebreid configureerbaar. ‘Je kunt de twaalf kernen opdelen in drie clusters van vier, die je elk ook weer afzonderlijk kunt instellen’, illustreert Van Grunsven. ‘Het ene cluster kun je bijvoorbeeld op 1,8 GHz laten draaien, terwijl het andere op 800 MHz loopt.’ Tot op zekere hoogte zijn de processorkernen zelfs individueel te configureren, voegt software-engineer Marco Awater

toe. ‘Per core kun je aangeven tot welke geheugengebieden en peripherals hij toegang heeft. Daar zitten natuurlijk wel grenzen aan, want er zijn ‘maar’ drie geheugencontrollers, dus uiteindelijk zullen meerdere kernen op dezelfde controller toegrijpen. Het geheugen an sich kun je zo echter heel fijnmazig opdelen in afgeschermde blokjes.’ Hiermee zijn heel veel taken te integreren en toch gescheiden te houden op hardwareniveau. ‘Dat is een van de grote voordelen ten opzichte van het oude systeem’, stelt Schneider. ‘De MPC5200 voerde daar de hoofdtaken uit, maar voor specifieke werkzaamheden hadden we losse insteekkaarten nodig. In onze avionicamodules hadden we bijvoorbeeld een apart processorbordje om het AFDX-netwerkverkeer te verwerken. Dat kunnen we nu helemaal op één core doen. Hetzelfde geldt voor het Can-verkeer.’ ‘En’, haakt Van Grunsven in, ‘kritieke en niet-kritieke OS-taken kunnen hardwarematig gescheiden naast elkaar draaien. Dat geeft een veel betere afscherming dan partitionering in software.’ Bij dit alles verstookt de T4240 bovendien een luttele veertig watt. ‘Dat is worstcase, met alle cores draaiende en alle peripherals in gebruik. Onderdelen die je niet nodig hebt, kun je echter uitschakelen, zodat je het echt heel low-power kunt maken’, nuanceert Awater. ‘Ter vergelijking: de high-end Intel-processoren zitten op 130 W. De PowerPC-architectuur is niet alleen een stuk sneller maar ook een stuk zuiniger.’ Om de geproduceerde warmte af te voeren, biedt ACQ een modulevariant met volledige conductiekoeling en binnenkort een uitvoering met convectiekoeling.

Achterwand op maat De keuze voor het VPX-formaat is onder meer ingegeven door een verschuiving van parallelle naar seriële bussen. ‘Systemen krijgen steeds grotere datastromen te verstouwen’, legt senior engineer Schneider uit. ‘Als je die parallel wilt versturen van de ene chip naar de andere, heb je heel brede paden nodig. Die kun je bijna niet meer kwijt op je printplaat. Om maar te zwijgen van de maatregelen die je moet nemen tegen de enorme overspraak tussen alle parallelle kanalen. Bij serieel heb je maar één spoortje en dan tien keer zo snel, dus de integriteit van het signaal wordt heel belangrijk, maar daar kun je al je aandacht aan besteden. En helemaal serieel is het ook niet. Bij PCI Express zijn de links bijvoorbeeld wel serieel, maar als een niet genoeg is, neem je er twee of nog meer. Dan ga je toch weer een beetje parallel.’ Business development manager Van Grunsven ziet bedrijven steeds vaker de overstap maken. ‘In toenemende mate ruilt de industrie het parallelle PCI en VME in voor seriële verbindingen zoals Ethernet en PCI Express en de bijbehorende nieuwe standaarden voor de backplane AdvancedTCA en VPX. We hebben gekozen voor de laatste vormfactor omdat wij een 3U kaart wilden maken en VPX beter geschikt is voor dergelijke halfhoge modules. Het formaat is ook flexibeler in wat er over de achterwand is te sturen en het is een gangbare standaard in avionica en defensie, belangrijke markten voor ons.’ Met de verschuiving naar de nieuwe seriële backplanestandaarden verandert ook de benadering van de achterwanden zelf,

5 | 33

Nieuws Processormodules

De pinnen van de drie VPX-connectoren P0, P1 en P2 zijn via snelle datapaden verbonden met de verschillende onderdelen op de Medusa-kaart.

merkt Van Grunsven op. ‘Vroeger vertrok je van een standaard PCI- of VME-backplane en paste je daar je kaarten en hun I/O op aan. Nu is het precies andersom: je kijkt eerst welke bordjes je nodig hebt en hoe je die onderling wilt koppelen, om daar vervolgens de achterwand op te designen. In plaats van backplanes van de plank te kopen, laten steeds meer systeemintegratoren ze op maat maken. Wij partneren daarvoor met Elma, een backplanespecialist die ook in de Vita-commissie voor VPX zit.’ Die commissie probeert de wildgroei aan achterwanden in toom te houden door verschillende standaard profielen op te stellen onder de verzamelnaam OpenVPX. ‘Zo’n profiel geeft richtlijnen voor bord- en backplanefabrikanten’, verklaart Van Grunsven. ‘Wanneer zij zich daaraan houden bij de ontwikkeling van een product, werkt het resultaat gegarandeerd samen met de andere producten binnen hetzelfde profiel. Dat maakt het een stuk makkelijker om kaarten van de ene aanbieder in een backplane van een ander merk te steken. Onze Medusa ondersteunt OpenVPX, waardoor de module zonder aanpassingen aansluit op een breed scala aan bestaande achterwanden en direct kan communiceren met eventuele buurkaarten.’

‘Negen van de tien keer maak je uiteindelijk toch een custom backplane, puur om te optimaliseren voor jouw toepassing’, gaat Schneider verder. ‘Een achterwand op maat is op zich wel duurder dan een exemplaar van de plank, maar je kunt er veel meer op integreren, zodat de kosten onder de streep lager zijn. Waar je vroeger bijvoorbeeld een extra print nodig had voor signaalconditionering, kun je dat nu rechtstreeks op de backplane doen en heb je die aparte kaart niet meer nodig. Als je applicatiespecifieke functionaliteit wilt toevoegen via onze gebruikersprogrammeerbare FPGA, moet je sowieso een custom backplane hebben, want daar biedt de standaard niks voor.’

Ruige omgevingen ACQ Inducom kan zelf de rol van systeemintegrator op zich nemen. ‘De eerste stap is dan dat we samen gaan zitten met de klant om te bespreken wat precies de wensen zijn’, beschrijft Van Grunsven het proces. ‘Daar rolt een systeemontwerp uit met een lijst van benodigde kaarten en applicatiespecifieke vereisten. Vervolgens gaan we de Medusa inrichten, indien gewenst inclusief de FPGA, en koppelen aan de andere bordjes en componenten. In de ontwikkelfase gebruiken we daarbij nog een standaard

backplane. Uiteindelijk miniaturiseren we het systeem tot een dedicated kastje, waarbij we meestal een achterwand op maat ontwerpen, die we laten maken bij Elma.’ De Ossenaren kunnen de Medusa ook leveren als Cots-product (commercial offthe-shelf). ‘Wanneer een andere systeemintegrator zijn oog heeft laten vallen op onze processormodule, verstrekken wij alleen de kaart en de basissoftware, met een door ons geporteerd OS’, zegt Schneider. ‘Het is dan aan die integrator om daar een backplane, buurkaarten, koeling en andere componenten aan toe te voegen en het geheel werkend te krijgen.’ ‘De planning is om eerst Linux op het bord te porteren’, vult softwareengineer Awater aan. ‘Later willen we dat uitbreiden met realtime besturingssystemen zoals VXWorks en PikeOS. Een bare metal-BSP, dus zonder OS, hebben we nog in overweging.’ In het verlengde hiervan werkt ACQ aan een ruggedised Cots-variant. ‘Een klein kastje met het Medusa-bord als motor’, verduidelijkt Van Grunsven. ‘Dat willen we compatibel maken met de Vita 75-norm. Die specificeert onder meer de afmetingen van een ruggedised small form factor-systeem, de vorm van de connectoren en de maximale vermogensdissipatie. Dergelijke kastjes vind je veelal in ruige omgevingen. Standaardisatie ervan maakt het eenvoudig om ze te verwisselen voor een snellere versie of een product van een andere leverancier, voor onze ruggedised Medusa bijvoorbeeld.’ Verder zit er een AdvancedTCA-uitvoering in de pijplijn. ‘Voor industriële toepassingen’, aldus Van Grunsven. ‘In die markt is AdvancedTCA weer gangbaarder dan VPX.’

5 | 35

Achtergrond Processormodules

SGet brengt standaardisatie embedded technologie in hogere versnelling Ongeveer een jaar geleden ging SGet van start, een nieuw standaardisatieorgaan voor technologiebedrijven in de embedded-industrie. Nu zijn de eerste resultaten daar. Hoe kijkt de groep terug op het afgelopen jaar? Bram Semeijn

O

p het Embedded World-congres vorig jaar februari kondigde een aantal fabrikanten van embedded computers, onder wie Advantech, Congatec, Kontron en MSC-GE, de Standardisation Group for Embedded Technologies (SGet) aan. De doelstellingen van de groep waren toen behoorlijk ambitieus: zeker honderd nieuwe leden en versnelling van het standaardisatieproces. Dat ledenaantal is een jaar na dato nog niet gehaald (het zijn er nu iets meer dan veertig), maar de eerste nieuwe standaarden zijn er wel. Zo lanceerde SGet begin dit jaar Smarc (Smart Mobility Architecture), een standaard voor mobiele apparaten. Voorzitter Engelbert Hörmannsdorfer, tevens de belangrijkste woordvoerder van de groep, is tevreden. ‘De belangrijkste reden om SGet op te richten, was het standaardisatieproces te versnellen’, vertelt hij. ‘Bij het opstellen van standaarden liep de markt er nogal eens tegen aan dat er van te veel bedrijven inmenging was. Hierdoor was het complex en niet echt makkelijk om tot een standaard te komen. Voor de eerste QSeven-standaard zijn alle bedrijven bijvoorbeeld zo’n drie jaar bezig geweest. Dat is eigenlijk te lang, want processorarchitecturen veranderen mee.’ Om het standaardisatieproces te versnellen, heeft SGet daarom de inspraakregels vereenvoudigd. Zo kunnen alleen bordfabrikanten een eindbeslissing nemen over de specificaties. Andersoortige bedrijven, zoals chipmaker of systeemintegratoren, kunnen enkel adviseren. Daar staat tegenover dat iedereen in principe toegang heeft tot de groep en ook iedereen ideeën voor standaarden kan aandragen. ‘Voor technologiebedrijven in de embedded-wereld zijn standaarden erg belangrijk, meer nog dan voor andere industrieën’, stelt Hörmannsdorfer. ‘Voor consumen-

36 |

5

tenelektronica veranderen de borden qua vorm en soort verschrikkelijk snel en zijn er om de twee jaar wel weer totaal nieuwe form factors. In de embedded-wereld werken we echter met life cycles van zo’n tien tot vijftien jaar. In dat geval is het belangrijk dat er ook andere partijen zijn die na

tien jaar nog hetzelfde product kunnen leveren. Bovendien zijn de bedrijven in de embedded-industrie doorgaans niet groot. Niemand beschikt over de marktmacht om een standaard af te dwingen. Door samen te werken, kunnen bedrijven met goede ideeën die toch verder ontwikkelen.’

Begin dit jaar lanceerde SGet de Smart Mobility Architecture-standaard (Smarc) voor mobiele apparaten. Op basis hiervan heeft Kontron al verschillende bordjes en een starterkit uitgebracht.

Net als Smarc richt ook de QSeven-standaard zich op elektronica met een laag energieverbruik, maar in dit geval zijn de modules speciaal geschikt voor apparatuur met een pc-interface. Foto: MSC

Winst

Geknaagd

SGet ging van start met twee standaardisatieprojecten, de een rond QSeven en de ander voor de nieuwe ULP-Com-standaard (Ultra Low Power - Computer on Module). Die laatste is later omgedoopt in Smarc. Beide standaarden zijn nodig, omdat er een groeiende marktinteresse is in de Armarchitectuur. ‘Smarc is een Com-formaat dat zich richt op de typische Arm-producten’, vertelt Peter Müller van Kontron, voorzitter van de Smarc-werkgroep. ‘De modules zijn bij uitstek geschikt voor apparaten met een laag energieverbruik, in het bijzonder voor apparaten met batterijen. Daarbij is de standaard gericht op elektronica met kleinere displays, zoals kleine tablets. Andere Com-standaarden, zoals Com Express of ETX, focussen op de typische pc-interfaces. Met Smarc willen we eigenlijk een compromis sluiten tussen de Arm- en X86-connectorconcepten.’ Kontron is zo’n beetje de belangrijkste trekker van Smarc, maar volgens Müller was het wel degelijk een team effort. ‘Andere grote embedded-spelers in de modulemarkt, zoals Advantech en Adlink, waren net als wij met een dergelijke standaard bezig. Met hen zijn we in eerste instantie rond de tafel gaan zitten, nog voor we het idee hadden om SGet te starten. De standaardisatiegroep was voor ons vooral een middel om een bredere basis aan supporters te krijgen voor deze nieuwe standaard. Er doen thans twintig bedrijven mee met de Smarc-standaardisatie, terwijl dat er anders maar drie waren geweest.’ Veel deelnemers is volgens Müller vooral winst voor de klanten. Die kunnen nu kiezen uit diverse aanbieders. Vergelijkbare ontwikkelingen waren voorheen maatwerk dat ze maar bij één bedrijf konden afnemen.

Tegelijk met de opstart van Smarc kwam er een standaardisatiegroep voor QSeven, een relatief nieuwe Com-standaard voor low-power producten. De eerste versie rolde in 2007 uit de koker van Seco, MSC-GE en Congatec. Net als Smarc richt ook QSeven zich op elektronica met een laag energieverbruik, maar in dit geval is de module speciaal geschikt voor apparatuur met een pc-interface. Oorspronkelijk spitsten de makers van de standaard zich daarbij vooral toe op X86-architecturen. Door de toenemende kracht van de Arm-architectuur de afgelopen jaren is deze ook steeds belangrijker geworden voor QSeven. ‘De ontwikkeling naar Arm is reeds ingezet bij versie 1.2 van QSeven’, weet Tobias Schöne van MSC-GE, lid van de QSevenwerkgroep van SGet. ‘De eerste QSevenstandaard was vooral gericht op Intel. Zoals alle eerste releases was deze niet direct perfect en kwam er in 2010 een revisie. Deze versie 1.2 bevatte voor het eerst ook Armspecificaties. Met de 2.0-update van afgelopen jaar is er geen enkele beperking meer voor het maken van een QSeven-gebaseerde Arm-module met een pc-interface.’ De gesprekken over een nieuwe QSevenstandaard werden in eerste instantie gevoerd in de PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PicMG). ‘In die groep zitten echter ook allerlei verkopers van CPU’s en connectoren’, beschrijft Schöne het probleem. ‘Die hadden weinig interesse in een nieuwe vormfactor, waardoor het hele standaardisatieproces vertraagde. Vandaar dat we de standaard binnen SGet hebben uitgebracht.’ Hoewel er dus geknaagd is aan de invloed van chipleveranciers is de interesse van die fabrikanten in SGet volgens Schöne niet minder groot. ‘Binnen de QSeven-werk-

groep denken we bijvoorbeeld na over een extensie voor USB, maar bij een chipmaker als Texas Instruments zijn ze daar ook mee bezig. Doordat TI is aangesloten bij SGet, hebben we behoorlijk wat inzicht gekregen in hoe zij de nieuwe features willen realiseren. In een nieuwe release van QSeven zullen we die specs zeker meenemen.’

