ese

PROJEKTANSVARLIG professor jan madsen [ jan@imm.dtu.dk] embedded systems engineering, DTU Informatik

PÅ VEGNE AF D-ARTEMIS ITEK / DI - CISS / AAU - ISIS / AU - ALEXANDRA MCI / SDU - ESE / DTU Informatik

GRAFISK DESIGN tommy rasmussen

TEKST thomas rolsted

ILLUSTRATION mads berg

Indlejret system [en’’lai’r∂ sy’sde?m] sb. -er (eng. embedded system)

5 Et specialiseret computersystem, designet til et bestemt formål

5 En kombination af hardware og software, som tilsammen udgør

en indbygget (indlejret) computer, der normalt ikke er synlig i sig

selv, og som man ikke har fysisk adgang til

Hver eneste dag møder vi indlejrede systemer - som regel uden at være klar over det. De indlejrede systemer er alle steder. Fra vores mobiltelefon til billetautomaten på togstationen. Fra tv-fjernbetjeningen hjemme i stuen til sodavandsautomaten på jobbet. Fra den automatiske bom i parkeringshuset til radarsystemerne på verdens største supertankere. Og de har en ting til fælles: De er alle med til at gøre vores hverdag nemmere, mere sikker, mere behagelig, mere effektiv.

Det hele startede i 1960’erne med navigationscomputeren til NASAs Apolloprogram. Computeren blev udviklet på Massachusetts Institute of Technology (MIT), som dermed skabte et af verdens første, indlejrede systemer.

I 1971 udviklede Intel verdens første mikroprocessor, og siden da har udviklingen af indlejrede systemer været drevet af chipteknologien. Takket være mikrochippen bliver de indlejrede systemer stadigt mindre, billigere, hurtigere, mere avancerede og mindre energikrævende.

ET AT VERDENS FØRSTE, INDLEJREDE SYSTEMER VAR NAVIGATIONSCOMPUTEREN I NASAs APOLLO-PROGRAM I STARTEN AF 1960’ERNE.

Sundhed bliver personlig Med indlejrede systemer står vi overfor væsentlige

Ubehagelige undersøgelser som fx endoskopi, hvor et

ændringer i sundhedssystemet. Teknologien gør

kamera føres gennem fordøjelsessystemet, kan foretages

det nu muligt at fokusere på det enkelte menne-

uden gener for patienten med en pille, der har et lille com-

ske og tage udgangspunkt i hans eller hendes til-

putersystem med kamera indlejret. Kameraet tager 30

stand. Hidtil har man set hvert individ som en del af

billeder i sekundet på pillens vej gennem spiserør, mave

en bestemt, kollektiv gruppe, og ladet statistik og

og tarmsystem, og billederne sendes trådløst til lægens

sandsynlighed for gruppen bestemme diagnose og

computer.

behandling. Sundhed bliver personlig - til gavn for både samfundet som helhed, sundhedssektoren

Ældre kan blive længere i eget hjem med intelligent ud-

og den enkelte.

nyttelse af indlejrede systemer. For eksempel kan systemerne minde beboeren om at tage sin medicin og derefter

Et lille computersystem indlejret i et plaster kan

kontrollere, at medicinen rent faktisk er taget. De indlej-

overvåge en patient ved at måle fx hjerterytme og

rede systemer i et intelligent hjem kan også opsamle og

temperatur og løbende sende informationer til

udveksle store mængder data og dermed “lære” beboe-

lægen via patientens mobiltelefon. Dermed kan

rens hverdagsmønstre at kende. Hvis der pludselig opstår

det måske undgås at indlægge patienten til obser-

afvigelser fra de mønstre, kan det være et signal til læge

vation, og han eller hun kan have en normal hver-

eller plejepersonale om sygdom eller andre forhold, der

dag, mens lægen stadig får alle relevante data om

kræver handling fra læge, plejepersonale eller pårørende.

patientens tilstand.

ET PLASTER MED ET INDLEJRET SYSTEM KAN OVERVÅGE EN PATIENT OG SENDE INFORMATIONER OM FX HJERTERYTME OG TEMPERATUR TIL LÆGEN. PÅ DEN MÅDE KAN DET MÅSKE UNDGÅS AT INDLÆGGE PATIENTEN TIL OBSERVATION.

Grøn er indlejret Begrebet grøn it er på manges læber i en tid, hvor

I vaskemaskinen taler et indlejret system sammen med

fokus på klima, miljø og energiforbrug er større

de mindre, indlejrede systemer, der sidder i hvert enkelt

end nogensinde. Men grøn it er andet og mere end

stykke tøj. Tøjet bliver vasket rent ved den lavest mulige

computere, skærme og servere, der bruger min-

temperatur, og vaskemaskinen venter med at starte til

dre strøm til gavn for brugerens elregning og sam-

strømmen er billigst.

vittighed. Grøn it handler lige så meget om at bruge it-systemer til at nedsætte forbruget i andre syste-

I energisektoren er det indlejrede systemer, der opsamler

mer ved hjælp af intelligent styring.

og videregiver vigtige informationer. Fx om det kan betale sig at lade en vindmølle køre på et tidspunkt, hvor der ikke

Indlejrede systemer er kerneteknologien bag grøn

er brug for strømmen, og begrænsede - eller slet ingen -

it. Indbygget intelligens via indlejrede systemer er

muligheder for at lagre den til senere brug.

