De groeipijnen van een academische start-up

17 juni 2011

Sinds 2005 werkt Recore Systems aan het valoriseren van de UT-chiptechnologie rond herconfigureerbare processoren. Eerst alleen met IP, maar sinds het eerste product sneuvelde in de kredietcrisis ook met eigen chips. CEO Paul Heysters vertelt over de technologie, de uitdaging van een universitaire start-up en de gestage weg naar volwassenheid.

Eind 2005 besloten drie promovendi van de UT hun eigen bedrijfje op te richten: Recore Systems. De rollen van CTO, CFO en CEO werden onderling verdeeld: Gerard Rauwerda werd technologiebaas, Lodewijk Smit kreeg verantwoording over de financiën. De rol van CEO werd toebedeeld aan Paul Heysters. Hij staat Bits&Chips te woord over het verleden, het heden en de toekomst van het bedrijf.

De uit Leeuwarden afkomstige Heysters praat bedaard en kiest zijn woorden zorgvuldig. Toch komt hij enthousiast over. Over wat Recore doet, maar vooral ook over het proces van opgroeien en volwassen worden.

Ondertussen is Recore uitgegroeid tot ruim twintig medewerkers, van wie een in de VS. Maar Heysters windt er geen doekjes om: een bedrijf van de grond opbouwen is lastig. Zeker voor een universitaire spin-off, die niet de bagage van een moederbedrijf meekrijgt. De IT-infrastructuur, het CRM-systeem, de werkprocessen, de oprichters moesten het allemaal zelf uitvinden. Maar ook: hoe positioneer je een product?

‘Ik denk dat wij een open benadering hebben. Als je uit een grote organisatie voortkomt, heb je uiteraard al een manier van werken. Dergelijke start-ups zijn wel heel dynamisch, dat zal ik niet ontkennen, maar je neemt ook bagage mee. Dat heeft als grote voordeel dat je je vrijwel direct kunt richten op de ontwikkeling en positionering van het nieuwe product. Spin-offs zoals Recore beginnen meer onbevangen en hebben van het begin af aan meer dynamiek en ontdekking in zich, en zijn daardoor veel innovatiever. Daarom denk ik dat je beide soorten start-ups nodig hebt. Eigenlijk maak ik me daar wel wat zorgen over. Vanuit het niets beginnen is lastig en in Nederland komen heel veel van de halfgeleiderachtige spin-offs voort uit Philips. Je ziet dat deze stroom opdroogt.’

Heysters heeft het verschil aan den lijve kunnen ondervinden. Na zijn studie technische informatica in Enschede ging hij aan de slag bij Philips Home Networking in Hilversum, een start-up die sleutelde aan draadloze-netwerktechnologie voor multimedia. ‘Dat was wel een heel leuke tijd. Ik was als technisch iemand aangenomen, maar eigenlijk ook om een beetje te gaan zitten tussen de technische laag en het management in. Daar vond ik toen wel mijn draai.’

Eigenlijk was het de bedoeling dat Heysters na zijn studie naar de VS zou verkassen, naar een start-up van Ericsson. Hij had tijdens zijn studie al een half jaar in Amerika gewoond en had via zijn afstudeeropdracht bij Ericsson in Nederland een ingang. Maar toen het bijna rond was, kwam het bedrijf in geldnood en stelde het een vacaturestop in.

Het werd dus Philips. Op een gegeven moment besloot dat echter de Home Networking-start-up op te doeken. Heysters kreeg een baan aangeboden bij het moederbedrijf, maar daar bedankte hij voor. ‘Dat was Philips Hilversum, een van de oudere Philips-vestigingen in Nederland. Een heel andere cultuur dus, geen start-up.’

Ondertussen was het Centrum voor Telematica en Informatietechnologie (CTIT) van de UT druk met het opstarten van een project rond herconfigureerbare processoren op mobiele devices. Heysters werd gevraagd om te solliciteren op een promotieplaats. Na aanvankelijke twijfel - hij had immers net de draai gemaakt richting de managementkant - besloot hij op de uitnodiging in te gaan. Samen met onder meer oud-studiegenoot Lodewijk Smit startte hij als aio op het Chameleon-project van professor Gerard Smit.

