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Lehrstuhl für Informatik 12
Forschung und Projekte
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DCCD
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ExaStencils
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HIPAcc
HLESI
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InvasIC
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SFB/Transregio 89
Invasives Rechnen

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Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls Hardware-Software-Co-Design ist der systematische Entwurf (CAD) eingebetteter Hardware/Software-Systeme. Im ersten Arbeitsgebiet SDA (System-Level Design Automation) wird der Co-Entwurf und die Optimierung der (teil-)automatisierten Abbildung von Spezifikationen in den Sprachen SystemC und Simulink auf heterogene eingebettete Zielplattformen erforscht. Der zweite Schwerpunkt ACD (Architecture and Compiler Design) untersucht den Co-Entwurf von Architektur und Compiler für massiv parallele MPSoC-Architekturen. Dazu gehören neben VLSI-Rechenfeldern auch Systeme mit eingebetteten Graphikkarten (GPUs). Im dritten Schwerpunkt RC (Reconfigurable Computing) werden die Potentiale von FPGAs untersucht zur Realisierung dynamisch rekonfigurierbarer (adaptiver) Systeme sowie die Aspekte der Zuverlässigkeit, Sicherheit (Security) und Verfügbarkeit zukünftiger nanoelektronischer Schaltungen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden diskrete Optimierungsmethoden, insbesondere lokale und globale Suchverfahren, lineare Programmierung, Mehrzieloptimierungsverfahren und deren Anwendung im Kontext der optimalen Auslegung technischer Systeme.


System-level Design Automation

Laufende Projekte

Automobilsensorik@ESI
Das ESI-Anwendungszentrum bietet im Lab Automobilsensorik@ESI mit seinem disziplinübergreifendem Zusammenschluss unterschiedlicher Kompetenzen ausgezeichnete Voraussetzungen, um eingebettete Systeme im Bereich Automotive voranzutreiben. Der Lehrstuhl für Informatik 12 erforscht hierbei Aspekte der zuverlässigen und sicheren Auslegung von Videobasierten Fahrerassistenzsystemen auf Systemebene.
Fördergeber: Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Medien, Energie und Technologie im Rahmen des ESI-Anwendungszentrums
CogniPower: Kognitive Verfahren zum Verlustleistungsmanagement in Endgeräten des Mobilfunks
Die Vision dieses Projekts ist die Erforschung des Einsatzes kognitiver Methoden zum Verlustleistungsmanagement mobiler Endgeräte bei sich dynamisch ändernden Funkumgebungen und Benutzerverhalten. Ziel dabei ist es, einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Energieverbrauch der Plattform und für den Anwender zur Verfügung stehender Dienstgüte zu finden.
Fördergeber: Intel Deutschland GmbH, Neubiberg
CRAU: Kompositionelle Zuverlässigkeitsanalyse auf Systemebene unter Berücksichtigung von Unsicherheiten
Die Vision dieses Projekts ist die Erforschung und Entwicklung einer kompositionellen Methodik zur Zuverlässigkeitsanalyse auf Systemebene und zum Entwurf zuverlässiger elektronischer Systeme, die aus unzuverlässigen Komponenten bestehen. Hierbei werden verschiedene Zuverlässigkeitsanalyseverfahren über die Grenzen verschiedener Abstraktionsebenen hinweg kombiniert und um die explizite Modellierung von Unsicherheiten im Entwurf, in der Fertigung und in der Umgebung eines Systems erweitert.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen GL 819/1-2 und TE 163/16-2
INI.FAU: Entwurf und Evaluierung hochverfügbarer Ethernet-basierter E/E-Architekturen für latenz- und sicherheitskritische Anwendungen
Mit dem Institut INI.FAU geht die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg neue Wege in Forschung und Lehre. Gemeinsam mit der AUDI AG entsteht am Standort Ingolstadt ein regionales Kompetenzzentrum, das dem wissenschaftlichen Nachwuchs einmalige Arbeitsbedingungen bietet, um theoretisches Wissen für die Praxis anwendbar zu machen. Ziel ist es vor allem, die Fahrzeugelektronik durch neue Methoden in der Simulation, im Entwurf, in der Datenanalyse und in der Sicherheitstechnik weiter zu entwickeln.
Fördergeber: AUDI AG, Ingolstadt
InvasIC: Sonderforschungsbereich/Transregio 89 — Invasives Rechnen
Unter dem Begriff Invasives Rechnen soll ein völlig neues Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme erforscht werden. Die Grundidee besteht darin, parallelen Programmen die Fähigkeit zu verleihen, in einer als Invasion bezeichneten Phase ressourcengewahr Berechnungen auf eine Menge aktuell verfügbarer Ressourcen zu verteilen, und nach paralleler Abarbeitung diese in einer als Rückzug bezeichneten Phase wieder frei zu geben. Um diese neue Art der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung auf zukünftigen MPSoCs (engl. Multi-Processor-Systems-on-a-Chip) effizient zu ermöglichen, bedarf es neuer Programmierkonzepte, Sprachen und Compilern wie auch Laufzeit- bzw. Betriebssystemen sowie revolutionärer Architekturerfindungen, die sich auf die Rekonfigurierbarkeit von sowohl Prozessor-, Verbindungs- als auch Speicher- Ressourcen beziehen.
Teilprojekt A4, Charakterisierung und Analyse Invasiver Algorithmen zur Entwurfszeit
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TRR 89/1-2010
KoDaK: Koexistenz verschiedener Datenverkehrs-Klassen im Fahrzeug und Flugzeug
Gesamtziel dieses Projekts ist die Untersuchung sowie Umsetzung von Ethernet-Varianten in den Anwendungsdomänen Luft- und Raumfahrt, Schienenverkehr sowie der Automobilindustrie. Seitens Hardware-Software-Co-Design liegt der Fokus auf der Erarbeitung von Virtuellen Prototypen zur (1) simulativen Analyse von Gesamtsystemen aus den Anwendungsdomänen sowie zu (2) automatisiertem Test und Validierung der Netzwerkkomponenten.
Fördergeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie unter Förderkennzeichen IUK-1406-0010 / IUK453/002
SystemCoDesigner: Entwurfsraumexploration für eingebettete Systeme
In diesem Projekt werden neue Modelle und Methoden zur automatischen Entwurfsraumexploration für eingebettete Systeme auf der Systemebene untersucht. Das grundlegende Problem stellt die optimale Allokation von Ressourcen sowie die optimale Bindung von Prozessen auf diese Ressourcen dar. Zum Einsatz kommen hierbei moderne Mehrzieloptimierungsverfahren sowie symbolische Techniken. Weiterhin besteht eine Kopplung zur Systembeschreibungssprache SystemC.

