Von DerSchneider<\/strong><\/p>\n\n\n\n Einleitung: Das Ende einer Reise \u2013 und der Anfang von etwas Neuem<\/strong><\/p>\n\n\n\n Vierzehn Artikel liegen hinter uns. Wir haben die Grundlagen erkundet, die Architektur verstanden, in die Tiefen der Hardware geblickt, die Kunst der Programmierung kennengelernt. Wir waren im Auto, im menschlichen K\u00f6rper, in der Fabrik. \u00dcberall haben wir sie gefunden: die unsichtbaren Gehirne, die unsere Welt am Laufen halten.<\/p>\n\n\n\n Doch die Reise endet nicht hier. Die Embedded World entwickelt sich rasant. Was heute State of the Art ist, kann morgen schon veraltet sein. Neue Technologien entstehen, neue Anwendungsfelder tun sich auf, neue Herausforderungen warten.<\/p>\n\n\n\n Dieser letzte Artikel wagt den Blick \u00fcber den Horizont. Wir fragen: Wohin steuert die Embedded World? Welche Trends werden die n\u00e4chsten Jahre pr\u00e4gen? Und was bedeutet das f\u00fcr Entwickler, Anwender und die Gesellschaft?<\/p>\n\n\n\n Hauptteil<\/strong><\/p>\n\n\n\n 1. Trend 1: TinyML \u2013 K\u00fcnstliche Intelligenz auf dem Mikrocontroller<\/strong><\/p>\n\n\n\n Bislang war KI etwas f\u00fcr die Cloud. Riesige Rechenzentren, Unmengen an Daten, m\u00e4chtige Grafikprozessoren. Ein Mikrocontroller mit ein paar Kilobyte RAM schien daf\u00fcr v\u00f6llig ungeeignet.<\/p>\n\n\n\n Das \u00e4ndert sich gerade dramatisch. TinyML hei\u00dft die Bewegung, die KI auf den kleinsten Embedded-Systemen m\u00f6glich macht. Die Idee: Neuronale Netze werden so stark komprimiert und optimiert, dass sie auf einem Mikrocontroller laufen k\u00f6nnen \u2013 mit Milliwatt Stromverbrauch, in Echtzeit, direkt am Sensor.<\/p>\n\n\n\n Die Vorteile liegen auf der Hand:<\/p>\n\n\n\n Anwendungen gibt es unz\u00e4hlige: Eine Waschmaschine, die am Vibrationsmuster erkennt, ob sie falsch beladen ist. Ein Sensor im Wald, der fr\u00fchzeitig Brandgeruch erkennt. Ein Herzschrittmacher, der gef\u00e4hrliche Rhythmusst\u00f6rungen vorhersagt, bevor sie auftreten.<\/p>\n\n\n\n Die Werkzeuge werden besser. TensorFlow Lite for Microcontrollers, Arm CMSIS-NN, RISC-V mit speziellen KI-Erweiterungen \u2013 der Einstieg wird immer einfacher.<\/p>\n\n\n\n 2. Trend 2: RISC-V \u2013 Der freie Prozessor<\/strong><\/p>\n\n\n\n Seit Jahrzehnten dominieren zwei Architekturen die Embedded World: ARM und (im kleineren Rahmen) die propriet\u00e4ren L\u00f6sungen von Microchip, Infineon, NXP. Wer einen Prozessorkern brauchte, musste Lizenzen zahlen und sich in die Architektur des Herstellers einf\u00fcgen.<\/p>\n\n\n\n RISC-V \u00e4ndert das radikal. Es ist eine offene, freie Befehlssatzarchitektur (ISA), die jeder nutzen, erweitern, modifizieren kann \u2013 ohne Lizenzgeb\u00fchren, ohne Einschr\u00e4nkungen.<\/p>\n\n\n\n Die Folgen sind tiefgreifend:<\/p>\n\n\n\n RISC-V ist noch jung, aber das Wachstum ist explosionsartig. Von winzigen 32-Bit-Controllern bis zu leistungsf\u00e4higen Application-Prozessoren \u2013 die ersten Produkte sind auf dem Markt, viele weitere folgen.<\/p>\n\n\n\n 3. Trend 3: Neuromorphe Chips \u2013 Computer nach dem Vorbild des Gehirns<\/strong><\/p>\n\n\n\n Mikrocontroller arbeiten nach der Von-Neumann-Architektur: Prozessor, Speicher, getrennt. Daten werden hin- und hergeschoben, Befehle nacheinander ausgef\u00fchrt. Das ist effizient f\u00fcr logische Operationen, aber nicht f\u00fcr das, was unser Gehirn so gut kann: Muster erkennen, lernen, assoziieren.<\/p>\n\n\n\n Neuromorphe Chips gehen einen anderen Weg. Sie ahmen die Struktur des Gehirns nach: Neuronen und Synapsen in Silizium. Die Verarbeitung ist parallel, verteilt, ereignisgesteuert. Energie wird nur verbraucht, wenn tats\u00e4chlich etwas passiert \u2013 wie im Gehirn.