‘We hebben dat project toen helemaal vorm kunnen geven’, herinnert Heysters zich. ‘We hebben het over 2000, dus echt de tijd van de internetbubbel en de leaseauto’s. De universiteit was redelijk leeggelopen op dat moment. Dat betekende eigenlijk dat we een vrij schone start maakten op een project dat toch wel een mooie visie had. Het was superambitieus, dus er kwamen heel veel activiteiten omheen en er werden meer projecten gezocht die andere aspecten in dezelfde lijn uitzochten. Officieus werd daarmee de Reconfigurable Computing-groep gecreëerd.’

Dit zou later de basis vormen voor Recore. Het doel van de onderneming was om de opgedane kennis tot een werkbaar product te krijgen. Een intensieve samenwerking met ‘de buren’ - je hoeft slechts de weg over te steken en je zit op de campus - is er nog steeds, benadrukt Heysters. ‘De band is gewoon goed. Er zijn projecten waar we bijzonder intensief samenwerken, en er zijn ook wel andere vormen van samenwerking. We hebben bijvoorbeeld ook subcontracting gedaan aan de universiteit. We weten waar we vandaan komen en we zien ook gewoon de meerwaarde in van wat daar speelt. En andersom zie je ook wel dat de universiteit heel blij is met Recore als spin-off. Ik verwacht dat dat de komende jaren nog gewoon door blijft gaan. Maar we werken ook met andere universiteiten, ook buiten Nederland. We hebben hier altijd wel afstudeerders of stageplekken.’

Niet volledig frontaal

Wat doet Recore eigenlijk precies? Het is een beetje ingewikkeld om uit te leggen, moet ook Heysters toegeven. In eerste instantie draaide het bedrijf om IP, bouwblokjes die chipmakers tegen betaling in hun producten kunnen verwerken. De basis was de Montium, de architectuur die Heysters tijdens zijn promotieonderzoek ontwikkelde – de naam is ontleend aan Chamaeleo montium, een kameleonsoort uit Afrika. ‘Het idee van Montium was om een echt herconfigureerbare processor te maken, dus geen instructieset. Echt een beetje wilde academische ideeën zeg maar.’ Als aanvulling hierop ontwikkelde Recore de Xentium, een naam die meer uit marketingoverwegingen als herkenbaarheid en vindbaarheid op internet geboren is. ‘En het geeft een zekere rust hè’, glimlacht Heysters.

‘De Montium-core is zeg maar een fixed-point, DSP-achtige core die tussen een herconfigureerbare FPGA en een programmeerbare Asic in zit’, legt de Recore-CEO het verschil uit. ‘Die configureerbaarheid maakt hem moeilijker te programmeren. De Xentium hebben we er daarom als complement naast gezet. In een aantal facetten is die gelijk aan de Montium, maar de Xentium is wat conventioneler met een VLIW-achtig datapad. Je kunt dus software-pipelining toepassen en een veel hogere klok hebben, meer aandacht besteden aan de computational precision en je hebt een volwaardige C-toolflow beschikbaar. Maar het zijn beide DSP-rekenaars. De Montium is met name geschikt voor applicaties waar je dynamisch wilt kunnen wisselen van functionaliteit en waarvan je van tevoren al een beeld hebt van de algoritmes die je gaat gebruiken. Als je allerlei verschillende applicaties wilt kunnen draaien, ook die we nog niet verzonnen hebben, dan is de Xentium geschikter.’

Recore richt zich vooral op streaming toepassingen. ‘We kunnen niet alles doen natuurlijk, maar in principe: het is DSP dus the sky is the limit. Waar we vandaan kwamen, was draadloze communicatie, OFDM-systemen met name. Ook aan bundelvorming hebben we veel gedaan. Onze cores hebben een goed performance- en powerprofiel. De cycle count van bepaalde algoritmes is bij de meeste DSP’s ongeveer hetzelfde, alleen als je kijkt naar de footprint die je nodig hebt en de energie die je gebruikt, dan zitten we echt goed. Er zijn wel verschillen hoor. Als je een standaard DSP neemt, zit daar nog veel meer omheen. Alleen, in diep embedded systemen gebruik je dat vaak niet. Als je dat steeds zou repliceren in een multicore systeem, krijg je dus een vrij log geheel. Dus we concurreren niet volledig frontaal met de gevestigde, noem het maar general-purpose DSP-cores, maar voor streaming embedded toepassingen is het beter om onze manier te gebruiken en daar kunnen we een verschil maken.’