Open Source Projekte

JReliability: Eine Java Bibliothek zur Zuverlässigkeitsanalyse komplexer Systeme
JReliability erlaubt es komplexe Systeme mittels Boolescher Funktionen zu modellieren und typische Kennwerte der Zuverlässigkeit und Verlässlichkeit wie Mean-Time-To-Failure (MTTF) oder Mission-Times (MTs) vollautomatisch zu bestimmen. JReliability ist eine plattformunabhängige Java Bibliothek und unter LGPL lizenziert (Open Source).
Opt4J: Ein flexibles Optimierungsframework auf Java Basis
Opt4J ist ein schlankes aber dennoch sehr flexibles Framework um verschiedene Optimierungsalgorithmen wie Evolutionäre Algorithmen, Partikel Schwärme oder Simulated Annealing auf synthetische Benchmarks als auch real existierende Problemstellungen anzuwenden. Opt4J ist unter LPGL lizenziert und damit frei verfügbar (Open Source) sowie in Java implementiert und damit plattformunabhängig.
SysteMoC: Darstellung von Berechnungsmodellen in SystemC
Die automatische Identifikation eingeschränkter Berechnungsmodelle stellt den Schlüssel zur Analyse und effizienten Synthese von Hardware/Software-Systemen dar. Programmiersprachen, wie Java, C++, etc. sind berechnungsuniversell und beschränken somit die Analyse und Synthese weitestgehend. Hier setzt das Projekt SysteMoC an. Basierend auf der Systembeschreibungssprache SystemC werden Konstruktionsregeln zur Verfügung gestellt, welche die Identifikation des zu Grunde liegenden Berechnungsmodells und somit den Zugang zur Analyse und effizienten Synthese von Hardware/Software Systemen erlauben.

