Embedded Design Interview

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Abb.: Dr. James Hunt, CEO
und Geschäftsführer der
Aicas GmbH in Karlsruhe
Bild: Aicas GmbH
INTERVIEW: INDUSTRIE 4.0 UND EMBEDDED SYSTEME
Interview mit Dr. James Hunt, CEO, Aicas GmbH
Eine starke Plattform
für große Aufgaben
Industrie 4.0 bringt neue Herausforderungen an Embedded Systems und industrielle Netzwerke: Die Interaktion zwischen Sicherheitsleistung, die Vielfältigkeit der Verbindung aller Art von Geräten und die
Fähigkeit, deren Verhalten in Echtzeit im Feld und über das Internet zu gestalten. Wir sprachen mit
James Hunt, CEO von Aicas, über seine Treue zu Java, Echtzeitfähigkeit und JamaicaVM 8, einer offenen
Plattform, die für Industrie-4.0-Applikationen geeignet ist.
Herr Hunt, was ist das Neue an JamaicaVM 8?
Dr. James Hunt: JamaicaVM 8 bringt die Vorteile von JamaicaVM
auf den neuesten Stand der Java-Programmiersprache und ist die
Basis für unser Angebot auf die Herausforderungen heutiger Embedded Systems, die schnell aktualisierbar sein müssen, ohne dabei
deren Sicherheit zu gefährden. Neben den bereits bisher vorhandenen Funktionen wie deterministischer Garbage Collection, statischer Kompilierung und Realtime APIs, unterstützt
JamaicaVM 8 nun auch die OpenJDK-8-Klassen und Erweiterungen für funktionale Programmierung. Anwender können die
Stärke von Lambda-Expressions in Embedded-Umgebungen nutzen, ohne die Echtzeitfähigkeit zu opfern. Außerdem aktualisiert
dieses neue Release die JamaicaVM mit den neuesten APIs für
Java-Programmierung und verbessert die Unterstützung anderer
Sprachen wie Scala, Groovy, Clojure und JRuby. JamaicaVM 8 ist
die Basis für unsere Plattformlösungen der nächsten Generation –
Auszug aus der EMBEDDEDDESIGN, Smarte Systeme für das Internet of Things, Ausgabe 6/2016.
Digitales Belegexemplar mit freundlicher Genehmigung des Fachmagazins EMBEDDEDDESIGN. Dieses Dokument ist ausschließlich zur elektronischen
Speicherung durch den Autor sowie zur Weitergabe per E-Mail bestimmt. Abweichende Verwendung nur mit Zustimmung des Verlages.
INTERVIEW: INDUSTRIE 4.0 UND EMBEDDED SYSTEME
JamaicaCAR und Jamaica-IoT – und unser Unternehmen aktualisiert JamaicaVM weiterhin, um beste Leistung und besten Features
für Java und Java-artige Sprachen in Embedded Systems zu liefern.
heits-Features der Java-Sprache und diesen RTSJ-Erweiterungen,
ist Realtime Java eine geeignete Plattform, z.B. um dynamische
Systeme für das Internet of Things zu bauen.
Java 8 bietet ein neues Paradigma zur Programmierung?
In welchen Märkten und für welche Produkte ist
Java und damit JamaicaVM prädestiniert?
Hunt: Zu Java 8 gehören Ansätze, die einen funktionalen Programmierstil ermöglichen – z.B. Lambda-Expressions und Streaming-API. Mit dem Streaming-API bietet Java 8 ein höheres Effizienzniveau für die Programmierung sich wiederholender Aufgaben. Anstatt einer Schleife, die durch die Datenstrukturen iteriert,
schreibt der Programmierer jetzt eine Funktion, die auf jedes Element der Datenstruktur angewendet wird. Das reduziert datenabhängigen Code im Programm und vereinfacht die Parallelisierung
dieses Codes, sei es durch Threads, GPU-Beschleunigung oder
FPGA-Code. JamaicaVM 8 springt bei den Klassenbibliotheken direkt von Java 6 nach Java 8. Somit stehen JamaicaVM-Entwicklern
jetzt alle neuen Features von Java 7 und Java 8 zur Verfügung. Das
bringt nicht nur ‘Functional Programming’ und verbessertes Ressourcen Management, sondern auch Features wie kompaktere
‘Catch Clauses’, bessere Unterstützung von binären Konstanten
und vorzeichenlosen Werten, Datum und Zeit sowie Unicode.
Hunt: Überall dort, wo Performance des Programms in der Ausführung und die Größe der Software sowie deren Echtzeitfähigkeit
eine Rolle spielt: Die JamaicaVM ist bereits in vielen Produkten in
unterschiedlichen Branchen im Einsatz: in Vehicle Infotainment(IVI)Systems in Fahrzeugen, in Automatisierungslösungen, in der Kommunikation von Flugzeugen mit dem Flughafen, in optischen Geräten usw.
