Arm DevSummit 2021 – Tag 1: Developers, Developers, Developers für Hardware

[Tam H. (Firma: Tamoggemon Holding k.s.) (tamhanna)]

Der erste Tag des Arm des Dev Summit liegt hinter uns - Zeit, einen kleinen „Überblick“ über die Vorträge und Präsentationen des Leitevents der ARM-Architektur zu werfen.

Worum geht es hier?

Arm - das Unternehmen entwirft Mikrocontrollerkerne, die danach von diversen Hardwareherstellern in Silikon gegossen werden – hält mit dem Arm DevSummit mittlerweile zum zweiten Mal einen virtuellen Entwicklerkongress ab. Dieser Überblicksartikel möchte die nach Ansicht des Autors wichtigsten Kurzmeldungen zusammenfassen.

Der Mensch im Mittelpunkt.

Steve Ballmer ist - unter Anderem - für seinen Developer Developer-Tanz weltberühmt geworden. Simon Segars (CEO von ARM) lieferte eine britisch-kühle Variante des Vortrags in Form des folgenden Zitats:

"We are engineering driven company. The innovations are nothing if we do not provide you with the tools to utilize them."

Zur Erreichung dieses Ziels möchte Arm mehr Standards im Markt etablieren, um Entwicklern das „Zusammenklicken“ von IoT-Lösungen aus fertigen Systemen zu erleichtern - explizit ist von “Faster innovation by standards” die Rede. Interessant war eine Aussage zur Motivation der Zusammenarbeit zwischen Arm und NVIDIA - Segars meinte, dass Arm so Zugang zu den AI-Erfahrungen im Hause NVIDIA bekommt.

Mohamed Awad (Vice President, IoT & Embedded) sprach in selbigem Zusammenhang davon, dass Arm sowohl Hardware- als auch Ökosystempartner stärker in den Entwicklungsprozess einbinden soll:

"Our partners do the development, but it is up to us to provide the tools".

Derzeit betrachtet Arm den Entwicklung-bzw. Standardisierungsprozess als eine dreistufige Pyramide, die allerdings - die Unterlegung mit Tetris-Würfeln empfand der Autor persönlich sehr apart - aus verschiedenen Elementen zusammenzustellen ist.

Zur Vereinheitlichung dieser Probleme stellt Arm mehrere Systeme ante Portas. Neben dem schon bekannten 1.png-Projekt, das sich um Cortex A-basierte Kerle kümmert, steht mit Project Centauri nun ein für den Cortex-M-Kern vorgesehenes System am Start. Von der „sonstigen“ Architektur sind die beiden Standardsätze - zumindest im Allgemeinen – ähnlich.

Im Bereich weiterer Initiativen gibt es erstens das Arm 5G Solutions Lab, das eine Abart von an Nokias in Ehren ergrauten Remote-Testdienst für 5G-befähigte Zielsysteme darstellt. Außerdem ein neues Virtualisierungssystem ante Portas.

ARM-Hardware, virtualisiert

Unvergessen war der „frustrierte Ausstoß“ eines Nokia-Managers, der in Anbetracht von immer stärker sinkendem Marktanteil im Dumbphone-Markt erfolgte. Er sprach davon, dass asiatische Hersteller mitunter für das komplette Design und die Fertigung eines Geräts weniger Zeit benötigte als Big N für das Design der PowerPoint-Präsentation, die das Kick-off-Meeting des Design-Teams “inspiriert“. In der Entwicklung der Hardware gibt es ähnliche Trends – bis ein von Arm entwickeltes Architektur-Modell in Form von Silizium vorliegt, und diese Silizium ausreichend fehlerfrei ist, vergeht viel Zeit. Dieses Problem trifft man analog beim eigentlichen Entwickeln von PCB und Co. Zur „Lösung“ all dieser Probleme setzt arm einerseits auf ARM Virtual Hardware, andererseits auf Arm CorStone. CorStone ist dabei eine Art „Emulator“..

Reinhard Keil - er ist für die Entwicklung der Keil-Toolchain verantwortlich - verriet in seiner Session “CI/CD AND MLOPS WORKFLOW FOR IOT ENDPOINT DEVELOPMENT” mehr darüber, welche Vorteile virtuelle Arm-Hardware für Entwickler unterm Strich bietet. Als Einstieg sprach er davon, dass Tests mit physikalischer Hardware in vielerlei Hinsicht ein Problem darstellen - nicht nur im Bezug auf die Verfügbarkeit der fertigen Platinen, sondern auch insofern, als das „repetitive Stimulieren“ DuTs keine sonderlich einfache Aufgabe ist. Setzt man stattdessen auf „virtuelle Hardware“, so hat man erstens immer repetitive Testdaten und kann die Simulationen zweitens - siehe Abbildung - wesentlich schneller ausführen.

