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Unüberschaubare Datenmengen in Eingebetteten Systemen: Wie lassen sich Details in komplexen Strukturen erkennen?

BMBF fördert Projekt zur Visualisierung von Systemen / Gemeinsame Forschungsanstrengungen von Industrie und Universität

Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur unter Leitung von Professor Rolf Drechsler an der Universität Bremen entwickelt die Firma Concept Engineering Visualisierungswerkzeuge für den Entwurf Eingebetteter Systeme. Das Projekt „VisES“ (Förderkennzeichen 01M3197) mit einer Laufzeit von zwei Jahren wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Mit modernen Halbleitertechnologien können heute sehr viele Funktionen auf einem einzigen Chip integriert werden. Aufgrund der Komplexität dieser Systeme steigen aber auch die Fehlerrisiken. Insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen – wie zum Beispiel in der Medizintechnik oder dem Anlagenbau – müssen daher Methoden erforscht werden, die Fehlfunktionen praktisch ausschließen.

Heutige Systeme bestehen häufig aus Milliarden von Komponenten, welche entworfen und analysiert werden müssen. Dabei fallen große Mengen an Daten an, die zu berücksichtigen sind. Um hier den Überblick zu behalten, werden die verfügbaren Informationen für den Benutzer graphisch aufbereitet. Zu diesem Zweck gibt es auf niedrigen Abstraktionsebenen bereits seit vielen Jahren leistungsfähige Computer-Werkzeuge. Doch diese stoßen mittlerweile an ihre Grenzen. So sind die zahlreichen Details innerhalb der komplexen Strukturen für Menschen kaum noch zu erfassen. Um Fehler schnell zu erkennen und anschließend beheben zu können, muss die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine verbessert werden.

Die Entwicklung entsprechender Methoden wird im Vorhaben „VisES“ vom BMBF gefördert. Das Projekt ist Teil des „KMU-innovativ“-Programms, welches gezielt die Zusammenarbeit von mittelständigen Unternehmen mit Universitäten und Forschungseinrichtungen unterstützt. Im Forschungsvorhaben werden Verfahren entwickelt, die von der abstrakten Beschreibung eines Systems eine leicht verständliche graphische Darstellung generieren. Mit dieser Ergänzung wird es dem Benutzer ermöglicht, durchgängig ein System auf verschiedenen Ebenen zu betrachten und zu analysieren. Dadurch wird ein ganzheitlicher Ansatz ermöglicht, um Fehler in komplexen Systemen schnell zu lokalisieren und damit Sicherheit und Robustheit zu gewährleisten.

Die Forschungen in VisES werden industrienah durch enge Kooperationen mit externen Anwendern, wie OneSpin Solutions GmbH (München) und GLOBALFOUNDRIES GmbH (Dresden) durchgeführt.

Die Concept Engineering GmbH in Freiburg im Breisgau arbeitet seit 1990 im Bereich der Visualisierung für den Schaltkreis- und Systementwurf. Ihre Visualisierungswerkzeuge sind bei über 50.000 Systemen weltweit bei Endkunden im Einsatz.

Die Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur der Universität Bremen forscht seit 2001 an der Entwicklung neuer Methoden und Algorithmen für Eingebettete Systeme. Das Ziel dabei ist es neue Ansätze und Verfahren industrienah zu entwickeln und im praktischen Umfeld auf ihre Verwertbarkeit hin zu analysieren.