Projekt

Zum Teil gefördert durch das Projekt „SPI – Modelle und Verfahren zur Synthese und Optimierung von gemischt reaktiv/transformativen eingebetteten Systemen“ im DFG-Schwerpunktprogramm 1040 „Entwurf und Entwurfsmethodik eingebetteter Systeme”.
Betrachtet werden die Probleme der Systemspezifikation, Entwurfsraumexploration, der automatischen Synthese eingebetteter Systeme. Bei der Systemspezifikation werden neue Modelle zur Spezifikation heterogener Applikationen untersucht, die sowohl kontrollflussdominante als auch datenflussdominate Anteile enthalten. Weiterhin müssen diese Modelle in der Lage sein, Ressourcenbeschränkungen sowie weitere Implementierungsbeschränkungen zu modellieren. Dies ist zwingend notwendig für automatisierte Verfahren zur Entwurfsraumexploration. Neuere Ansätze gehen über das bekannte statische Problem, bei dem ein Algorithmus und die Ressourcenbeschränkungen zur Entwurfszeit gegeben sind, weit hinaus. Vielmehr werden nun Probleme betrachtet, bei denen sowohl der Algorithmus (Adaption) als auch die Architektur (Rekonfiguration) zur Laufzeit geändert werden oder sich ändern können.
Systemsynthese ist das Problem der optimalen Abbildung eines Algorithmus auf eine heterogene Hardware-Software-Architektur. Dieses Problem geht über das bekannte Hardware-Software-Bipartitionierungsproblem hinaus. Insbesondere umfasst dieses (1) die Auswahl einer geeigneten Hardware-Software-Architektur (Allokation), (2) der Abbildung des gegebenen Algorithmus auf diese Architektur in Raum (Bindung) und Zeit (Ablaufplanung) sowie (3) der Entwurfsraumexploration. Die Allokation umfasst auf Systemebene im Allgemeinen Komponenten, wie softwareprogrammierbare Prozessoren, ASICs, FPGAs, Busse und Speicher.
Bei der Entwurfsraumexploration geht es um das systematische Finden von Pareto-optimalen (siehe Projekt EVOLIVO) Implementierungen, also Realisierungen, die die Spezifikation erfüllen. Andere existierende Ansätze betrachten oftmals lediglich die Abbildung eines Algorithmus auf eine statische Architektur-Plattform (z. B. CPU+FPGA) und berücksichtigen nicht die starke Abhängigkeit von Bindung und Ablaufplanung. Für die Entwurfsraumexploration werden populationsbasierte Optimierungsstrategien, wie z. B. Evolutionäre Algorithmen, verwendet. Aktuelle Erweiterungen zielen auf die Unterstützung hardwarerekonfigurierbarer Architekturen und adaptiver Applikationen. Dies bedeutet zum einen, dass Ressourcen nur zeitlich exklusiv zur Verfügung stehen und zum anderen, dass viele Eigenschaften einer Implementierung nicht mehr statisch bestimmbar sind, da diese im Allgemeinen von der momentan laufenden Applikation und somit der aktuellen Bindung abhängen.
Ein enormer Fortschritt gelang letztes Jahr innerhalb dieses Projektes auf dem Gebiet der Integration von formalen Verifikationstechniken in den Entwurfsfluss. Hier konnte der Einsatz von SAT-Techniken zur Suchraumreduktion und quantitativen Bewertung von Implementierungen während der Entwurfsraumexploration gezeigt und umgesetzt werden.
Weitere Informationen sind im WWW unter folgender URL verfügbar:
http://www12.informatik.uni-erlangen.de/research/meat