Warum bleiben Sie der Java-Technologie treu,
während andere auf die C-Programmierung setzen?
Hunt: Java ist die am meisten eingesetzte Programmiersprache
überhaupt − zu Recht wegen seiner Systemunabhängigkeit, seiner
vielfältigen Bibliotheken und seines sicheren Programmiermodels.
Java war eine der ersten Programmiersprachen die ein Speichermodel für parallele Ausführung eingeführt hat. Die zunächst fehlende Echtzeitfähigkeit hat JamaicaVM mit seinem deterministischen Garbage-Collector und der Implementierung der Real-Time
Specification for Java (RTSJ) gelöst. Jetzt bietet JamaicaVM ausnahmslos alle Vorteile von Java.
Was bedeutet es, Java hart echtzeitfähig zu machen?
Hunt: Es bedeutet, die Java-Laufzeitumgebung so zu gestalten,
dass hoch priorisierte Tasks nicht aufgehalten werden und immer
rechtzeitig abgearbeitet werden. Das hat mit dem JSR 282 zu tun,
dem größten Update der RTSJ (Realtime Specification for Java) seit
Jahren. Die RTSJ 2.0 bringt mit dem JRS 282 viele Verbesserungen
und Updates zu den Realtime Java APIs und der Runtime, ohne
von der Java-Sprache abzuweichen. Man kann es tatsächlich als
‘verfeinerte Echtzeit’ bezeichnen. Verbesserungen gibt es außerdem in Bereichen wie Echtzeit-Threads, Gruppen von Threads,
Scheduling, Events und ihre Handlers, Clocks und Modularisierung.
Zwei große Änderungen wurden z.B. beim Scheduling durchgeführt: Es gibt nun einen FIFOScheduler und einen Round-RobinScheduler. Beide können verwendet werden, um Java-Threads
(java.lang.Thread) von einem konventionellen Java-Scheduler zu
einem Echtzeit-Scheduler anzuheben. Echtzeit-Threads können
auch für normales Java-Scheduling heruntergestuft werden. Das
alles − zusammen mit signifikanten Änderungen bei Events und
deren Handler − gibt den Programmierern mehr Kontrolle über das
Scheduling. Mit der Sicherheit der Garbage Collection, den Sicher-
EMBEDDEDDESIGN 6 | 2016
Was ist JamaicaCAR?
Hunt: JamaicaCAR ist ein JamaicaVM-basiertes Framework für grafische Anwendungen, das hauptsächlich in der Automobilindustrie
für Infotainment-Systeme eingesetzt wird. Es bietet eine App-Fähigkeit ähnlich zu Android, aber mit einem viel stärkeren Sicherheitsmodell. Da Apps vollständig in einer virtuellen Maschine laufen, gibt es in einer App keine Abhängigkeiten vom darunterliegenden Betriebssystem. JamaicaCAR läuft auf jedem OS, das von
der JamaicaVM unterstützt wird, und kann mit anderen Anwendungen auf dem System koexistieren. Das Framework bietet zusätzliche Sicherheit durch die Einschränkungen der Ressourcennutzung und des API-Zugriffs jeder App, die darauf läuft. Zum Beispiel
kann ein Automobil-OEM festlegen, welche Organisation Apps zur
Nutzung auf ihrem System entwickeln darf und welche Ressourcen
den Apps zur Verfügung stehen. Dadurch sichert sich den OEMs
die volle Kontrolle darüber, welcher Code auf welchem System laufen darf. Die Verwendung der deterministischen Garbage Collection stellt sicher, dass Animationen und visuelles Feedback flüssig und vorhersagbar bleiben, um den Benutzer nicht abzulenken.
Das ist besonders wichtig bei Automobilanwendungen.
Das klingt wie eine funktionierende Industrie4.0-Lösung?
Hunt: Sicher: Über fünf Millionen Instanzen von JamaicaCAR Version 1 sind bereits im Einsatz. Aktuell liefern wir Release 2 aus.
Diese Version bietet Verbesserungen bei Sicherheit und Performance sowie Unterstützung für Java 8 Sprach-Features.
Sie arbeiten im Netzwerk Perspectives4You mit,
was versprechen Sie sich davon?
Hunt: Perspectives4You ist ein sehr aktives Netzwerk für die Innovation in Eingebetteten Systemen mit leistungsstarken Partnern.
Mit diesen arbeiten wir an der Weiterentwicklung unserer Werkzeuge für die Vernetzung und Kommunikation sowie belastbarer
Sicherheitsstandards und Methoden dafür. Wir finden dort sowohl
geeignete Kooperationspartner als auch eine große Visibility für
diese Projekte in der Industrie.
Herr Hunt, besten Dank für das Interview.
Interview mit:
Dr. James Hunt,
CEO und Geschäftsführer,
Aicas GmbH
www.aicas.com
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