Aanloop Nu de eerste resultaten er zijn, is de grootste druk van de ketel. Momenteel werkt SGet aan een design guide voor Smarc, een handleiding voor hoe dragerborden geschikt zijn te maken voor Smarc-modules. Deze moet uiteindelijk ergens dit kwartaal verschijnen. Behalve op de eerste twee standaardisatieprojecten lag de focus het afgelopen jaar vooral op de groepsorganisatie. Zo heeft SGet onder meer gewerkt aan een eigen community en grondslag. Ook wil voorzitter Hörmannsdorfer een internetplatform gaan opzetten dat samenwerking vergemakkelijkt. Iedereen moet daar zijn ideeën kunnen posten en relaties kunnen onderhouden. Een van de belangrijkste activiteiten is echter nog altijd ledenwerving. De oorspronkelijke doelstelling om in een jaar tijd zo’n honderd nieuwe deelnemers aan te trekken, is niet gehaald. Positief is dat SGet niet meer uitsluitend een feestje is van bordfabrikanten, maar dat er bijvoorbeeld ook chipmakers meedoen. ‘Met name tijdens de laatste editie van Embedded World hebben we behoorlijk wat aanloop gehad’, geeft Hörmannsdorfer aan. ‘Er waren zeker vijf partijen die lid wilden worden en veel goede nieuwe ideeën voor standaardisatiegroepen.’ Welke ideeën dat zijn, wil hij niet zeggen. Wel wil hij kwijt dat het gaat om zo’n zeven nieuwe groepen die in de loop van dit jaar van start zullen gaan.

5 | 37

Achtergrond Backplanes

Met vijf gigabyte per seconde over de backplane Onlangs kondigden Kontron en PLX een industriële doorbraak aan in de toepassing van PCI Express- en VXFabric-technologie als VPX-backplaneverbinding voor TCP/IP-communicatie. Doorvoersnelheden tot 4,4 GB/s voor TCP/IP en tot 5,6 GB/s voor ruwe data behoren nu tot de mogelijkheden. Dit betekent een enorme sprong voorwaarts in verwerkingskracht en I/O-bandbreedte voor applicaties als radar, sonar en videogebaseerde situational awareness. Vincent Chuffart

T

oepassingen in de defensie, lucht- en ruimtevaart werken met steeds meer data uit steeds meer bronnen. Vooral radar-, doelzoek- en surveillancesystemen voor onbemande vliegtuigjes en monitoring- en jamming-systemen voor elektronische oorlogvoering vragen om steeds hogere I/O-snelheden en steeds beter presterende switchgebaseerde seriële communicatie-fabrics. Vanwege de beperkingen in afmetingen en gewicht is het daarbij van belang dat de thermische specificaties binnen de perken blijven. Om dit groeiende eisenpakket het hoofd te bieden, kijken systeemontwikkelaars in de defensie, lucht- en ruimtevaart in toenemende mate naar VPX. Deze Vita-standaard, nummer 46, specificeert een backplane waarover insteekkaarten gegevens kunnen uitwisselen via high-speed seriële punt-totpuntverbindingen zoals Gigabit Ethernet, PCI Express en Serial RapidIO. Inmiddels is er een bloeiend ecosysteem met een breed scala aan leveranciers van interoperabele hardware en bijbehorende software. Het gros van de VPX-systemen gebruikt TCP/IP over Ethernet voor de communicatie tussen de processoren onder de motorkap. De meeste CPU’s en chipsets van tegenwoordig hebben echter onvoldoende Ethernet-capaciteit om de gewenste performance te kunnen halen. De populaire energiezuinige embedded-processoren bieden bijvoorbeeld geen ondersteuning voor 10 Gigabit Ethernet, laat staan voor 40 Gigabit Ethernet. Daarom moeten ontwikkelaars hun toevlucht nemen tot alternatieve data planes. Dit vereist vaak modificaties in de applicatiecode.

38 |

5

Krishna Mallampati

Een manier om hier een mouw aan te passen, is door PCI Express te omarmen. Elke nieuwe generatie van deze technologie gaat de performance met sprongen vooruit. De meest recente versie, Gen 3, ondersteunt al acht gigatransfers per seconde. Daarmee kan een enkele PCI Express-switch 1,5 terabit per seconde aan data verwerken. De nieuwste switches bieden ook nog eens extra mogelijkheden, zoals twee niet-transparante poorten voor redundantie, directe geheugentoegang en spread-spectrum clockisolatie (SSC) om verschillende klokdomeinen te koppelen. Door Ethernet (TCP/IP) over PCI Express te implementeren, kunnen VPX-systeemontwerpers de prestaties halen die ze nodig hebben. Tegelijkertijd zorgt de voorziene lange houdbaarheid van de verbindingstechnologie ervoor dat ze hun applicatiesoftware voor geruime tijd kunnen beschermen tegen obsolescence. Wanneer alle componenten van de VPX-kaarten native PCI Expresspoorten hebben, blijven de ontwikkelkosten bovendien laag en zijn er geen omzettingen meer van de ene technologie naar de andere, waardoor de latency’s eveneens laag zijn.

Eenvoudig porteren Om de kosten nog verder te drukken, hebben Kontron en PLX de VXFabric-technologie ontwikkeld. Deze vereenvoudigt en versnelt de inrichting van de interprocessorcommunicatie in VPX-systeemarchitecturen. VXFabric voorziet in de softwarelijmlaag tussen een PCI Express Gen 3-switch en de onderkant van de TCP/IP-stack. Daardoor zijn bestaande TCP/IP-gebaseerde applicaties zonder aanpassingen te draaien. Ook is het mogelijk te migreren naar opkomende standaarden zoals 10 en 40 Gigabit Ethernet. Een typische VXFabric-hardwarearchitectuur bestaat uit verschillende processorkaarten, al dan niet met meerdere cores, die via PCI Express-datapaden gegevens uitwisselen over een gemeenschappelijke backplane. De open infrastructuur zorgt er hierbij voor dat de communicatie efficiënt en op hardwaresnelheid verloopt. Op dit moment zijn zo maximaal twaalf nodes tegelijk aan elkaar te knopen. VXFabric is compatibel met de OpenVPXstandaard (Vita 65). Deze definieert twee hoofdtopologieën voor de backplane: gedistribueerd en gecentraliseerd. Bij een gedistri-

TCP-bandbreedte

CPU-belasting TCP (als percentage van één multicore processor)

Ruwe bandbreedte

PCI Express x8 Gen 3

4,4 GB/s

10 % (quadcore)

5,6 GB/s

PCI Express x4 Gen 3

2,5 GB/s

6 % (quadcore)

2,8 GB/s

PCI Express x4 Gen 2

1,3 GB/s

8 % (dualcore)

1,5 GB/s

PCI Express x4 Gen 1 of x2 Gen 2

0,6 GB/s

5%

0,8 GB/s

Iperf-resultaten voor bandbreedte en processorbelasting bij verschillende VXFabricconfiguraties

Bij VXFabric kan de gegevensuitwisseling lopen via TCP/IP en direct van het ene naar het andere geheugen.

VXFabric vormt de softwarelijm tussen het PCI Expresssilicium en de TCP/ IP-stack.

bueerde achterwand is er geen PCI Expressswitch nodig om het dataverkeer te regelen. Deze topologie maakt bijzonder compacte architecturen mogelijk. Voorwaarde is wel dat de datapaden tussen de nodes geïmplementeerd zijn in de backplane. Omdat het pad meestal applicatieafhankelijk is, is een gedistribueerde achterwand een goede oplossing voor prijsgevoelige toepassingen. Als een hogere bandbreedte en meer flexibiliteit in de data plane wenselijk zijn, is een gecentraliseerde topologie een betere keuze. Softwarematig is VXFabric equivalent aan een Ethernet-infrastructuur uitgerold over een geschakelde PCI Express-fabric. Het implementeert de verschillende netwerklagen zodat gebruikers de communicatie kunnen afhandelen met een IP-socketinterface. Deze Api biedt directe toegang tot alle klassieke protocollen, zoals TCP en UDP. Verder vereist VXFabric geen aanpassing van bestaande applicaties. Daarmee helpt het de ontwikkelinspanningen te beperken en vereenvoudigt het de migratie naar de VPX-architectuur. Het standaard VXFabric-programmeermodel implementeert de socket-Api door een Ethernet-interface te emuleren over PCI Express – à la pseudo-Ethernet in virtuele machines. Deze Api garandeert de compatibiliteit van bestaande applicaties. Door een Gigabit Ethernet-TCP/IP-infrastructuur over te zetten naar VXFabric zijn complexe en bedrijfseigen low-level programmeerinterfaces, zoals die van de meeste Serial RapidIO- en Infiniband-implementaties, te vermijden. Een dergelijke migratie is bovendien vrij rechttoe rechtaan. Het gebruik van de socket-Api op VXFabric is niet anders dan op een standaard

Ethernet-interface. Omdat de fabric doorgaans wordt ingezet voor datacommunicatie, is de aanbevolen weg om hem te adresseren via de streamingsocket (in het geval van TCP) of de datagramsocket (in het geval van UDP). Dat we de opensource Iperf-tool ongewijzigd konden gebruiken om de VXFabric-implementatie te benchmarken en er throughput-metingen aan te doen, toont hoe soepel de overgang is vanuit een standaard Ethernet-omgeving. Voor realtime gegevensoverdracht biedt VXFabric een raw-modus. Daarin zijn grote datasets direct van het ene naar het andere gebruikersgeheugen te verplaatsen. Door de DMA-engines in het PCI Express-silicium aan te sturen, zorgen de utility-lagen van VXFabric hierbij voor de verwerking van de programmacode op laag niveau en het beheer van scatter/gather-DMA-lijsten, terwijl de VXFabric-infrastructuur de systeembrede coherentie van adrestoewijzingen bewaakt. In de raw-modus kunnen gebruikers alleen niet vertrouwen op de intrinsieke TCP/IP-functionaliteit, zoals gegarandeerde aflevering, data check en flow control, en moeten ze andere manieren vinden om meerdere onderdelen van een gedistribueerde applicatie te synchroniseren. VXFabric is beschikbaar onder Linux voor alle VPX-processorkaarten van Kontron. Het is zo ontwikkeld dat het eenvoudig te porteren is naar andere besturingssystemen en andere architecturen, zoals FPGA’s. Bovendien is de implementatie schaalbaar.

Verder versnellen VXFabric biedt tot 5,6 GB/s aan ruwe bandbreedte voor VPX-systemen en maxi-

maal 4,4 GB/s bij TCP/IP-communicatie, zo blijkt uit de Iperf-tests. Voor PCI Express Gen 3 hebben we deze uitgevoerd op Kontrons VX3042- en VX3044-kaarten met Intel Core I7-processoren van de derde generatie, voor PCI Express Gen 2 op VX3035-kaarten met Core I7-CPU’s van de tweede generatie en voor PCI Express Gen 1 op VX3030- en VX6060-kaarten met Core I7’s van de eerste generatie. In alle gevallen hebben we de turboboost en hyperthreading uitgeschakeld. Deze prestaties maken VXFabric bij uitstek geschikt voor defensie-, lucht- en ruimtevaarttoepassingen. Dat kunnen krachtige systemen zijn met twaalf quadcore processorkaarten maar ook heel geoptimaliseerde ontwerpen met slechts een paar enkelvoudige CPU-modules en veel I/O’s. De wijdverbreidheid van PCI Express en TCP/IP in embedded computers in het algemeen effent voor VXFabric de weg naar een vooraanstaande positie in industriële switch-fabrics. Naar verwachting zal de introductie van Gen 4, met snelheden tot wel 16 GB/s per verbinding, de omarming van PCI Express verder versnellen. Daarmee worden de kansen voor VXFabric alleen maar groter en zijn gebruikers van de backplanetechnologie ervan verzekerd dat hun applicatiesoftware nog minstens twintig jaar meekan. Vincent Chuffart is productmanager voor defensie, lucht- en ruimtevaart bij Kontron. Krishna Mallampati is hoofd productmarketing bij PLX Technology. Redactie Nieke Roos

5 | 39

Achtergrond Systeemchips

Debuggen van een gecombineerde wereld Socs die Arm-applicatieprocessoren combineren met een FPGA bieden allerlei nieuwe mogelijkheden voor ontwikkelaars, maar werpen tegelijk nieuwe problemen op met betrekking tot ontwerp, debugging en optimalisatie. Altera heeft bij zijn FPGA-Socs de hulp gezocht van Arm om de debugmethodes van de twee deelsystemen te combineren. Stefano Zammattio en Javier Orensanz van deze respectievelijke bedrijven beschrijven wat hun aanpak te bieden heeft voor software- en hardwareontwikkelaars. Javier Orensanz

I

n moderne systemen wordt vaak naast een CPU een FPGA ingezet om zware rekentaken efficiënt uit te kunnen voeren. De verbindingsmogelijkheden tussen deze subsystemen zijn echter beperkt, waardoor vaak niet het onderste uit de kan kan worden gehaald. Processoren beschikken over verschillende verbindingsopties, maar allemaal kampen ze met een geringe bandbreedte en grote latency’s Bovendien zijn ontwikkelaars tijd kwijt aan het ontwikkelen van drivers

WWW.TMC.NL

40 |

5

Stefano Zammattio

en/of FPGA-interfaces. Zelfs als die niet leveranciersgebonden zijn, kunnen er nog processorspecifieke verschillen voorkomen, wat het zelfs bij vergelijkbare systeemeisen lastig maakt om het ontwerp te hergebruiken. In de Cyclone V- en Arria V-Socs van Altera worden FPGA-logica en CPU-subsysteem daarom gecombineerd in een enkel device. Dat biedt voordelen voor energieverbruik, kosten en ruimte op het PCB en maakt data-uitwisseling een stuk soepeler.

Een breedbandige Amba-bus in de Soc verbindt de dualcore Arm Cortex-A9-processor met FPGA-logica en geheugen. De registers van het FPGA-IP worden rechtstreeks in het geheugen van de processor geplaatst, zodat geen interfaceprogrammering nodig is. Daarnaast beschikt het systeem over een GPIO-interface en 64 interruptsignalen tussen de processor en de FPGA. Ook kan de laatste de slaapstand van de eerste instellen of hem resetten.

IT’S PEOPLE WHO DRIVE TECHNOLOGY

De cross-trigger matrix staat in verbinding met de processorcores, de tracemacrocellen en de FPGA-logica, en kan met Arms DS-5 Debugger worden geprogrammeerd om triggers te genereren vanuit en naar elk van deze componenten.

