Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

1 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded System – a regional Innovation System Jerker Delsing, professor Luleå tekniska universitet.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "1 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded System – a regional Innovation System Jerker Delsing, professor Luleå tekniska universitet."— Presentationens avskrift:

1 1 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded System – a regional Innovation System Jerker Delsing, professor Luleå tekniska universitet · Anders Högström, VD Kalix Electropolis AB · Per Lindgren, professor Luleå tekniska universitet ·

2 2 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Forskningsplattform Leds och drivs av Luleå tekniska universitet/EISLAB. Långsiktig behovsorienterad forskning och problemspecifik forskning.

3 3 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Forskningsplattform • Behovsrelaterad forskning Säkrar långsiktig kompetensförsörjning inom strategiskt valda satsningsområden. • Problemorienterad forskning Teori, metoder och verktyg kommer industrin direkt tillhanda. • Strategiska satsningsområden Viktiga satsningsområden för regionen. • Forskarutbildad personal till industrin

4 4 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Industrins nytta på kort och lång sikt säkras genom tätt samarbete mellan forsknings- och industriplattformen. Behovsrelaterad forskning Problemorienterad forskning Forskningsplattform Prototypprojekt Marknadsprojekt Industriplattform

5 5 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Mål • Starta minst fyra problemorienterade forskningsprojekt baserade på konkreta företagsbehov. • Bedriva behovsprövad forskning inom ett antal strategiskt viktiga teknikområden som stärker regionens långsiktiga kompetensförsörjning. • Minst sex forskningsexamina och 24 vetenskapliga publikationer vid Luleå tekniska universitet inom området ”inbyggda system”. • Att två forskarutbildade personer anställs i regionens företag inom en 3-årsperiod.

6 6 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem EIS arkitektur Sensor- system Mixed- mode design Embedded EMC + Arbete inom minst tre av dessa områden kommer att drivas inom ramen för ESIS. Beslut från styrgrupp att gå vidare med elektronikproduktion som femte område. Elektronik- produktion

7 7 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Satsningsområden Behovsorienterade projekt • EIS arkitektur, 2 delprojekt • Mixed mode design, 1 delprojekt • Sensorsystem, 1 delprojekt + pågående förstudie • Embedded EMC, 1 delprojekt beviljat • Elektronikproduktion, 2 delprojekt beviljade Problemspcifika projekt • 1 delprojekt, + 2 beviljade

8 8 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem EIS arkitektur Mjuk- och hårdvaruarkitektur för inbyggda system med realtidskrav och med anslutning till Internet. Effektiv mjukvara för inbyggda system Beräknings- och minnesbehov styr storlek, strömförbrukning och kostnad. Det ställer höga krav på verktyg för att generera körbar kod. Delprojektet belyser hur mjukvara baserat på Timber kan köras på små, inbyggda system. Peter Jonsson, doktorand

9 9 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem EIS arkitektur Verifiering av egenskaper för inbyggda system Funktions- och tidsmässig korrekthet, robusthet och strömförbrukning är av yttersta vikt för design av inbyggda system. Med hjälp av formella metoder kan program analyseras med avseende på olika egenskaper. Pawels arbete fokuserar på Stack Resource Policy. • Schemaläggningsbarhet för en given plattform. • Resurssnålt: • bara en stack • inga onödiga pre-emptions • context switch lika billigt som funktionsanrop • Garanterar Deadlock fri implementation (kan inte låsa sig) Pawel Pietrzak, forskarassistent, assistant professor

10 10 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Mixed mode design Analog design för låg effektförbrukning och dess integration på kisel och i EIS-arkitekturer. Elektronikdesign för låg effektförbrukning Säkerställa långsiktig kompetensutveckling av området som nu är under uppbyggnad. Produkter med låg strömförbrukning kan göras billigare, mindre, och ha längre livslängd. Utveckling av teorier, metoder och verktyg för minskad strömförbrukning. Johan Borg, doktorand

11 11 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Sensorsystem Sensorer är centrala för en mängd EIS applikationer. Luleå tekniska universitets kompetens fokuserar på för regionen industriellt relevanta områden, t ex process-IT och hälsovård samt positionsmätning med GNSS-teknik (GPS). Nordnav är ett bra exempel på spin off effekt. Pågående Förstudie Behovsinventering, behovsstudie med fokus på robusta sensorsystem för att identifiera företags teknologibehov. Resultatet ger styrgruppen underlag för beslut om fortsatta aktiviteter.

12 12 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Ny teknologi för högfrekventa fotoakustiska sensorer Projektet berör ny, multimodal, fotoakustisk diagnosteknik som kommer at t kunna erbjuda alternativ eller komplement till existerande tekniker. Det föreslagna projektet kommer direkt att bidra till området fotoakustik som ingår i forskningsområdet sensorsystem vid EISLAB. Eftersom projektet h ar tydliga kopplingar till både medicinsktekniska och processindustriella tillämpningar är projektet att intressant för ett antal av de företag från Norr ‐ och Västerbotten som ingår i ESIS projektet. Laser pulse Excitation med pulsad Nd-Yag laser.