<\/p>\n\n\n\n Die Vorteile:<\/p>\n\n\n\n Intel hat mit Loihi einen neuromorphen Forschungsprozessor, IBM mit TrueNorth, und zahlreiche Start-ups arbeiten an kommerziellen Produkten. Wann die ersten Chips in Massenproduktion gehen, ist noch offen \u2013 aber das Potenzial ist gewaltig.<\/p>\n\n\n\n 4. Trend 4: Energy Harvesting \u2013 Schluss mit Batterien<\/strong><\/p>\n\n\n\n Batterien sind der Fluch vieler Embedded-Anwendungen. Sie sind gro\u00df, sie sind teuer, sie m\u00fcssen gewechselt werden. In einer Welt mit Milliarden von Sensoren ist das ein unhaltbarer Zustand.<\/p>\n\n\n\n Energy Harvesting verspricht Abhilfe. Die Idee: Die Energie, die das System braucht, wird aus der Umgebung geholt:<\/p>\n\n\n\n Kombiniert mit extrem stromsparenden Mikrocontrollern und TinyML entstehen Systeme, die v\u00f6llig wartungsfrei arbeiten. Ein Sensor, der einmal installiert wird und dann 20 Jahre lang funktioniert \u2013 ohne Batteriewechsel, ohne Kabel.<\/p>\n\n\n\n Die ersten Produkte sind da. Funk-Schalter, die keine Batterie brauchen. Umweltsensoren, die sich selbst mit Strom versorgen. Medizinische Implantate, die aus K\u00f6rperw\u00e4rme Energie gewinnen.<\/p>\n\n\n\n 5. Trend 5: Sicherheit von Grund auf<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die zunehmende Vernetzung macht Sicherheit zur Existenzfrage. In Zukunft wird Sicherheit nicht mehr nachtr\u00e4glich aufgesetzt, sondern von Grund auf in die Hardware eingebaut.<\/p>\n\n\n\n Physikalisch unclonbare Funktionen (PUF):<\/strong> Jeder Chip erh\u00e4lt durch winzige Fertigungstoleranzen einen einzigartigen „Fingerabdruck“. Daraus lassen sich Schl\u00fcssel ableiten, die nicht ausgelesen werden k\u00f6nnen \u2013 selbst wenn jemand den Chip unter dem Mikroskop untersucht.<\/p>\n\n\n\n Vertrauensanker (Root of Trust):<\/strong> Ein kleiner, sicherer Bereich im Chip, der die gesamte Sicherheitsarchitektur verankert. Von hier aus wird der Bootvorgang \u00fcberwacht, werden Schl\u00fcssel verwaltet, werden Updates gepr\u00fcft.<\/p>\n\n\n\n Homomorphe Verschl\u00fcsselung:<\/strong> Daten k\u00f6nnen verarbeitet werden, ohne sie zu entschl\u00fcsseln. Ein Traum f\u00fcr Datensch\u00fctzer \u2013 noch in der Forschung, aber mit enormem Potenzial.<\/p>\n\n\n\n 6. Trend 6: Der Digitale Zwilling wird Standard<\/strong><\/p>\n\n\n\n Im Industrie-Teil haben wir den Digitalen Zwilling schon kennengelernt. In Zukunft wird er Standard werden \u2013 nicht nur f\u00fcr jede Maschine, sondern f\u00fcr jedes Embedded System.<\/p>\n\n\n\n Jedes Ger\u00e4t hat ein digitales Abbild, das in der Cloud lebt. Dieses Abbild:<\/p>\n\n\n\n Der Digitale Zwilling wird zum Bindeglied zwischen der Embedded World und der Cloud. Er macht das unsichtbare System sichtbar, analysierbar, optimierbar.<\/p>\n\n\n\n 7. Trend 7: Software-Defined Everything<\/strong><\/p>\n\n\n\n Das softwaredefinierte Fahrzeug haben wir schon gesehen. Das Prinzip l\u00e4sst sich verallgemeinern: Immer mehr Funktionen werden nicht mehr in Hardware, sondern in Software realisiert.<\/p>\n\n\n\n Die Hardware wird zur standardisierten Plattform. Die Software macht den Unterschied. Ein und derselbe Chip kann je nach Software zum Motorsteuerger\u00e4t, zum Kommunikationsmodul oder zur Sicherheitssteuerung werden.<\/p>\n\n\n\n Das hat weitreichende Folgen:<\/p>\n\n\n\n 8. Trend 8: Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft<\/strong><\/p>\n\n\n\n Embedded Systems sind \u00fcberall \u2013 aber was passiert mit ihnen, wenn sie nicht mehr gebraucht werden? Elektroschrott ist eines der gr\u00f6\u00dften Umweltprobleme unserer Zeit.<\/p>\n\n\n\n Die Embedded World muss nachhaltiger werden:<\/p>\n\n\n\n Das ist nicht nur \u00f6kologisch geboten, sondern wird auch wirtschaftlich immer wichtiger. Kunden verlangen nachhaltige Produkte, Gesetze schreiben sie vor.