Het FPGA-blokdiagram van de Alterasysteemchips

Traditioneel hebben beide subsystemen hun eigen debuggereedschappen en -methodes. Deze werken goed voor software- en FPGA-problemen afzonderlijk, maar hebben weinig nut bij problemen wanneer die twee sterk zijn geïntegreerd. EDA-tools in RTLsimulatie- en -emulatieomgevingen kunnen wel helpen bij integratieproblematiek, maar deze zijn vaak te complex, langzaam en duur voor bedrijven die geen eigen IC’s ontwikkelen. Voor de FPGA-Socs hebben Altera en Arm daarom samengewerkt aan nieuwe methodes die de on-chip debugmethodes gebruiken. Hoewel de Altera-Socs pas in de tweede helft van dit jaar in massaproductie komen, zijn de ontwikkelkit van Altera en de – voor industriële applicaties geoptimaliseerde – EBV Socrates-ontwikkelkit nu al beschikbaar.

Signaltap Arm-gebaseerde systemen hebben gewoonlijk een JTag- of Serial Wire Debug-poort (SWD) voor het debuggen van de software. Debugprobes kunnen de processor via deze poort stoppen en de toestand van de CPU, het geheugen en de peripherals op de Amba-bussen uitlezen of wijzigen. Daarnaast bevatten dergelijk systemen vaak een Embedded Trace Macrocell (ETM) en/ of een Programme Trace Macrocell (PTM). Deze on-chip blokken monitoren de instructiestroom en leggen gecomprimeerde informatie hierover vast in een on-chip

buffergeheugen of een externe tracepoort. Ontwikkelaars kunnen hiermee een historisch overzicht opvragen van alle instructies die tot een bepaald moment zijn uitgevoerd door de processor. Dat is met name handig voor bugs die slechts sporadisch optreden en verdwijnen op het moment dat er debugcode wordt toegevoegd. FPGA’s beschikken ook over JTag-poorten en kunnen dezelfde trace-debugmogelijkheden bieden. Altera’s programmeerbare chips gebruiken hiervoor een systeem dat bekendstaat als Signaltap en dat automatisch IP

toevoegt en configureert voor het monitoren van RTL-signalen in het FPGA-ontwerp. Signaltap reageert op bepaalde triggers – een combinatie van signalen die doorgaans een hardwarefout signaleren. Wanneer een toestandsmachine bijvoorbeeld een bepaalde status bereikt en de kritieke RTLsignalen zijn ingesteld op ongeldige waardes of wanneer er een inputpin verandert, kan Signaltap worden getriggerd. Dat zal dan de tracegegevens rond de gebeurtenis in het on-chip geheugen opslaan. De Altera-Socs zijn voorzien van uitgebreide Arm Coresight-logica voor on-chip debug- en tracedoeleinden. Essentieel hierin is de cross-trigger matrix. Deze component staat in verbinding met de processorcores, de tracemacrocellen en de FPGA-logica en kan met Arms DS-5 Debugger worden ge-

QSys Soms heeft efficiënt ontwikkelen meer te maken met gebruiksgemak van standaard functionaliteit dan met krachtige extra features. Het wordt voor de ontwikkelaar bijvoorbeeld een stuk makkelijker als de gebruikersinterface de namen, bitvelden en omschrijvingen van de peripheral-registers uit de documentatie overneemt. Bij het instellen van de baud-rate van een Uart hoeft de programmeur dan bijvoorbeeld niet handmatig numerieke instructies voor een specifiek geheugenadres te schrijven, maar kan hij gewoon een keuzelijst gebruiken. Dit strookt echter niet met het ontwikkelmodel voor FPGA-Socs. Leveranciers zoals Altera hebben een bibliotheek met IP voor bijvoorbeeld encryptie, versnelling van wiskundige algoritmes en interfacecontrollers. Het is aan de hardwareontwikkelaar om te beslissen hoeveel van deze blokken in de FPGA worden geplaatst en hoe deze worden gekoppeld aan het processorgeheugen. Softwaredebuggers beschikken dus nooit over een standaard overzicht van peripheral-registers. Om dit op te lossen, kan de DS-5 Debugger registerbeschrijvingsbestanden importeren vanuit Altera’s QSys-systeemconfiguratietool. Als de FPGA-hardware verandert, importeert DS-5 de nieuwe registerbeschrijvingsbestanden automatisch. Via een peripheral-beschrijvingsbestand kan QSys ook IP-blokken van eigen makelij aan.

5 | 41

Ongeëvenaarde prestaties, flexibiliteit, en voordelen voor Automated Test

NI PXI hardware, gecombineerd met NI LabVIEW systeemontwerpsoftware, levert betere prestaties, flexibiliteit, en biedt meerwaarde. Door middel van deze combinatie van modulaire hardware en productieve software hebben engineers de testkosten dramatisch verlaagd, worden testen sneller uitgevoerd, testdoorvoer verbeterd en schaalbaarheid vergroot. Met meer dan 500 PXI producten, aanwezig op meer dan 200 locaties wereldwijd, en een netwerk van ruim 700 Alliance Partners, biedt NI de enige complete oplossing voor geautomatiseerde testsystemen. Testsystemen die meegroeien met uw producten en testrequirements.

>> Versnel uw productiviteit. Bezoek ni.com/automated-test-platform

0348 433 466 National Instruments Netherlands BV ■ Pompmolenlaan 10 ■ Postbus 124 ■ 3440 ACWoerden ■ Tel +31 348 433 466 ■ Fax +31 348 430 673 Chamber of Commerce ■ # 301 168 13 ■ Utrecht ©2013 National Instruments. Alle rechten voorbehouden. LabVIEW, National Instruments, NI, en ni.com zijn handelsmerken van National Instruments. Andere vermelde producten en firmanamen zijn handelsmerken of handelsnamen van hun respectievelijke bedrijven. 09975

LabVIEW helpt u programmeren precies op de manier zoals u denkt –grafisch – en vereenvoudigt uw aanpak met ingebouwde analyses en ongeëvenaarde hardware-integratie.

Achtergrond Systeemchips

Elke debugtrigger in het systeem kan worden gebruikt om zowel de softwareals de FPGA-debugsystemen te activeren – indien nodig gelijktijdig.

programmeerd om triggers te genereren vanuit en naar elk van deze componenten. Elke debugtrigger in het systeem kan dus worden gebruikt om zowel de software- als de FPGA-debugsystemen te activeren – indien nodig gelijktijdig. Softwareontwikkelaars kunnen zodoende de tracemacrocel configureren om voor of op een specifieke instructie een trigger te genereren en de waveforms op dat moment via Signaltap vastleggen. In eerste instantie wordt er vaak gekozen voor de signalen die de processor op de systeembus genereert, om te herleiden welke component op dat moment werd aangesproken. Daarna kan via dezelfde methodiek worden ingezoomd op de hardware-implementatie hiervan. Andersom kan de FPGA via Signaltap een trigger genereren bij een bepaalde combinatie van RTL-signalen en als reactie hierop de processor stilleggen of beginnen met het traceren van de software-instructies. Ondanks de krachtige functionaliteit dekt cross-triggering niet alle behoeftes af. De belangrijkste beperking is dat het alleen werkt bij foutcondities, en dus geen analysetool is. De Altera-Socs beschikken daarom ook over een Coresight System Trace Macrocell (STM), een component die zowel vanuit de hardware als de software gegevens kan vastleggen. Software kan gewoonweg tekst ‘printen’ naar de STM, terwijl de hardware bijzondere signalen naar de de component routeert. Voor alle signalen genereert de STM een tracepakket dat naar de debugger wordt gestuurd. Deze techniek kan antwoord geven op allerhande integratievraagstukken, bijvoorbeeld of de FPGA-peripherals worden uitgezet als de

De Arm Streamline-analyser kan worden geconfigureerd om gebruiksgegevens samen met processoractiviteiten en andere systeemparameters weer te geven.

software ze niet nodig heeft, of hoe lang het duurt voordat de software reageert op een interrupt vanuit de hardware. De Altera-Socs gebruiken systeembrede tijdstempels zodat alle tracemacrocellen in de hardware over dezelfde tijdbasis beschikken. Software-instructies, software- en hardwareevents zijn hiermee gedurende een lange periode met elkaar te correleren. Dit biedt een alternatief voor triggers als correlatiemechanisme dat vooral geschikt is voor de exploratieve fase van de ontwikkeling.

Streamline Na verloop van tijd verschuift de focus van de ontwikkeling van bugs naar de prestaties en het energieverbruik van de hardware. Doorgaans zijn juist dit de redenen om een FPGA-Soc te kiezen: rekenintensieve taken zoals FFT-decoders of encryptie kunnen in FPGA-logica worden uitgevoerd terwijl de processor ergens anders mee bezig is of slaapt. Daarom is het belangrijk dat ontwikkeltools periodiek de gebruiksniveaus van de processoren en FPGA-IP-blokken kunnen tonen. Met deze informatie kan de ontwerper het juiste aantal en type IP-blokken voor de FPGA kiezen, software partitioneren en zorgen voor een goede load balancing van de beschikbare software en hardware. Voor de Altera-Socs is een aangepaste versie van de Arm Streamline-analyser beschikbaar. Dit is een tool voor Arm-applicatieprocessoren met een complex besturingssysteem zoals Linux of Android. Via een Linux-driver op het target wordt het systeem op gezette tijden en bij taakswitches bemonsterd. Het gereedschap kan kijken naar besturingssysteemparameters

zoals processorbelasting, geheugengebruik en netwerkverkeer, naar processor- en systeemevents zoals branche mispredictions en cache hits en misses, en naar software-events zoals printf-achtige commando’s. Op de Altera-Socs is de tool uitgebreid met ondersteuning voor de hardware. In de FPGA-hardware moeten hiervoor geheugenregisters worden gereserveerd die het gebruiksniveau van elk verschillend IP-blok bijhouden. Streamline kan dan worden geconfigureerd om deze tellers te lezen en de waardes samen met processoractiviteiten en andere systeemparameters weer te geven. Gebruikers die geïnteresseerd zijn in het energieverbruik kunnen Streamline combineren met een Arm Energy Probe of data-acquisitiehardware van National Instruments om het voltage en het stroomverbruik van het target te monitoren en weer te geven. Daarbij kan het gaan om een specifieke component op het target, maar ook om het volledige bordje. De Altera-Socs met Arm-applicatieprocessoren en FPGA-logica bieden talrijke mogelijkheden voor snellere, goedkopere en energie-efficiëntere producten. Innovaties bij de FPGA-tools, on-chip debughardware en softwarematige debug- en -analysegereedschappen moeten de productontwikkeling met deze apparatuur en het gebruik van de functionaliteit uiteindelijk net zo gemakkelijk en efficiënt maken als bij een processor. Javier Orensanz is hoofd productmanagement bij Arm. Stefano Zammattio is productmanager voor processor-IP bij Altera. Redactie Pieter Edelman

5 | 43

Achtergrond Energieverbruik

Stroomverbruik meten in de debugger Softwareontwikkelaars kunnen het energieverbruik van hun code hooguit indirect bepalen aan de hand van de processoractiviteit. Het verbruik van externe hardware, de gevolgen van low-power-toestanden en andere overwegingen worden hierin niet meegenomen. IAR beschrijft een manier om de code direct te correleren met het verbruik van een totaal systeem en bespreekt verschillende mogelijkheden om de software te optimaliseren voor stroomverbruik. Anders Lundgren

O

f het nou om medische systemen gaat, consumentenelektronica, domotica of andere embedded-segmenten, de levensduur van de batterij speelt vaak een sleutelrol. En hoewel het de hardware is die energie verstookt, is het de software die bepaalt hoe deze wordt ingezet. Power-debugging is een aanpak om inzichtelijk te maken hoe de software-implementatie het stroomverbruik op microcontrollerniveau beïnvloedt. Het1 Barco Silex adv 190x115mm v2 HR.pdf stroomverbruik van het bordje en de instruc-

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

44 |

5

Lotta Frimanson

tiesequentie van de software worden tegelijkertijd vastgelegd en met elkaar gecorreleerd. Met deze gegevens in de hand kunnen we het energieverbruik testen en afstemmen. De grootste moeilijkheid hierbij is de nauwkeurigheid. In het ideale geval bemonsteren we het stroomverbruik met dezelfde frequentie als de systeemklok. In de praktijk vervuilen de capaciteiten van het elektrische circuit dergelijke metingen te veel om een 5/16/2013 5:06:11 PM betrouwbaar profiel te kunnen opstellen.

Vanuit de programmeur gezien, is het echter niet zo belangrijk om het stroomverbruik te koppelen aan individuele instructies. Interessanter is om specifieke gebeurtenissen in de broncode te kunnen correleren aan het verbruik. In de praktijk is het dus geen probleem als de resolutie lager ligt dan één meting per instructie. De sleutel tot nauwkeurige power-debugging is om de juiste correlatie te maken tussen de instructietrace en de metingen van het

IAR bracht vorige maand een probe op de markt om het stroomverbruik van een target te meten gelijktijdig met de programmaflow. Deze I-Scope wordt gebruikt in combinatie met de I-Jet-debugprobe.

verbruik. De in-circuit probe van IAR gebruikt de spanningsval over een weerstandje in serie met de voeding van het device om de stroom te meten. Met een differentiële versterker en een AD-converter wordt deze spanningsval bemonsterd. Hierdoor kunnen we het verbruik overal op het bordje bepalen. Deze stroommetingen zijn het beste te correleren wanneer de complete instructietrace beschikbaar is zoals bij Arm-microcontrollers met ETM (Embedded Trace Macrocell). Niet alle MCU’s beschikken echter over deze functionaliteit, en bovendien is er een speciale debugprobe voor nodig. Een alternatief is daarom om de DWT-module (Data Watchpoint and Trace) in Cortex-M3- en M4-cores te gebruiken om de programme counter (PC) te bemonsteren. Dit is weliswaar minder nauwkeurig, maar biedt nog altijd voldoende correlatie. De DWT registreert de PC periodiek met snelheden tot vijftigduizend keer per seconde en zorgt er via de ITM (Instruction Trace Macrocell) voor dat elke meting van een tijdstempel wordt voorzien. Hierdoor kan de debugger de stroomverbruiksgegevens op dezelfde tijdas weergeven als interruptlogs en variabelenplots, en daarmee het energieprofiel koppelen aan de broncode. Door de stroombemonstering te combineren met functieprofiling is het verbruik per functie te bepalen. Dit maakt inzichtelijk waar het programma na een bepaalde sti-

mulus de meeste tijd doorbrengt, en waar de winst voor energieoptimalisatie te halen valt.

