Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2008

Automatische Entwurfsraumexploration und Synthese von Kommunikationsstrukturen für Eingebettete Systeme

Dr. Christian Haubelt
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Informatik 12, Hardware-Software-Co-Design

Dr. Andreas Gerstlauer
University of California, Irvine
Center for Embedded Computer Systems


Neben harten Beschränkungen bezüglich Leistungsfähigkeit, Leistungsaufnahme, Kosten, und Zuverlässigkeit etc., ist bei der Implementierung von eingebetteten Systemen ein Trend in Richtung komplexerer Anwendungen und Architekturen festzustellen. Heutzutage werden mehrere Prozessoren und Hardwarebeschleuniger auf einem einzelnen Chip integriert. In diesen Fällen spricht von so genannten engl. Multi Processor Systems-on-Chip (MPSoCs). Allerdings scheitern heutige Werkzeuge solche komplexen MPSoC-Anwendungen und –Architekturen automatisch zu implementieren. Die University of California Irvine und die Universität Erlangen-Nürnberg haben hier komplementäre Lösungen zum automatischen Entwurf entwickelt. Durch Kombination der Stärken beider Verfahren können neuartige Konzepte und Techniken zur automatischen Implementierung von eingebetteten Systemen als optimierte MPSoC-Lösungen etabliert werden.

Abschlussbericht
Bei der Implementierung von eingebetteten Systemen ist ein Trend in Richtung komplexerer Anwendungen und Architekturen festzustellen. Heutzutage werden mehrere Prozessoren und Hardwarebeschleuniger auf einem einzelnen Chip integriert. In diesen Fällen spricht man von so genannten engl. Multi Processor Systems-on-Chip (MPSoCs). Allerdings scheitern heutige Werkzeuge solche komplexen MPSoC-Anwendungen und –Architekturen automatisch zu implementieren. Um diese Lücke zu schließen haben die University of California Irvine und die Universität Erlangen-Nürnberg ihre komplementären Lösungen zum automatischen Entwurf im Rahmen dieses Projektes kombiniert. Konkret wurde eine Entwurfsfluss umgesetzt, der beginnend mit einer Verhaltensbeschreibung in SystemC zunächst geeignete Prozessoren und Hardwarebeschleuniger auswählt bzw. generiert, Teilfunktionen auf diese Ressourcen abbildet (Uni Erlangen) und anschließend die Kommunikationsarchitektur zwischen den resultierenden Teilsystemen erzeugt (UC Irvine). Hierdurch wird erstmalig vollautomatisch ein bit- und zyklen-akkurater virtueller Prototyp des Systems erzeugt, der Ausgangspunkt für weitere Verfeinerungen ist. Auf Basis dieser Arbeit konnten die Beschränkungen heutiger Entwurfsansätze auf Systemebene identifiziert und ein idealisierter Entwurfsansatz definiert werden. Dies ist in einem Journal-Beitrag (Gerstlauer, Haubelt, et al. Electronic System-Level Synthesis Methodologies, IEEE Transactions on Computer Aided Design 8(10):1517-1530, 2009) und weiterführende Kooperationsergebnisse in einer Konferenzeinreichung zu IEEE SAMOS dokumentiert. Darüber hinaus wurden auf den beiden führenden Konferenzen zur Entwurfsautomatisierung gemeinsam Special Sessions und Tutorials organisiert (DAC’08 Anaheim, Special Session: ESL Methodologies for Platform-Based Synthesis, DATE’09 Nizza, Tutorial: System-Level Modeling, Analysis and Synthesis of Embedded Multi-core Designs, DATE’09 Nizza, Friday Workshop: The Future of ESL Synthesis).