<\/p>\n\n\n\n 9. Die Schattenseiten: Was uns Sorgen machen sollte<\/strong><\/p>\n\n\n\n Der Blick in die Zukunft w\u00e4re unvollst\u00e4ndig ohne die Schattenseiten:<\/p>\n\n\n\n \u00dcberwachung:<\/strong> Immer mehr Sensoren, immer mehr Daten, immer mehr Vernetzung \u2013 das ist ein Paradies f\u00fcr \u00dcberwachungsstaaten und Konzerne, die uns durchschauen wollen.<\/p>\n\n\n\n Angreifbarkeit:<\/strong> Mehr Vernetzung bedeutet mehr Angriffsfl\u00e4che. Wenn jedes Ger\u00e4t im Haushalt vernetzt ist, wird auch jedes Ger\u00e4t angreifbar. Die Sicherheitsl\u00fccke im K\u00fchlschrank als Einfallstor ins gesamte Netzwerk.<\/p>\n\n\n\n Komplexit\u00e4t:<\/strong> Die Systeme werden so komplex, dass niemand sie mehr vollst\u00e4ndig versteht. Wer garantiert, dass sie sich richtig verhalten?<\/p>\n\n\n\n Abh\u00e4ngigkeit:<\/strong> Wenn alles intelligent ist, wird Dummheit zum Risiko. Ein Ausfall des intelligenten Stromnetzes legt ganze Regionen lahm.<\/p>\n\n\n\n Arbeitspl\u00e4tze:<\/strong> Automatisierung vernichtet Arbeitspl\u00e4tze. Die Embedded World ist der Motor dieser Automatisierung. Was wird aus den Menschen, die ersetzt werden?<\/p>\n\n\n\n Diese Fragen m\u00fcssen wir stellen. Die Technik allein wird sie nicht beantworten.<\/p>\n\n\n\n 10. Was bleibt: Die Kunst des Verstehens<\/strong><\/p>\n\n\n\n Wir sind am Ende unserer Reise angekommen. F\u00fcnfzehn Artikel, eine Reise durch die unsichtbare Welt der Embedded Systems. Vom ersten Mikrocontroller \u00fcber die Architektur bis zur Programmierung, von der Sicherheit bis zu den Anwendungen, von der Geschichte bis zur Zukunft.<\/p>\n\n\n\n Was bleibt? Die Erkenntnis, dass diese unsichtbaren Gehirne unsere Welt im Tiefsten pr\u00e4gen. Sie sind \u00fcberall, sie arbeiten unerm\u00fcdlich, sie machen unser Leben sicherer, komfortabler, effizienter. Aber sie machen uns auch verwundbarer, abh\u00e4ngiger, durchschaubarer.<\/p>\n\n\n\n Die Kunst des Verstehens ist wichtiger denn je. Wer nicht versteht, was in diesen Chips vorgeht, wird zum Spielball derer, die es verstehen. Wer die Prinzipien kennt, kann mitgestalten, kann kritisch hinterfragen, kann verantwortungsvoll handeln.<\/p>\n\n\n\n Diese Serie wollte einen Beitrag dazu leisten. Sie hat keine fertigen Antworten geliefert, aber hoffentlich die richtigen Fragen gestellt. Die Reise geht weiter \u2013 f\u00fcr jeden von uns, in seinem eigenen Tempo, mit seinen eigenen Fragen.<\/p>\n\n\n\n Fazit: Das Unsichtbare sichtbar machen<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die Embedded World ist unsichtbar \u2013 aber sie ist real. Sie ist die stille Infrastruktur unserer Zivilisation. Sie zu verstehen hei\u00dft, die Welt zu verstehen, in der wir leben.<\/p>\n\n\n\n Die Trends zeigen: Es wird noch viel mehr Embedded Systems geben. Sie werden noch intelligenter, noch vernetzter, noch allgegenw\u00e4rtiger. Sie werden in unseren K\u00f6rpern sein, in unseren St\u00e4dten, in unserer Umwelt. Sie werden lernen, sich anpassen, entscheiden.<\/p>\n\n\n\n Ob das Segen oder Fluch ist, liegt an uns. Die Technik ist neutral. Es sind die Menschen, die sie gestalten, die sie einsetzen, die sie kontrollieren.<\/p>\n\n\n\n M\u00f6ge diese Serie ein kleiner Beitrag dazu sein, dass mehr Menschen mitgestalten, verantwortungsvoll einsetzen und kritisch kontrollieren.<\/p>\n\n\n\n Die unsichtbaren Gehirne warten darauf, verstanden zu werden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Blick \u00fcber den Horizont \u2013 Wohin steuert die Embedded World? Von DerSchneider Einleitung: Das Ende einer Reise \u2013 und der Anfang von etwas Neuem Vierzehn Artikel liegen hinter uns. Wir haben die Grundlagen erkundet, die Architektur verstanden, in die Tiefen der Hardware geblickt, die Kunst der Programmierung kennengelernt. 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