Fraunhofer auf der embedded world 2024

Nürnberg Messe / 09. April 2024 - 11. April 2024

embeddedworld 2024

Halle 4 Stand 422

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intelligent.efficient.connected #WeKnowSolutions

Wir freuen uns, Sie auf der #ew24 mit Highlights, Projekten und Innovationen aus den Bereichen EdgeAI, GreenICT, Sensorik und Systeme, Effiziente Sensorkommunikation begrüßen zu dürfen.

Die Fraunhofer EMFT, IESE, IIS, IISB, IMS, IWTM, IZM haben sich für diesen Gemeinschaftsstand der Fraunhofer Embedded Technologien und Lösungen zusammengeschlossen.

Die Highlights auf der embeddedworld 2024

Wir zeigen unsere neuesten Entwicklungen und Lösungen in den Bereichen Edge AI, Green ICT, Efficient Sensor Communication und Sensor Technologies and Systems. Wir sehen uns auf der digital embeddedworld Plattform oder vom 9. bis 11. April an unserem Stand in Halle 4-422.

Edge AI

On-Device Inferenz für eingebettete Systeme

Unsere embeddif.[ai] Technologie ermöglicht die Ausführung von KI-Modellen auf eingebetteten Sensormodulen für Vibrations-, Sprach- und Audioanalyse ohne Cloud-Verbindung. Durch die ressourceneffiziente Inferenz von embeddif.[ai] können KI-Anwendungen direkt auf der Hardware von Sensormodule ausgeführt werden. Dies ermöglicht die Identifizierung und Analyse von Sensorsignalen mit niedrigem Energieverbrauch im mW-Bereich auf kommerziellen Mikrocontrollern.

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On-Device Training

Mit unseren embeddif.[ai] Produkten können Sie echte selbstlernende IoT-Systeme realisieren. Das Training von KI-Modellen findet direkt am Sensor statt, sodass keine Cloudkommunikation mehr erforderlich ist. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten für selbstlernende KI-Anwendungen im IoT-Bereich. Unsere hardwareoptimierten Trainingsverfahren ermöglichen es sogar, CNNs auf eingebetteten Systemen ressourcen-sparend zu trainieren. Damit sind autarke Computer Vision Anwendungen problemlos umsetzbar.

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Automatisch Neuronale Netze für Edge Hardware finden

Daten, die durch Edge Devices wie Mobiltelefone produziert werden, bieten ein immenses Innovationspotential. Neuronale Netze können Daten intelligent vor Ort Auswerten und so Mehrwert bringen. Da aber die verfügbaren Ressourcen eingeschränkt sind, ist eine Implementierung sehr schwer.
NASE/HiL sucht automatisch unter Beachtung von Einschränkungen durch die Hardware nach optimalen neuronalen Netzen und reduziert so die Implementierungszeit und Entwicklungskosten.

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Neuromorphes Computing

Anwendungen des maschinellen Lernens in eingebetteten Geräten sind ein stark aufkommender Trend. Eine große Anzahl von KI-Chips wurde angekündigt, die ersten Produkte für eingebettete KI sind auf dem Markt. Aktuelle neuronale Netzwerkarchitekturen wie tiefe neuronale Netze erfordern eine hohe Rechenkomplexität und einen hohen Stromverbrauch. Neuromorphe Hardware hingegen setzt auf massive Parallelverarbeitung und führt Berechnungen, z. B. für maschinelles Lernen, schneller und mit weniger Strom aus. Effiziente Architekturen für neuromorphe Hardware in Bezug auf Rechenleistung, Stromverbrauch und Chipfläche sind daher ein Schlüsselelement für einen breiten Einsatz neuronaler Netze in eingebetteten Geräten.