Elegant geïmplementeerd Optimaliseren voor stroomverbruik lijkt in de eerste plaats sterk op optimaliseren voor snelheid. Embedded toepassingen hebben de neiging om de meeste tijd door te brengen met wachten: op gegevens van een seriële poort, op het veranderen van een I/Opin, op het verstrijken van een pauze. Door een low-power-modus te gebruiken tijdens het wachten in plaats van de processor door te laten draaien, kunnen we de levensduur van de batterij met ordegroottes verbeteren. Hoe sneller een taak dus wordt uitgevoerd, hoe langer de microcontroller in lowpower kan doorbrengen. Een veelgemaakte vergissing die tot onnodig energieverbruik leidt, is om via een loop op een statusverandering van bijvoorbeeld een peripheral te wachten. Een vergelijkbare fout is om een pauze in te stellen via een aftel-loop (i = 10000; do i--; while (i != 0);). De CPU is dan intensief bezig met het uitvoeren van instructies terwijl we er niks mee bereiken. In deze gevallen kunnen we het stroomverbruik met een paar codeaanpassingen minimaliseren. Pauzes kunnen we implementeren met een hardwaretimer; na het instellen gaat de CPU in slaapstand totdat de

timerinterrupt hem weer wekt. Wachten op een toestandsverandering kunnen we vaak beter doen met interrupts, en anders kunnen we een timer gebruiken om de status periodiek te testen en tussendoor te slapen. Het kan erg lastig zijn om dit soort fouten boven water te krijgen, ook met powerdebugging. Een mogelijke aanpak hiervoor is om met de verschillende power-debugvensters het verbruiksprofiel van de toepassing te leren kennen, zodat afwijkend gedrag eruit springt. En met behulp van een RTos kunnen we het stroombeheer elegant implementeren, via een taak met de laagste prioriteit. Wanneer alle andere taken zijn volbracht, komt deze in actie en brengt de processor in low-power-stand.

Extra kloktikken Naast het optimaliseren van de slaaptijd zijn er allerlei andere punten waarop we het energieverbruik kunnen verbeteren. Vaak gaat het dan om het afstemmen van hoe de hardware wordt aangesproken. In embedded systemen nemen de peripherals een groot deel van de stroomconsumptie voor hun rekening, en de software bepaalt hoe ze worden gebruikt. Microcontrollers hebben meestal verschillende besparingsstanden waarin delen van het IC kunnen worden uitgeschakeld. De oscillator kan bijvoorbeeld worden teruggeschroefd

5 | 45

Electronics

Discrete-time signal processing Discrete-time signal processing (DTSP) is a key technology for numerous systems and services. For example, the enhancement, transmission and storage of audio and video signals and speech recognition would be unthinkable without DTSP. This workshop gives the basic theory for this fascinating area. The workshop is intended for designers working in research, product development or electrical production mechanisation. Basic knowledge in mathematics and a technical bachelor or master is a prerequisite. Course code: Location: Course price: Duration: Dates:

DTSP Eindhoven 2,600 euros excl. VAT 17 weekly evening sessions, an exam and a closing session commences 9th September 2013

Optics

Modern optics for optical designers Optics is the ‘enabling technology’ of the 21st century. To design optical systems, to specify and test optical components, to integrate optical components into products, this all requires knowledge and skills that can be learned in the CMOP course. Over the years CMOP has become one of the most comprehensive optical courses in Western Europe, unique in its concept, starting with theoretical basics, via practical optical system design and ending with a broad overview of optical applications. After the course, participants will have a thorough knowledge of modern optical concepts, their applications and the design of optical systems, the engineering problems and solutions. Course code: Location: Course price: Duration: Dates:

CMOP Eindhoven 5,995 euros excl. VAT 28 weekly morning sessions commences 13th September 2013

Electronics

Electromagnetic compatibility - design techniques Electromagnetic compatibility (EMC) often lies on the critical path of the product creation process. In this training course, guidelines and tools are given to achieve a systematic and cost-effective integration of EMC technology into new electronic products. In this way, we can prevent delayed market introduction because of EMC problems. The complete EMC training consists of two parts: lectures and a workshop. The participants can use their own products as test vehicles during the workshop. The course is intended for electronic designers and EMC quality engineers working in product development, research, production automation and system engineering. Educational level should be a technical BSc/MSc. Course code: Location: Course price: Duration: Dates:

EMC-DT Eindhoven 2,250 euros excl. VAT 5 consecutive days 21st - 25th October 2013

www.hightechinstitute.nl

Achtergrond Energieverbruik

in frequentie of helemaal uitgezet, peripherals en timers zijn uit te schakelen en de CPU kan stoppen met het uitvoeren van instructies. Een power-debugtool kan van pas komen om de effecten van verschillende energiestanden te vergelijken. Vergelijkbaar hiermee is de inzet van DMA. Traditioneel wordt dit gebruikt om gegevensuitwisseling met het geheugen te versnellen, maar MCU-fabrikanten hebben ook een waaier aan DMA-technieken ontwikkeld voor flexibiliteit en stroomverbruik. Bij sommige architecturen kunnen we de CPU zelfs in slaapstand brengen tijdens een DMA-overdracht. Met powerdebugging kunnen we experimenteren met verschillende DMA-technieken en direct zien wat de effecten zijn ten opzichte van een traditionele CPU-gestuurde aanpak. In eventgestuurde systemen kan het gebeuren dat een taak met een peripheral bezig is wanneer er een interrupt inbreekt en een nieuwe taak start. De peripheral zal dan actief blijven en energie verbruiken, ook wanneer dat niet nodig is voor de nieuwe taak. Dit soort situaties zijn bijzonder lastig te identificeren, maar power-debugging kan helpen. Wel moeten we natuurlijk onderzoeken of de energiebesparing van de tijdelijke uitschakeling van de peripheral opweegt tegen de extra kloktikken die hiermee gemoeid zijn.

De helft van de tijd slapen Een recente ontwikkeling in de MCU-industrie is de mogelijkheid om de interne voedingsspanning voor de processor aan te passen vanuit de software. Dit is vergelijkbaar met technologieën als Intels Speedstep die in desktop- en mobiele processoren al langer gebruikelijk zijn. De mogelijkheid

Als een peripheral aan blijft staan terwijl een taak met hogere prioriteit inbreekt, wordt er energie verspild.

om de voltagefactor van de vergelijking te beïnvloeden, opent nieuwe wegen voor het afstemmen van het stroomverbruik. Voedingsspanning en frequentie bieden dankbare aanknopingspunten voor optimalisatie. Het verbruik van een MCU wordt in theorie bepaald door de formule P = f · U2 · k, waarin f de kloksnelheid is, U de voedingsspanning en k een constante. Er is bijvoorbeeld een device op de markt waarin we Vcore kunnen verlagen van 1,8 naar 1,2 volt wanneer we de kloksnelheid op maximaal 4 MHz instellen. Stel dat we de frequentie terugschroeven van 32 naar 4 MHz, dan levert dat een factor acht besparing op. Verlagen we de voedingsspanning tegelijk van 1,8 naar 1,2 volt, dan halen we zelfs een besparing met een factor achttien. Met power-debugging kunnen we nagaan of het device zich volgens de voorspelling gedraagt. Een systeem dat bijna geen tijd in slaapstand doorbrengt op 50 MHz zou bijvoorbeeld de helft van de tijd moeten

Door de gelijktijdige meting kan bijvoorbeeld het stroomverbruik gecorreleerd worden aan de interruptactiviteit.

slapen op 100 MHz. Mochten er niet-lineariteiten zijn, dan geeft de tool inzicht in de optimale kloksnelheid. Om zwevende inputs te vermijden, verbinden we ongebruikte I/O-pinnen van de MCU doorgaans met de aarde. Wanneer we zo’n pin per ongeluk configureren als een ‘logische 1’-output, dan kan een stroom van wel 25 mA weglekken. Een vergelijkbare situatie doet zich voor wanneer de I/O-pin als input moet werken en verbonden is met extern circuit, maar geconfigureerd wordt als output. Met een stroomgrafiekje kunnen we de onverwachte piek eenvoudig ontdekken. Op een vergelijkbare manier zal de verbruiksgrafiek van de opstartfase de foutieve initialisatiecode onthullen.

Kandidaat voor ruis Naast verbruiksoptimalisatie is er nog een ander gebied waarbij power-debugging van pas kan komen. Het combineren van analoge en digitale circuits op een bordje brengt zijn eigen uitdagingen met zich mee. Layout en routering worden ineens belangrijk om de analoge ruis laag te houden. Een goed mixed-signal-ontwerp vraagt dan ook om uitgebreide overwegingen en de juiste kennis van de hardware. Maar ook de software kan de kwaliteit van de analoge metingen beïnvloeden. Intensief I/O-verkeer ten tijde van de analoge meting is een kandidaat voor ruis in de AD-converter. Power-debugging kan helpen bij het onderzoeken van interferentie tussen de analoge delen en de voedings- en digitale lijnen. Interruptactiviteit kan samen met stroomdata worden getoond, dus hiermee is de elektrische activiteit rondom de ADconverterinterrupts in beeld te brengen. Stroompieken ten tijde van conversies kunnen we zodoende snel opsporen en linken aan de broncode. Het correleren van stroomverbruik aan de software biedt nieuwe kansen om onze code door te lichten voor energieverbruik. Typisch zal het gaan om kansen om het hardwaregebruik af te stellen of mogelijkheden om de code te optimaliseren. Soms zullen ook gewoon ordinaire stroomverslindende bugs boven water komen. Anders Lundgren en Lotta Frimanson zijn beiden werkzaam als productmanager bij IAR Systems. Redactie Pieter Edelman

5 | 47

Achtergrond Opslag

Figuur 1: Een SSD met acht pagina’s (0 tot en met 7), elk met vier sectoren (0 tot en met 3). De blauwe sectoren bevatten data, de groene nog niet. Een teller houdt voor elke pagina bij hoe vaak deze al werd gewist en opnieuw beschreven (het slijtageniveau). De getallen in de sectoren duiden de logische sectoren aan. Als er gegevens worden weggeschreven maar de sector nog geen actuele data bevat, wordt dat aangegeven met ‘xx’.

De zin en onzin van partities op flash-SSD’s Ook in embedded systemen wordt het gebruik van solid-state drives steeds populairder als flashopslagmedium. SSD’s zijn klein en robuust en beloven een lange levensduur met tot vijf miljoen schrijfcycli voor een geheugencel. Een probleem is (nog) dat de schijven wel logisch zijn te partitioneren maar niet fysiek. En dat heeft consequenties, betoogt Claus Giebert van Kontron. Claus Giebert

Z

Figuur 2: Achtereenvolgens worden de data in sector 10 en 22 gewijzigd. Bovendien zijn er twee extra sectoren nodig voor nieuwe gegevens. Al na deze vier schrijfacties is de positie van de logische sectoren verschoven ten opzichte van de fysieke pagina’s én de fysieke sectoren.

Figuur 3: Bij het uitvallen van een pagina kunnen ook de data van de tegen overschrijven beveiligde OS-partitie verloren gaan.

48 |

5

elfs in compacte systemen met een hoge beschikbaarheid staan flashgeheugens hun mannetje. Uit talrijke discussies die we de afgelopen tijd voerden met klanten, blijkt dat betrouwbaarheidsproblemen relatief weinig voorkomen bij solid-state drives (SSD’s). Een belangrijke reden hiervoor is het gebruik van partitionering om slijtage door veelvuldige schrijftoegang te omzeilen: de cruciale OS-data en de toepassingen zelf staan op de ene partitie, de variabele, uitwisselbare en applicatiespecifieke gegevens op een andere. Wanneer er in de laatste, vaak beschreven partitie dan sectoren uitvallen, is het systeem nog steeds beschikbaar, zij het met de nodige beperkingen. Dat is althans de theorie. Helaas worden in de praktijk bijna altijd dezelfde effecten over het hoofd gezien. Zo start een systeem zonder werkende swappartitie bijna altijd alleen maar op na tussenkomst van een gebruiker. Het heeft dus nauwelijks zin om de swap-data naar hun eigen partitie te schrijven. Dit is echter slechts het minste der voorkomende euvels. Een groter probleem is dat het toewijzen van logische aan fysieke adressen bij flashgebaseerde SSD’s zeker niet eenvoudig is. Elke sector van een conventionele harde schijf komt overeen met een deel van een nauwkeurig gedefinieerd gebied op het oppervlak van het magnetische geheugen. Dit levert een betrouwbare ruimtelijke scheiding op. Bij flash-SSD’s wordt onbewust dezelfde aanname gedaan. Maatregelen als wear leveling (om de duurzaamheid van SSD’s te verbeteren) en verdeling van de schrijfcyclus over meerdere flashkanalen (om de schrijfprestaties te verhogen) gooien daar echter roet in het eten, zodat de fei-

telijke situatie anders is. Welke effecten dit in de praktijk heeft, dringt nog maar langzaam door tot de serviceproviders die zich bezighouden met dataherstel.

Ineffectieve beveiliging Er zijn verschillende manieren om met slijtagenivellering de levensduur van een SSD te verlengen. Aangenomen dat wissen veroudert maar schrijven niet, is een eenvoudig algoritme: wis een cel alleen als er geen andere cel al is gewist, wis zo nodig die sectoren die tot nu toe het minst vaak werden gewist en verdeel schrijfacties gelijkmatig over de sectoren. We laten even buiten beschouwing dat een dergelijk algoritme ook rekening moet houden met de geometrie en de bestandsomvang en gaan hierna uit van een ‘overzichtelijke’ grootte. Dan is al te zien dat het schrijven met slijtagenivellering zonder fysieke partitionering problemen kan opleveren. Stel dat we een SSD hebben die is onderverdeeld in acht pagina’s, elk met vier sectoren (Figuur 1). Een teller houdt voor elke pagina bij hoe vaak deze al werd gewist en opnieuw beschreven. Laten we verder aannemen dat de logische sectoren 1 tot en met 8 samen partitie 1 vormen en dat de swapen applicatiedata worden opgeslagen vanaf sector 9 tot aan het einde. Wanneer we in het veld procesgegevens registreren en opslaan, worden de sectoren van het bestandssysteem dienovereenkomstig aangepast. Veronderstel dat achtereenvolgens de data in de sectoren 10 en 22 worden gewijzigd volgens het eerder beschreven eenvoudige algoritme en dat er twee extra sectoren nodig zijn voor nieuwe gegevens. Zonder optimale slijtagenivellering is dan al duidelijk dat de toekenning van de logische

Als er voldoende ruimte is, zoals in dit Kiss-systeem van Kontron, zijn gewone harde schijven een goed alternatief. Ten opzichte van de flash-SSD’s die op dit moment beschikbaar zijn, bieden zij het voordeel van een duidelijke fysieke partitionering, een grotere capaciteit en een lagere prijs.

aan de fysieke sectoren beslist niet eenvoudig is. Na slechts vier schrijfacties is de positie van de logische sectoren reeds verschoven ten opzichte van de fysieke pagina’s én de fysieke sectoren (Figuur 2). En dan laten we de invloed van het bestandssysteem zelf nog buiten beschouwing; dat verslechtert de situatie alleen maar. Wat nu als er een complete flashpagina uitvalt? Door de slijtagenivellering zal dit niet snel voorkomen; door het voortdurend schrijven neemt het slijtageniveau natuurlijk wel toe en daarmee de uitvalwaarschijnlijkheid. Stel dat het op een gegeven moment toch gebeurt en dat sectoren 1, 9, 17 en 23 van pagina 1 niet meer beschikbaar zijn (Figuur 3). Hier blijkt de schrijfbeveiliging op

Figuur 4: Valt de spanning uit en zegt het slijtagenivelleringsalgoritme dat pagina 1 moet worden gewist en de data moeten worden teruggeschreven, dan kan in een specifiek tijdvenster de inhoud van de hele pagina verloren gaan, ondanks alle beveiligingsmechanismen.

