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Forschungsinteressen | Lebenslauf | Veröffentlichungen | Projekte | Lehre | Abschlussarbeiten

ae.jpg      Dr.-Ing. Andreas Engel
Technische Universität Darmstadt
FB20 (Informatik)
FG Eingebettete Systeme und ihre Anwendungen
Hochschulstr. 10
D-64289 Darmstadt
Telefon: +49 6151 / 16-22430
Fax: +49 6151 / 16-22422
E-Mail: email_engel.gif
S2/02 (Piloty-Gebäude), Raum E106

Zeitraum
09/2015 - 02/2018
Förderinstrument
Bundesministerium für Bildung und Forschung (KMU innovativ)
Fördersumme
416 kEUR
Projektpartner
Projektbeschreibung
Auf dem Gebiet der software- und wissensintensiven eingebetteten Systeme hat sich Deutschland bereits eine führende Stellung, insbesondere im Automobil-und Maschinenbau erarbeitet. Neue Produkte kommen in immer kürzeren Abständen auf den Markt. Trotz stetig steigenden Ansprüchen, müssen diese Produkte mit knapper werdenden Ressourcen in immer kürzeren Zyklen entwickelt werden - und das möglichst effizient. Häufig basieren aktuelle Produkte jedoch auf Mikroprozessor-Architekturen, die speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall mit bestimmten Leistungsmerkmalen zugeschnitten und damit unflexibel und nicht breit einsetzbar sind.
Aus diesem Grund muss die Plattform für die Serienhardware zu einem viel zu frühen Zeitpunkt der Entwicklung ausgewählt, gefertigt und manuell programmiert werden. Eine frühzeitige Festlegung der Hardwarearchitektur ist häufig nur schwer möglich, da der Leistungsbedarf für die noch zu entwickelnden Funktionen und Algorithmen noch nicht feststeht. Produktänderungen und Produktvarianten führen durch Hard- und Softwareanpassungen zu einer signifikanten Zeit-und Kostenerhöhung und verlangsamen den Entwicklungsprozess und die Markteinführung neuer Produkte erheblich. Eine modulare, flexible Hardwarearchitektur, die über den gesamten Entwicklungsprozess einsetzbar wäre, baut auf programmierbaren Chips, sogenannten SoC-FPGAs, auf, deren Programmierung jedoch fehlerträchtig und langwierig ist. Auch müssen die Entwickler die Synthese-Werkzeuge des FPGA-Herstellers bei sich betreiben,was erhebliche Lizenzkosten nach sich zieht. Ferner liegen die Laufzeiten der Synthese-Werkzeuge im Bereich mehrerer Stunden bis Tage.
An dieser Stelle setzt das Projekt UltraSynth mit einem hochinnovativen Lösungsweg an. Dazu wird, ausgehend vom Modell der Regelungsalgorithmen und -funktionen, mit Hilfe eines speziellen Werkzeugs (Scheduler) und angepassten Hardware-Einheiten (sogenannte Reconfigurable Coarse Grain Architecture(CGRA)) der Code für das SoC-FPGA generiert(siehe Bild). UltraSynth verkürzt die Synthese des FPGAs von mehreren Stunden auf wenige Sekunden und erhöht somit die Produktivität und Reaktivität der Entwickler und damit die Planbarkeit der Entwicklung und die Qualität der Produkte erheblich.Zur Vermarktung und Verbreitung der Projektergebnisse integriert der Projektpartner iXtronics die von der TU Darmstadt entwickelte ultraschnelle Synthese und die angepassten Hardware-Einheiten in eine neue Toolbox seines Produkts CAMeL-View. Das ist eine etablierte Entwicklungsumgebung für den modellbasierten Entwurf komplexer technischer Systeme.

Zeitraum
07/2008 - 06/2014
Förderinstrument
Hessische Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz
Fördersumme
41,4 MEUR
Projektpartner

Projektbeschreibung
Als vorrangiges Ziel werden im LOEWE-Zentrum AdRIA (Adaptronik - Research, Innovation, Application) die erforderlichen wissenschaftlich-technologischen Themenfelder der Adaptronik konsequent in Tiefe und Breite weiterentwickelt, um eine systematische, ganzheitliche Entwicklung sowie einen hohen Marktreifegrad adaptronischer Produkte zu erreichen. Übergeordnetes technologisches Ziel ist es, mit Hilfe der Adaptronik einen nachhaltigen, konsequenten Leichtbau technischer Strukturen zu ermöglichen, bei sowohl gleichzeitig verbesserter Energieeffizienz über dem Lebenszyklus als auch erhöhter Funktionalität (z. B. integrierte aktive Sicherheitssysteme oder Selbstüberwachung) sowie Performancesteigerung (z.B. präzise, leise und schwingungsarm). Um diese Ziele zu erreichen, werden im LOEWE-Zentrum AdRIA sowohl Grundlagenforschung und Technologieentwicklung in definierten Technologiebereichen als auch die Technologiedemonstration anhand von drei exemplarischen Leitprojekten verfolgt. In der Aufbauphase des Zentrums liegt der Schwerpunkt dabei auf den grundlagenorientierten Technologiebereichen, wogegen in der Betriebsphase die anwendungsorientierten Leitprojekte im Vordergrund stehen. In den Technologiebereichen werden innovative Themen von strategischer Bedeutung für die Adaptronik soweit vorangetrieben, dass deren jeweilige Technologiereife auf gleich hohem Niveau liegen und deren Marktpotential dann in Leitprojekten demonstriert werden kann. Langfristig sollen diese Arbeiten dazu führen, die Schlüsseltechnologie Adaptronik in der Produktentwicklung für Massenmärkte zu etablieren und die nachhaltige Entwicklung des Adaptronik-Standortes Darmstadt zu stärken. Für die exemplarisch ausgewählten Anwendungsfälle Adaptives Auto, Leises Büro und Adaptive Tilger werden alle notwendigen Technologien im Sinne einer Produktwertschöpfungskette soweit weiterentwickelt und technologische Innovationen geschaffen, dass prototypische adaptive Systemlösungen umgesetzt werden können. Die Forschungsziele des LOEWE-Zentrums AdRIA leiten sich direkt aus der zugrunde liegenden Ausgangsituation und obigen Betrachtungen ab: