Ultraschneller Funk und Chip Design bei der DATE-Konferenz 2018 in Dresden

Dr. Meik Dörpinghaus, TU Dresden (Vodafone Chair Mobile Nachrichtensysteme / SFB HAEC / cfaed, Information and System Theory Group) cfaed / Jürgen Lösel

Alle zwei Jahre macht die DATE-Konferenz Station in Dresden. Sie ist eine der führenden internationalen Gelegenheiten zum Austausch all jener, die sich – sei es in Wissenschaft oder Industrie – mit Design und Engineering von Systems-on-Chip, Systems-on-Board und Embedded Systems Software beschäftigen.

Die TU Dresden ist, abgesehen von den teilnehmenden Wissenschaftlern, auch auf der begleitenden Ausstellung mit einem Gemeinschaftsstand von 5G Lab Germany, dem Exzellenzcluster „Center for Advancing Electronics Dresden“ (cfaed) und dem Sonderforschungsbereich 912 „Highly Adaptive Energy-Efficient Computing“ (HAEC) vertreten.

An dem zentral gelegenen Stand werden unterschiedliche Demonstratoren aus den vernetzten Forschungsbereichen präsentiert. Unter anderem werden die Vodafone Stiftungsprofessur Mobile Nachrichtensysteme (Prof. Gerhard Fettweis) und die Professur für Hochfrequenztechnik (Prof. Dirk Plettemeier) gemeinsam ihre 300 GHz-Demo zeigen, die bisher erst einmal öffentlich, im Rahmen des IEEE 5G Summit Dresden 2017, zu sehen war.

Sie zeigt einen Teilaspekt der angedachten HAEC-Box, einer Lösung für hoch-energieeffiziente und hochadaptive Serverarchitekturen, die zukünftig in Rechenzentren oder in neuartigen Mobilfunk-Basisstationen zum Einsatz kommen könnten. Dies ermöglicht, die Rechenleistung dichter an den Nutzer zu bringen und somit auf der Basis der „Mobile Edge Cloud“ verschiedenste Anwendungen für 5G umzusetzen.

In der HAEC-Box werden auf engstem Raum eine sehr hohe Anzahl von Rechenkernen und Speichereinheiten arbeiten, welche zu „Chip-Stapeln“ (Chip-Stacks) zusammengefasst sind. Die Chip-Stacks auf einer Leiterplatte kommunizieren über optische Verbindungen, die Chip-Stacks auf benachbarten Boards hingegen über Funkstrecken. Die Funkverbindungen ermöglichen ein hochflexibles Kommunikationsnetzwerk, in dem Links in Abhängigkeit der Softwareanforderungen an-, ab- oder zwischen verschiedenen Chip-Stacks umgeschaltet werden können. Die erforderlichen Datenraten für die Funkstrecken sind extrem hoch, was nur mittels sehr hoher Trägerfrequenzen von 200 bis 300 GHz realisierbar ist.

Um eine energieeffiziente Analog/Digital-Wandlung bei den sehr hohen Datenraten zu erreichen, wird ein im Bereich der drahtlosen Kommunikation neues Konzept basierend auf 1-bit A/D Wandlern mit Überabtastung verfolgt. Die dafür notwendigen Anpassungen des Modulationsverfahrens sind Teil der Demo, die sich interessierte Fachbesucher durch das Stand-Team erklären und vorführen lassen können. Die 300 GHz-Demo wurde unter Beteiligung der cfaed-Forschungsgruppe „Information and System Theory“ entwickelt. Der Gruppenleiter Dr. Meik Dörpinghaus ist auch Principal Investigator im SFB „HAEC“.

Die gezeigten Demos im Überblick:
• Tomahawk 4: Utilizing the Database Acceleration Features of the Tomahawk 4 MPSoC (Vodafone Stiftungsprofessur Mobile Nachrichtensysteme, TU Dresden)
• HAEC Playground (Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze, TU Dresden)
• 300 GHz Demo (Vodafone Stiftungsprofessur Mobile Nachrichtensysteme / Professur für Hochfrequenztechnik, TU Dresden)

Die TU Dresden ist auch im Executive Committee der DATE-Konferenz mit drei Wissenschaftlern verankert, so ist der Koordinator von cfaed und 5G Lab Germany, Prof. Gerhard Fettweis als „ICT Co-Chair“ der DATE-Konferenz inhaltlich verantwortlich für den Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik.

Angedockt an die DATE: Das erste cfaed Symposium „Advancing Electronics“
Das Exzellenzcluster cfaed präsentiert nach der beendeten fünfjährigen ersten Förderperiode erstmalig sein Symposium mit dem Titel „Advancing Electronics“. Es soll den wissenschaftlichen Dialog über erreichte Forschungsergebnisse, neue Ansätze und visionäre Pläne für die kommenden Jahre in der Mikroelektronik-Forschung anregen. Aufgrund der thematischen Nähe wurde das Symposium zeitlich und räumlich an die DATE-Konferenz angedockt, es findet am 19. März 2018 im Internationalen Congress Center Dresden statt. Achtung: Es wurden noch einige Restplätze für Besucher der DATE-Konferenz freigehalten, die dann direkt vor Ort die Möglichkeit haben, ein Ticket für das cfaed-Symposium zu buchen! So können auch spontan interessierte DATE-Teilnehmer noch am cfaed-Symposium teilnehmen.

