Ultra low power hands-on workshop

De cursus wordt in het Engels verzorgd onder de titel "Ultra Low Power hands-on workshop".

Energieverbruik is een primaire ontwerprestrictie geworden, samen met prestaties en klokfrequentie:

• Een veelheid aan apparaten is verbonden via het internet (Internet of Things, loT);
• Veel apparaten communiceren draadloos en werken op batterijen;
• Europese wetten worden strenger op het gebied van energie.

We moeten veel minder energie verbruiken.
Deze workshop toont aan dat het energieverbruik drastisch kan worden verminderd als we op een systematische en holistische manier te werk gaan.

Energieverbruik is een systeemkwestie met veel factoren die het verbruik beïnvloeden. Een winst op de ene plaats kan een verlies op een andere plaats veroorzaken. Het is een kwestie van balanceren en compromissen sluiten.

Aanzienlijk lager energieverbruik kan alleen worden bereikt door een goed ontwerp op alle abstractieniveaus: van architectuurontwerp tot componentselectie en fysieke implementatie, maar ook door zorgvuldig gebruik en controle van het besturingssysteem en zorgvuldig ontwerp van applicatiesoftware. Energiebeheer en functionaliteit zijn met elkaar verweven en vragen om realtime controle.

Deze hands-on workshop geeft een breed en systematisch overzicht van de overweldigende mogelijkheden voor ultra-low-power ontwerpen. Ook meer ervaren mensen kunnen baat hebben bij deze cursus vanwege het overzicht en de vele hints en tips.

Verschillende hardwareblokken worden besproken vanuit het perspectief van hun mogelijkheid om minder stroom te verbruiken: MCU's, geheugen/processor/I/O, sensoren en interfacing, radio, energiebronnen, regelaars. Mogelijkheden voor energiebesparing worden op verschillende niveaus besproken:

• Richtlijnen voor MCU-selectie;
• Systeemarchitectuur: balans tussen de locatie van gegevensverwerking en -transport, verdeling van activiteiten in de pijplijn van een systeem;
• Balans tussen prestaties en energieverbruik;
• Effecten van compiler- en linkerinstellingen;
• Software toewijzen aan geheugenmodules afhankelijk van hun snelheid en verbruik en van tijdkritische routines (bijv. analyse van het effect van uitlijning);
• Er worden instrumenten (hardwaretooling, benchmarks) gebruikt om het energieverbruik voor en na de geïntroduceerde veranderingen te meten.

De trainer (expert bij Capgemini Engineering) heeft een brede en diepgaande ervaring in hardware-software-engineering (in onderzoek en ontwikkeling, haalbaarheidsstudies, system performance tuning), heeft veel gewerkt op de grens tussen hardware en software en is adviseur van de EEMBC Working Groups ULPMark, IoTMark-BLE en SecureMark-TLS. (EEMBC definieert industriestandaard benchmarks voor embedded systemen). Andere activiteiten waar de trainer bij betrokken is: 2 jaar deelgenomen aan de ULP-groep van Holst Center, (co-)auteur van verschillende papers op het gebied van parallel programmeren met behulp van het Communicating Sequential Processes-paradigma (CSP) en het gebruik van Analytical Software Design (ASD)/Dezyne, geeft regelmatig gastcolleges aan universiteiten, hogescholen en op verschillende conferenties, definieert afstudeerprojecten en coacht studenten.

De "Ultra low power hands-on workshop":

• identificeert factoren die het energieverbruik beïnvloeden;
• laat zien hoe je energieverbruik kunt modelleren en meten;
• biedt een overzicht van beschikbare hulpmiddelen voor energiemetingen;
• biedt een overzicht van hoe de energievoetafdruk kan worden verkleind;
• geeft een richtlijn voor MCU-selectie;
• geeft een usecase voor een ontwerpproces om de technieken voor energiereductie op een systematische manier te onderzoeken en toe te passen;
• biedt hands-on sessies om de verkregen kennis te verankeren.