{"id":1111,"date":"2021-08-06T14:27:57","date_gmt":"2021-08-06T12:27:57","guid":{"rendered":"http:\/\/webin2.mikro.uni-stuttgart.de\/localserver\/ki\/?page_id=1111"},"modified":"2021-08-12T11:47:58","modified_gmt":"2021-08-12T09:47:58","slug":"nemoh","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ki.ims-chips.de\/?page_id=1111","title":{"rendered":"NeMoH"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-page\" data-elementor-id=\"1111\" class=\"elementor elementor-1111\" data-elementor-settings=\"{&quot;ha_cmc_init_switcher&quot;:&quot;no&quot;}\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-3c7e1afe elementor-section-content-middle elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"3c7e1afe\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;,&quot;_ha_eqh_enable&quot;:false}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-wider\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-top-column elementor-element elementor-element-46633249\" data-id=\"46633249\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-background-overlay\"><\/div>\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7642efa elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"7642efa\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2cf10c91 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"2cf10c91\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<h2 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">NeMoH<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5a5e7f2d elementor-widget-divider--view-line elementor-widget elementor-widget-divider\" data-id=\"5a5e7f2d\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"divider.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-divider\">\n\t\t\t<span class=\"elementor-divider-separator\">\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-a597413 elementor-align-end elementor-icon-list--layout-traditional elementor-list-item-link-full_width elementor-widget elementor-widget-icon-list\" data-id=\"a597413\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"icon-list.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<ul class=\"elementor-icon-list-items\">\n\t\t\t\t\t\t\t<li class=\"elementor-icon-list-item\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/ki.ims-chips.de\/nemoh\/\">\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-icon-list-icon\">\n\t\t\t\t\t\t\t<svg aria-hidden=\"true\" class=\"e-font-icon-svg e-fas-arrow-circle-right\" viewBox=\"0 0 512 512\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\"><path d=\"M256 8c137 0 248 111 248 248S393 504 256 504 8 393 8 256 119 8 256 8zm-28.9 143.6l75.5 72.4H120c-13.3 0-24 10.7-24 24v16c0 13.3 10.7 24 24 24h182.6l-75.5 72.4c-9.7 9.3-9.9 24.8-.4 34.3l11 10.9c9.4 9.4 24.6 9.4 33.9 0L404.3 273c9.4-9.4 9.4-24.6 0-33.9L271.6 106.3c-9.4-9.4-24.6-9.4-33.9 0l-11 10.9c-9.5 9.6-9.3 25.1.4 34.4z\"><\/path><\/svg>\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-icon-list-text\">Projektseite<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/li>\n\t\t\t\t\t\t<\/ul>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-121c18eb elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"121c18eb\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p>In NeMoH wurden die Themenbereiche integrationsgerechte, neuromorphe Hard- und Software, die Generierung von Trainingsdaten, das Aufstellen von Entwurfsrichtlinien f\u00fcr Netzwerklassen und Hardwareeffizienz aufgegriffen. Die Basis bildet ein modular aufgebauter AI-Beschleuniger. Je nach geforderter Leistungsf\u00e4higkeit kann der Beschleuniger, \u00e4hnlich einem Baukasten, konfektioniert werden.<\/p><p>F\u00fcr den Nachweis der Machbarkeit wurde eine Zustands\u00fcberwachung von Magnetventilen der Firma Staiger GmbH &amp; Co. KG aus Erligheim gew\u00e4hlt. Bei den Magnetventilen handelt es sich um kleine, schnell schaltende Ventile, die ein fl\u00fcssiges\/festes Medium kontrolliert steuern k\u00f6nnen. F\u00fcr die Zustands\u00fcberwachung wurde ihre Stromkennlinie bez\u00fcglich der Ein- und Ausschaltcharakteristik ausgewertet. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass es sich um ein nicht-invasives Verfahren handelt, d.\u00a0h. es muss nicht in den Aufbau des Ventils eingegriffen werden.<\/p><p>\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-top-column elementor-element elementor-element-22bf2a13\" data-id=\"22bf2a13\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-41c11583 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"41c11583\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\" data-settings=\"{&quot;_ha_eqh_enable&quot;:false}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-59dcc13e\" data-id=\"59dcc13e\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-de2b92c elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"de2b92c\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"582\" src=\"https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_206119643-1024x582-1.jpeg\" class=\"attachment-large size-large wp-image-131\" alt=\"Ein Computerchip, beleuchtet von einem Licht, das seine feinen Details und Strukturen hervorhebt\" srcset=\"https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_206119643-1024x582-1.jpeg 1024w, https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_206119643-1024x582-1-300x171.jpeg 300w, https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_206119643-1024x582-1-768x437.jpeg 768w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-inner-section elementor-element elementor-element-62d08348 