Modellbasierter Entwurf von Hardware-Software-Systemen mit synchronen Sprachen

• Applicant: Professor Dr. Klaus Schneider
• Subject Area: Computer Architecture, Embedded and Massively Parallel Systems
• Term: from 2007 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 46404603

In der ersten Förderperiode wurden Verfahren zur Übersetzung von synchronen Programmen in Software- und Hardware-Beschreibungen weiterentwickelt. Durch die Entwicklung einer geeigneten Zwischensprache und einem zugehörigen Übersetzungsverfahren konnten wir ein weltweit einmaliges Verfahren zur modularen Übersetzung von synchronen Programmen entwickeln, so dass nun auch Bibliotheken angelegt und wieder verwendet werden können. Von dieser Zwischensprache wurden Übersetzungen in Sprachen mit anderen Ausführungsmodellen wie SystemC entwickelt, um von deren effizienten Simulationsumgebungen zu profitieren. Um die manchmal unnötig starken Restriktionen des synchronen Ausführungsmodells umgehen zu können, wurden speziell auf synchrone Sprachen zugeschnittene Code-Optimierungen entwickelt. Ferner haben wir in der ersten Förderperiode bereits mit den ersten Arbeiten zur Synthese von Software für parallele Prozessorarchitekturen begonnen. In der hier beantragten zweiten Förderperiode sollen diese Verfahren weiter ausgebaut werden. Dabei ist geplant, synchrone Sprachen um das dort neue Konzept der Untertakte zu erweitern, so dass dem Programmierer explizite Sprachmittel zur Verfügung stehen, mit denen zeitlich lose gekoppelte Threads beschrieben werden können, ohne dabei den Determinismus dieser Systeme zu verlieren. Neben der Syntax und Semantik der neuen Sprachkonstrukte sind hierzu grundsätzlich neue Verfahren zur Simulation, Kausalitätsanalyse und Übersetzungen in die Zwischensprache zu entwickeln. Die damit gewonnenen Spielräume für die Synthese sollen durch speziell dafür entwickelte Optimierungsverfahren genutzt werden, um effiziente Software für aktuelle parallele Prozessorarchitekturen wie Multicore-, Grafik- und VLIW-Prozessoren zu entwickeln. Dazu werden die von uns in der ersten Förderperiode entwickelten Optimierungsverfahren so angepasst und erweitert, dass Datenabhängigkeiten präziser abgeschätzt und lokale Aktionen zeitlich im System verschoben werden können.

• DFG Programme: Research Grants