13 13 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded EMC Tekniker för att mäta och simulera EMC (elektromagnetisk kompabilitet eller elektriska apparaters förmåga att inte störa eller störas av sin elektriska omgivning) i inbyggda produkter. Luleå tekniska universitet har spetskompetens inom området och ett lab för EMC-mätningar där företag och forskare kan testa in- och utstrålning i ett ekofritt rum. Förstudie Utifrån behovsinventeringen göra ingående behovsstudie av EMC-teknologi bland företagen.

14 14 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded EMC Förstudien har studerat det industriella behovet för Kretslösare Kretslösare för aktiva komponenter och PEEC-baserade elektromagnetiska modeller. Meshning Avancerad meshning för kretsbaserade elektromagnetiskamodeller Resultatet av förstuden är ett delprojekt med målet att ta fram nya metoder för EMC simulering genom en kombinerad kretslösare för elektroniska och elektromagnetiska problem.

15 15 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Elektronikproduktion Förstudier för att ta fram förslag till projekt och aktiviteter att bedriva inom satsningsområdet. Identifiera behov av långsiktig kompetensutveckling kringmönsterkort. Identifiera behov av långsiktig kompetensutveckling utifrån behovsinventering i Norr- och Västerbotten. Identifiera ”state of the art” för forskningsfronten och inom industrin. Vad görs i Sverige och internationellt?

16 16 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Elektronikproduktion Förstudien har resulterat tre delprojekt: Simulering av processutfall Projektets övergripande syfte är att förbättra utfall av och förståelse för produktionsprocessen avseende lödning i ugn. Målet är att ta fram metoder och verktyg för att via simuleringar kunna prediktera utfallet av en körning i lödugn. Provning och verifiering Projektets övergripande syfte är att ta fram metoder och verktyg för standardisering av provning och verifiering. Målet är också att koppla tillbaka provnings och verifieringsprocessen till designstadiet, och driva frågan om design for testability. Nya kretskort teknologier Projektet syftar till att skapa simuleringsmodeller för kretskort tillverkade med semi och full additiva kretskortsprocesser. Specifikt är högfrekvens egenskaper intressant i ett första skede. Härvid kommer modeller för koppar/metal strukturer med olika tillverkningstekniker att studeras varvid frågor som ytfinhet, process beroende ledningsgeometri, ”feature sizes” och direkt förbindning (direct cupper interconnect – dvs lödfri anslutning) är intressanta.

17 17 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Problemspecifika projekt Specifika forskningsprojekt som identifieras och genomförs i dialog med regionens företag. Komponentbaserad design för inbyggda system Metoder för att effektivisera utvecklingsprocessen för design och programmering av inbyggda system genom ett komponentbaserat synsätt. Stark industriell koppling mot Electropolis och dess industriella avnämare. Jimmie Wiklander, industridoktorand, har tidigare arbetat inom Interreg-projektet Sensorband.

18 18 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Problemspecifika projekt En förstudie inom området plattformsoberoende display och GUI (graphical user interface) teknik har genomförts. 13 företag har ingått i förstudien och fått beskriva: • Vilka företagets huvudsakliga produkter inom inbyggda system är och vilka de riktar sig mot. • Hur gränssnitt gentemot kund, servicetekniker och andra ser ut, hur de utvecklas och av vem. • Vilka speciella behov produkterna ställer på gränssnitten; • exempelvis strömsnålhet, tolerans mot dagsljus eller liknande. • Vilka tekniska lösningar som används för utveckling; • exempelvis vilka programspråk som används, hårdvaruplattformar, widget toolkits och liknande.

19 19 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Problemspecifika projekt Resultat av förstudien: • Företagen har väldigt olika produkter och typer av gränsnitt, LED, LCD, Web • Väldigt olika designmetodik, därför varierar krav och önskemål väldigt mycket • Olika plattformar, detta gör det svårare för företagen att samarbeta Lösning, samma/liknande gränssnitt och plattform gemensamt för flera företag? + Fördel, ökade möjligheter för samarbete - Nackdel, gränssnitt och plattform kan inte väljas på bästa sätt för varje produkt. Forskning, plattformsoberoende design? + Fördel, ökade möjligheter för samarbete + Fördel, gränssnitt och plattform utvecklas/väljs för på bästa sätt för varje produkt. Arbete har nu initierats för att demonstrera denna teknik.

