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Werkzeugkette für echtzeitfähiges Programmieren

Das EU-Projekt ARGO entwickelt innovative Lösungen zur schnellen und effizienten Codegenerierung für schnelle parallele Mehrkern-Rechnersysteme.
Piloten sitzen in Flugsimulator
Der AVES-Flugsimulator des DLR bietet eine Möglichkeit den ARGO-Ansatz in der Praxis zu erproben. (Foto: DLR)

In Luft- und Raumfahrttechnologie, Automatisierungstechnik und Automobilindustrie müssen intelligente elektronische Rechnersysteme eine Reihe von Sicherheits- und Echtzeitanforderungen erfüllen. So muss die Software etwa bei kritischen Ereignissen eine sehr kurze Reaktionszeit einhalten. Das Programmieren entsprechender Anwendungen ist zeit- und kostenaufwendig. Eine neue Werkzeugkette zum effizienten, standardisierten, echtzeitfähigen und modellbasierten Programmieren entwickeln Partner aus Forschung und Industrie im nun gestarteten EU-Konsortium ARGO. Das KIT ist Projektkoordinator.

„Zwei der wichtigsten Anforderungen zukünftiger Anwendungen sind zum einen noch höhere Performanz, also Leistung, in Echtzeit und eine weitere Reduktion der Kosten – ohne dabei die funktionale Sicherheit zu beeinträchtigen“, sagt Professor Jürgen Becker vom Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV), der das Projekt ARGO koordiniert.

Vereinfachung der Programmierung

Immer mehr auch sicherheitskritische eingebettete Elektroniklösungen sind mit schnellen, energieeffizienten Mehrkernprozessoren ausgestattet. Die Kerne arbeiten parallel und bringen dadurch mehr Geschwindigkeit und Leistung. Die Programmierung solcher heterogener Multicore-Prozessoren ist jedoch sehr komplex.

Das EU-Forschungsprojekt ARGO – benannt nach dem überaus schnellen Schiff der griechischen Sage – zielt darauf ab, diese Programmierung durch automatische Parallelisierung modellbasierter Anwendungen und Codegenerierung erheblich zu vereinfachen.

„Mit ARGO entsteht eine neue standardfähige Werkzeugkette für Programmierer, die dann auch ohne genaue Kenntnis der komplexen parallelen Prozessorhardware den Prozess der automatischen Parallelisierung anforderungsgerecht steuern können. Daraus ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Leistung bei gleichzeitiger Reduktion der Kosten“, so Becker.

Kooperation von Wissenschaft und Industrie

Die Komplexität der Parallelisierung und der Anpassung an die Zielhardware lässt sich künftig mit der ARGO-Werkzeugkette weitgehend automatisiert mit geringem Aufwand bewältigen. Im Projekt werden beispielhaft echtzeitkritische Anwendungen aus den Bereichen der Echtzeit-Flugdynamiksimulation und der Echtzeit-Bildverarbeitung untersucht und bewertet.

Das Projekt bringt acht Partner aus Wissenschaft und Industrie zusammen: Neben dem KIT sind die Universität Rennes (Frankreich), das Technological Educational Institute of Western Greece (Griechenland), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS (beide Deutschland) sowie die Recore Systems B.V. (Niederlande), Scilab Enterprises (Frankreich) und die AbsInt Angewandte Informatik GmbH (Deutschland) beteiligt. Die EU fördert „ARGO – WCET-Aware Parallelization of Model-Based Applications for Heterogeneous Parallel Systems” in den kommenden drei Jahren mit 3,9 Millionen Euro.

Weitere Informationen in der Pressemitteilung 039/2016


le, 21.03.2016