Fehlerfreie Mikrochips herstellbar durch neues Verfahren des Trierer Instituts für Telematik

Ein junger Wissenschaftler des Instituts für Telematik hat ein mathematisches Verfahren entwickelt, mit dem Chiphersteller schon in der Entwicklungsphase von Mikroprozessoren und integrierten Schaltkreisen deren Fehlerfreiheit sicherstellen können. Wie das Trierer Institut mitteilte, lassen sich dadurch die mit Hardware-Fehlern gelegentlich verbunden hohen finanziellen Risiken ausschließen.

Das vom Trierer Informatiker Dr. Harald Sack (36) geschaffene neue Verfahren zur computergestützten automatischen Schaltkreis-Überprüfung erweitert die bislang genutzten Datenstrukturen der sogenannten „geordneten binären Entscheidungsdiagramme (OBDDs)“.

„Die anhaltende Miniaturisierung und explosionsartig zunehmende Komplexität von integrierten Schaltkreisen macht es für Entwickler immer schwieriger, absolut korrekt arbeitende Mikrochips zu gewährleisten“, beschreibt Sack, der jetzt mit einer Doktorarbeit zu diesem Thema an der Uni Trier promovierte, die Lage in der Industrie. Der Konkurrenzdruck zwischen den Herstellern führe zudem zu immer kürzeren Entwicklungszyklen. Welche fatalen Folgen fehlerhafte Chips haben könnten, sei der Öffentlichkeit erstmals Ende 1994 bewusst geworden, als in Intels Pentium 1-Prozessor der als „FDIV-Bug“ bezeichnete Fehler in der Floating Point Unit aufgetreten sei. „Die dadurch ausgelöste Umtauschaktion kostete den Hersteller mehr als 475 Millionen US-Dollar“, rechnet der Trierer Wissenschaftler vor.

Institutsdirektor Professor Christoph Meinel (47) hat beobachtet, dass seither die Kette aufgetretener Fehler in Mikroprozessoren nicht abgerissen ist: „Nicht immer sind die Folgen so spektakulär wie damals“, betont Meinel. Nach seinen Informationen existieren zu allen aktuellen Prozessoren Listen mit bekannten, aufgetretenen Fehlern, doch minderten diese die Einsatzfähigkeit der Chips nur in geringem Maße. Trotzdem sei es gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen in Flug- oder Kraftfahrzeugen wichtig, Hardware-Fehler bereits möglichst früh im Designprozess zu erkennen. Hierfür sei das von Dr. Sack entwickelte Verfahren eine wichtige Voraussetzung.

Meinels als eingetragener Verein verfasstes gemeinnütziges und außeruniversitäres Institut für Telematik ist in seiner Ausrichtung in Deutschland einmalig. Nach nur vier Jahren Arbeit kann es schon auf zwei Patente, drei Promotionen und gut 70 Fachbeiträge zu internationalen Konferenzen verweisen. Die fast 50-köpfige Mannschaft rund um Prof. Meinel entwickelt anwenderfreundliche und praxistaugliche Hightech-Lösungen. M-Commerce, Internet/Intranet, Sicherheit der Datenkommunikation in offenen Netzen, Telemedizin, Elektronisches Publizieren, Systementwurf und -analyse – das sind die derzeitigen Tätigkeitsfelder des international tätigen Spitzenforschungs- und Entwicklungszentrums. Es ist Mitglied der Initiative D21 und Träger des Erfinderpreises Rheinland-Pfalz für seine patentierte Internet-Sicherheitslösung „Lock-Keeper“, die Firmencomputer im Internet sicherer vor Online-Attacken von Hackern schützt als die klassischen Firewalls.