Im Bereich der eigentlichen Emulation zeigt Arm Freude am Detail. Die Abbildung zeigt ein System, in dem ein Python-Skript ein Audiofile als virtuelle Eingabe für ein Peripheriegerät anbindet.

Der auf Seiten der „Benutzer-Applikation“ eingesetzte Treiber ist dabei identisch zum realen Treiber: der Umstieg auf die „reale Hardware“ soll laut Reinhard Keil ohne Manipulationen an der Programmstruktur erfolgen.

API für jedermann.

Die NASA schickte mit Dr. Newton Campbell einen Techniker ins Rennen, der von der Ausbildung her starken Mathematik-Background mitbrachte. Der Afroamerikaner sagte durch die Blume, dass der Kaiser keine Kleider hat und alle Anbieter von AI-Systemen Pülcher sind - natürlich formulierte er es etwas freundlicher, seine Warnung vor Vendor Lock In ist allerdings mehr als ernst zu nehmen. Dr. Newton Campbell sprach auch explizit davon, dass eines der wichtigsten Probleme der Zukunft die „Demokratisierung“ der AI darstellt - darunter versteht er, dass auch ein „allgemeiner“ Ingenieur, der sich beispielsweise mit Turbinen, Getrieben oder Analogelektronik auskennt, die Methoden der AI in seine Arbeit integrieren können sollte:

"Jeder Ingenieur der NASA soll AI anwenden können".

Zur Lösung dieses Problems setzt die NASA auf ein als EnDEVR bezeichnetes Werkzeug, dass das zusammenbauen von AI-Pipelines in einem an Visio oder yEd erinnernden System ermöglicht - neuartig ist, dass die Darstellung in virtueller Realität erfolgt. EnDEVR ist - langfristig - als offene Architektur ausgelegt, die von Drittanbietern Erweiterungen entgegennimmt. Man sprach in diesem Zusammenhang allerdings schon jetzt explizit davon, dass auch AI-Systeme vor „bösartigen Aktoren“ nicht gefeit sind-der Vorschlag, „bösartige“ Algorithmen mit bestimmten Fehlern in AI-Marketplaces einzubinden, ist nach Ansicht des Autors beinahe prophetisch.

Was will Microsoft?

Microsofts Haupt-Session zum Thema arm war leider „paralell“ zum Vortrag über die neuen Arm-Entwicklungswerkzeuge. In “DEVELOPING FOR THE NEXT GENERATION OF WINDOWS ON ARM”erklärte Hari Pulapaka, was das „Hauptziel“ Microsofts im Bezug auf Arm ist - neben dem (logischen) Erhalten von Marktanteilen Am arm-Bereich geht es Microsoft vor allem auch darum, die hauseigenen AI-Dienste (Stichwort: Azure Cognitive Services) so niederschwellig wie möglich ansprechbar zu machen. Als „Werkzeug hierfür“ bietet Microsoft unter anderem das unter https://docs.microsoft.com/en-us/azure/azure-percept/overview-azure-percept-dk bereitstehende Entwicklerkit an.

Man ist Woke!

Konservative Naturen fiel mit Sicherheit auf, dass der eine oder andere Vortrag einen sehr „woke“ Anstrich hat. Neben der Erklärung, bis 2025 “Carbon neutral“ sein zu wollen, finden sich diverse Beispiele aus den Bereichen Regenwaldschutz und Co - Schwerindustrie-bezogene Beispiele findet man selten. Die könnte man natürlich als kleine Werbung für RISC-V ansehen: zur Blutdrucksenkung platzierte der Autor dieser Zeilen ein GigaDevice GD32VF103-Evaluationsboard vor dem Bildschirm, den er für die Anzeige der Präsentationen nutzte.

Es geht weiter!

Obwohl der erste Tag den einen oder anderen Vortrag mitbrachte, sind wir noch nicht am Ende - Arm wird die Entwicklerschaft auch noch heute und morgen “bespielen“. Die unter https://devsummit.arm.com/ bereitstehende Anmeldeseite nimmt übrigens nach wie vor Anmeldungen am - es ist möglich und legitim, als „Nachzügler“ noch an den Spielen teilzunehmen.

[Torsten R. (Firma: Torrox.de) (torstenrobitzki)]

Wollte ich meine Firmware auf virtueller Hardware testen, dann wäre das 
größte Problem eine Simulation der Peripherals. Selbst wenn ich mir die 
Mühe machen würde, die Peripherals zu simulieren, fehlt es doch sehr 
häufig an den dafür nötigen exakten Beschreibungen, wie so ein 
Peripheral genau funktioniert.

Algorithmen teste ich auf meinen Entwicklungsrechner (oder in der CI 
Pipeline) und da habe ich es bis jetzt nur sehr selten erlebt, dass da 
noch Fehler auf der Ziel-CPU auftauchen.