Schop onder de kont

Het oorspronkelijke plan - dat het drietal mede over de streep trok om een eigen bedrijf te starten - was dat Atmel de Montium zou gaan gebruiken voor automotivemultimedia. De kredietcrisis maakte hier echter korte metten mee. Daarom begon Recore in 2009 met een extra plannetje: eigen chips. Binnenkort komt de eerste op de markt, de Moon, voor mobiele digitale radio en tv. ‘Het is een heel mooie markt om de meerwaarde van een herconfigureerbare oplossing aan te tonen, want er is weliswaar één standaard voor mobiele digitale radio, maar er zijn nogal wat regionale verschillen. In Engeland heb je DAB, in West-Europa heb je doorgaans DAB+, behalve in Frankrijk, daar heb je - waarschijnlijk - DMB Audio en in Korea gebruiken ze het weer met een andere codec. Onze engine is herconfigureerbaar, dus we kunnen dat gewoon in software aanpakken.’

Volgend jaar moet er een ander product volgen, de Xentium-gebaseerde Reflex. Dat is een compleet platform met ontwikkelomgeving waarmee eindklanten zelf hun applicaties kunnen bouwen. ‘Daarbij moet je meer denken aan draadloze communicatie en multimedia-achtige toepassingen. Het doel is uiteindelijk dat we meerdere platformchips in de markt zetten, devices die een klant of een partner kan programmeren. Als die een idee hebben voor een nieuwe toepassing, kunnen wij snel helpen met onze bestaande hardware zodat zij zich volledig kunnen richten op de applicatie en de markt. Een beetje het FPGA-model.’

Met de eigen chips hoopt Recore het wellicht lastigste probleem waar de start-up voor staat het hoofd te bieden: martkterkenning. Er heerst nogal wat koudwatervrees om de technologie commercieel in te zetten zolang die nog niet in producten zit. ‘Het IP-model is op zich mooi. Alleen, om daar echt in door te breken, is toch vrij lastig. We hebben wel systemen uitstaan, maar dat zijn prototypes die worden geëvalueerd of echt experimentele systemen waar we een architectuur voor hebben gemaakt. Dat is wel heel belangrijk om te hebben, maar het is toch anders dan wanneer je kunt zeggen: we zitten daar en daar in. De Moon is een proof point voor ons, ook om ons IP in de consumentenmarkt zichtbaar te krijgen.’

Het ontwikkelen van eigen chips is ook een belangrijke stap op weg naar volwassenheid, meent Heysters. ‘Het IP-traject is gewoon erg lang. De nichemarkten waarin wij zitten, hebben cycli van vijf tot vijftien jaar om tot een product te komen. En daarom hebben we besloten om fabless te worden. Je hebt af en toe even een schop onder de kont nodig om dingen op orde te krijgen. En hoe kun je dat nou beter doen dan je op de consumentenmarkt te richten? Want dan weet je wel wat prijsdruk en time-to-market is. Op die manier willen we natuurlijk de inkomsten versnellen, maar ook de organisatie.’

Zijn tijd ver vooruit

Recore is ook betrokken bij een half dozijn onderzoeksprojecten. ‘In sommige nichemarkten worden problemen voorzien in bijvoorbeeld rekenkracht ten opzichte van wat DSP’s of FPGA’s kunnen bieden. Of het energieverbruik groeit te snel. Voor dergelijke problemen kunnen wij studies doen om te laten zien hoe wij dat in de toekomst kunnen oplossen.’

Apetrots toont Heysters het resultaat van het pas afgeronde Zevende Kaderproject Crisp (Cutting-Edge Reconfigurable ICs for Stream Processing): een chip met 45 Xentium-cores en een zelfontwikkelde Arm-processor in een netwerk-op-chiparchitectuur. Een gezamenlijke ontwikkeling met de oude bekende Atmel en NXP, Thales, de UT en de technische universiteit van het Finse Tampere.

