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Forschen für eine sichere Elektronik
Das Projekt Scale4Edge wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert
Elektronische Bauteile gehören zu unserem Alltag. Sie kommen in selbstfahrenden Autos, Mobiltelefonen oder Servicerobotern zum Einsatz und müssen sicher und verlässlich funktionieren. Um dies zu gewährleisten, fördert die Bundesregierung die Entwicklung von Hightech-Schlüsseltechnologien. Das Ziel: Die Produktion elektronischer Bauteile soll zukünftig vor allem in Deutschland erfolgen. Die Arbeitsgruppe für Rechnerarchitektur (AGRA) der Universität Bremen ist bei einem der ersten Projekte dabei. Sie übernimmt hier sozusagen die Funktion des TÜVs.
„Elektronische Geräte, wie Mobiltelefone oder autonome Fahrzeuge, sammeln pro Tag eine Menge von Daten“, erläutert der Leiter der Bremer Arbeitsgruppe, Professor Rolf Drechsler. Sie müssen schnell und verlässlich analysiert und weiterverarbeitet werden. Diese Informationen werden unter anderem dafür genutzt, um neue Erkenntnisse abzuleiten, die für autonome technische Systeme eingesetzt werden können. Ein Beispiel ist das autonome Fahren. „Diese Prozesse erfordern eine extrem leistungsfähige Elektronik, die sehr effizient ihre Aufgabe erfüllen muss“, sagt Drechsler. Dafür benötige man Lösungen, die eine spezielle Optimierung in dem jeweiligen Einsatzbereich ermöglichen. „Dies erreichen wir maßgeblich damit, indem wir den Prozessor, der praktisch das Rechenzentrum der Elektronik darstellt, neue, auf den Anwendungszweck zugeschnittene, Befehle beibringen“, so der Informatiker. Daran arbeiten die AGRA der Universität Bremen und ihre 18 Partnerinnen und Partner in dem Verbundforschungsprojekt Scale4Edge. Dabei setzen die Projektpartner auf den in Fachkreisen anerkannten sogenannten RISC-V Befehlssatz. Unter Befehlssatz versteht man die Menge aller Befehle, die der Computer direkt versteht. Der RISC-V Befehlssatz besitzt Eigenschaften, die die Rechnergeschwindigkeit erhöhen aber trotzdem die Kosten und den Energieverbrauch senken können. Auf dieser Basis erforscht und konzipiert Scale4Edge eine Entwicklungsplattform, mit der die Daten von elektronischen Geräten schnell und verlässlich analysiert und weiterverarbeitet werden können. Die Plattform soll für alle Anwenderinnen und Anwender, die in diesem Bereich arbeiten, öffentlich zugänglich sein und zuverlässig sowie energieeffizient arbeiten.
Bremer Arbeitsgruppe hat Funktion wie der TÜV
Die Arbeitsgruppe von Drechsler ist in dem Projekt für die Qualitätssicherung zuständig. Sie entwickelt für die Entwicklungsplattform Methoden für Tests und Verifikationen, damit die Analyse und Weiterverarbeitung der Daten elektronischer Geräte fehlerfrei funktionieren können. „Wir haben sozusagen die Funktion des TÜVs“, sagt Drechsler. Dass die AGRA diese Aufgabe hat, liegt an ihrer hohen Kompetenz in diesem Bereich. Die Forschenden der Universität Bremen sind weltweit führend in diesem Spezialgebiet. So nutzen die Bremer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die vorausgegangenen Forschungsarbeiten im RISC-V Umfeld von den beiden AGRA-Mitarbeitern Dr. Daniel Große und Dr. Vladimir Herdt. Diese wurden in der Fachcommunity bereits positiv aufgenommen und führten in der vergangen zwei Jahren zu mehr als zehn Publikationen – unter anderem auf den Top-Tagungen des Systementwurfs, wie beispielsweise der Design Automation Conference (DAC) und der Design Automation and Test in Europe (DATE).
Das Projekt Scale4Edge wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der „Leitinitiative für sichere Elektronik“ mit knapp 16 Millionen Euro für drei Jahre gefördert. Davon erhält die AGRA der Universität Bremen rund eine Million Euro.
Weitere Informationen:
www.bmbf.de/de/karliczek-mit-vertrauenswuerdiger-elektronik-zu-mehr-technologischer-souveraenitaet-11768.html
www.elektronikforschung.de/projekte/zuse-scale4edge
agra.informatik.uni-bremen.de
Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Rolf Drechsler
