EO

Programmeertaal QBayLogic schaalt op

10 september 2019 om 13:46 uur -

Clash programmeert hardware op hoog abstractieniveau

Technologie-ontwikkelaar en -producent Demcon heeft een belang genomen in QBayLogic. Deze spin-off van de Universiteit Twente heeft een taal ontwikkeld voor het ‘ontwerpen’ van hardware (computerchips), om daar de maximale prestatie uit te halen wat betreft snelheid en energie-efficiëntie.

In 2016 vond QBayLogic onderdak bij het incubatorprogramma van Demcon en kon het klanten gaan ondersteunen bij het ontwerpen van hardware. Een succesvol project bevestigde de potentie van de nieuwe taal. Dankzij de deelneming kan QBayLogic verder groeien en nieuwe producten ontwikkelen, zoals tools die het werken met de taal versnellen.


Software is de drijvende kracht achter de ontwikkeling van geavanceerde systemen voor bijvoorbeeld razendsnelle beeldverwerking of kunstmatige intelligentie. De standaard hardware (processorchip) is alleen niet snel genoeg is voor dergelijke toepassingen. Daarom zijn de zogeheten fpga's (field-programmable gate arrays) sterk in opkomst. Bij deze chips wordt voor een optimale prestatie tegelijk ook de hardware ‘mee-ontwikkeld': in feite wordt er dan een computerprocessor ontwikkeld die specifiek geschikt is voor de betreffende applicatie.

 

Functionele programmeertalen

Traditionele programmeertalen voor software, zoals C, C++ en Java, zijn niet geschikt om ook de hardware te ‘programmeren'. Talen voor hardwarebeschrijving, zoals VHDL en (System) Verilog, werken op een laag abstractieniveau en zijn mede daardoor gebruiksonvriendelijk. QBayLogic heeft de taal Clash ontwikkeld voor het functioneel programmeren van fpga's op een hoger abstractieniveau. Als functionele hardwarebeschrijvingstaal kan Clash de structuur of architectuur van een applicatie beschrijven in termen van de gewenste functionaliteit. Vervolgens vertaalt Clash, als een compiler, het functionele ontwerp automatisch naar de feitelijke hardware-programmering in VHDL of (System) Verilog.

 

Goedkoper, sneller en energiezuiniger

QBayLogic is in 2016 opgericht door Jan Kuper en Christiaan Baaij. Kuper was dertig jaar docent informatica aan de UT, Baaij promoveerde er op de ontwikkeling van Clash, die Kuper in 2007 al in gang had gezet. "De hele wereld programmeert in C, C++, Java en Matlab, maar wil je echt de essentie van computerhardware te pakken krijgen, dan moet je overstappen naar een functionele hardwarebeschrijvingstaal. Daarom hebben wij Clash ontwikkeld. In de hardware vinden veel bewerkingen parallel plaats, zoals rekenoperaties, terwijl de klassieke talen sequentieel werken. Daardoor halen zij maar de helft van de maximale prestatie uit een fpga. Met onze taal heb je wel greep op hoe de hardware werkt en kun je het maximale eruit halen. Daardoor is de architectuur die onze taal voor een applicatie definieert goedkoper, sneller en energiezuiniger. Bovendien kun je een programma sneller en eenvoudiger testen dan bijvoorbeeld bij VHDL."

 

Incubator

Op zoek naar een plek waar de start-up organisch kon groeien zonder externe investeringen, kwam QBayLogic terecht bij Demcon. Met zijn incubatorprogramma biedt Demcon startende bedrijven (naast eventuele support bij engineering en productie) vooral huisvesting en ondersteuning bij personele en juridische zaken. De juridische ondersteuning was meteen al van belang bij onderhandelingen van QBayLogic met een grote, internationale klant.

