spacer.png, 0 kB
Volg Cursor via Twitter Volg Cursor via Facebook Cursor RSS feed
spacer.png, 0 kB

spacer.png, 0 kB

Ophokken en kiezen
Cursor in PDF formaatCursor als PDF
    PrintE-mail Tweet dit artikel Deel dit artikel op Facebook

    Brigit Span
    Wat vinden we het normaal dat alles doet waarvoor het bedoeld is. Als er iets fout loopt, zijn we meteen uit ons doen en, vooral, uit ons humeur. Hoogleraar Twan Basten, die vrijdag zijn intreerede houdt, werkt aan het opkrikken van de betrouwbaarheid van computers dankzij modellering. Op de redactie weten we inmiddels hoe irritant het is als iets niet werkt. Sinds de livegang van de nieuwe TU/e-site loopt de -externe- zoekmachine op de Cursor-site niet naar behoren. Als het goed is, moet het probleem inmiddels verholpen zijn. Zo niet, aarzel dan niet ons te mailen (cursor@tue.nl).
    Grip op de betrouwbaarheid van apparaten
    14 april 2011 - Computers zijn steeds vaker een essentieel onderdeel van andere systemen, zowel bij professionele en industriële systemen als bij gebruiksartikelen. Dit stelt hoge eisen aan hun betrouwbaarheid, prestaties, energieverbruik en kosten. Een intensiever gebruik van modellen in het ontwikkeltraject levert kwalitatief betere en goedkopere producten op, en versnelt het ontwikkeltraject. Voor hoogleraar Twan Basten is grip krijgen op de betrouwbaarheid van ingebedde computersystemen een levenswerk.
    Twan Basten. Foto | Bart van Overbeeke
    Voor wie dit thuis leest: hoeveel computers zie je om je heen? Je ziet wellicht de televisie of het koffiezetapparaat en een magnetron, er zit een smartphone in je broekzak en mogelijk hoor je een wasmachine draaien. Allemaal computers. Kijk uit het raam: ook auto’s en verkeerslichten zitten vol computers. Onze omgeving is de laatste jaren overstelpt met ingebedde computers. Toch beschouwen we ze niet als computers, maar als gewone gebruiksartikelen. En terwijl wij van pc’s accepteren dat ze ooit crashen of gereset moeten worden, vinden we het van deze gewone apparaten onacceptabel dat er iets niet werkt. Ook willen we niet verrast worden door lege batterijen of enkele momenten moeten wachten tot de apparaten verbinding hebben met een netwerk. Er rust een zware taak op de schouders van ingenieurs die ingebedde systemen ontwikkelen: maak ze betrouwbaar, energiezuinig en snel. Prof.dr.ir. Twan Basten is voltijdhoogleraar Computational Models for Networked Embedded Systems aan de faculteit Electrical Engineering. Morgen, vrijdag 15 april, spreekt hij zijn intreerede uit. Hij zal vertellen over de uitdagingen op het gebied van computermodellering. “Het maatschappelijk vertrouwen in computers is laag omdat ze vaak onbetrouwbaar blijken. Betrouwbaarheid begint bij begrip en begrip begint met modelvorming. Computermodellering is essentieel om te komen tot betrouwbare computersystemen.” Volgens Basten dient het ontwerptraject voor computersystemen geheel gebaseerd te worden op modellen.

    Hij is een voorzichtige spreker: “Wij proberen vroeg in het ontwikkeltraject, en op een hoog abstractieniveau, modellen van computersystemen te maken, en daardoor de kwaliteit en betrouwbaarheid van systemen te verbeteren.” Het doel is fouten en inefficiëntie te vermijden waarbij het gehele elektronische systeem betrokken wordt. Een voorbeeld: “De huidige smartphones werken best goed, maar ze zijn vrij snel door hun batterijen heen. Om zo’n apparaat energiezuiniger te krijgen, terwijl alle functies goed blijven werken, moet je het hele hard- en softwaresysteem bekijken.”