Abgeschlossene Projekte

AEOS: Aktororientierte Synthese und Optimierung digitaler Hardware/Software-Systeme auf Systemebene
In diesem Projekt werden neue Methoden zur Synthese von Verhaltensmodellen zur optimalen Implementierung als heterogene Multi-Processor-System-on-a-Chip untersucht. Dies beinhaltet auch neuartige Hardware und Softwaresynthesemethoden sowie Syntheseansätze über Hardware/Software-Grenzen hinweg.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/18-2
DIANA: Erweiterte Diagnosefähigkeit zur verbesserten Analysierbarkeit von Elektronikausfällen im Automobil
Im DIANA Projekt wird erforscht, wie sich die Analyse- und Diagnosefähigkeiten von elektronischen Steuergeräten im Fahrzeug verbessern lassen, um Elektronikstörungen im Automobil schneller und effizienter erkennen und beheben zu können. Um eine derartige Diagnosefähigkeit zu erhalten wird entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Automobilindustrie, vom Halbleiterhersteller über die Systemlieferanten der elektronischen Steuergeräte bis zum Automobilhersteller eng zusammgearbeitet.
Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Unterauftrag der Audi AG
GEFA: Ganzheitlicher Entwurf von Fahrerassistenzsystemen im Automobilbereich
Ziel des Projekts ist es, eine Entwurfsmethodik für verteilte Videosysteme mit Schwerpunkt Fahrerassistenz sowie eingebettete Regelsysteme („Cyber-Physical Systems“) zu erarbeiten. Hierbei wird erforscht, wie die Aspekte Modellierung, Analyse und Entwurfsraumexploration auf die Bedürfnisse von Fahrerassistenzsystemen und damit auf eine Abstraktionsebenenübergreifende Sicht auf Anwendung, Algorithmik, Vernetzung und Steuergerätearchitektur zugeschnitten werden müssen.
Fördergeber: EFRE Fördermittel des Bayerische Staatsministeriums für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie als Teil des ESI Anwendungszentrums
Hardware-Software-Co-Design kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme
Ziel des Projekts ist der Modell-basierte Entwurf zukünftiger kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme. Dies beinhaltet die Modellierung der Funktionalität als Aktor-orientiertes SystemC-Modell. Ausgehend von diesem Modell sollen verschieden Implementierungsalternativen in Hard- und Software untersucht und für den Einsatz im Automobil analysiert werden.
In Kooperation mit der Daimler AG, Ulm
HLESI: High-Level-Modellierung von Bus-Controllern und -Systemen in der Automatisierungstechnik
In diesem Projekt wird erforscht, wie sich Methoden zur High-Level Modellierung, Analyse und Sythese aus dem MPSoC-Bereich auf Kommunikationssysteme im Bereich der Automatisierungstechnik einsetzen lassen. Als Anwendungsbeispiel dient ein PROFINET Ethernet Controller.
Fördergeber: EFRE Fördermittel des Bayerische Staatsministeriums für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie als Teil des ESI Anwendungszentrums
INI.FAU: Integrale Sicherheitsarchitektur – Modellierung, Analyse, Optimierung und Variantenmanagement
Mit dem Institut INI.FAU geht die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg neue Wege in Forschung und Lehre. Gemeinsam mit der AUDI AG entsteht am Standort Ingolstadt ein regionales Kompetenzzentrum, das dem wissenschaftlichen Nachwuchs einmalige Arbeitsbedingungen bietet, um theoretisches Wissen für die Praxis anwendbar zu machen. Ziel ist es vor allem, die Fahrzeugelektronik durch neue Methoden in der Simulation, im Entwurf, in der Datenanalyse und in der Sicherheitstechnik weiter zu entwickeln.
Fördergeber: AUDI AG, Ingolstadt
PowerEval: Leistungsevaluierung und -optimierung zukünftiger mobiler Funkplattformen
Mobile Funkplattformen bestehen sowohl aus Hardware-Komponenten, wie Prozessoren, Busse, Speicher und Hochfrequenzkomponenten, als auch aus Software-Komponenten, wie Betriebssystem, Treiber, Kommunikationsprotokollstapel und Systemschnittstellen zur Applikations-Software. Das PowerEval-Projekt soll eine neue Methodik definieren, um bereits auf Spezifikationsebene Abschätzungen zur Energieeffizienz mobiler Funkplattformen durchzuführen.
Fördergeber: Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie im Forschungs- und Entwicklungsprogramm 'Informations- und Kommunikationstechnik' und Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union
SEIS: Sicherheit in eingebetteten IP-basierten Systemen
Das Gesamtziel des SEIS-Projekts ist es, die sichere Verwendung des Internet Protocols in eingebetteten Systemen zu fördern, um die Grundlage für weitere Innovationen und Effizienzsteigerungen zu legen. Unsere Vision ist dabei die durchgängige, sichere Verwendung von IP in allen Anwendungsbereichen.
Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter Förderkennzeichen 01BV0914-SEIS
SFB694 Teilprojekt B5: Fertigungsorientierte Entwurfsmethodik für Software eingebettet in Komponenten mobiler Systeme
Elektronik und Software stellen heutzutage das gröte Innovations- allerdings auch das höchste Pannenpotential im Automobilbau dar. Deshalb werden in diesem Teilprojekt fertigungsorientierte und modellbasierte Softwareentwicklungsmethoden zur Kompensation von Fertigungstoleranzen, Alterungsprozessen und Fehlern von eingebetteten Systemen untersucht. Mit dem Ziel Qualität und Zuverlässigkeit eines Systems zu analysieren, nachhaltig zu verbessern und das Problem des Variantenreichtums zu behandeln, sollen neue Entwurfsmethodiken erforscht werden.
SpecVer: Verifikationsgerechte Spezifikation komplexer Systeme
SpecVer erforscht neue Methoden zum Entwurf komplexer Systeme am Beispiel der Telekommunikationstechnik. Im Unterschied zu bisherigen Systemen werden auf hohem Abstraktionsniveau einsetzende, für nachträgliche Änderungen offene Top-Down-Zugänge zur Spezifikation sowie zur engeren Verknüpfung von Spezifikation und Verifikation entwickelt. Dadurch wird die Produktivität und Fehlersicherheit dieser Entwurfsschritte nachhaltig erhöht ("first-time-right"). Die Ergebnisse lassen sich auf andere Bereiche z.B. Automotive, übertragen.