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Extreme Edge Computing

Geringe Latenz, hoher Datendurchsatz und absolute Datenhoheit – das sind die Vorteile, wenn KI-Inferenzen direkt auf Endgeräten verarbeitet werden. Nur: Rechenleistung und Speicherkapazität sind dort oft begrenzt. Mit unserem innovativen Ansatz werden deshalb neuronale Netze selbstreguliert auf mehreren IoT-Geräten ausgeführt. Unser Demonstrator visualisiert die Datenübertragung und zeigt, wie Ihre eigene Handschrift in einem verteilten Rechenprozess verarbeitet, analysiert und ausgewertet wird.

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Sensoren und KI-Algorithmen für biomedizintechnische Lösungen

Innovationen im Gesundheitswesen mit hochpräziser, biomedizinischer Sensortechnik.
Die Neuheit besteht in einer, auf künstlicher Intelligenz (KI) basierten, miniaturisierten EKG-Elektronik mit RISC-V Prozessor zur Datenauswertung, welche in Echtzeit direkt am Patienten Vorhofflimmern erkennt.
Im Projekt »AI-Enhanced Space Suit«, werden die Sensoren genutzt, um Blutdruck und Bewegungen kontinuierlich und ohne störende Manschette im Raumanzug zu messen. Mithilfe von KI werden kritische Gesundheitszustände frühzeitig erkannt und als sofortiges Feedback an die Raumfahrenden weitergegeben.

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Abstandsmessung mit verbesserter Präzision und Effizienz

Robustes Lidar-Systemdesign: Wir entwickeln LiDAR-Systeme mit hochwertigem Detektor-Know-how. Unser maßgeschneidertes Pixeldesign gewährleistet eine effiziente Unterdrückung des Umgebungslichts und liefert genaue und zuverlässige Daten. Erleben Sie die Potenzial der dynamischen Auswahl der Region von Interesse, so dass Sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können.
TimestampsAI: Der vom Fraunhofer IMS entwickelte eingebettete Algorithmus umgeht datengetriebene Probleme für alle zukünftigen LiDAR-Sensorlösungen. Mit der kompakten Merkmalsextraktion und maschinellen Lernalgorithmen, die direkt auf LiDAR-Zeitstempeln basieren, können zukünftige LiDAR-Systeme effizienter, effektiver und robuster sein.

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PredictiveBoX – KI-basierte Zustandserkennung und Vorhersagen für die Zerspanung

Die »PredictiveBoX« eröffnet neue Horizonte für KI-basierte Schwingungsanalysen und Anwendungen in der Fertigungsoptimierung, vorhersagebasierten Qualitätskontrolle und Industrie 4.0-Integration. Dank unserer Sensorbox können Sie den Werkzeugverschleiß und die Reststandzeit präzise vorhersagen und in Echtzeit visualisieren. Damit optimieren Sie Ihre Produktionsabläufe mit maximaler Werkzeugauslastung, minimiertem Stillstand und Echtzeit-Qualitätskontrolle. Unsere Technologie ermöglicht eine einfache Nachrüstung, keine Geschwindigkeitsbegrenzung und hohe Abtastraten – ohne Batteriebetrieb.

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Green ICT

Grüne IKT – Nachhaltige, energieeffiziente und modulare Sensor-Plattformen

Die Abteilung RF & Smart Sensor Systems (R3S) des Fraunhofer IZM präsentiert zwei Plug & Play-Sensorplattformen, mit denen Konzeptideen für drahtlose Sensorik und auch Radarsensorik schnell getestet und validiert werden können.

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Energieautarke Schraubverbindungsüberwachung dank AI-Unterstützung

Sicherheitskritische Schraubverbindungen an Brücken oder Windkraftanlagen müssen regelmäßig gewartet werden, um Verschleiß rechtzeitig zu erkennen und Gefahren zu vermeiden. Diese Wartung ist mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Mit dem energieautarken Schraubenüberwachungssystem Q-Bo® erfolgt die Zustandsüberwachung gezielt, drahtlos, energieautark und direkt am Verbindungselement, ohne dass die Schraube selbst verändert werden muss.

