Projekte

Hardwareorientierte Informatik - Aktuelle Forschungsprojekte

(DFG gefördert; seit Oktober 2015)

Weitere Informationen erhalten Sie auf unserer englischsprachigen Projektseite.

Rechnerarchitektur - Aktuelle Forschungsprojekte

Ein wichtiges Problem in modernen Fertigungstechnologien in der Nanoelektronik sind Frühausfälle, die immer wieder Rückrufaktionen erfordern und dadurch Kosten in Milliardenhöhe verursachen. Ein wichtiger Grund hierfür sind sogenannte schwache Schaltungsstrukturen, die zwar bei der Inbetriebnahme funktionieren, aber der späteren Belastung im Betrieb nicht gewachsen sind. Solche Strukturen können anhand von nichtfunktionalen Indikatoren, insbesondere auch anhand des Zeitverhaltens, identifiziert werden. Für einen effektiven und kosteneffizienten Test dieser Indikatoren sollen im FAST Projekt Schaltungen mit einem prüfgerechten Entwurf und Selbsttest ausgestattet werden, die auch bei Frequenzen jenseits der funktionalen Spezifikation arbeiten können, um kleine Abweichungen des nominalen Zeitverhaltens und damit potentielle Frühausfälle zu erkennen.

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Das Projekt „SHIVA: Sichere Hardware in der Informationsverarbeitung“, koordiniert von Prof. Dr. Wunderlich (Institut für Technische Informatik), erforscht Entwurfs- und Verifikationsmethoden zur Steigerung der Sicherheit mikroelektronischer Hardware, beispielsweise aus der Automobilelektronik, der Medizintechnik oder auch der Fertigungstechnik. Es soll damit der Ausschluss einer Manipulation des Systems, der Ausschluss der Beobachtung interner Daten, verwendeter Verfahren und Prozesse und der Schutz des geistigen Eigentums an der Hardware garantiert werden.

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Eingebettete Systeme - Aktuelle Forschungsprojekte

In vielen Anwendungsdomänen erweist sich der Entwurf der Firmware als ein besonders kritischer Entwurfsfaktor. Die Vielzahl an Aufgaben der Firmware und die steigenden Anforderungen führen zu einer sehr hohen Entwurfskomplexität mit wachsenden Entwurfskosten. Die Firmware muss stets an sich ändernde Hardware-Parameter sowie Architektur- und Systemkonfiguration angepasst und zusätzlich hinsichtlich gegebener Anwendungs- bzw. Nutzungsszenarien ausgelegt werden.

An dieser Stelle setzt CONFIRM an und erforscht notwendige Schlüsselaspekte zur späteren Realisierung eines durchgängigen, automatisierten Firmware-Entwurfsprozess bei den beteiligten Industriepartnern. Hierzu zählt die modellbasierte Firmware-Spezifikation mit der Fähigkeit zur automatisierten Komposition der Firmware aus Bibliothekselementen inklusive einer optimierten Auslegung im Hinblick auf Echtzeitfähigkeit, Energieverbrauch unter Berücksichtigung der Hardware- und Speicherarchitektur sowie von Anwendungsszenarien.

Die Universität Stuttgart bearbeitet im Rahmen des Vorhabens CONFIRM Verfahren zur Firmwaregenerierung für optimierte Speicherverwaltung. Dazu werden statische und dynamische Optimierungsverfahren untersucht, die den Energiebedarf des Speichersubsystems minimieren und dabei Randbedingungen an das zeitliche Verhalten und die Aufnahme elektrischer Leistung einhalten. Zur Umsetzung des Optimierungsergebnisses im System werden Verfahren zur automatisierten Generierung von Firmware zur Speicherverwaltung erforscht.

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Ihr Ansprechpartner

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Prof. Dr. rer. nat. habil.

Ilia Polian

Institutsleiter und Lehrstuhlinhaber Hardwareorientierte Informatik