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"62d08348\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\" data-settings=\"{&quot;_ha_eqh_enable&quot;:false}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-inner-column elementor-element elementor-element-cac14b7\" data-id=\"cac14b7\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-3b62e7a1 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"3b62e7a1\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p>Thematisch l\u00e4sst sich NeMoH in die Bereiche Datenerfassung, Architekturkonzept und Demonstrator unterteilen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b27d7f9 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"b27d7f9\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-1114 alignright\" src=\"https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_182895464-980x735-1-300x225.jpeg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_182895464-980x735-1-300x225.jpeg 300w, https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_182895464-980x735-1-768x576.jpeg 768w, https:\/\/ki.ims-chips.de\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/AdobeStock_182895464-980x735-1.jpeg 980w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><strong>Datenerfassung<\/strong><\/p><p>Grundlage des maschinellen Lernens sind Daten. Um schnell und effektiv Daten generieren zu k\u00f6nnen wurde ein 8-Kanal Datenerfassungsmodul entwickelt. Mit diesem Modul k\u00f6nnen Sensoren \u00fcber eine Software gesteuert werden, sodass jeweils Strom- und Spannungswerte aufgenommen werden k\u00f6nnen. Zus\u00e4tzlich kann das Messmodul weitere physikalische Daten wie Temperatur oder Beschleunigungswerte protokollieren. Die Plattform ist weitgehend generisch und nicht auf eine bestimmte Anwendung begrenzt.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-8b0b376 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"8b0b376\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\" data-settings=\"{&quot;_ha_eqh_enable&quot;:false}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-top-column elementor-element elementor-element-5cb6ff1\" data-id=\"5cb6ff1\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-50 elementor-top-column elementor-element elementor-element-6fac1d7\" data-id=\"6fac1d7\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-dae011e elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"dae011e\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<p><strong>Architekturkonzept<\/strong><\/p><p>In NeMoH wurde ein Architekturkonzept aufgebaut, welches eine effiziente Abbildung von KI-Algorithmen gestattet, ohne dass die neuronalen Netze direkt in Hardware abgebildet werden m\u00fcssen. Hierf\u00fcr werden sogenannte Computational Units (CU) eingesetzt. Das Architekturkonzept ist dadurch hinreichend flexibel, um auch auf Anpassungen der Algorithmen nach einer m\u00f6glichen Chip-Fertigung reagieren zu k\u00f6nnen. So ist es mit dieser prototypischen Werkzeugumgebung m\u00f6glich, Netze aus etablierten Machine Learning Umgebungen, hier TensorFlow Lite, direkt auf den CUs abzubilden. Zugleich werden die entworfenen CU-Beschleuniger sowie die umgebende Plattform mittels CHISEL automatisiert in HDL \u00fcbersetzt. Zur Etablierung eines Softwareentwicklungsprozesses parallel zur Hardwareentwicklung wurde das Generierungsframework dahingehend konzipiert und ausgeweitet, dass sogenannte Virtuelle Prototypen in SystemC, einer Sprache zur Beschreibung und Simulation von Hardware-\/Software-Systemen, erstellt werden k\u00f6nnen. Die Ergebnisse wurden entlang des Magnet Ventil Use-Cases aufgebaut, umgesetzt und erprobt.<\/p><p>Ausgehend von den Ventiltrainingsdaten aus der Datenerfassung wurden Neuronale Netze zu verschiedenen Zwecken (u. A. Zustandserkennung und Klassifikation der Ventile, Erkennung von Temperaturen aus Verlaufskurven) trainiert und f\u00fcr einen Embedded-Einsatz optimiert. Weiterhin wurden optimierende statistische Vorverarbeitungen erarbeitet und umgesetzt, um den Informationsgehalt der Eingabedaten anzureichern und die Netzgr\u00f6\u00dfen und somit die Hardwarekomplexit\u00e4t signifikant zu reduzieren. Eine Implementierung im Sinne des Edge Processing ist damit m\u00f6glich.<\/p><p><strong>Demonstrator<\/strong><\/p><p>Das Zusammenspiel aller Komponenten wurde an einem Demonstrator gezeigt. Der Demonstrator enth\u00e4lt ein Magnetventil, welches sich zwischen zwei Druckleitungen befindet. Zus\u00e4tzlich besteht das System aus einer Ansteuereinheit f\u00fcr Ventil und Drucksteuerung sowie einer FPGA-Entwicklungsplattform, die die AI-Auswertung enth\u00e4lt. Die Abmessungen des Aufbaus sind derart gew\u00e4hlt, dass es leicht transportiert und ausgestellt werden kann.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-534f6d5 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"534f6d5\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\" data-settings=\"{&quot;_ha_eqh_enable&quot;:false}\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-33 elementor-top-column elementor-element elementor-element-a015b50\" data-id=\"a015b50\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-33 elementor-top-column elementor-element elementor-element-3c43859\" data-id=\"3c43859\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-33 elementor-top-column elementor-element elementor-element-3b12a74\" data-id=\"3b12a74\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>NeMoH Projektseite In NeMoH wurden die Themenbereiche integrationsgerechte, neuromorphe Hard- und Software, die Generierung von Trainingsdaten, das Aufstellen von Entwurfsrichtlinien f\u00fcr Netzwerklassen und Hardwareeffizienz aufgegriffen. 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