    “De huidige praktijk is dat er snel een prototype gebouwd wordt en dat achteraf de snelheid en het energieverbruik worden verbeterd, door er bijvoorbeeld snellere elektronica in te stoppen of software aan te passen. Daarbij kunnen fouten ontstaan. Wij draaien het om: eerst modellen maken, daarmee voorspellen en dan pas implementatie volgens het model.”

    Recentelijk heeft Basten veel ervaring opgedaan met Océ-printers. Zijn groep heeft verder contacten met ST Ericsson voor mobiele telefonie en met NXP dat zich onder andere bezighoudt met multimedia in auto’s. “Op dit moment is een belangrijk thema in draadloze communicatie bijvoorbeeld dat er verschillende communicatiestandaarden zijn. Gsm, umts, bluetooth en nog wel meer. Gsm is prima voor spraak, maar veel te langzaam voor beeld. Met bluetooth kun je energiezuinig communiceren, maar alleen tussen twee apparaten dicht bij elkaar. Het is een wens om een flexibele chip te ontwikkelen die al deze, én toekomstige, standaarden aankan. Als je alles in hardware doet, dan heb je een chip nodig per standaard. Dan wordt je apparaat fors en duur. Je kunt het ook in software oplossen. Bij alle ingebedde systemen moeten fabrikanten de afweging maken of ze hardware of software gebruiken. In algemene zin is hardware sneller en energie-efficiënter en software flexibeler en goedkoper; gebruik van meer software geeft bovendien kleinere en lichtere apparaten. Het is een uitdaging dit soort afwegingen en ontwikkelingen te sturen met modellen, en daarmee de kwaliteit en betrouwbaarheid van het resultaat te garanderen.”

    Industrie optimaliseert kosten, prestaties en energieverbruik. De producten mogen niet te duur zijn, het filmpje moet er mooi uitzien en de batterij moet lang meegaan. Basten ziet hier graag een vierde dimensie aan toegevoegd. “Wat er eigenlijk bij hoort, is voorspelbaar gedrag van het systeem. Als je daarin investeert, krijg je betrouwbaarheid terug. Dat is nu nog een ondergeschoven kindje terwijl consumenten het erg belangrijk vinden. In het verleden zijn bijvoorbeeld slimme coderingen voor video bedacht waardoor het aantal benodigde bits zo klein mogelijk wordt. Maar intussen is er diskruimte en bandbreedte genoeg. Nu kun je er ook voor kiezen om met wat meer bits te werken en daarmee systemen beter voorspelbaar te maken.”

    “Uiteindelijk computers betrouwbaar maken, dat kun je wel als mijn levenswerk zien.” Lachend: “ En misschien ben ik daar inderdaad wel tot mijn pensioen mee bezig.” Serieus: “ Er is wel vooruitgang. Maar er is een wisselwerking. We kunnen steeds beter rekenen en voorspellen aan computers maar er worden tegelijkertijd steeds complexere computersystemen gemaakt. Mede daardoor wordt computermodellering nog slechts beperkt gebruikt in de industriële praktijk.” Dat stoort hem niet. “Uiteindelijk zal een intensiever gebruik van modellen nodig blijken om grip te krijgen op betrouwbaarheid.” Het stoort hem wel dat ict een slechte naam heeft. “Van onze moderne maatschappij zou niets overblijven zonder ict, en toch wordt het nauwelijks gewaardeerd. Dat is jammer. Ik wil bijdragen aan een betere waardering.” (NS)
    Ever more often computers are a vital part of other systems, be it professional or industrial systems, or consumer goods. High standards are required when it comes to reliability, performance, energy consumption, and costs. A more intense use of models in the development phase yields cheaper products of higher quality, and it accelerates the development process. For Professor Twan Basten, trying to get a handle on the reliability of embedded computer systems is a life’s work. Tomorrow, April 15, he’ll be delivering his inaugural speech. He’ll be speaking in Dutch.