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RFicient® Ultra-low-power Wake-Up-receiver

Die energieeffiziente RFicient®-Funkempfängertechnologie mit einer Stromaufnahme von weniger als 3 µA kann Funktelegramme in drei lizenzfreien Frequenzbändern gleichzeitig und unabhängig voneinander empfangen. Damit sind Ortungssysteme zur Lokalisierung von Objekten in Lagerhallen möglich, aber auch weltweite mobile Anwendungen, wie z.B. die Containerverfolgung ohne manuelle Frequenzumschaltung. RFicient® eignet sich auch für die Gebäudeautomation, intelligente Beleuchtung, elektronische Regaletiketten, Fernwartung und -steuerung sowie drahtlose Sensornetzwerke im Allgemeinen. Mit sehr kleinen Batterien und Solarzellen oder mit Energy Harvesting ist ein jahrelanger wartungsfreier Betrieb möglich.

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Efficient Communication Systems

Validierung von ADAS-Funktionen in virtuellen Welten

Nach jeder Softwareänderung erfordert die Überprüfung von Fahrfunktionen Tausende von Kilometern an Testfahrten. Virtuelle Prüfstände ermöglichen virtuelle Testfahrten, wenn echte Testfahrten in dieser Größenordnung nicht möglich sind. Unsere Toolbox FERAL erlaubt die technische Kopplung verschiedener Simulatoren und ausführbarer Softwarekomponenten durch virtuelle Kommunikationsbusse über verschiedene Abstraktionsebenen, um ausführbare virtuelle Testszenarien zu erstellen.

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Neue Möglichkeiten mit der drahtlosen mioty®-LPWAN-Technologie

Mit der neuen Klasse B können Steuerbefehle auch von einer Basisstation an die Geräte gesendet werden. Broadcast-Funktionen ermöglichen die Steuerung aller Aktoren per Downlink oder Multicast in einer Gruppe von Aktoren. Klasse C ermöglicht eine sofortige Downlink-Kommunikation für eine schnelle Aktivierung, wie ein drahtloses Beleuchtungssteuerungssystem zeigt.

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JPEG XS SDK (Software Development Kit)

JPEG XS ist ein Videocodec für alle CPU-, GPU-, FPGA-basierten oder Nvidia Jetson-Designs, die eine Übertragung von hochauflösenden Videodaten und eine extrem niedrige Latenz entsprechend IPMX und ST2110-22 erfordern. Das Fraunhofer IIS stellt ein JPEG XS SDK Application Support Package zur Verfügung, um JPEG XS einfach in typische Workflows wie Kamera zu Stream und Stream zu Display zu implementieren. Das JPEG XS SDK ist unter Lizenz erhältlich. Fragen Sie nach einem Evaluation Kit oder weiteren Details.

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Sensor Technologies and Systems

Transceiver-ASIC für mikromechanische Ultraschallwandler

Ultraschall ist ein leistungsstarkes Bildgebungswerkzeug. CMUTs bieten Vorteile bei Miniaturisierung, Hochfrequenzbetrieb und Integration von Elektronik. Fraunhofer EMFT Forschende arbeiten an einem energieeffizienten ASIC für CMUTs. Unser Ansatz eliminiert externe Hochspannungsvorspannung und Trennschalter, verbessert die Rauschleistung und senkt den Energieverbrauch. Auf der #ew24 präsentieren wir unseren 8-Kanal-Ultraschall-Tranceiver-ASIC für CMUT-Sensorarrays.

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Die Hochtemperatur-4H-SiC-CMOS-Technologie des IISB

Die HT-CMOS-Technologie des IISB ermöglicht die Herstellung integrierter analoger und digitaler Schaltungen auf 150-mm-Wafern, die bei Temperaturen von bis zu ca. 600 °C arbeiten können.
Kundenspezifische Lösungen ermöglichen auch die Integration von Sensoren, z. B. UV- und Temperatursensoren, sowie von lateralen Hochvolt-Transistoren. Zur Unterstützung des Schaltungsdesigns wird ein vorläufiges Prozessdesign-Kit (PDK) bereitgestellt.
Die Early-Access-Technologie ist über EUROPRACTICE als Multi-Projekt-Wafer-Option (MPW) verfügbar.