Bij gewone harde schijven nemen de partities een exact vastgelegd gebied op het oppervlak van het magnetische geheugen in. Bij SSD’s is dat nog niet zo.

de partitie dus ineffectief, aangezien de uitval niet alleen de swap- en applicatiedata (in 9, 17 en 23) treft maar ook de beveiligde OSdata (in 1). Vanuit het bestandssysteem valt hier niks aan te doen omdat dat niet weet uit welke sectoren een pagina bestaat. Wat als de spanning wegvalt tijdens het schrijven? Via het interne algoritme en het toegepaste bestandssysteem is dan nog veel te redden. Toch is er ook hier altijd een specifieke tijdvenster in het schrijfproces dat het echt mis kan gaan. Stel bijvoorbeeld dat de data in sector 26 moeten worden gewijzigd (Figuur 4). Pagina 1 heeft het laagste slijtageniveau en is dus aan de beurt om de nieuwe gegevens in op te slaan. Laten we verder aannemen dat de SSD vol is. Volgens het eerder beschreven slijtagenivelleringsalgoritme moet de hele pagina 1 nu worden gewist en de data worden teruggeschreven. Als tijdens deze stap de spanning wegvalt, is de complete inhoud van de pagina, van de sectoren 1, 26, 9, 17 en 23 dus, ongedefinieerd. Wederom zien we dat de beveiligde OSpartitie wordt getroffen en dat die schrijfbeveiliging ineffectief is. En omdat het bestandssysteem niet weet welke sectoren er in een pagina zitten, is het ook bij spanningsuitval niet mogelijk om te allen tijde te voorkomen dat er op deze manier data verloren gaan. Interne beveiligingsmaatregelen en een betere implementatie kunnen het window wel drastisch inperken maar het probleem niet helemaal oplossen.

ren die een betrouwbaar gebruik van deze opslagmedia mogelijk maken. De problemen zijn wel op andere manieren te omzeilen. Die brengen echter extra inspanningen en kosten met zich mee die we het best vanaf het begin van een project kunnen incalculeren zodat we later in het veld niet voor onaangename verrassingen komen te staan. Een mogelijke oplossing is de dataopslag op te splitsen over verschillende media. Dit is de gemakkelijkste uitweg, maar kost behalve geld ook ruimte in het systeem, ruimte die er niet altijd is. Bovendien is het soms niet mogelijk om een tweede medium naderhand te implementeren. Er komen flash-SSD’s aan die zich als twee schijfstations aanmelden, zodat hier in de toekomst een mouw aan is te passen. Een andere oplossing is om een opslagmedium te gebruiken dat pagina’s vast kan indelen. Fabrikanten hebben inmiddels ook flash-SSD’s aangekondigd die de sectoren paginatoewijzing kunnen ‘bevriezen’. Pas als deze producten in grote series beschikbaar en getest zijn, is het zinvol om na te denken over de toepassing van een enkelvoudige SSD. Tot die tijd is de beste oplossing om standaard harde schijven te gebruiken of data over twee opslagmedia te verdelen. Leveranciers van box- en panelpc’s bieden bijna altijd de mogelijkheid om twee onafhankelijke SSD’s in te zetten, bijvoorbeeld een flashdisk voor de niet-kritieke data en niet-vluchtig Ram of een tweede flashdisk voor het besturingssysteem.

Twee SSD’s

Claus Giebert is productmanager voor embedded computerborden bij Kontron in het Duitse Eching.

Zolang het bestandssysteem van flash-SSD’s geen informatie levert over de toewijzing van logische en fysieke sectoren, is het onmogelijk om voor het OS maatregelen te implemente-

Redactie Nieke Roos

5 | 49

Achtergrond Gebruikersinterfaces

Ook professionele markt zwicht voor aanraaktechnologie Aanraakschermen zijn zo succesvol dat er dit jaar waarschijnlijk voor meer dan tien miljard dollar in zal worden omgezet. Tieners van nu, opgroeiend met smartphones en tablets, vragen zich af hoe de mensheid ooit zonder heeft gekund, maar merkwaardigerwijs werd de technologie pas populair toen de belangrijke patenten al verlopen waren. Nu is de opmars niet meer te stuiten. Jan Kees van der Veen

H

et is fascinerend om te zien wanneer en waarom een nieuwe technologie opeens door de wereld wordt omarmd. De eerste patenten voor resistieve en capacitieve touchscreens dateren al uit de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw en in de jaren daarna zijn vele pogingen gedaan de technologie te commercialiseren. Begin jaren tachtig bouwde General Motors bijvoorbeeld een aanraakgevoelige monochrome CRT in het dashboard van zijn Buick Riviera’s, voor bediening van de stereo en de klimaatregeling, maar echt aanslaan deed het niet; klanten vonden het weinig meerwaarde hebben, de betrouwbaarheid liet te wensen over en GM stopte ermee. Ondertussen verzonnen ontwikkelaars aan de lopende band nieuwe technische oplossingen om op een schermoppervlak de positie van een vinger of pen te meten. Experts in human-computer interaction (HMI) publiceerden in de tachtiger jaren al over gestures en meerdere gelijktijdige aanrakingen (multitouch) om een systeem via een display opdrachten te geven. Alle ingrediënten voor een zegetocht van deze elegante mensmachine-interface waren aanwezig, maar helaas, tot de eeuwwisseling waren touchscreens voornamelijk te vinden in relatief kleine, professionele marktsegmenten. Het wachten was op de grote doorbraak. Voor de gamemarkt kwam die in 2004, toen Nintendo zijn van touchscreen voorziene DS lanceerde. Hiervan vlogen er honderdvijftig miljoen over de toonbank. Toen

50 |

5

Apple in 2007 met zijn Iphone kwam en in 2010 met zijn Ipad, ging de wereld helemaal om. Dat het begerenswaardige producten waren, speelde zeker mee, maar de touchscreenbediening was zo intuïtief dat iedereen ermee kon en wilde werken. Mede hierdoor is Apple het bedrijf met de hoogste beurswaarde ter wereld geworden. In het kielzog is de mobiele-telefoniebranche in een mum van tijd overstag gegaan en heeft het fysieke toetsenbord nog maar een rol in de marge. Er was een gedreven visionair als Steve Jobs nodig om touchscreentechnologie, intuïtieve bedieningsconcepten en aantrekkelijke applicaties te versmelten tot geniale producten. De ongekende gebruiksvriendelijkheid die consumenten plotseling voorgeschoteld kregen, straalde uit naar de professionele sector: iemand die thuis gewend is aan het gebruiksgemak van een Ipad neemt op zijn werk met minder geen genoegen. De markt voor aanraakschermen is hierdoor in korte tijd geëxplodeerd. Bij wetenschappelijke instrumenten, medische apparatuur, automotive, consumentenelektronica, games en procesbesturing: overal duiken touchscreens op. Ze zullen in de toekomst naar verwachting negentig procent van de userinterfaces voor hun rekening nemen; alleen voor zeer eenvoudige toepassingen, waar flexibiliteit geen vereiste is, zullen de klassieke ‘knoppen’ nog een rol spelen. Marktonderzoeksbureau Displaysearch schat dat de omzet in touchscreens dit jaar boven de tien miljard dollar zal uitkomen.

Twee Ito-lagen Twee touchscreentechnologieën zijn dominant: resistief en capacitief. Resistieve schermen bestaan uit twee flexibele, doorzichtige, enigszins geleidende (‘resistieve’) lagen indiumtinoxide (Ito) boven op elkaar, gescheiden door een fijn patroon van microdots. De ene laag heeft elektrodes aan de boven- en onderrand, de andere aan de linker- en rechterrand. Waar plaatselijk druk wordt uitgeoefend op het oppervlak, maken de twee contact met elkaar. Om de positie te bepalen, worden een x- en een y-meting gedaan. Eerst wordt tussen de boven- en onderelektrode van Ito-laag 1 een spanning gezet en via Ito-laag 2 de spanning ter plaatse van het drukpunt gemeten – het oppervlak werkt als spanningsdeler. Daarna wordt met de elektrodes van Ito-laag 2 een spanningsgradiënt van links naar rechts gecreëerd en de spanning op het drukpunt gemeten met Ito-laag 1. Dit alles duurt slechts enkele milliseconden. Resistieve touchscreens hebben veel voordelen: ze zijn goedkoop en nauwkeurig, bestand tegen vocht en ook met handschoenen aan of met een aanwijspen te bedienen. Het gaat immers om de fysieke druk op het enigszins zachte oppervlak. Er zijn ook nadelen: de resistieve lagen houden tien à twintig procent van het licht van het beeldscherm tegen, het oppervlak is kwetsbaar – het is met een puntig voorwerp makkelijk te beschadigen – en multitouch is niet mogelijk, althans niet met de hiervoor beschre-

De IP10ID3S-T2-PCT van American Industrial Systems (AIS) combineert een 10,4 inch industrieel capacitief aanraakscherm in een panel-pc met dualcore Atom-processor van Intel. Illustratie: AIS

Multitouch, zoals bij dit scherm van AIS, is niet bij alle touchscreentechnologieën mogelijk. Illustratie: AIS

ven analoge opzet. Bij geavanceerdere resistieve aanraakschermen zijn de Ito-lagen vervangen door horizontale respectievelijk verticale banen en is multitouch wel mogelijk. Resistieve touchscreens zijn in formaten tot twintig inch bij diverse leveranciers verkrijgbaar en worden bijvoorbeeld gebruikt bij verkooppunten (winkels, horeca), voor mobiele toepassingen en overal waar prijs doorslaggevend is. Smartphones en tablets zijn vrijwel allemaal uitgerust met capacitieve aanraakschermen, herkenbaar aan hun harde oppervlak, bijvoorbeeld gemaakt van het extreem harde Gorilla-glas van Corning. De glaslaag kan millimeters dik zijn. Projected capacity touch (PCT), de meest gebruikte technologie, is gebaseerd op de verandering die een naderende vinger teweegbrengt in het elektrostatische veld in de directe nabijheid van het scherm. Fysieke druk op het scherm is niet nodig, maar kan alleen met de blote vinger of een geleidende styluspen. Met een (niet geleidende) handschoen aan lukt het niet. Net als resistieve schermen hebben capacitieve ook twee Ito-lagen, een met horizontale en een met verticale sporen. Het in de buurt brengen van een geleidende vinger – via het lichaam capacitief geaard – trekt lokaal lading weg en verstoort de capaciteit. Er zijn twee manieren om (in de firmware) de positie van de vinger te bepalen. Bij self-capacitance wordt de capaciteitsverandering in de twee Ito-lagen afzonderlijk gemeten. Dit geeft een betrouwbaar resultaat, maar mul-

titouch is niet mogelijk. Mutual capacitance kijkt naar de verstoring van de onderlinge capaciteit tussen de horizontale en verticale sporen op de kruispunten. Deze meting is lastiger, heeft een slechtere signaal-ruisverhouding, maar laat wel multitouch toe. Capacitieve aanraakschermen zijn populair omdat ze betrouwbaar, krasbestendig en goed lichtdoorlatend zijn. Bij mutual capacitance-gebruik zijn ze echter gevoelig voor vocht en elektromagnetische interferentie. Bovendien zijn ze duurder dan resistieve touchscreens: in een smartphone kan het scherm wel vijftig procent van de prijs uitmaken. PCT-schermen zijn tot in zeer grote maten (honderd inch) te koop.

Heilige HMI-graal In de loop der jaren zijn er vele andere aanraaktechnologieën ontwikkeld. Displaysearch onderscheidt elf categorieën touchscreens, met vele subcategorieën, allemaal met hun eigen meetconcept. Naast resistief en capacitief zijn de belangrijkste infrarood, optisch, surface acoustic wave, acoustic pulse recognition, dispersive signal technology en force sensing. Elke technologie heeft haar voor- en nadelen en sommige alternatieven hebben een plaats veroverd in speciale toepassingen. Daarnaast zijn ontwikkelingen gaande om aanraakgevoeligheid direct in het lcdscherm in te bouwen, in plaats van later als aparte laag erop te plakken. Dit biedt integratie- en kostenvoordelen en het display

wordt dunner. ‘In-cell’ aanraaksensoren kunnen reageren op licht, op spanning of op lading. Samsung loopt hierin voorop: het Super Amoled-scherm in zijn laatste mobieltjes is aanraakgevoelig door in de oleds ingebouwde capacitieve sensoren. Voor ontwerpers van userinterfaces bieden touchscreens mogelijkheden die voorheen ondenkbaar waren. Drag (slepen), swipe (vegen), pinch (in- en uitzoomen) en rotate (draaien) zijn gebaren die na de introductie door Apple massaal door de wereld zijn overgenomen en de zegetocht van de touch user interface (TUI) hebben ingeluid. Gebruikers ervaren deze bediening als natuurlijk en intuïtief en als een belangrijke stap voorwaarts vergeleken met de (muisgestuurde) GUI. De mogelijkheden van de TUI zijn nog lang niet uitgeput: fabrikanten experimenteren met complexere gestures, gebruik van meer vingers en herkenning van objecten op het scherm (Microsoft Pixelsense). Maar de ontwikkelingen gaan verder. De heilige graal van HMI-experts is de natural user interface (NUI), waarbij communicatie met een machine bijna hetzelfde is als communicatie met een medemens. Hierbij valt te denken aan bediening met ruimtelijke gebaren (XBox Kinect) of met eye tracking. Ook op dit laatste gebied loopt Samsung voorop: zijn recentelijk geïntroduceerde Galaxy S4-smartphone is met oogbewegingen te besturen. Voorlopig staat het touchscreen zijn moeizaam verworven maar nu ijzersterke positie echter niet af.

5 | 51

Achtergrond Besturingssystemen

De embedded-stamboom van Microsoft Hoe zijn we gekomen van Windows op de desktop naar Windows in embedded systemen? John Koot, Microsoft Most Valuable Professional voor Windows Embedded en businessconsultant bij ICT, legt uit. John Koot

W

indows Embedded is een besturingssysteem dat Microsoft speciaal heeft ontwikkeld om te draaien op een single-purpose device. In gewoon Nederlands is dit een stuk hardware dat de fabrikant (OEM) oplevert met een compleet werkende combinatie van OS en applicatie. Enkele voorbeelden zijn informatiezuilen, kassasystemen en schermen voor digital signage. De bijbehorende embeddedlicentie van Microsoft bepaalt ook strikt dat de software alleen voor deze toepassing mag worden gebruikt. Zijn eerste stapjes in embedded zette Microsoft al in de tijd van Windows 3.x, toen het experimenteerde met een speciale versie van dit platform voor point-of-sale-terminals (Pos). In 1999 maakte het bedrijf er echt werk van met de ontwikkeling van NT Embedded samen met een partner. Aanleiding hiervoor was de behoefte om een desktop-OS te combineren met hard realtime extensies. Vergeleken met de producten van nu was NT Embedded echt nog embedded in kinderschoenen, maar het opende Microsoft wel de ogen voor die nieuwe markt. Begin 2000 besloot het de van de grond af opgebouwde architectuur te gebruiken om van zijn nieuwe desktopproducten embeddedequivalenten te maken. Zo ontstond het nog steeds veelvuldig toegepaste XP Embedded (XPE), als een combinatie van de architectuur van NT Embedded en de codebase van XP Professional. Microsoft heeft deze aanpak doorgezet en vandaag de dag levert het voor elk desktop-OS een embedded-variant (zie Tabel 1).