Architecture and Compiler Design

Laufende Projekte

ExaStencils — Advanced Stencil-Code Engineering
ExaStencils has the goal to develop a software technology which enables the largely automatic derivation of highly optimized, exascale-ready stencil codes. The main distinguishing quality of the project is that domain knowledge of the specific application and the execution platform used is going to be leveraged at several levels of abstraction in tuning the implementation. The major steps are (1) tuning the mathematical formulation of the problem, (2) converting it to a domain-specific programming language, (3) employing software product-line technology for an effective management of the commonalities and variabilities of stencil codes and for domain-specific optimization and generation, (4) applying polyhedral techniques of loop optimization, and (5) adapting to the specific features of the execution platform used. The first two case studies will be in particle simulation and quantum chemistry.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/17-1
HBS: Graduiertenkolleg "Heterogene Bildsysteme", Projekt B3
In Teilprojekt B3 sollen einheitliche Methoden zur Abbildung von Algorithmen auf heterogene Architekturen untersucht werden. Hierbei sollen im Wesentlichen neue Parallelisierungsmethoden, Partitionierungsverfahren und Code-Generierungstechniken (sowohl Software als auch Hardware-Konfigurationen) speziell für Bildsysteme erforscht werden.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
INI.FAU: Parallelisierung und Ressourcenabschätzung von Algorithmen für heterogene FAS-Architekturen
Mit dem Institut INI.FAU geht die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg neue Wege in Forschung und Lehre. Gemeinsam mit der AUDI AG entsteht am Standort Ingolstadt ein regionales Kompetenzzentrum, das dem wissenschaftlichen Nachwuchs einmalige Arbeitsbedingungen bietet, um theoretisches Wissen für die Praxis anwendbar zu machen. Ziel ist es vor allem, die Fahrzeugelektronik durch neue Methoden in der Simulation, im Entwurf, in der Datenanalyse und in der Sicherheitstechnik weiter zu entwickeln.
Fördergeber: AUDI AG, Ingolstadt
InvasIC: Sonderforschungsbereich/Transregio 89 — Invasives Rechnen
Unter dem Begriff Invasives Rechnen soll ein völlig neues Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme erforscht werden. Die Grundidee besteht darin, parallelen Programmen die Fähigkeit zu verleihen, in einer als Invasion bezeichneten Phase ressourcengewahr Berechnungen auf eine Menge aktuell verfügbarer Ressourcen zu verteilen, und nach paralleler Abarbeitung diese in einer als Rückzug bezeichneten Phase wieder frei zu geben. Um diese neue Art der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung auf zukünftigen MPSoCs (engl. Multi-Processor-Systems-on-a-Chip) effizient zu ermöglichen, bedarf es neuer Programmierkonzepte, Sprachen und Compilern wie auch Laufzeit- bzw. Betriebssystemen sowie revolutionärer Architekturerfindungen, die sich auf die Rekonfigurierbarkeit von sowohl Prozessor-, Verbindungs- als auch Speicher- Ressourcen beziehen.
Teilprojekt B2, Invasive eng gekoppelte Prozessorfelder
Teilprojekt C2, Simulative Entwurfsraumexploration
Teilprojekt C3, Übersetzung und Code-Erzeugung für Invasive Programme
Teilprojekt Z2, Validation and Demonstrator
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TRR 89/1-2010
Dedizierte massiv parallele Systeme
In diesem Projekt mit dem Namen PARO werden Verfahren zum Entwurf von feinkörnigen massiv parallelen VLSI Schaltungen untersucht. Eine Teilklasse dieser Architekturen ist unter dem Namen systolischer Felder bekannt. Obwohl diese Rechner keine eigenständigen Rechner darstellen, spielen sie - eingesetzt als Coprozessoren - eine wichtige Rolle in Systemen, die ein hohes Maß an Dediziertheit und Rechenleistung erfordern. Der Entwurf und die Integration dieser Komponenten in größere Systeme macht die Implementierung und Anwendung spezieller Entwurfsverfahren notwendig, die den Entwurf vom Algorithmus bis zur Schaltung automatisiert.
MAP: Multi-core Architectures and Programming
In diesem Projekt werden aktuelle Systeme mit mehreren Kernen betrachtet. Beispiele solcher Architekturen sind Graphikkarten, welche bis zu 240 so genannter Steaming-Prozessoren enthalten, oder auch der Cell-Prozessor, welcher ein Power Processing Element (PPE) und 8 Coprozessoren, sogenannte Synergistic Processing Elements besitzt. Neben den Architekturen selbst werden vor allem parallele Programmiermethodiken und die Abbildung von Algorithmen auf solche Architekturen untersucht.