• DATE Konferenz – Design, Automation and Test in Europe, 19. – 23. März 2018, Internationales Congress Center Dresden
• cfaed Symposium „Advancing Electronics“, 19. März 2018, Internationales Congress Center Dresden

Informationen für Journalisten:
Dr. Meik Dörpinghaus
TU Dresden
Vodafone Chair Mobile Nachrichtensysteme / HAEC / cfaed
Information and System Theory Group
Tel.: +49 (0) 351 463-41061
E-Mail: meik.doerpinghaus@tu-dresden.de
Information and System Theory Group: https://cfaed.tu-dresden.de/doerpinghaus-home

Jörg Herrmann
K.I.T. Group (DATE- Konferenz)
Tel.: +49 (0) 351 4967540
E-Mail: herrmann@kitdresden.de

Matthias Hahndorf
TU Dresden
Center for Advancing Electronics Dresden – cfaed
Head of Communications / Leitung Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 (0) 351 463-42847
E-mail: matthias.hahndorf@tu-dresden.de

5G Lab Germany
Das 5G Lab Germany an der TU Dresden ist ein interdisziplinäres Team mit über 600 Wissenschaftlern aus 22 Forschungsbereichen der TUD. Es wird gemeinsam von Prof. Gerhard Fettweis und Prof. Frank Fitzek geleitet. Ziel ist es, Schlüsseltechnologien für die Entwicklung des 5G-Mobilfunkstandards zu liefern. Die Forschung findet in vier verschiedenen Bereichen statt: Hardware, Wireless, Network & Mobile Edge Cloud, und Tactile Internet Applications. Es gibt mehr als 50 verbundene Industriepartner, darunter Vodafone, National Instruments, Nokia, Rohde & Schwarz, Ericsson und Deutsche Telekom. www.5glab.de

Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed)
Auf neun verschiedenen Pfaden forschen rund 300 Wissenschaftler nach neuartigen Technologien für die elektronische Informationsverarbeitung. Sie verwenden dabei innovative Materialien wie Silizium-Nanodrähte, Kohlenstoff-Nanoröhren oder Polymere. Ziele sind Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und das reibungslose Zusammenspiel der unterschiedlichen Bauelemente. Darüber hinaus werden biologische Kommunikationssysteme betrachtet, um Inspirationen aus der Natur für die Technik abzuleiten. Dieser weltweit einzigartige Ansatz vereint somit die erkenntnisgetriebenen Naturwissenschaften und die innovationsorientierten Ingenieurwissenschaften zu einer interdisziplinären Forschungsplattform in Sachsen. www.cfaed.tu-dresden.de

Sonderforschungsbereich 912 HAEC (Highly Adaptive Energy-Efficient Computing)
Der Sonderforschungsbereich HAEC ist der erste Versuch, hohe Adaptivität und Energieeffizienz in Computersystemen in einem integrierten Ansatz zu erzielen, der sich durch alle Abstraktionsebenen zieht – von Hardware-Komponenten bis hin zur Applikation. In der ersten und derzeit laufenden zweiten Förderphase wurden bereits entscheidende Fortschritte bei der Entwicklung von Technologien zur Erreichung dieses Ziels geschafft. Auf dem Gebiet der Wissenschaft könnte HAEC somit eine führende Rolle bei der Entwicklung zukünftiger Computersysteme spielen und auch in der Industrie als Wegweiser wahrgenommen werden. www.tu-dresden.de/ing/forschung/sfb912  

Über die DATE-Konferenz
Die DATE Konferenz (DATE steht für: Design, Automation and Test in Europe) versammelt alljährlich mehr als 1.200 Wissenschaftler aus der ganzen Welt. Sie findet vom 19. – 23. 03. 2018 bereits zum fünften Mal in Dresden statt. Ausschlaggebend für die Wahl Dresdens war die hier vorhandene, interdisziplinäre Spitzenwissenschaft. Die Fachkonferenz mit angeschlossener Messe deckt Designprozess, Testing sowie Automatisierungswerkzeuge für die Elektronik ab, die von integrierten Schaltungen bis hin zu verteilten eingebetteten Systemen reichen. Dies schließt sowohl Hardware- als auch Embedded Software Design-Probleme ein. Der Konferenzfokus umfasst auch die Erarbeitung von Designanforderungen und neuen Architekturen für anspruchsvolle Anwendungsbereiche wie Telekommunikation, drahtlose Kommunikation, Multimedia, Gesundheitswesen, Smart Energy und Automotive-Systeme. www.date-conference.com

Pressebild: Download unter https://cfaed.tu-dresden.de/files/Images/people/research-groups+phds/doerpinghau…

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Kim-Astrid Magister Technische Universität Dresden

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