Toegespitst De huidige Windows Embedded-lijn kent twee smaken: de platforms en de industrieen marktoplossingen. De eerste categorie omvat een breed scala aan producten. Windows Embedded Enterprise is een volledige

52 |

5

desktopversie van Windows, maar dan met een embedded-licentie die de toepassing beperkt tot single-purpose devices. OEM’s draaien dan dus het gewone Windows XP, 7 of 8 op hun apparaat. Zelfs MS-Dos valt nog onder Windows Embedded Enterprise. Windows Embedded Compact, in de volksmond ook wel Windows CE genoemd, is een speciale Windows-variant met een kleine footprint en realtime gedrag. Dit platform draait op verschillende hardwarearchitecturen, niet alleen op Intel maar bijvoorbeeld ook op Arm. OEM’s kunnen het naar wens samenstellen met behulp van een toolkit die alle broncode compileert, linkt en bundelt tot één bestand dat een bootloader kan laden. Windows Embedded Standard is weer een desktopbesturingssysteem met embedded-licentie. Net als Windows Embedded Compact is dit platform echter opgebouwd uit componenten die OEM’s kunnen combineren tot een OS op maat. De toolkit gebruikt hierbij de bestaande desktopbinary’s en bundelt die als een set van mappen en bestanden die samen met de bootloader is te laden. Windows Embedded Server is een volledige desktopserver met embedded-licentie. Hiermee draaien OEM’s Windows Server 2003, 2008 of 2012 op hun single-purpose device. Dit product is bij uitstek geschikt

om Windows Embedded Standard-clients te beheren vanuit een centrale plek of data te centraliseren. Naast deze platforms heeft Microsoft oplossingen ontwikkeld voor specifieke markten. Windows Embedded Handheld is bijvoorbeeld gebaseerd op Windows Embedded Compact en toegespitst op draagbare meetinstrumenten en andere handhelds. Deze oplossing heette vroeger Windows Mobile, maar met de komst van het specifiek op telefoons gerichte Windows Phone heeft Microsoft de naam veranderd. Het eveneens op Windows Embedded Compact gebaseerde Windows Embedded Automotive is alleen bedoeld voor de auto-industrie, in het bijzonder voor in-vehicle entertainment. Het van Windows Embedded Standard afgeleide Windows Embedded Posready focust op applicaties zoals kassasystemen. Installatie van al deze marktspecifieke oplossingen gebeurt vanaf een dvd door een wizard te doorlopen of vanuit de toolkit die alle broncode compileert, linkt en bundelt.

Uitstraling Microsoft onderscheidt vier markten voor zijn Windows Embedded-lijn: healthcare, industrial, retail and hospitality en security and surveillance. Deze sectoren stellen alle-

Desktop

Embedded

Windows-categorie

Windows XP Professional

Windows XP Pro for Embedded Systems

Windows Embedded Enterprise

Windows XP Professional

Windows Embedded Standard 2009

Windows Embedded Standard

Windows Vista

Windows Vista for Embedded Systems

Windows Embedded Enterprise

Windows 7

Windows 7 SP1 for Embedded Systems

Windows Embedded Enterprise

Windows 7

Windows Embedded Standard 7

Windows Embedded Standard

Windows 8

Windows Embedded 8 Pro

Windows Embedded Enterprise

Windows 8

Windows Embedded 8 Standard

Windows Embedded Standard

Tabel 1: Voor elk desktop-OS levert Microsoft een embedded-variant.

Het op Windows Embedded Compact gebaseerde Windows Embedded Automotive is bedoeld voor de autoindustrie, in het bijzonder voor in-vehicle entertainment. Bron: Microsoft

maal hun eigen eisen aan het OS. Belangrijk is bijvoorbeeld dat het besturingssysteem lang verkrijgbaar is. Vanaf het moment dat een product in het verkoopkanaal komt, blijft Microsoft de licenties nog minimaal vijftien jaar aanbieden. Voor NT Embedded betekent dit dat licenties nog tot 31 augustus 2014 verkrijgbaar zijn. Een andere eis is support. In de licentieprijs van een Windows Embedded-product is tien jaar ondersteuning inbegrepen. Indien gewenst, kunnen OEM’s vijf jaar bijkopen. Tijdens de supportperiode hebben ze recht op doorontwikkelingen op het aangeschafte product en op de beveiligingsupdates en hot fixes (de zogeheten quick fix engineering, QFE). Natuurlijk is die licentieprijs eveneens van belang. OEM’s gaan niet vele euro’s aan licentiekosten betalen als hun eindtoepassing maar een fractie daarvan waard is. Doordat de Windows Embedded-producten alleen mogen draaien op single-purpose devices en dus slechts beperkt inzetbaar zijn, kan Microsoft de prijs laag houden. Er zijn al licenties voor een dollar per stuk. Verder stellen veel OEM’s in deze markten de eis dat de binary’s niet aan te passen zijn als deze eenmaal draaien op het apparaat. Bovendien willen ze vaak niet dat het geïnstalleerde OS lijkt op een Microsoftproduct. Hiervoor heeft Microsoft de Embedded Enabling Features (EEF’s) ontwikkeld. Dit zijn technieken waarmee OEM’s de gebruiksmogelijkheden en uitstraling van een Windows Embedded-platform helemaal kunnen aanpassen aan hun wensen.

Vastzetten Hoe ziet zo’n bouwproces van een Windows Embedded-product er nou precies uit? Een illustratie aan de hand van Windows Embedded 8 Standard (WE8S), de jongste telg van de familie. Dit platform bestaat uit verschillende modules, die elk een klein stukje functionaliteit van het OS bevatten met de bijbehorende bestanden, binary’s, drivers, meta- en andere data. Alle beschikbare modules staan hiërarchisch weergegeven in de installatiecatalogus. Door de onderlinge afhankelijkheden die Microsoft heeft vastgelegd, belanden alleen die componenten in het OS die echt nodig zijn. Om het besturingssysteem samen te stellen, te configureren en te beheren, heeft Microsoft de Windows Embedded Standardtoolkit ontwikkeld. Deze bestaat uit de Image Builder Wizard (IBW), de Image Configuration Editor (ICE), de Module Designer (MD) en de Embedded Lockdown Manager (ELM). De snelste en eenvoudigste manier om het OS samen te stellen, is via IBW, dat gebruikers met een wizard stap voor stap door het proces leidt. Dit gereedschap is ook heel geschikt voor prototyping. Start

IBW op de targethardware en binnen een kwartier staat de WE8S-installatie klaar om te worden getest. Voor wie een meer geavanceerde manier wil om het besturingssysteem samen te stellen, is er ICE. Deze Visual Studio-achtige tool maakt het mogelijk de OS-instellingen nauwkeurig te configureren en te manipuleren. Het resultaat slaat het gereedschap op in een XML-bestand, ook wel Answer-file genoemd. Deze aanpak heeft het voordeel dat configuratiegegevens heel eenvoudig herbruikbaar zijn. Met MD kunnen gebruikers hun eigen modules creëren. Dat kunnen bijvoorbeeld componenten zijn om bestanden te kopiëren, commando’s uit te voeren, drivers te installeren of de registry aan te passen. De output van MD is een beveiligde module die kan worden geïnstalleerd op het OS.

Windows Embedded Handheld is eveneens gebaseerd op Windows Embedded Compact en toegespitst op draagbare meetinstrumenten en andere handhelds. Bron: Microsoft

5 | 53

Achtergrond Besturingssystemen Read-only

Het van Windows Embedded Standard afgeleide Windows Embedded Posready focust op applicaties zoals kassasystemen. Bron: Microsoft

ELM is bedoeld voor professionele ITbeheerders. De tool biedt hun een console om de EEF’s lokaal of op afstand te managen. Daarnaast kunnen ze er heel snel Windows Management Instrumentation-scripts (WMI) mee ontwikkelen en deze exporteren naar Powershell-scripts. ELM levert alle gereedschappen om de gewenste gebruiksmogelijkheden van het systeem in het veld in te stellen, de zogeheten embedded lockdown.

Embedded lockdown beperkt de functionaliteit van het OS en verhoogt daarmee de veiligheid van het systeem. Windows Embedded is hiervoor uitgerust met een aantal beveiligingsmechanismen. Deze zijn onder te verdelen in drie groepen: input control, shell handling en write protection. De functies voor inputcontrole beheren de manier waarop het OS is te gebruiken. Deze kunnen niet alleen de traditionele muis- en toetsenbordacties filteren, maar ook natuurlijke interfacetechnologieën zoals gestures en multitouch. Hiermee is te voorkomen dat het indrukken van Ctrl-AltDel of Alt-F4 het systeem in een ongewenste toestand brengt. Shell handling zorgt ervoor dat het OS een applicatie registreert als een aparte gebruikersschil. Dit kan zowel voor gewone desktoptoepassingen als voor de nieuwe Windows 8-apps – de ‘tegeltjes’. Gebruikers die inloggen op het systeem, komen terecht in een toepassingsschil met gelimiteerde mogelijkheden, namelijk alleen die mogelijkheden die de applicatie toestaat. Met de write protection-filters zijn geselecteerde onderdelen van het OS read-only te maken. Dat kan op sectorniveau, op bestandsniveau of op registry-niveau. De func-

ties voor schrijfbeveiliging zijn ook allemaal aan te roepen vanuit één uniform filter.

Groeikansen Uiteraard zit Microsoft ondertussen niet stil. Het bedrijf timmert hard verder aan de roadmap voor Windows Embedded. Recentelijk heeft het niet alleen Windows Embedded 8 Standard gelanceerd, maar ook Windows Embedded 8 Pro in de Windows Embedded Enterprise-productfamilie. Het wachten is nu op Windows Embedded Compact 2013, dat naar alle waarschijnlijkheid na de zomer het levenslicht ziet. Grote groeikansen liggen op het gebied van connected devices. ICT heeft Windows Embedded onder meer toegepast in het demonstratieproject Powermatching City (www. powermatchingcity.nl). Samen met partners hebben we bij 25 huishoudens in het Groningse Hoogkerk slimme apparaten geïnstalleerd die hun energievraag afstemmen op de beschikbaarheid van wind- en zonne-energie. John Koot is businessconsultant en Windows Embedded-evangelist bij ICT Automatisering. Microsoft heeft hem benoemd tot Most Valuable Professional (MVP). Redactie Nieke Roos

Word ook abonnee

Bits&Chips is het leidinggevende Nederlandstalige nieuws- en opiniemagazine voor de hightechindustrie in België en Nederland. Behoort u tot een van de volgende doelgroepen? • Actief betrokken bij de ontwikkeling van slimme apparaten en machines • Beslisser in het hoger management van de hightechindustrie • Student van een hoger technische opleiding of professional in een technische richting • Eenieder die op de hoogte moet zijn van de ontwikkelingen in de hightechmarkt Dan mag een abonnement op het magazine Bits&Chips en/of de nieuwsbrief niet ontbreken. Voor meer informatie en aanmelden gaat u naar www.bits-chips.nl/abonneren.

54 |

5

Opinie De bril van Joost

ASML, rip, mod, make

I

Joost Backus beziet de hightech door een creatieve bril.

k vraag me wel eens af wanneer de neergang van ASML begint. Dat is niet cynisch bedoeld. Ik wens ze nog vele decennia van groot succes toe, graag zelfs, maar groei, bloei en neergang is nou eenmaal een natuurverschijnsel. Ook het eens zo machtige Romeinse Rijk is aan zijn eind gekomen. De een zegt dat het imperium op een gegeven moment zo groot was dat het onbestuurbaar werd en dat dat de ondergang inluidde, de ander wijst naar interne machtsstrijd als oorzaak en weer een ander wijt het aan een wijdverbreide decadentie. Ik ben een gewone buitenstaander en geen ASML-watcher, maar zoals ik het zie, gaan ze ook in Veldhoven voor alleenheerschappij. Niet met legioenen maar met complexe lithosystemen die steeds kleinere structuren kunnen afbeelden. Maar wat als die ultrascanners zo duur worden dat aanschaf en gebruik niet meer opwegen tegen de voordelen? De Concorde was supersnel maar ook een kerosineslurper en toen de brandstofprijzen de pan uit rezen, was het snel gedaan met het vliegtuig, hoeveel tijdwinst het ook bracht. Bij ASML zit voldoende breinkracht om een eigen afweging te maken, maar de mens is een vreemd wezen. Toen zijn verkopers aangaven dat de markt voor de T-Ford insliep, ontsloeg Henry Ford de brengers van het slechte nieuws eigenhandig en verwees hij hun informatie naar het rijk der fabelen. Zelfs de grote uitvinder van het stapsgewijs maken weigerde de werkelijkheid onder ogen te zien. Hoeveel ondernemingen zijn al meer dan honderd jaar beursgenoteerd? Heel weinig. Het principe van creatieve destructie zoals gedefinieerd door de Oostenrijkse econoom Joseph Schumpeter, waarbij bedrijven voortdurend stijgen, dalen, verdwijnen of in andere handen komen, is welhaast een gegeven. Dus om het onontkoombare voor te zijn, moeten we nu al gaan nadenken over onze volgende generatie multinationals, over het leven na ASML. Egbert-Jan Sol van TNO heeft reeds een paar voorzetten gegeven voor mogelijke toepassingsgebieden: slim rijden, diepzeemijnbouw, grootschalige ethanolproductie, 3D-printen van voeding op maat. Vooral die laatste kanshebber fascineert mij. Vaak sijpelen ontwikkelingen vanuit de hightech en de geavanceerde research

naar beneden naar de consument. Bij additive manufacturing, ‘3D-printen’ in de volksmond, lijkt de drive juist van onderaf te komen, met veel gemeenschapsgevoel en hobbyisme in de beste zin van het woord. Ik stoor me wel aan de hype. In Wired, de Story onder de techniekblaadjes, wordt heel wat onzin gespuid over additive manufacturing. Onzin die jammer genoeg veelvuldig wordt gepapegaaid. Zo wordt 3D-printen naar een hoogtepunt gekletst: het wordt

We moeten nu al nadenken over onze volgende generatie multinationals ‘bigger than the internet’, via ‘rip, mod, make’ gaan we allemaal onze eigen spullen maken, er komt een einde aan de productie zoals we die nu kennen. Zover is het nog lang niet. Neem een simpele knoop. Die is er in allerlei soorten en maten: van hout, hoorn of zelfs keramiek, van verschillende composietmengsels, van verschillende plastics, van metalen, al of niet oppervlaktebehandeld, met geïntegreerde metalen haakjes, in wilde kleurschakeringen. Op dit moment kunnen we best een knoop printen, maar slechts in een beperkt aantal materialen en nog met een ruwe oppervlaktestructuur door de productiemethode op basis van druppeltjes of draadjes. Kansen te over voor de Nederlandse maakindustrie, zou ik zeggen. De Randstad is sterk in creativiteit en specials, Brainport een ster in precisie en Zuid-Limburg goed in materialen. Een perfecte voedingsbodem voor een ecosysteem rond additive manufacturing en een nieuwe multinational in 3D-printers. Op termijn zouden die machines zelfs molecuul- of atoomlagen kunnen gaan neerleggen, stel ik me zo voor. Bijvoorbeeld om nieuwe chips te creëren. Er is leven na ASML.

