Bill Gates schrieb Ende des vergangenen Jahres in einem Kommentar für das Wirtschaftsmagazin The Economist: "Schätzungen zufolge interagiert ein US-Bürger täglich mit rund 150 Embedded Systems - egal, ob er das weiß oder nicht." Die meisten wissen es nicht. Was sind "Embedded Systems"? Es sind Kleinstrechner, die für spezielle Aufgaben entwickelt und gefertigt werden. Sie kommen heute schon in vielen Geräten zum Einsatz und haben dort wichtige Steuerungs- und Kontrollfunktionen übernommen - in Mobiltelefonen und PDAs zum Beispiel oder auch in Waschmaschinen und Küchengeräten, Satelliten oder Set-Top-Boxen, in Industrierobotern oder Klimaanlagen, Autos und medizintechnischen Geräten.
Sie verhalten sich - zumindest dem User gegenüber - weitgehend unauffällig, wie Heinzelmännchen eben, weil diese spezialisierten Computerchips meist von außen nicht sichtbar und, wie schon der Name sagt, in andere, zu steuernde oder überwachende Systeme und Geräte eingebettet, sprich integriert sind.
Der Bereich der Embedded Systems gehört zu den am stärksten wachsenden Branchen innerhalb der Informationstechnologie. Diese systemintegrierenden Chips sind eine Schlüsseltechnologie der Information-Society und damit eine große Hoffnung der Industrie. Schon in nächster Zukunft werden diese vernetzten und eingebetteten Echtzeitsysteme unsere Mobilitäts-, Kommunikations-, Sicherheits- und Gesundheitsstandards stark verändern.
Dass dem tatsächlich so ist, daran arbeiten Forscher unter Hochdruck - auch in Österreich, denn die Entwicklung, Inbetriebnahme und Wartung eingebetteter Systeme stellen vor allem für sie noch immer große Herausforderungen dar. "Es gibt noch immer eine Menge an Defiziten bei der Realisierung von Software für eingebettete Systeme", sagt Josef Altmann, Bereichsleiter Softwaretechnologie am Software Competence Center Hagenberg (SCCH): Die Softwarelösungen sind meist firmenspezifisch und daher nicht allgemein einsetzbar, sind noch nicht wiederverwendbar und es gibt noch kaum durchgängige und integrierte Werkzeuge zur Softwareherstellung.
Das Forscherteam in Hagenberg versucht solche Probleme zu lösen und "spezielle Methoden und Werkzeuge für eingebettete, echtzeitfähige Systeme zu entwickeln" (Altmann). Damit sollen vor allem Zeit und Kosten der Entwicklung dieser Software reduziert werden. In Hagenberg wird seit rund drei Jahren an Embedded-System-Lösungen gebaut: Das Kompetenzzentrum arbeitet zurzeit verstärkt an zwei Projekten: zum einen an Werkzeugen zur Softwareentwicklung für Mobiltelefone, zum anderen an drahtlosen Handbediengeräten für die Inbetriebnahme, Überwachung und Steuerung von Industrieanlagen und Maschinen - dort allerdings immer unter Berücksichtigung höchster Sicherheitsanforderungen und unter Anwendung modernster Softwaretechnologien. "Wir sind gerade erst dabei zu lernen, was in dieser neuen Technologie alles steckt", sagt auch Anton Plimon, Geschäftsführer von Arsenal Research in Wien. Welche Potenziale in den Embedded Systems liegen, zeigen auch die laufenden Forschungsprojekte hier: Arsenal Research versucht in "Smart Drives 4 Smart Cars" zum Beispiel die bei Autos eingesetzten Nebenaggregate, wie etwa Wasserpumpe, Klimaanlage oder Batterie, durch Embedded-System-Lösungen zu optimieren. Sie werden zurzeit noch über den Keilriemen mechanisch angetrieben (weshalb Aggregate fest an die Motordrehzahl gekoppelt sind und oft ineffizient laufen).
Elektrisch angetrieben
In Zukunft sollen diese Aggregate, so Anton Plimon, elektrisch angetrieben und diese Komponenten in ein Subsystem mit lokaler Intelligenz (ein Embedded System) integriert werden, um sie so zu steuern und zu regeln - und um schließlich das Energiemanagement zu optimieren. "Dieses Projekt hat ein Riesenpotenzial, in Zukunft Kraftstoff und Gewicht bei Pkw zu sparen", sagt Plimon, auch wenn sich das Projekt noch im reinen Forschungsbetrieb befindet, rechnet der Arsenal-Research-Geschäftsführer fest damit, dass in weniger als zwei Jahren erste "Smart Drives" in Fahrzeugen eingebaut sind.