ganske enkelt en forudsætning for intelligent styring. Uanset om opgaven er at styre forbruget i en

Indlejrede systemer kan også være “grønne” i sig selv,

bolig, en vaskemaskine eller energiproduktionen i

fordi de ikke selv bruger strøm fra batterier eller elnet-

sig selv.

tet. I mange tilfælde kan de indlejrede systemer nemlig drives udelukkende af energi, der høstes fra omgivelser-

I boligen sørger et antal små, indlejrede computer-

ne i form af fx solenergi, temperaturforskelle, vibrationer

systemer med tilknyttede sensorer for at måle og

eller elektromagnetiske felter.

overvåge forskellige forhold i huset. Fx temperatur, lys og om der er mennesker i et rum. Informationerne sendes til andre indlejrede systemer, der taler sammen og beslutter om der skal skrues ned for varmen og slukkes for lyset.

I MANGE TILFÆLDE KRÆVER INDLEJREDE SYSTEMER IKKE STRØM FRA BATTERIER ELLER ELNETTET. DE KAN DRIVES AF FX SOLENERGI, TEMPERATURFORSKELLE, VIBRATIONER ELLER ELEKTRO MAGNETISKE FELTER.

NØGLEN TIL FREMTIDEN Indlejrede systemer er ikke en fremtids-

Det har flere af Europas førende koncerner

vision. De er en integreret del af vores

indset, og Europa-Kommissionen har - sam-

hverdag og har været det længe. Og de

men med blandt andre Philips, Siemens,

bliver stadig mere udbredt. Hver eneste dag

Bosch, Airbus Industries og Daimler - sø-

fødes nye ideer til teknologier, systemer og

sat det meget ambitiøse forskningsprogram

anvendelsesområder. Fremtiden er - popu-

ARTEMIS, hvor der satses € 2,7 mia. på om-

lært sagt - indlejret, og den er her nu.

rådet over ti år. ARTEMIS-programmet har som mål at opbygge kompetencer og syste-

Et af de helt særlige kendetegn ved indlejrede

mer til mere effektiv udvikling af indlejrede

systemer er deres mangfoldighed. Mangfol-

systemer, til gavn for alle brancher.

dighed i størrelse, kompleksitet, funktion,

Og potentialet er enormt. ARTEMIS skønner,

anvendelse og udbredelse. Netop denne

at verdens samlede antal af indlejrede, pro-

mangfoldighed gør, at det er værd at satse

grammerbare komponenter når 16 milliar-

på indlejrede systemer nu og fremover.

der i 2010.

Ti år senere ventes det tal at være vokset til

Indlejrede systemer kan ikke kun bruges i

40 milliarder.

en bestemt branche eller af en bestemt type virksomheder. De kan bruges - og bliver brugt - alle steder. Af vidt forskellige kunder og brugere, på mange forskellige måder.

Fremtiden ligger i at tilføre yderligere intelligens og kommunikation til mange af de produkter, vi bruger i vores hverdag.

Nøglen til det er indlejrede systemer, som kan hjælpe med at løse en række af de udfordringer, fremtiden byder på.

Både på den korte og den lange bane.

Indlejrede systemer kan ikke kun bruges i en bestemt branche eller af en bestemt type virksomheder.

De kan bruges - og bliver brugt - alle steder

Danmark er langt fremme

Vidste du at

Vender vi blikket hjem mod Danmark, er det

5 Computere som de fleste opfatter dem

værd at bemærke, at Danmark har et sær-

(som bærbare eller stationære pc’er) kun

deles godt udgangspunkt for at blive en vig-

udgør omkring 1 % af verdens computer-

tig spiller i udviklingen af fremtidens indlej-

systemer? 99 % af verdens computere fin-

rede systemer. Når det gælder forskning og

des i indlejrede systemer

innovation, nævnes Danmark jævnligt som et verdens førende lande. Mange små og mel-

5 Indlejrede systemer kan have alle mulige

lemstore virksomheder i Danmark er langt

størrelser? Et af de mindste sidder i et pla-

fremme på netop de områder, som skal drive

ster, mens nogle af de største styrer moto-

udviklingen af indlejrede systemer. Men det

ren på en supertanker, hvor motoren fylder

kræver en fokuseret og koordineret indsats

op mod 30 x 15 meter.

på tværs af teknologier og brancher.

5 Andelen af mikroelektronik i gængse pro-

For samfundet som helhed er der store

dukter er vokset fra 4 % til 25 % på kun ti år,

gevinster at hente ved en fokuseret sats-

målt på elektronikkens andel af den sam-

ning på indlejrede systemer. Alene i energi-

lede kostpris?

sektoren og på sundhedsområdet er der indlysende og ganske konkrete fordele at høste,

5 Små indlejrede systemer kan drives ude-

når indlejrede systemer bruges intelligent.

lukkende af energi, som er høstet fra dets

Effektiv udnyttelse af energi og et sundheds-

omgivelser? Energi kan fx. hentes i form af

system med fokus på det enkelte menneske

solen, varme eller vibrationer. n

er blot to af dem.

EUROPA-KOMMISSIONENs ARTEMIS-PROGRAM SATSER € 2,7 MIA. PÅ UDVIKLING AF INDLEJREDE SYSTEMER. BLANDT DELTAGERNE ER SIEMENS, PHILIPS, BOSCH, AIRBUS INDUSTRIES OG DAIMLER.

Fremtiden er indlejret