Ultra Low Power Workshop zum Anfassen

Der Energieverbrauch ist neben der Leistung und der Taktfrequenz zu einer der wichtigsten Designbeschränkungen geworden:

• Eine Vielzahl von Geräten ist über das Internet verbunden (Internet der Dinge - loT);
• Viele Geräte kommunizieren drahtlos und werden mit Batterien betrieben;
• Die europäischen Gesetze für Energie werden strenger.

Wir müssen viel weniger Energie verbrauchen.
Dieser Workshop zeigt, dass der Energieverbrauch drastisch reduziert werden kann, wenn wir systematisch und ganzheitlich vorgehen.

Der Energieverbrauch ist ein Systemproblem mit vielen den Verbrauch beeinflussenden Faktoren. Ein Gewinn an einer Stelle kann einen Verlust an einer anderen Stelle bedeuten. Es geht darum, ein Gleichgewicht herzustellen und Kompromisse zu schließen.

Ein deutlich geringerer Energieverbrauch lässt sich nur durch ein angemessenes Design auf allen Abstraktionsebenen erreichen: vom Architekturdesign über die Auswahl der Komponenten bis hin zur physischen Implementierung, aber auch durch eine sorgfältige Nutzung und Kontrolle des Betriebssystems und eine sorgfältige Gestaltung der Anwendungsprogramme. Energieverwaltung und Funktionalität sind miteinander verwoben und erfordern eine Echtzeitkontrolle.

Dieser praktische Workshop gibt einen umfassenden und systematischen Überblick über die überwältigenden Möglichkeiten des Ultra Low Power Designs. Auch erfahrene Anwender können aufgrund des Überblicks und der vielen Hinweise und Tipps von diesem Kurs profitieren.

Verschiedene Hardware-Blöcke werden unter dem Gesichtspunkt ihrer Möglichkeit, weniger Strom zu verbrauchen, diskutiert: MCUs, Speicher/Prozessor/I-O, Sensoren & Schnittstellen, Funk, Energiequellen, Regler. Die Möglichkeiten zur Energieeinsparung werden auf verschiedenen Ebenen diskutiert:

• Richtlinien für die Auswahl der MCU;
• Systemarchitektur: Gleichgewicht zwischen dem Ort der Datenverarbeitung und dem Datentransport, Verteilung der Aktivitäten in der Pipeline eines Systems;
• Gleichgewicht zwischen Leistung und Energieverbrauch;
• Auswirkungen der Compiler- und Linker-Einstellungen;
• Software-Zuordnung zu Speichermodulen in Abhängigkeit von deren Geschwindigkeit und Verbrauch sowie von zeitkritischen Routinen (z.B. Analyse der Auswirkung der Ausrichtung);
• Instrumente (Hardware-Tools, Benchmarks) werden verwendet, um den Energieverbrauch vor und nach den eingeführten Änderungen zu messen.

Der Dozent (fortgeschrittener Experte bei Capgemini Engineering) verfügt über eine breite und tiefgreifende Erfahrung im Hardware-Software-Engineering (in Forschung und Entwicklung, Machbarkeitsstudien, Systemleistungstuning), hat viel an der Grenze zwischen Hardware und Software gearbeitet und ist Berater der EEMBC Working Groups ULPMark, IoTMark-BLE und SecureMark-TLS. (EEMBC definiert Industriestandard-Benchmarks für eingebettete Systeme). Weitere Aktivitäten des Trainers: Er war 2 Jahre lang Mitglied der ULP-Gruppe am Holst Center, (Mit-)Autor mehrerer Veröffentlichungen im Bereich der parallelen Programmierung unter Verwendung des Paradigmas Communicating Sequential Processes und der Verwendung von Analytical Software Design / Dezyne, hält regelmäßig Gastvorträge an Universitäten, Fachhochschulen und auf verschiedenen Konferenzen, definiert Abschlussprojekte und betreut Studenten.

Der 'Ultra Low Power'-Workshop zum Anfassen:

• Identifiziert Faktoren, die den Energieverbrauch beeinflussen;
• Zeigt, wie man den Energieverbrauch modelliert und misst;
• Bietet einen Überblick über verfügbare Tools zur Energiemessung;
• Bietet einen Überblick darüber, wie Sie Ihren Energie-Fußabdruck reduzieren können;
• Gibt einen Leitfaden für die Auswahl der MCU;
• Gibt einen Anwendungsfall für den Entwurfsprozess, wie Sie die Techniken zur Energiereduzierung systematisch untersuchen und anwenden können;
• Bietet praktische Übungen zur Verankerung des erworbenen Wissens.