20 20 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Dynamisk Forskningsplattform Ytterligare aktiviteter och projekt initieras inom för EISLAB strategiskt viktiga satsningsområden. Behovsinventering och förstudier kan visa på tillämpningar mot problemspecifika områden. Behovsorienterade aktiviteter och/eller projekt kan bli problemspecifika.

21 21 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Komponentbaserad systemdesign Designmetodik: • Enkel (intuitiv) • Plattformsoberoende design • Effektiv designprocess (re-use) • Resurssnål realisering • Kvalitativ genom separat • Verifikation av komponenter • Verifikation av plattform

22 22 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Designprocess Process: • Enkel (intuitiv) • Plattformsoberoende design • Effektiv designprocess (re-use) • Resurssnål realisering • Kvalitativ genom separat Verifikation av komponenter Verifikation av plattform

23 23 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Reaktiv modell av inbyggda system Reaktiv modell baserad på events (händelser) Varje reaktion har ett tillåtet tidsfönster Modell: • Reaktiv • Komponentbaserad • Objektorienterad

24 24 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem System i form av komponenter Komponentindelning enligt • Funktionalitet • Komponerbarhet • Återanvändbarhet • Robusthet

25 25 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Partitionering i applikation/resursplattform Applikationen • Specifik funktionalitet Resursplattformen • Generell funktionalitet

26 26 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Kompononenter i form av reaktiva objekt Objektindelning “Concurrent Objects” • Objekt körs parallellt, men • Endast en metod åt gången ger tillståndsskydd Maximera antalet objekt • Ökar potentiell parallelism • Bättre schemaläggning

27 27 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Implementation och Verifiering Mjukvara Reaktiva objekt i Timber: • Komplieras till C-kod • Timber-RTS sköter • Schemaläggning • Automatisk minneshantering Hårdvara Plattform som: • Kör koden • Minne • I/O Implementation Mjukvara • Separat veriferade komponenter • Formell verifiering av interface • Schemaläggningsanalys • Minnesbehovsanalys • Simulering • Samsimulering i Simulink Verifiering

28 28 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Exempel, PAD (Personal Alarm Device)

29 29 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Larmdetektion Detektionsalgoritm Detektera “impact” x^2+y^2+z^2 > threshold Detektera “posture” y> threshold Sänd larm Larmknapp Sänd larm

30 30 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Partitionering i applikation/resursplattform Applikation Komponenter • Fall detector • Fall larm sender • Assistant alarm sender Resursplattform Komponenter • Acceration sensor • Message sender • Push button

31 31 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Kompononenter i form av reaktiva objekt Applikation Fall detector komponent • Fall detector • Acceleration analyzer • Acceleration sampler Resursplattform Komponenter • Protokollimplementation • Hårdvara

32 32 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Implementation adController = class -- number of the channel to read from next time chan := 1 -- a list of acceleration values values := [] setChan = before t setChDl action after (t setChDl + t wait ) convert -- set the channel, e.g. register1.write c -- update state so that next reading will be from the next channel c := c + 1 convert = before t convDl action -- initiate conversion, e.g. register2.write 1 kodexempel för adController Mjukvara Objektmodellen direkt i Timber: • Komplieras till C-kod • Timber-RTS sköter • Schemaläggning • Automatisk minneshantering Hårdvara Plattform som: • Kör koden • Minne • I/O tidsmässigt beteende

33 33 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Verifiering av implementation Simulink simulations of the Timber implementation LabView simulations of the algorithm (prev. study) No. of recordings Specificity* / Sensitivity** No. of recordings Specificity* / Sensitivity** ADL (no falls)160100% * % * Fall forward (syncope) % ** % ** Fall forward (tripping) % ** % ** Fall backward (attempting to sit down) % **4095.0% ** Fall backward (from standing position) % **4090.0% ** Lateral fall % **40100% ** Fall from bed % **40100% ** Falls, total % ** % ** t lag 0.9 sec2.0 sec PAD implementationen har samsimulerats under Simulink med riktiga värden (samplade) från verkliga fall. Resultaten stämmer eller är i vissa fall bättre än den algoritmspecifikationm som framtagits i tidigare interreg projekt “sensorband”. Prototyp är nu under utvekling för tillverkning och testning av Caretech i interreg projektet “Sensorband II”.

34 34 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Open-source projekt som leds av LTU: • Kompilator Timber till C • RTS för POSIX (MAC-OSX/Linux) • RTS för Arm7 på gång • Fler RTS (Arm9, Blackfin, vad ni vill ha) • XLIB/GLX/OpenGL för grafik och GUI • Supercompiler (bättre än handoptimerad C-kod) • Multi-core stöd •... analysverktyg för SRP (realtid)... etc.

35 35 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Frågor?


Ladda ner ppt "1 Elektroniksystem – ett regionalt innovationssystem Embedded System – a regional Innovation System Jerker Delsing, professor Luleå tekniska universitet."

Liknande presentationer


Google-annonser