Eine COMPLEXe Herausforderung: Erhöhung der Effizienz in der HW/SW Entwicklung für eingebettete Systeme

Sowohl die Komplexität als auch die Heterogenität aktueller eingebetteter Hard- und Softwaresysteme steigt stetig. COMPLEX (COdesign and power Management in PLatform-based design space EXploration) ist ein multinationales und interdisziplinäres Vorhaben zur Steigerung der Entwurfseffizienz und Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen Hard- und Software Entwicklern.

In COMPLEX werden dazu neue Methoden entwickelt und in einem Framework integriert, um ein schrittweises Erkunden und Bewerten der Entwurfsoptionen von eingebetteten HW/SW-Systemen zu ermöglichen. Das zu entwickelnde Framework muss ein vollständiges eingebettetes System beschreiben können und präzise Abschätzungen erlauben. Somit sind Bewertungen hinsichtlich dem Einhalten und Erfüllen von Anforderungen wie dem Zeitverhalten und der Verlustleistungsaufnahme zu einem frühen Zeitpunkt im Entwurfsprozess möglich. Um dies zu erreichen werden in COMPLEX durch die Partner eingebrachte und verfügbare Werkzeuge zu einem Framework kombiniert und erweitert, sowie Plattformmodelle verschiedener Europäischer Chipanbieter integriert.

Das COMPLEX Konsortium setzt sich aus führenden europäischen Partnern der Bereiche Forschung, Industrie und dem Electronic Design Automation (EDA) Sektor zusammen. Als Ergebnis wird man nach dem Projekt in der Lage sein, ein ausführbares virtuelles Gesamtsystem, bestehend aus eingebetteter SW, HW sowie der zugehörigen Plattform, automatisch zu generieren. Dieses virtuelle System wird in der Lage sein, präzise Informationen zum Zeitverhalten und Energieverbrauch zu liefern. Die Analyse verschiedener solcher virtuellen Systeminstanzen innerhalb des Entwurfsraums ermöglicht zudem eine schnelle Annäherung an eine optimale HW- und SW-Implementierung auf einer bestimmten Zielplattform. Das Framework erlaubt somit Systemintegratoren früh, eine kundenorientierte optimale technologische Plattform zu bestimmen.

Das Projekt wird zudem die Verständigung zwischen HW-und SW-Entwicklern deutlich steigern. SW-Entwickler können Auswirkungen nicht-funktionaler Eigenschaften wie den Zeit- und Energieverbrauch von unterschiedlichen HW-Implementierungen und Plattformen untersuchen.

Den HW- und Plattform-Entwicklern ermöglicht das Framework, die für die SW Entwickler irrelevanten technischen Details auszublenden, dennoch aber eine eindeutige Sicht auf anwendungsspezifisches Zeitverhalten, der Energieaufnahme und der Performance zu bewahren.

Letztendlich bietet das Framework eine Werkzeugkette zum hocheffizienten Entwurf zukünftiger vernetzter eingebetteter Systeme, die ausschließlich durch interdisziplinär kooperierende HW- und SW-Entwicklerteams realisiert werden können. Elektronische Komponenten werden noch zuverlässiger, energiesparender, leistungsfähiger, kleiner, aber dennoch günstiger zu entwickeln sein. Das schnelle Überwinden von technologischen Hürden schafft somit das Potential für innovative Produkte und Dienstleistung, um den europäischen Wirtschaftraum nachhaltig zu stärken.

Ansprechpartner für Rückfragen der Redaktion:
Kim Grüttner
Gruppenleiter Hardware/Software-Entwurfsmethodik
Telefon: 0441/9722-228
Email: kim.gruettner@offis.de
Anlage – Weiterführende Informationen zur Pressemitteilung:
Weiterführende Informationen zum Projekt:
Die Gesamtkosten des Vorhabens liegen bei 7.2 M€. Davon werden 4.8 M€ vom siebten Rahmenprogram (FP7) zum Thema Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) der Europäischen Union getragen.
Die im COMPLEX Projekt beteiligten Partner sind:
– OFFIS Institut für Informatik, Deutschland (Koordination)
– STMicroelectronics srl., Italien
– STMicroelectronics Beijing R&D Inc., Volksrepublik China
– Thales Communications SA, Frankreich
– GMV Aerospace and Defence SA, Spanien
– CoWare NV, Belgien
– ChipVision Design Systems AG, Deutschland
– EDALab srl, Italien
– Magillem Design Services SAS, Frankreich
– Politecnico di Milano, Italien
– Universidad de Cantabria, Spanien
– Politecnico di Torino, Italien
– Interuniversitair Micro-Electronica Centrum VZW, Belgien
– European Electronic Chips & Systems design Initiative, Frankreich
Das Projekt verfolgt insgesamt die folgenden Ziele:
• Umsetzung effizienter Entwurfsmethoden in einem Framework zur Beschreibung und Bewertung des Entwurfsraumes eingebetteter HW/SW Systeme. Das zu entwickelnde Framework wird unabhängig von spezifischen Plattformen oder Anwendungsdomänen sein und besitzt eine offene Schnittstellendefinition.
• Kombination und Erweiterung etablierter ESL (Electronic System Level) Synthese- und Analysewerkzeuge zur Erzeugung virtueller Plattformen. Diese ermöglichen den nahtlosen Übergang von der Spezifikation eingebetteter HW/SW Systeme hin zur Bewertung ihrer Verlustleistungs- und Performance-Eigenschaften.
• Direkte Anbindung an die neusten Werkzeuge und industriell einsetzbaren Entwurfsumgebungen zur modellbasierten Softwareentwicklung.
• Mehrkriterien Entwurfsraumuntersuchung zur Bewertung der Entwurfsqualität und zur Optimierung der Systemplattform bezüglich Verlustleistungs- und Performance-Metriken.
• Schnelle Simulation und Bewertung der Plattform auf der Systemebene bis hin zu einer buszyklusakkuraten Modellierung.

• Integration von Optimierungstechniken zur Laufzeit, wie dem dynamischen Power-Management oder der Anpassung von Anwendungen hinsichtlich verschiedener Lastensituationen.

Über OFFIS:

OFFIS – Institut für Informatik

OFFIS ist ein 1991 gegründetes, international tätiges Forschungs- und Entwicklungsinstitut für ausgewählte Informatiktechnologien und praxisrelevante IT-Forschungsbereiche. Rund 250 Mitarbeiter vereinen in durchschnittlich 60 laufenden Forschungsprojekten Technologie- und Branchen-Know-how unter anderem in den Themenbereichen Energie, Gesundheit und Verkehr.