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Virtuelle Entwicklung von autonomen Systemen

Mobile autonome Systeme wie Serviceroboter oder Transportfahrzeuge sind Schlüsselelemente der Industrie 4.0. Mit Hilfe von Simulationsumgebungen kann ein sicherer und effizienter Entwicklungsprozess für diese Einheiten ermöglicht werden, der Zeit und Ressourcen spart. Mit Hilfe modernster virtueller Entwicklungsmethoden ist es möglich, sie frühzeitig zu validieren und auf verschiedenste Anforderungen hin zu testen. Wir unterstützen Sie gerne bei der Entwicklung von robusten Systemen und dem Einsatz von Umweltsensoren für Robotik und industrielle Anwendungen.

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Mixed-Signal IC-Design

Integrierte Sensorelektronik, die leistungsstark und energieeffizient ist, gilt als Wegbereiter für viele technische Innovationen. Grundlage hierfür ist ein Mixed-Signal IC-Design, das diese Anforderungen umsetzt. Die zunehmende Verkleinerung von Halbleitertechnologien ermöglicht immer performantere Edge-Lösungen, bringt aber auch eine steigende Komplexität im IC-Entwurf mit. Wir bieten deshalb die gesamte Wertschöpfungskette der ASIC-Entwicklung von extrem energiesparenden Schaltungskonzepten über Design Services für Hochleistungs-Datenwandler und bis zum Prototypen.

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Automatisierter Analogentwurf

Das analoge IC-Design ist bis heute noch wenig automatisiert, wodurch die Entwicklungszeiten lang, die Nachnutzbarkeit vergleichsweise gering und die Entwurfsrisiken sowie -kosten hoch sind. Deswegen unterstützen wir Sie mit Lösungen für mehr Automatisierung im Analogentwurf. Unter anderem haben wir mit Intelligent IP (IIP) einen Ansatz entwickelt, der nutzerfreundlich typische analoge Grundschaltungen automatisiert und den Entwurf so beschleunigt. Darüber hinaus automatisieren wir Entwurfsschritte individuell nach Kundenwunsch.

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Chiplet Center of Excellence (CCoE)

Chiplets sind eine der grundlegendsten Disruptionen seit dem Moore'schen Gesetz. Das Potenzial dieses Ansatzes ist dabei seit vielen Jahren erkannt. Doch aufgrund der Herausforderungen, z. B. Lieferketten, Design- und Fertigungsprozesse zu transformieren, wird er bislang nur vereinzelt genutzt. Um breit nutzbare Chiplet-Lösungen zu ermöglichen, baut Fraunhofer das CCoE auf. In einer Kooperation von Industrie und Forschung zielt das Zentrum unter der Leitung des Fraunhofer IIS/EAS darauf ab, die Chiplet-Technologie für die europäische Industrie bestmöglich nutzbar zu machen.

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IC-Design

Als eine der führenden IC-Design-Einrichtungen in Europa entwickeln wir maßgeschneiderte Lösungen für die sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen industrieller Anwendungen. Da wir technologie- und herstellerunabhängig arbeiten, sind wir in der Lage, unseren Kunden optimale Lösungen zu bieten. Unser Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Mixed-Signal-ASICs, intelligenten integrierten Sensorsystemen sowie auf Designlösungen für immer komplexere elektronische Systeme. Ob für Industrie-, Kommunikations-, Automobil- oder andere Anwendungen, wir sind Ihr Partner von der Idee bis zur Serienreife.

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Ansprechpartnerinnen

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Angela Raguse

Unternehmenskommunikation Standort Nürnberg

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Nordostpark 84
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