Eingebettete Systeme

Intelligenz für die Randgebiete des Netzes

Von Hartmut Schumacher · 2019

Über 98 Prozent der Prozessoren verrichten ihren Dienst nicht etwa in Desktop-PCs und Notebooks, sondern in „eingebetteten Systemen“. Solche Mini-Computer sind die Insekten der IT-Welt: unglaublich zahlreich, aber weniger auffällig als ihre größeren Verwandten. Durch das Internet der Dinge erhalten eingebettete Systeme eine noch stärkere Bedeutung – und stehen vor neuen Herausforderungen.

Viele Bienen als Verbildlichung des Schwarmsystems.
Unzählige Mini-Computer agieren im IoT wie ein Insektenschwarm in der Natur. Foto: iStock/Oleksandr_Yuchynskyi

Waschmaschine und Kühlschrank, Auto und Fahrrad, Uhr und Smartphone, Heimkinoanlage und Fensterläden – im Internet der Dinge kommunizieren all diese Geräte permanent miteinander und tauschen Informationen aus. Möglich machen das Kleinstcomputer, die in all diesen Geräten verbaut sind. Diese eingebetteten Systeme gehören zu den wichtigsten Bestandteilen des Internets der Dinge. Doch die auch als embedded systems bezeichneten Systeme stecken nicht nur in Geräten des täglichen Gebrauchs. Auch in der Industrie sind sie unter anderem in Sensoren, Fertigungsanlagen oder Werkstücken verbaut. Die eingebetteten Systeme sorgen dort dafür, dass diese Geräte an der Peripherie des Netzes eine gewisse Eigenintelligenz besitzen. Das ermöglicht es zum Beispiel, Daten zu sammeln und zu übermitteln, Produktionsabläufe zu steuern oder Geräte wie Heizungsanlagen zu regeln.

„Eingebettete Systeme sind das Nervensystem der Digitalisierung“, erläutert Ansgar Hinz, Vorstandsvorsitzender des Technologieverbandes VDE. „Im Internet der Dinge gehen solche Mikrosysteme online und ermöglichen neue Anwendungen in Bereichen wie Medizin, autonomes Fahren, Industrie 4.0, Smart Energy und Lifestyle.“

Unsichtbar und bescheiden

Von Desktop-PCs unterscheiden sich eingebettete Systeme nicht nur durch ihre geringe Größe, sondern auch dadurch, dass sie unsichtbar sind. Zudem verfügen sie über weniger Rechenleistung – und benötigen daher auch weniger Strom. Ursprünglich verwendeten eingebettete Systeme eingeschränkte und dafür echtzeitfähige Betriebssysteme. Mittlerweile kommen jedoch häufig Embedded-Linux-Betriebssysteme zum Einsatz, die auch komplexere Anwendungen ermöglichen.

Eingebettete Systeme: aktuelle Trends

Die Vernetzung von eingebetteten Systemen lässt allerdings neue Sicherheitsrisiken entstehen. Daher müssen sich die Entwickler von Hardware und Software stärker als bislang auf Sicherheitsvorkehrungen konzentrieren.

Dazu zählt beispielsweise das Verwenden von kryptografischen Schlüsseln, dank derer sich die Geräte untereinander identifizieren können. Das Hacken eines eingebetteten Systems durch das Einspielen von manipulierten Software-Updates lässt sich dadurch verhindern, dass das System einen „sicheren Boot-Vorgang“ durchführt, bei dem das Gerät die Herkunft und die Integrität der Software bei jedem Laden prüft.

Auch künstliche Intelligenz wird in Zukunft eine größere Rolle bei eingebetteten Systemen spielen – beispielsweise beim Analysieren von Ton- und Videoaufzeichnungen. Mittelfristig in der Form, dass die eigentlichen Lernvorgänge auf einem Server ablaufen und die gewonnenen Erkenntnisse dann auf den eingebetteten Systemen Verwendung finden. Längerfristig wandert jedoch mehr Intelligenz auch an die Ränder des Internets der Dinge.

Array
(
    [micrositeID] => 29
    [micro_portalID] => 25
    [micro_name] => Internet der Dinge
    [micro_image] => 1514
    [micro_user] => 1
    [micro_created] => 1467190085
    [micro_last_edit_user] => 0
    [micro_last_edit_date] => 0
    [micro_cID] => 1033
    [micro_status] => 1
    [micro_cache] => 0
    [deleted] => 0
)