 

Open source toolbox

Demcon is ook opdrachtgever voor QBayLogic. Joost Kauffman, senior mechatronic systems engineer bij Demcon optomechatronic systems: "De kracht van QBayLogic ligt in hun toolbox, die open source is en dus geen hoge licentiekosten met zich meebrengt, en hun ervaren mensen. Ik verwacht dat we vaker een beroep op hen gaan doen voor toepassingen in precisie-instrumenten en productiemachines. Denk aan het tracken van wafers in een productieproces. Dat moet met heel hoge frequentie gebeuren om de wafers stabiel te houden. Dan kom je vanzelf bij fpga's terecht."

 

Satellietcommunicatie

De eerste samenwerking betrof de ontwikkeling van een golffrontsensor voor satellietcommunicatie door Demcon en TNO in opdracht van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Voor het compenseren van atmosferische verstoringen moet die sensor een vervormbare spiegel aansturen. Het algoritme voor de verwerking van alle sensordata werd vanwege de hoge datasnelheid met Clash geprogrammeerd in een fpga. Intussen werken de fpga's in het satellietcommunicatiesysteem volgens Kauffman naar tevredenheid.

 

Derde taal

QBayLogic staat nu voor de uitdaging de wereld te winnen voor deze abstractere manier van hardware programmeren. Baaij: "Bestaande teams kun je niet zo snel omscholen, want die houden vast aan de bekende talen, maar wij hebben wel het vertrouwen dat we nieuwe teams hierin kunnen opleiden. Wij willen Clash positioneren als de derde taal voor het programmeren van fpga's, naast én boven VHDL en Verilog."

 

Efficiëntie inschatten

Het bedrijf werkt ook aan de ontwikkeling van tools om het ontwerpproces te ondersteunen, bijvoorbeeld om in een vroeg stadium de efficiëntie van de te ontwikkelen hardware te kunnen inschatten. Dat is nauwelijks mogelijk met de methoden die op dit moment in de praktijk worden gebruikt. Vanwege het formele karakter leent Clash zich wel goed voor wiskundige analysemethoden zoals dataflowmodellen. "Dat zal een belangrijke verbetering zijn ten opzichte van de gangbare ontwerpmethoden, want daarbij ben je veelal afhankelijk van trial & error om tot een ontwerp te komen dat voldoende efficiënt is", verklaart Baaij.

 

Gerelateerd nieuws

Loodzware windturbines in balans houden

Loodzware windturbines balanceren dankzij veren

Seaqualize heeft een veersysteem ontwikkeld dat zelfs de zwaarste turbineonderdelen stil laat hangen aan een bewegend schip. De Seaqualize Delta compenseert de verticale bewegingen van de deining met een minimale…

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Het Human Power Team, een studententeam van de TU Delft en VU Amsterdam, heeft dinsdagochtend het vrouwelijke wereldsnelheidsrecord fietsen verbroken. Door een snelheid van 122,12 km/uur te trappen, verbrak atlete Rosa…

Maakt kunstmatig blad medicijnfabrieken overbodig? (video)

Medicijnfabrieken overbodig door kunstmatig blad? (video)

Medicijnen goedkoop en overal kunnen produceren, met zonlicht als energiebron. Die realiteit is dichterbij dan ooit nu chemici van de TU Eindhoven een ‘mini-reactor’ presenteren die, vergelijkbaar met bladeren in de…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
In-cylinder potentiometer voor hydraulische cilinders

Althen Sensors & Controls introduceert nieuwe lineaire positiesensoren: magnetorestrictieve sensoren en in-cylinder...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 september 2019, D&F kantoor Breda

Machine Safety Specialist (CE) met TÜV persoonscertificaat

4-daagse training: 16 sep, 30 sep, 7 okt en 28 okt 2019 Examen: 14 november 2019

16 september 2019, D&F kantoor Breda

Machine Safety Specialist (CE) met TÜV persoonscertificaat

16 sep, 30 sep, 7 okt en 28 okt 2019 Examen: 14 november 2019

Meer agendapunten »