SPP 1020:  Rapid Prototyping für integrierte Steuerungssysteme mit harten Zeitbedingungen

• Fachliche Zuordnung: Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 1996 bis 2001
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5467511

Unter integrierten Steuerungssystemen ("eingebettete Systeme") fasst man die programmierbaren Mikrocomputer zusammen, die Steuerungsaufgaben in technischen System übernehmen, etwa in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Mobiltelefonen oder Anlagensteuerungen. Eine besondere Herausforderung sind Steuerungsaufgaben, die "harten" Zeitbedingungen unterliegen, bei deren Nichteinhaltung die Funktionsfähigkeit drastisch beeinträchtigt ist. Beispiele sind sicherheitskritische Anwendungen im Anlagenbau, bestimmte regelungstechnische Aufgaben in dynamisch instabilen Systemen (Flugzeug: Fly-By-Wire, Kraftfahrzeug: Drive-by-Wire), aber auch Anwendungen in der Telekommunikation. Unter Rapid-Prototyping (RP) wird hier die zeiteffiziente Implementierung einer Steuerungsfunktion auf einem realen Hardware/Software-System verstanden, das die Funktion erfüllt, dabei aber eine völlig andere Struktur als das fertige Produkt aufweisen kann. Ein Ziel des Schwerpunktprogramms sind flexible und modular konfigurierbare Hardware-/Software-Architekturen, mit denen auch sehr komplexe informationstechnische Systeme unter harten Zeitbedingungen modelliert werden können. Ein zweites Ziel ist die hochgradige Automatisierung der Programmierung derartiger RP-Systeme, die den alltäglichen Einsatz des Rapid Prototyping im Entwurf sicherheits- und zeitkritischer Systeme ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Architekturgenaues Prototyping verlustleistungsarmer eingebetteter Echtzeitsysteme (Antragsteller Glesner, Manfred )
• Ausbau des Konstruktionswerkzeugs KANDIS für das Rapid Prototyping gemischt analog/digitaler (hybrider) Systeme (Antragsteller Waldschmidt, Klaus )
• Codeerzeugung für Rapid Prototyping Systeme (Antragsteller Marwedel, Peter )
• Ein ereignisgetriebener Ansatz zum Rapid Prototyping von embedded-control-Systemen (Antragsteller Damm, Werner )
• Emulation von Steuergeräten für die Fahrzeugtechnik und Mechatronik (Antragsteller Färber, Georg )
• Entwicklung einer Architektur für das Prototyping von Realzeitsystemen mit Unterstützung von High-Level Debugging-Methoden (Antragsteller Rosenstiel, Wolfgang )
• Hierarchische Synthese für anwendungsspezifische Prototypenimplementierungen (Antragsteller Rosenstiel, Wolfgang )
• Implementierung von Bildverarbeitungsalgorithmen auf einem Rapid-Prototyping-System (Antragsteller Pirsch, Peter )
• Konfigurierbare heterogene Rechenknoten in parallelen Systemen zum Rapid Prototyping (Antragsteller Ernst, Rolf )
• Lastverteilung und Kommunikation in konfigurierbaren Multiprozessor-Rapid-Prototyping-Systemen mit heterogenen Rechnerknoten (Antragsteller Ernst, Rolf )
• Methodik und Werkzeuge zur Entwicklung optimierter Echtzeitsysteme im Kontext von SDL/MSC und VHDL (Antragsteller Herzog, Ulrich )
• Rapid-Prototyping ereignisgesteuerter Systeme (Antragsteller Ernst, Rolf )
• Rapid-Prototyping mit rekonfigurierbarer Hardware für eingebettete Echtzeit-Systeme mit harten Echtzeiteigenschaften (Antragsteller Timmermann, Dirk )
• Rapid-Prototyping von Kommunikationsstrukturen für heterogene Multiprozessorsysteme mit harten Zeitbedingungen (Antragsteller Glesner, Manfred )
• Realzeitsteuerungen durch Datenflußarchitekturen (Antragsteller Rammig, Franz-Josef )
• Unterstützung des Entwurfes mechatronischer Systeme von der funktionellen Modularisierung bis zur Hardware-in-the-Loop-Simulation (Antragsteller Lückel, Joachim )
• Verzögerungszeit optimierende Partitionsierung auf heterogene Field Programmable Gate-Array (FPGA) Boards unter Berücksichtigung harter Zeitbedingungen (Antragsteller Barke, Erich )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Rolf Ernst