Edge-Power - Robuste und sichere Edge-Elektronik für Industrieprozesse und kritische Infrastrukturen; Teilvorhaben: Effiziente Rechenkerne für das Edge-Power-System und Umsetzung des dazugehörigen Edge Gateways

Abstract

Das Verbundprojekt "Edge-Power - Robuste und sichere Edge-Elektronik für Industrieprozesse und kritische Infrastrukturen" verfolgte das Ziel, eine technologische Grundlage für energieeffizientes und perspektivisch energieautarkes Edge-Computing in industriellen Anwendungen zu schaffen. Im Fokus stand die Entwicklung eines modularen Systems zur dezentralen Verarbeitung großer Sensordatenmengen direkt in der Feldebene, um sowohl den Energiebedarf für Datenübertragung als auch die Abhängigkeit von zentralen Cloud-Infrastrukturen zu reduzieren. Zentrales Element des Vorhabens war das sogenannte Edge-Power-System (EPS), bestehend aus einem Edge-Gateway, einem Prozess-Gateway sowie einem Energieversorgungs- und Energiemanagementmodul. Dieses System sollte eine bedarfsgerechte, energieabhängige Bereitstellung von Rechenleistung in verteilten Systemen ermöglichen und damit eine effiziente Verarbeitung datenintensiver Anwendungen im industriellen Umfeld unterstützen. Das Projekt wurde im Rahmen der BMBF-Förderrichtlinie "Elektroniksysteme für vertrauenswürdige und energieeffiziente dezentrale Datenverarbeitung im Edge-Computing (OCTOPUS)" von Juli 2022 bis Dezember 2025 durchgeführt. Die zusätzliche Projektlaufzeit wurde genutzt, um die Integration der entwickelten Komponenten zu vervollständigen und die Demonstration unter realitätsnahen Bedingungen zu ermöglichen. NXP Semiconductors Germany GmbH übernahm im Projekt zwei zentrale Rollen. Zum einen fungierte NXP als Technologieprovider und stellte leistungsfähige Halbleiterkomponenten, insbesondere Edge-Computing-Plattformen mit integrierten KI-Beschleunigern, sowie Evaluierungsplattformen und Software-Enablement für die Nutzung dieser Technologien bereit. Ziel war es, den Projektpartnern eine geeignete technologische Basis für die Entwicklung ihrer jeweiligen Systemkomponenten zur Verfügung zu stellen. Zum anderen entwickelte NXP im Projekt eigenständig das Edge-Gateway als zentrales Modul des Edge-Power-Systems. Hier lag der Schwerpunkt auf der Umsetzung einer Plattform zur Aggregation, Verarbeitung und Weiterleitung von Daten sowie zur Integration in das Gesamtsystem. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse aus beiden Rollen wurden genutzt, um Anforderungen aus realen Anwendungsszenarien in die Weiterentwicklung zukünftiger Halbleiter- und Systemlösungen einfließen zu lassen.