Open Source Projekte

HIPAcc: Eine domänenspezifische Sprache mit GPU Zielcodegenerierung für Bildverarbeitungsanwendungen
HIPAcc erlaubt es Bildverarbeitungsalgorithmen in einer domänenspezifischen Sprache (engl. domain-specific language (DSL)) zu beschreiben. Ausgehend von dieser Beschreibung wird mit Hilfe von Source-to-Source Übersetzung Zielcode für Graphikkartenbeschleuniger generiert. Das Framework bietet Backends für CUDA, OpenCL und Renderscript. HIPAcc ist unter der Simplified BSD License lizenziert (Open Source) und läuft aktuell unter GNU/Linux und Mac OS X.

Abgeschlossene Projekte

CoMap: Co-Design massiv parallel eingebetteter Prozessorarchitekturen
Das Projekt beschäftigt sich mit der systematischen a) Abbildung, b) Evaluation und c) Exploration von massiv parallelen Prozessorarchitekturen, die für spezielle Anwendungen im Bereich von Eingebetteten Computern entwickelt werden. Die zu untersuchende Klasse von Computerarchitekturen besteht aus massiv parallel vernetzten Prozessorelementen, die durch heutige Hardwaretechnologie in einem einzigen Chip (SoC - System on a Chip) integriert werden können.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/13-1 und 163/13-2
Entwurf anwendungsspezifischer Prozessoren
Betrachtet werden die Probleme der Modellierung, Simulation und des systematischen Entwurfs anwendungsspezifischer Instruktionssatzprozessoren (engl. application-specific instruction-set processors, ASIPs). Dazu gehören beispielsweise digitale Signalprozessoren (DSPs) und Mikrocontrollerarchitekturen. Untersucht werden neuartige Simulationskonzepte sowie bessere Compilerverfahren zur Unterstützung dieser Klasse von Architekturen.
MMSys: Motion Management System
Ziel des Projektes ist, ein qualitativ hochwertiges, effizientes und kostengünstiges System zur Klassifizierung, Positionierungsunterstützung und Bewegungserfassung eines Patienten für den Einsatz in der Radiotherapie zu entwerfen. Hierbei wird die neuartige Technologie Time-of-Flight (ToF) für die Bildgebung eingesetzt, die mit einem aktiven Messprinzip metrische dreidimensionale Oberflächendaten in Echtzeit erfasst.
Fördergeber: Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie im Forschungs- und Entwicklungsprogramm 'Informations- und Kommunikationstechnik' und dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union unter Förderkennzeichen IUK338/002