Als demonstratie van de schaalbaarheid schreef het consortium een bundelvormingsapplicatie die 39 Xentiums inzet, maar ook een satellietnavigatietoepassing die slechts vijf cores gebruikt en waarbij de rest wordt uitgeschakeld. ‘Als je een applicatie opstart, dan bekijkt het OS op de Arm-chip dynamisch welke resources er beschikbaar zijn en maakt het een mapping van alle taken op de vrije cores. Vervolgens gaat-ie checken of alle timingconstraints en dergelijke worden gehaald. Dat wordt gedaan in enkele milliseconden op basis van heuristiek, want anders duurt het veel te lang. Denk maar aan de synthesestap voor een FPGA, die kan uren duren.’

Naast schaalbaarheid brengt deze aanpak ook de mogelijkheid om de chip robuust te maken voor uitval van cores. ‘Als je naar nieuwe procestechnologieën gaat, wordt de yield lager. Dus als je een hele grote manycore chip gaat maken, heb je gewoon kans op een kapotte core. Ook is de gevoeligheid voor slijtage tijdens de levensduur groter. We hergebruiken het netwerk-op-chip om testdata over te sturen; dat kan terwijl de chip in operatie is. Er zit een slim stukje hardware met kennis van het systeem in dat de grote testpatronen kan genereren. Je zegt gewoon tegen de runtime-mapper dat een bepaalde core offline is, je draait de tests en als die core niet meer goed is, kun je hem tijdelijk of definitief geheel of gedeeltelijk uit het systeem halen. Een core die het niet doet, is voor de mapper hetzelfde als een core die bezet is. Dus je maximale quality of service neemt geleidelijk af in plaats van dat je systeem in één keer uitvalt. Voor systemen die in Verweggistan zitten of misschien zelfs buiten de atmosfeer isdat natuurlijk wel wat prettiger.’

Om de kosten te drukken, zijn de zesenveertig cores niet op één die geplaatst. In plaats daarvan bestaat de ‘chip’ uit een PCB met een Arm-processor, een FPGA voor de interfaces en vijf identieke chips met elk negen Xentiums en twee ‘slimme geheugens’. ‘Dat doen we ook nog, dat marketen we soms als de Memtium. Dat is zeg maar een embedded SRam waarbij je nog een klein processortje hebt dat wat taken kan doen zoals bufferen of Fifo’s maken, of zelfs interleaving. Montium en Xentium hebben veel rekenkracht en weinig geheugen, een Memtium heeft juist veel geheugen en weinig rekenkracht. En dat heb je allebei nodig als je energie-efficiënte systemen maakt.’

‘Dit is natuurlijk wel zijn tijd ver vooruit. In een Ipod of zo ga je dit niet toepassen; de levensduur is daar niet zo lang en de kosten zijn nog steeds een heel erg belangrijk aspect. Ik zie dit met name in de professionele high performance-systemen die lange levenscycli hebben. Als je nu een satelliet begint te ontwerpen, dan duurt het vijf tot vijftien jaar voordat het ding überhaupt gerealiseerd en gelanceerd is, en dan heeft-ie nog eens een vergelijkbare servicetijd. Waarschijnlijk kun je vandaag niet verzinnen wat die satelliet over 25 jaar aan processing moet doen. Dat soort omgevingen zullen dit eerder oppikken dan de consumentenmarkt.’

Actief cultiveren

Met het oprichten van Recore is Heysters via een omweg alsnog op de managementstoel geklommen - uiteraard met een grote technische component. Een rol waar hij zich met hart en ziel op stort. Of hij het leuk vindt? ‘Nou ik ...’ Heysters denkt even na. Dan: ‘Ik vind dit superleuk. Ik bedoel, je ziet ... Vorig jaar ben ik vader geworden. Je ziet vaak de vergelijking gemaakt tussen een bedrijf en de levensfases die iemand doormaakt. Wij zijn niet anders en ik vind het geweldig om te zien. Ja, als je ergens vóór staat, lijkt het allemaal niet op te schieten, maar als je terugkijkt en je denkt hoe het een jaar eerder was, dan zie je de voortgang. Dat geeft superveel voldoening. De problemen waar we tegen aanlopen, worden relatief steeds groter en beslissingen worden ook steeds groter in termen van financiën of mogelijke impact, maar dat is iets wat ik als bijzonder positief ervaar, want elk nieuw probleem betekent dat je weer een stapje verder bent gekomen.’

