DFG fördert Informatik-Forschung an der BTU Cottbus-Senftenberg

Anfang Juli 2013 bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) dem Lehrstuhl Technische Informatik der BTU Cottbus-Senftenberg für die Forschung zu hoch-zuverlässigen Systemen in der Mikroelektronik Mittel in Höhe von 280.000 Euro. Damit erhält der Lehrstuhl von Prof. Vierhaus bereits die zweite Förderung in diesem Bereich.

Der Antrag, der maßgeblich von Dr. Mario Schölzel verfasst wurde, behandelt das Thema „Kombination von On-Line-Test und Selbstreparatur für hoch-zuverlässige Prozessor-basierte nanoelektronische Systeme“. Schon im Mai 2013 hatte die DFG dem Projekt des Lehrstuhls zum Thema „Synthese-Verfahren für digitale Logik-Schaltungen mit gezielter Optimierung für Zuverlässigkeit und Lebensdauer“ mit einer Fördersumme 170.000 Euro den Zuschlag erteilt.

Die Entwicklung von Rechnern und von Geräten für die mobile Kommunikation wird seit Jahren getrieben durch die Integration immer komplexerer Baugruppen auf einem Mikrochip. Heute kann man bei minimalen Strukturgrößen von 20 Nanometern (das entspricht etwa 1/1000 der Dicke eines Haares) bis zu 50 Milliarden Transistoren auf einem Quadratzentimeter herstellen. Und vor allem der Bedarf an komplexen Diensten bei der mobilen Kommunikation treibt diese Entwicklung. Dass die Basis-Bausteine bei laufender Verkleinerung störanfälliger und kurzlebiger werden, ist ein unerwünschter, aber unvermeidbarer Nebeneffekt. Während ein Mikroprozessor in „groben“ Technologien mit Strukturgrößen um 500 Nanometer mit Nutzungsdauern von 20 Jahren und mehr aufwarten konnte, schrumpft die Nutzungsdauer nun bis zum Ausfall durch Ermüdung absehbar auf zwei Jahre und weniger. Die Hersteller der Elektronik für sicherheitskritische und langlebige Produkte, wie z. B. die Autoelektronik-Industrie, sind deshalb mit dem Übergang auf minimale Strukturgrößen unter 50 Nanometern eher zögerlich.

Trotzdem ergibt sich langfristig die Notwendigkeit, hoch-zuverlässige rechnerbasierte Systeme aus nicht sehr zuverlässigen Basis-Bausteinen zu bauen. Das ist auch ein Anliegen der Fachklasse „ZUSYS“ (zuverlässige Hardware-Software-Systeme) der Doktoranden-Schule der BTU Cottbus-Senftenberg, die in Kooperation mit dem Leibniz-Institut IHP (Frankfurt / Oder), dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (Dresden) und den Technischen Universitäten in Tallinn (Estland), Liberec (Tschechien) und Poznan (Polen)und mit Förderung durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) organisiert wird.

Der Lehrstuhl „Technische Informatik“ arbeitet seit Jahren an Verfahren, welche durch den Einbau vorher ruhender „Ersatzteile“ für verschlissene Bausteine die Lebensdauer komplexer Schaltkreise signifikant verlängern können. Intensiv wird nun an Verfahren gearbeitet, mit denen man zusätzlich und mit minimalem Aufwand Fehler auch schon im laufenden Betrieb erkennen und kompensieren kann, bis in einer Ruhepause des Systems die Reparaturfunktion eingreift.

Weitere Informationen
Prof. Heinrich T. Vierhaus, Lehrstuhl Technische Informatik,
E-Mail: htv@informatik.tu-cottbus.de