Reconfigurable Computing

Laufende Projekte

Zuverlässige FPGA-basierte adaptive Systeme in der Luft- und Raumfahrt
Für Luft- und Raumfahrtanwendungen soll ein FPGA-basiertes System entwickelt werden, dass es erlaubt zur Laufzeit Module auszutauschen. Jedoch operieren solche System in einer Umgebung mit starker Strahlung, was den Einsatz von SRAM-basierte FPGAs erschwert. Deswegen sollen geeignete Gegenmaßnahmen, wie das Auffrischen der Konfiguration oder das Replizieren von kritischen Modulen mit Hilfe des von uns entwickelten adaptiven Systems untersucht werden, um die Zuverlässigkeit solcher Systeme zu erhöhen.
Fördergeber: EFRE Fördermittel des Bayerische Staatsministeriums für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie als Teil des ESI Anwendungszentrums

Abgeschlossene Projekte

Konzepte zur Realisierung, Optimierung der Auslegung und Prototypisierung einer modularen und konfigurierbaren elektronischen Datenkonsolidierungseinheit für den Einsatz in zivilen Flugzeugen
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen Konzepte zur überwachung von Signalkonsistenzen mit Hilfe einer Datenkonsolidierungseinheit für den Einsatz in Flugzeugen der zivilen Luftfahrt entstehen.
Fördergeber:Diehl Aerospace GmbH, Überlingen
FPGA-basierende dynamisch rekonfigurierbare SQL-Beschleuniger
Dieses Projekt widmet sich dem Entwurf einer FPGA-basierten Modul-Bibliothek sowie die entsprechende Laufzeitumgebung für die Abbildung von SQL-Anweisungen in Hardware. Diese Bibliothek soll aus partiell rekonfigurierbaren Modulen bestehen um die Synthese- und Rekonfigurationszeit zu verkürzen. Dieser Ansatz erlaubt eine sehr flexible Zusammenstellung der Beschleunigermodule für verschiedene SQL-Operationen bei gleichzeitig hohen Datendurchsatz.
Fördergeber: IBM Deutschland Research & Development GmbH, Böblingen
AIS (Autonome Integrierte Systeme)
Das Clusterforschungsprojekt AIS (gefördert durch das BMBF, Förderkennzeichen: 01 M 3083) hat sich zum Ziel gesetzt, eine neue Entwurfsmethodik für autonome integrierte Systeme zu erforschen, um deren Robustheit, Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erhöhen. Mit dieser neuen Entwurfsmethodik werden Architekturkomponenten mit autonomen Eigenschaften dimensioniert und Komponenten in einem Explorations- und Integrationsprozess auf Systemebene mit einer Betriebssystemumgebung kombiniert. Zur Validierung werden prototypische Implementierungen erarbeitet und die Interoperabilität demonstriert. Siehe hierzu auch die Pressemitteilung des BMBFs vom 5.Februar 2010: html pdf
Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Förderkennzeichen: 01 M 3083
ESM (Erlangen Slot Machine): Eine flexible Plattform für dynamisch rekonfigurierbare Rechner
Dieses Projekt hat zum Ziel, eine neuartige Plattform zur Realisierung von Diensten zur partiellen und dynamischen Rekonfgurierbarkeit aufzubauen, die in der Lage ist, die erforschten Modelle und Optimierungsmethoden zur Rekonfguration auch technisch umzusetzen und im realen Feld zu erproben. Die ESM-Plattform wird in der Lage sein, dynamische Hardwarerekonfguration für viele interessante Problembereiche effzient umzusetzen, insbesondere im Bereich von Video-Streaming-Algorithmen und im Zusammenhang mit Knotenausfällen im Projekt ReCoNets.
Mehr Informationen finden Sie hier im ESM Wiki!
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/14-X
ReCoNodes: Optimierungsmethodik zur Steuerung hardwarekonfigurierbarer Knoten
In diesem Projekt wird der bislang nur unzulänglich automatisierte Zugang zu rekonfigurierbaren Schaltungen, insbesondere FPGA-basierten Architekturen, erschlossen durch Bereitstellung von Modellen und Optimierungsmethoden im Zusammenhang mitder dynamischen Hardwarerekonfiguration. Diese Modelle und Methoden sollen schließlich in einer Art Betriebssystem für Hardwarefunktionen resultieren, das die Verwaltung der Ressourcen zur Laufzeit übernimmt.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/14-X
ReCoNets: Entwurfsmethodik für eingebettete Systeme bestehend aus kleinen Netzwerken hardwarerekonfigurierbarer Knoten und Verbindungen
Das Ziel des Projekts ist die Erforschung einer Entwurfsmethodik für eine Klasse neuartiger Rechnerarchitekturen, die sich durch die besonderen Eigenschaften der Vernetztheit und der Rekonfigurierbarkeit auf Hardwareebene auszeichnen und die für einen speziellen technischen Kontext entwickelt werden (eingebettetes System). Die Rekonfigurierbarkeit ist hierbei nicht auf die einzelnen Hardwaremodule (Knoten des Netzwerks) beschränkt, sondern muss auch für die Knotenverbindungen gelten. Typische Anwendungsfelder für rekonfigurierbare Netzwerke sind die Automobilelektronik oder Body-Area-Netzwerke.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/10-X