‘Je moet als bedrijf een identiteit zien te vinden. Dat is iets wat echt moet worden ontwikkeld en hoort bij de ontwikkeling van de organisatie. Als je die identiteit goed kunt positioneren, kun je ook de mensen aantrekken die zich daar gelukkig bij voelen. En daardoor dus productief zijn. De visie die wij met het management van Recore hebben, is dat de organisatie het belangrijkste is, en de mensen die er werken. De meetbare afleidingen zoals de producten of de winst, dat is het gevolg, niet het doel. Dat heet een core value-based stijl. Onze eerste core value is integriteit. De tweede is openheid en eerlijkheid. Onderling, maar ook richting de klant. En de derde is dat je ook een visie hebt, dus dat je niet alleen maar kopieert en volgt, maar ook niet blind bent voor de feiten. Dat zijn eigenlijk de dingen waarvan wij zeggen: nou, daar is Recore op gebaseerd en dat blijft.’

‘Dat is eigenlijk altijd al zo geweest, maar het krijgt steeds meer vorm. In het begin wisten we nog niet dat dit een bestaande managementfilosofie is. Maar nu proberen we het actief te cultiveren. Het doel is om een slagvaardige organisatie te bouwen waarmee je kunt inspelen op de ontwikkelingen. Je ziet bij de succesvolste hele oude bedrijven dat ze ooit heel groot waren op een bepaald gebied en later iets heel anders zijn gaan doen. IBM was ooit de grootste pc-boer, inmiddels is hun grootste tak het aanbieden van services. Dan zie je een hele dynamiek in een organisatie waarbij het bedrijf hetzelfde is gebleven. Maar het product of wat je doet, kan gewoon veranderen. Er kan een soort evolutie optreden.’

Ook Recore heeft in zijn jonge leven al enige bijsturing gehad. ‘‘Recore’ staat voor ‘reconfigurable’, maar ook voor ‘core’, en ‘re’ staat voor ‘reuse’. Dat is nog steeds actueel. Maar we zijn wel een beetje veranderd. In het begin richtten we ons meer op de core zelf, maar als je nu naar het technologieprofiel kijkt, is het meer reconfigurable multicore for DSP. Je ziet dat een heleboel dingen bij elkaar komen. Je hebt FPGA’s, daar worden DSP-blokken in gezet. Je hebt gewone processoren, die worden multicore, en je hebt grafische processoren die ook wel voor andere dingen worden ingezet. Er zijn allerlei van dat soort ontwikkelingen en dat schuift meer en meer naar elkaar toe. Wat wij goed kunnen, is die cores in een netwerk-op-chip hangen. We kunnen kleine multicores maken die goedkoop genoeg zijn voor commerciële toepassingen. En we kunnen het dus ook opschalen naar heel grote cores. In Crisp hadden we er 46, maar dat kunnen er ook honderd zijn en, als je de toepassing kunt vinden, ook wel enkele honderden. Ook dat is een discriminator. Er zijn natuurlijk ook beperkingen. Wij zijn met name goed voor echte embedded systemen, we gaan niet frontaal concurreren met de DSP’s van bijvoorbeeld TI. Dat zou niet echt een gezonde businessstrategie zijn. Maar een Crisp-systeem met al zijn rekenkracht is veel kleiner en goedkoper dan een vergelijkbaar systeem gebouwd met bijvoorbeeld standaard DSP’s of FPGA’s.’

En zo zullen er op weg naar de volwassenheid nog wel meer wijzigingen volgen, denkt Heysters. ‘Wij zitten in Nederland, maar chips maak je in Azië, terwijl de productideeën vaak uit de Verenigde Staten komen en het afzetgebied wellicht Europa is. Dus dan weet je eigenlijk al dat we wel een multinational moeten worden - dat is geen doel van ons, maar wel een bewustwording.’

Pieter Edelman

Terug naar overzicht