5 | 55

Agenda Trainingen Arrow and Altera hands-on Soc workshop

Wafer bonding

Design patterns

16 oktober, Zürich, Zwitserland

New trends in nanoelectronics

5 juni, Gent 6 juni, Houten www.arrownac.com

24 oktober, Lausanne, Zwitserland

4 juni, Nijmegen 6 juni, Leiden 18 juni, Eindhoven 20 juni, Leuven 2 juli, Zoetermeer

Pads logic

12 augustus, Almelo

Start 18 november, Eindhoven

Reliability and test

13 augustus, Almelo

Start 18 november, Eindhoven

14 en 15 augustus, Almelo

Start 21 november, Eindhoven www.mikrocentrum.nl

11 en 12 november, Neuchâtel, Zwitserland www.fsrm.ch

Pads router

Pads layout

HDL Designer series

Procesmatig systemen ontwikkelen

Software engineer empowerment

19 en 20 augustus, Almelo

Start 3 juni, Eindhoven

23 augustus, Almelo

12 juni, Zoetermeer

Start 10 juni, Eindhoven

13 juni, Zoetermeer www.comsol.nl

17 juni, Eindhoven

26 augustus, Almelo www.innofour.com

Praktische aanpak CE-markering inclusief de nieuwe EMC-richtlijn

Labview: introduction in language and programming 1

Programming in Labview 2

Acoustics and structural vibrations

Mechatronics system design – part 1

System architect(ing)

Electromagnetics modeling

Summer school opto-mechatronics

Start 24 juni, Eindhoven

1 oktober, Woerden

Start 2 september, Eindhoven

2 oktober, Woerden

Start 2 september, Eindhoven

Level 1: system test engineer

Inleiding EMC

EMC voor de ontwerper van systemen, machines en installaties

3 oktober, Woerden

Electronics for non-electronic engineers

3 september, Eindhoven

Bits on chips – an introduction

EMC voor de ontwerper van printkaarten en apparaten

5 september, Eindhoven

8 oktober, Woerden

Laagspanning voor de ontwerper van printkaarten en apparaten

9 oktober, Woerden

EMC voor producten in de automobielindustrie

10 oktober, Woerden

Productveiligheid voor de ontwerper van machines en installaties

29 oktober, Woerden

Discrete-time signal processing

9 september, Eindhoven

Modern optics for optical designers

17 - 19 september, Borne www.dizain-sync.com

Microsystems in biomedical engineering and medical products

30 september, Leuven

Introduction to silicon label-free photonic biosensors Design for manufacturability flow

1 - 4 oktober, Leuven

Advanced verification – an introduction

14 - 18 oktober, Leuven

RF Mems and Nems

18 juni, Lausanne, Zwitserland

Basic introduction to CMos image sensors

5 en 6 september, Delft

Non-silicon materials for microsystem technologies

1 oktober, Neuchâtel, Zwitserland

Labs-on-chip technologies: basics and applications

10 en 11 oktober, Barcelona, Spanje

5

System modeling with SysML

14 juni, Amersfoort www.mithuntraining.com

Nanotechnology for health

Electromagnetic compatibility of integrated circuits

Design patterns

Certified Scrummaster

E-waste recycling optimisation and design-for-recycling

23 - 27 september, Leuven

7 juni, Lausanne, Zwitserland

Requirements engineering foundations

10 - 13 juni, Eindhoven

Start 20 juni, Eindhoven www.engenia.nl

3 en 4 juni, Zürich, Zwitserland

Simulink for system and algorithm modeling

6 en 7 juni, Amsterdam

Beyond CMos

Solarceltechnieken

Signal and power integrity and high speed methodology

Six Sigma methodologies

2 - 6 september, Leuven

Advanced digital physical implementation flow

5 - 8 november, Leuven www.imec-academy.be

Elektromagnetische compatibiliteit

Model management and verification in Simulink

14 november, Eindhoven www.holland-innovative.nl

8 - 12 juli, Leuven

Labview performance

Start 7 november, Eindhoven cursus.paotechniek.nl

5 en 6, 12 en 13 juni, Eindhoven

Summerschool@Imec: VHDL language and design flow

Professional VHDL

Labview core 3

Stateflow for logic-driven system modeling

Reliability foundation 1

7 juni, Leuven

Switched-mode power supplies

26 juni, Borne

Embedded Coder for production code generation

26 - 28 juni, Amsterdam

3 - 5 juni, Eindhoven 25 - 27 september, Amersfoort

Start 28 oktober, Eindhoven

24 en 25 juni, Borne

25 juni, Amsterdam

20 en 21 juni, Zaventem 27 en 28 juni, Woerden www.ni.com/netherlands

Fundamentals of code generation for real-time design and testing

Design for Six Sigma Green Belt

28 - 30 oktober, 11 - 13 november, Eindhoven

Introduction to Tcl/TK

17 - 19 juni, Zaventem 24 - 26 juni, Woerden

Matlab programming techniques

10 en 11 september, Eindhoven www.mathworks.nl

21 en 22 oktober, 18 - 20 november, Eindhoven

31 oktober, Woerden www.dare.nl

18 en 19 juni, Eindhoven 8 en 9 oktober, Eindhoven

Projectmanagement masterclass

Reliability foundation 2

Labview core 2

6 en 7 juni, Zaventem 13 en 14 juni, Woerden 29 en 30 augustus, Woerden

5 en 6 september, Eindhoven

9 oktober, Eindhoven

CE-markering van medische hulpmiddelen

Matlab fundamentals

Labview core 1

3 - 5 juni, Zaventem 10 - 12 juni, Woerden 26 - 28 augustus, Woerden

4 - 6 juni, Eindhoven 2 - 4 juli, Eindhoven 27 - 29 augustus, Eindhoven

Root cause analysis

Reliability

30 oktober, Woerden

Advanced verification jumpstart

3 en 4 september, Eindhoven

Start 8 oktober, Eindhoven

EMC hands-on

Blueprint

13 september, Eindhoven www.hightechinstitute.nl 20 juni, Eindhoven 7 november, Eindhoven

7 juni, Markelo 5 juli, Markelo 6 september, Markelo

21 augustus, Almelo

10 en 11 juni, Leuven 16 en 17 september, Zoetermeer 14 en 15 oktober, Leuven

Introduction to Scrum

Altium Designer

3 en 4 juni, Markelo 24 en 25 juni, Markelo 22 en 23 juli, Markelo 29 en 30 augustus, Markelo

Altium Nanoboard

Modelsim: HDL simulation

Comsol Multiphysics intensive training

56 |

Object-oriented analysis & design using UML 2.0

Hermetic packaging design of Mems

7 en 8 november, Zürich, Zwitserland

Comsol Multiphysics

Start 5 juni, Eindhoven

4 - 6 november, Deurne www.sintecs.eu

Altium Designer advanced

14 juni, Markelo 12 juli, Markelo 12 september, Markelo www.transfer.nl

Multicore programming in C and C++

9 - 11 september, Eindhoven 4 - 6 november, Eindhoven www.vectorfabrics.com

Agenda Events JUNI International Symposium on Wireless Vehicular Communications 2 en 3 juni, Dresden, Duitsland www.ieeevtc.org/wivec2013

Connected car

Security voor industriële netwerken 11 juni, Eindhoven www.mikrocentrum.nl

Large-Area, Organic & Printed Electronics Convention 11 - 13 juni, München, Duitsland www.lope-c.com

4 juni, Helmond www.automotivenl.com

Products & Systems: de toekomst van industriële automatisering 4 juni, Delft www.koningenhartman.nl

Connecting CTOs, masters in high tech 6 juni, Eindhoven www.connecting-cto.nl

Hightech meets health

6 juni, Enschede www.holland-innovative.nl

The power of converging technologies for tomorrow’s healthcare 6 juni, Leuven www.leuveninc.com

Products & Systems: de nieuwste mobiele communicatietrends

6 juni, Delft www.koningenhartman.nl

Products & Systems: energiezuinig dankzij led

JULI World Congress on Engineering

12 juni, ’s-Hertogenbosch Info: [email protected] www.hardwareconference.nl

Electric vehicle technology 18 juni, Helmond www.automotivenl.com

SPIE Security + Defence

International Conference on Evaluation of Novel Approaches to Software Engineering

EU PVSec

International Conference on Security and Cryptography 29 - 31 juli, Reykjavik, IJsland www.secrypt.icete.org

International Conference on Simulation and Modeling Methodologies

Traffic management

29 - 31 juli, Reykjavik, IJsland www.simultech.org

International Radar Symposium

AUGUSTUS

18 juni, Helmond www.automotivenl.com

19 - 21 juni, Dresden, Duitsland www.irs-2013.de

Electric vehicle technology 24 juni, Helmond www.automotivenl.com

6th Developer Forum Battery Technologies

25 - 27 juni, Aschaffenburg, Duitsland www.batteryuniversity.eu

17 en 18 september, Arnhem www.hat-event.com

3 - 5 juli, Londen, Groot-Brittannië www.iaeng.org/wce2013

4 - 6 juli, Angers, Frankrijk www.enase.org

Bits&Chips Hardware Conference 2013

Health & Technology

SPIE Optics + Photonics

25 - 29 augustus, San Diego, Verenigde Staten www.spie.org

SEPTEMBER Imobility Challenge

11 september, Den Haag www.imobilitychallenge.eu

23 - 26 september, Dresden, Duitsland www.spie.org 30 september - 4 oktober, Parijs, Frankrijk www.photovoltaic-conference.com

OKTOBER Empack Brussels

2 en 3 oktober, Brussel www.easyfairs.com/empack-be

International Conference on Research Methodologies in Electronic Devices and Circuits 3 en 4 oktober, Frankfurt, Duitsland edc.theides.org

NOVEMBER Bits&Chips 2013

EMBEDDED SYSTEMS Bits&Chips 2013 Embedded Systems 7 november, ’s-Hertogenbosch Info: [email protected] www.embedded-systems.nl

7 juni, Delft www.koningenhartman.nl

Automotive Congress.NL 11 juni, Eindhoven www.automotivecongress.nl

5 | 57

Senior designer - job id 77201 Philips Innovation Services Contactpersoon: Joeri van der Rhee E [email protected] T +31 6 52751738

Sr. software engineer / (sr.) software designer PROMEXX

Contactpersoon: Suzanne van Dijck E [email protected] T +31 40 2676867

Software engineer PROMEXX

Contactpersoon: Suzanne van Dijck E [email protected] T +31 40 2676867

Op zoek naar een baan (hbo+) in de hightechindustrie? Bekijk dan het uitgebreide vacatureoverzicht op www.hightechbanen.nl.

tech p n in high Topbanetures op laten vallen oieuwde

vaca el vern Wilt u uw de gehe anen.nl, b én h s c ip te h h www.hig an Bits&C Chips? website v s& it B n a v uwsbrief op via in de nie contact n a d m e Ne l voor .n h tc chwa serveren sales@te re t tie of he a rm fo in . meer topbaan van een

@HightechBanen www.hightechbanen.nl

High-Tech Systems

zegt John Settels, directeur van HTI. Met alleen technische diepgang kom je er volgens Settels niet in de hightech. ‘Het draait om teamwork, luisteren en begrijpen, overtuigen en motiveren. Daarmee valt er in de hightech veel te winnen.’

Bezoekers konden eind april op het event High-Tech Systems (HTS) in het Klokgebouw in Eindhoven kennismaken met de docenten en trainingen van The High Tech Institute (HTI). Op de stand van de goudsponsor waren korte demo’s van trainingen in optiek, vacuümtechniek en thermisch ontwerp.

Daarnaast bracht HTI samen met partner Settels Savenije & Friedrich workshopachtige sessies op het gebied van softskills en leadership onder de aandacht. Zo was er een terugkerende interactieve ‘show’ met acteurs waarbij - niet mis te verstaan - werd neergezet wat er in de techneutenwereld zoal verkeerd kan lopen qua communicatie. Een voorbeeld van een projectleider stond centraal die onder druk van het project te direct reageert op zijn projectmedewerker, niet meer luistert en te snel naar een oplossing pusht. In interactie met het publiek werd er gezocht naar welke concrete verbetering in communicatie het gesprek meer en beter resultaat zou geven. Verder trainde docente Alejandra Nettel vrijwilligers in het bewust leren sturen van hun non-verbale communicatie. Ook hier werd het publiek ingezet om snel tot inzicht en een beter effect te komen. Jaco Friedrich gaf bovendien zijn visie over de meest effectieve manier van trainen van hightechprofessionals. ‘Bezoekers konden op HTS op een verrassende manier kennismaken met onze technische opleidingen en trainingen voor persoonlijke vaardigheden en leiderschap’,

Van Eijk, Rankers en Steinbuch formaliseren samenwerking Jan van Eijk, Adrian Rankers en Maarten Steinbuch hebben hun krachten gebundeld. De drie werkte al informeel samen op het gebied van mechatron i c a t ra i n i n g e n die via The High Tech Institute in de markt worden gezet. Onlangs hebben de docenten dat geformaliseerd met de oprichting van Mechatronics Academy. Met de bv willen Van Eijk, Rankers en Steinbuch de continuïteit van de binnen Philips gestarte mechatronicaopleidingen waarborgen. Ook willen ze het cursusbouwwerk uitbouwen en actualiseren om de hightechindustrie blijvend van hoogwaardige trainingen te voorzien. Voor de open trainingen werkt Mechatronics Academy exclusief samen met The High Tech Institute. Dat past binnen de groeistrategie van de cursusaanbieder die zich wil toeleggen op zijn kerntaken marketing, communicatie en werving, en voor verschillende domeinen inhoudelijk wil samenwerken met toonaangevende contentpartners.

www.hightechinstitute.nl

Electronics Electronics for non-electronic engineers (ENE-BSc) Bits on chips - an introduction (BoC) Discrete-time signal processing (DTSP) IC physics devices and processing (IC-PDP) Design of analog electronics - embedded analog 1 (DAE-AE1) Electromagnetic compatibility – design techniques (EMC-DT)

Commences 3 September 2013 (43 sessions) 5 September 2013 (1 day) Commences 9 September 2013 (17 evening sessions) Commences 10 October 2013 (12 evening sessions) Expected in Autumn 2013 (8 days) Expected in Autumn 2013 (5 days)

Mechatronics Summer school Opto-mechatronics (SSOM) Actuation and power electronics (APE) Machine vision for mechatronic systems (MVMS) Mechatronics system design - part 1 (Metron1) Advanced motion control (AMC) Introduction in ultra high and ultra clean vacuum (UHV1) Iterative learning control (ILC) Mechatronics system design - part 2 (Metron2) Metrology and calibration of mechatronic systems (MCMS) Motion control tuning (MCT) Dynamics and modelling (DAM) Design for ultra high and ultra clean vacuum (UHV2) Advanced mechatronic system design (AMSD)

24 - 28 June 2013 (5 23 - 25 September 2013 (3 26 and 27 September 2013 (2 30 September - 4 October 2013 (5 7 - 11 October 2013 (5 Commences 28 October 2013 (4 4 and 5 November 2013 (2 11 - 15 November 2013 (5 18 and 19 November 2013 (2 Commences 20 November 2013 (6 25 - 27 November 2013 (3 Commences 25 November 2013 (3,5 Expected at the end of 2013 (6

days) days) days) days) days) days) days) days) days) days) days) days) days)