Selbst-organisierende Systeme

Laufende Projekte

InvasIC: Sonderforschungsbereich/Transregio 89 — Invasives Rechnen
Unter dem Begriff Invasives Rechnen soll ein völlig neues Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme erforscht werden. Die Grundidee besteht darin, parallelen Programmen die Fähigkeit zu verleihen, in einer als Invasion bezeichneten Phase ressourcengewahr Berechnungen auf eine Menge aktuell verfügbarer Ressourcen zu verteilen, und nach paralleler Abarbeitung diese in einer als Rückzug bezeichneten Phase wieder frei zu geben. Um diese neue Art der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung auf zukünftigen MPSoCs (engl. Multi-Processor-Systems-on-a-Chip) effizient zu ermöglichen, bedarf es neuer Programmierkonzepte, Sprachen und Compilern wie auch Laufzeit- bzw. Betriebssystemen sowie revolutionärer Architekturerfindungen, die sich auf die Rekonfigurierbarkeit von sowohl Prozessor-, Verbindungs- als auch Speicher- Ressourcen beziehen.
Teilprojekt A1, Grundlagen Invasiven Rechnens
Teilprojekt B5, Invasive NoCs - autonome, selbst-optimierende Kommunikationsinfrastrukturen für eingebettete Mehrprozessor-Systeme
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TRR 89/1-2010

Abgeschlossene Projekte

2D/3D-Videoüberwachung
Ziel des Vorhabens ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, um Bildinformationen von einer hybriden 2D/3D-Kamera für die Videoüberwachung zu nutzen. Mit diesem Ansatz wollen wir erreichen, dass eine automatischen Videoüberwachung ohne die Hilfe eines menschlichen Betrachters möglich ist.
Fördergeber: Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie im Forschungs- und Entwicklungsprogramm 'Informations- und Kommunikationstechnik' und dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union unter Förderkennzeichen IUK-0908-0002/IUK337/003
Organic Bus
In dem Projekt Organic Bus (gefördert durch das DFG im SPP 1183 Organic Computing) soll ein organischer Ansatz zur Analyse, Entwurf und Optimierung bus-basierter Kommunikationssysteme untersucht werden. Das Ziel dieses Ansatzes ist es, die Nachteile herkömmlicher reiner offline Entwurfsmethoden zu umgehen.
Fördergeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter Förderkennzeichen TE 163/15-1
ReKoSys: Kognitive eingebettete Systeme auf Basis dynamisch rekonfigurierbarer Hardware
In dem Projekt ReKoSys erforschen die vier Kooperationspartner Techniken zum Einsatz kognitiver Funktionen in eingebetteten Systemen unter Verwendung dynamisch rekonfigurierbarer Komponenten. Anwendung in den Bereichen der Automotive-Netzwerke und der Sicherheitstechnik bilden dabei den Rahmen in dem die Forschungsergebnisse eingebettete werden sollen.
Fördergeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (StMWIVT) unter Förderkennzeichen IUK-0706-0003/IUK262/002
Kognitives Vision System
Um Robotern kognitive Fähigkeiten zu ermöglichen, werden in diesem Projekt verschiedenste kognitive Bildverarbeitungsalgorithmen erforscht und angewendet. Der Alltag in der Wohnung stellt hierbei wieder das Anwendungsszenario dar. Ein weiterer Schwerpunkt bildet die Entwicklung kognitiver Kamerasysteme in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut IIS.
  Impressum Stand: 29 June 2016.   F.H.,M.G.,D.Z.,S.W.,