Optics Modern optics for optical designers (CMOP) Applied optics (AP-OPT)

Commences 13 September 2013 (28 morning sessions) Commences 29 October 2013 (15 morning sessions)

Software Object-oriented analysis and design - fast track (OOAD) Design of real-time software - workshop (DRTS/WS)

Commences 11 March 2014 (4 days) Expected at the end of 2014 (5 days)

System System architect(ing) (Sysarch) Level 1: System test engineer (STE) Level 2: Test designer (STE2)

17 - 21 June 2013 (5 days) Commences 2 September 2013 (10 sessions) Commences 28 October 2013 (10 sessions)

Tools Labview: introduction in language and programming 1 (Labview) Developing a large Labview application (Labproject)

2 - 4 September 2013 (3 days) To be determined (3 days)

Leadership & Communication The art of reviewing (TAR) How to deal with the 7 biggest communication challenges in innovation and technology (COMC) Creating business opportunities as a technician (CBO) Time and work pressure management in innovation (TWP)

All training courses take place in Eindhoven (area)

Expected in Autumn 2013 (3 days + 1 evening) Expected in Autumn 2013 (4 days + 2 evenings) Expected in Autumn 2013 (2 days + 1 evening) Expected in Autumn 2013 (2 days + 1 evening)

System

System architect(ing) This course will help a system architect to get a clear view on his/her role and responsibilities in the multi-disciplinary environment and provides instruments to tackle architectural issues with e.g. how to balance the many, sometimes conflicting requirements, how to set up a roadmap and how to develop generic solutions. The course gives an overview of the playfield of the system architect. It provides insight in the broad variety of viewpoints the architect needs to take care of. The addressed subjects help to understand the influence of the organisation structure, the importance of focussing not only on technical aspects but also on business, process and human aspects and how to cover multidisciplinary aspects. The course contains many short exercises, worked out in small groups, that help to experience the broadness of the field. It is developed for (potential) system architects, system group leaders, senior designers and project leaders. A few years of experience in product development, either in hardware or software, with an interest in the integral multi-disciplinary architectural issues and affinity with the business aspects is essential. Course code: Location: Course price: Duration: Dates:

Sysarch Eindhoven 2,750 euros excl. VAT 5 consecutive days 17th - 21th June 2013

Mechatronics

Summer school Opto-mechatronics Summer school is the place to be if you are working in the field of precision engineering and if you want to learn and experience from expert designers how to design opto-mechatronical instruments that are actively controlled, operating in the non-perfect environment. This intensive hands-on training of five days is taught by excellent Dutch professors and scientists in the field of precision technology, that work at TNO, TU Delft, TU/e, ASML, Philips, ESO and The High Tech Institute. Summer school is intented for engineers working at academic level with a background in physics, mechanics, electrical or control engineering. Engineers that are experiencing the limits of their discipline and want to learn more about designing a complete opto-mechatronical system. To encourage contacts with your international course members, social meet-and-greet events will be organised in the evening. Course code: Location: Course price: Duration: Date:

SSOM Eindhoven 2,995 euros excl. VAT 5 consecutive days 24th - 28th June 2013

Optics

Applied optics Professionals who do not design (specify, test) optical systems but who are working on projects together with optical designers and want to know more about optical principles will benefit from this practice-oriented course. Topics such as waves, geometrical optics, interferometry, diffraction and polarization will be covered during this course, by means of lectures, home assignments and an excursion. The training is intended for people with a non-optical background (e.g. electronics, mechanics, chemistry) who work in projects involving optics and want to increase their level of understanding of optical principles and applications. Course code: Location: Price: Duration: Dates:

AP-OPT Eindhoven 2,500 euros excl. VAT 15 weekly mornings commences on 29th October 2013

www.hightechinstitute.nl

Wegwijzer Bedrijven in de hightech D I E NS T VE R LE N IN G Alten PTS Beukenlaan 44 5651 CD Eindhoven Tel +31 40 2563080 Linie 544 7325 DZ Apeldoorn Tel +31 55 5486200

Fourtress BV Meerenakkerplein 20 5652 BJ Eindhoven Tel +31 40 2661080 Fax +31 40 2661081 [email protected] www.fourtress.nl

Rivium 1e straat 85 2909 LE Capelle aan den IJssel Tel +31 10 4637700 [email protected] www.alten.nl

Specialist in FPGA en SoC ontwikkeling IP ontwikkelingen voor JPEG2000, Video, Video over IP Crypto, Memory controllers

HIGH TECH SOLUTIONS BV Linie 506 7325 DZ Apeldoorn Tel +31 55 3606135

Barco Silex Rue du Bosquet 7 1348 Louvain-la-Neuve Tel +32 10 454904 [email protected] www.barco-silex.com

VIANEN BEST DEVENTER ROTTERDAM AMSTERDAM GRONINGEN DHAKA

Steenovenweg 1 5708 HN Helmond [email protected] www.hightech.nl

ICT Automatisering Science Park Eindhoven 5006 5692 EA Son Postbus 6420 5600 HK Eindhoven Tel +31 40 2669100 Fax + 31 40 2669101 [email protected] www.ict.nl

CIMSOLUTIONS B.V. Havenweg 24 4131 NM Vianen Tel +31 347 368100 Fax +31 347 373777 [email protected] www.cimsolutions.nl

Freelance Technical Automation IT-Staffing Nederland BV Fultonbaan 2 3439 NE Nieuwegein Tel +31 30 6001007 Fax +31 30 6001599 [email protected] www.it-staffing.nl

ENTER BV Science Park 5001 5692 EB Son Tel +31 40 2141020 [email protected] www.enter-group.nl

Regio Midden Herculesplein 24, Utrecht Tel +31 88 8275000 Regio Zuid Dillenburgstraat 25-3, Eindhoven Tel +31 88 8275100 ESPRIT ICT Group Bastion 1-5 5491 AN Sint-Oedenrode Tel +31 413 271412 [email protected] www.esprit-it.nl

62 |

5

Nspyre Postbus 85066 3508 AB Utrecht Tel +31 88 8275000 Fax +31 88 8275099 [email protected] www.nspyre.nl

Regio West Poortweg 10, Delft Tel +31 88 8275200 Regio Noord Zuiderzeelaan 21, Zwolle Kapteynlaan 17, Leek Tel +31 88 8275300

DI STR I BUT I E

P ROJE C T BUR E A U

TOOLS Technical Software Tel +31 40 2677100 (Zuid-Nederland) Tel +31 88 7468928 (Midden- en Noord-Nederland) Tel +32 14 848718 (België) Remote Solutions Tel +31 40 2677100

RS Components Bingerweg 19 2031 AZ Haarlem www.rsonline.nl www.rsonline.be

Electronics Tel +31 495 633221 Industrial Mathematics Tel +31 40 7516116

Technolution B.V. Zuidelijk Halfrond 1 P.O. Box 2013 2800 BD Gouda Tel +31 182 594000 [email protected] www.technolution.eu

The MathWorks BV Dr. Holtroplaan 5b 5652 XR Eindhoven Tel +31 40 2156700 Fax +31 40 2156710 [email protected] www.mathworks.nl

National Instruments Pompmolenlaan 10 3447 GK Woerden Tel +31 348 433466 Fax +31 348 430673 [email protected] netherlands.ni.com

TMC Group Regio Zuid Flight Forum 107 5657 DC Eindhoven Tel +31 40 2392260 Regio Midden/West Herculesplein 44 3584 AA Utrecht Tel +31 30 8200518 [email protected] www.tmc.nl

TOPIC Embedded Systems Eindhovenseweg 32c 5683 KH Best Tel +31 499 336979 Fax +31 499 336970 [email protected] www.topic.nl

5 | 63

Bits&Chips 2013

EMBEDDED SYSTEMS

Sponsor

7 November 2013 • ’s-Hertogenbosch • NL

We welcome your conference proposals on the following topics: Big science Co-development Distributed sensing

Electric vehicles Healthcare Smar t cities

CALL FOR PAPERS Go to www.e mbe d d e d -s yste ms .nl/pr ogr a mm e an d fi l l ou t t h e s u b mi s s i on for m

Organiser

Co-organiser

D ead li n e 1 J u l y 2013

Volgende keer Colofon Bits&Chips is een onafhankelijk nieuwsmagazine voor mensen die werken aan slimme producten en machines. Bits&Chips is een publicatie van Techwatch bv in Nijmegen.

Snelliusstraat 6 – 6533 NV Nijmegen tel +31 24 3503532 – fax +31 24 3503533 [email protected] – www.techwatch.nl Redactie Nieke Roos – hoofdredacteur tel +31 24 3503534 – [email protected] René Raaijmakers – redacteur tel +31 24 3503065 – [email protected] Alexander Pil – redacteur tel +31 24 3504580 – [email protected] Pieter Edelman – redacteur tel +31 24 3503534 – [email protected] Paul van Gerven – redacteur tel +31 24 3504580 – [email protected] Joost Backus – sales en opinie tel +31 24 3505028 – [email protected] Vormgeving Justin López – vormgever tel +31 24 3503532 – [email protected] Marketing, events en trainingen Daniëlle Jacobs – marketingmanager tel +31 24 3505195 – [email protected] Kim Huijng – salesmanager tel +31 24 3505195 – [email protected] Marjolein Vissers – sales- en eventcoördinator tel +31 24 3505544 – [email protected] Simone Straten – marketing- en eventcoördinator tel +31 24 3505544 – [email protected] Ellen Lely – cöordinator trainingen tel +31 24 8455169 – [email protected] Katja Hofman – medewerker sales en trainingen tel +31 24 8455169 – [email protected] Abonnementenadministratie Leonie Ceelen – officemanager tel +31 24 3503532 – [email protected] Adviseur Maarten Verboom Medewerkers Linda Berends, Ann-Kathrin Falkenberg, Teresa Klawitter, Sofie van Koningsbruggen, Omar Martina, Imke Okkerman, Sofie van Ooijen, Leanne Robbertsen, Kitty Stam, Lisette de Vries Columnisten en externe auteurs Peter Boots, Jeroen Bouwens, Vincent Chuffart, Jaco Friedrich, Lotta Frimanson, Claus Giebert, Derk-Jan de Grood, Luc Van den hove, Mathilde van Hulzen, John Koot, Anders Lundgren, Krishna Mallampati, Javier Orensanz, Anton van Rossum, Bram Semeijn, Jan Kees van der Veen, Sjaak Verwaaijen, Stefano Zammattio Uitgever René Raaijmakers tel +31 24 3503065 – [email protected] ISSN 1879-6443 Verantwoordelijk uitgever voor België René Raaijmakers Biesheuvelstraat 1 2370 Arendonk, België Drukkerij Senefelder Misset, Doetinchem Abonneren Abonnement op privéadres: 81 euro Bedrijfsabonnement: 140 euro Internationaal abonnement: 210 euro Studentenabonnement: gratis Prijzen op jaarbasis en inclusief btw. Abonnementen lopen van januari tot en met december. Opzeggen tot uiterlijk één maand voor het verstrijken van de abonnementsperiode. Studenten en professionals die werken aan slimme producten en machines (zoals elektronica- en softwareontwerpers, systeemarchitecten, chipdesigners en technisch managers) kunnen Bits&Chips gratis thuis ontvangen. Vul het aanvraagformulier in op www.bits-chips.nl. Deze gratis abonnementen zijn beperkt tot België en Nederland. Losse nummers op aanvraag: 10 euro. Klachten over bezorging Heeft u Bits&Chips niet of te laat ontvangen of heeft u andere opmerkingen over de bezorging? Laat het ons weten. Stuur een e-mail naar [email protected]. Adverteren Advertentietarieven staan vermeld op onze website (www.bits-chips.nl). Wanneer u op de hoogte gehouden wilt worden van komende thema’s en specials of voor het reserveren van advertenties, neem dan contact op met de afdeling sales, tel +31 24 3505544 – [email protected]. Verschijningsdata 31 mei, 28 juni, 13 september, 4 oktober, 1 november, 13 december Copyright Alle rechten voorbehouden. (c) 2013 Techwatch bv. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande toestemming van de uitgever. Disclaimer Uitgever en redactie betrachten uiterste zorgvuldigheid bij het maken, samenstellen en verspreiden van de informatie in Bits&Chips, maar kunnen op geen enkele wijze instaan voor de juistheid of volledigheid van de informatie. Uitgever en redactie aanvaarden geen aansprakelijkheid voor schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van de publicatie van informatie in Bits&Chips. Columnisten en externe medewerkers schrijven op persoonlijke titel. Reacties van lezers vallen buiten de verantwoordelijkheid van uitgever en redactie. Uitgever en redactie aanvaarden geen aansprakelijkheid met betrekking tot de inhoud en ondertekening van reacties van lezers. De redactie behoudt zich het recht voor reacties niet of gedeeltelijk te plaatsen of te bewerken. Fotografie Productfoto’s zijn van fabrikanten, overige foto’s zijn van Techwatch bv (c), tenzij anders vermeld. Voorpagina Illustratie: ACQ Inducom

Nummer 6 | 28 juni 2013 | Mkb’s in de hightech

Veel vernieuwingen in de hightech komen uit de koker van midden- en kleinbedrijven. Deze uitgave richt de schijnwerper op een aantal van hen. We belichten hun oplossingen, de hobbels die ze hebben moeten overwinnen en de randvoorwaarden voor innovatie in het mkb.

Nummer 7 | 13 september 2013 | Elektrisch rijden

Rijden op stroom is hot. Steeds meer personenauto’s, bedrijfswagens, trucks en ook fietsen hebben een stekker. Wat zijn de uitdagingen bij de ontwikkeling van elektrische voertuigen? Welke beren zijn er op de weg? Dat zetten we in deze uitgave op een rijtje.

Een interessante bijdrage? [email protected] Adverteren in deze nummers? [email protected]

5 | 65

Bits&Chips 2013

EMBEDDED SYSTEMS

Sponsor

7 November 2013 • ’s-Hertogenbosch • NL

EXHIBITION

RECRUITMENT PLAZA

Don’t miss out on the major forum for industrial and academic practitioners in embedded systems. Reserve your stand now. Looking for new personnel? Reserve your stand at the special recruitment plaza on the exhibition floor and meet your future employees.

www.embedded-systems.nl

Programming Research

Alten PTS ENTER Embedded Wind River Green Hills Software Dizain-Sync

Technolution Sogeti Nederland Technolution

Sioux

CIMSOLU CIMSOLUTIONS Wind Remedy IT Wind River Technolution Sogeti Nederland Remedy IT

Sioux

®

m

Find it at

www.mathworks.nl/accelerate datasheet video example trial request

GENERATE HDL CODE AUTOMATICALLY from

MATLAB and

Simulink

©2012 The MathWorks, Inc.

HDL CODER™ automatically converts Simulink models and MATLAB algorithms directly into Verilog and VHDL code for FPGAs or ASIC designs. The code is bit-true, cycleaccurate and synthesizable.

® ®

MathWorks Benelux Now hiring for technical and sales positions www.mathworks.nl/contact