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Embedded System Design (ESD)

Embedded System Design (ESD)

Kleiner, schneller, intelligenter - aber auch sicherer?

Viele Produkte verfügen heute über integrierte Elektronik. Allein in einem modernen Mittelkasse-Auto kommen  ahlreiche elektronische Systeme zum Einsatz, die den Komfort, die Sicherheit und die Effizienz optimieren. Solche Systeme aus Hard- und Software werden im Bereich Verkehr und Transport auch in der Verkehrsinfrastruktur, in Sicherheitssystemen und in der Koordination von Verkehrs- und Materialflüssen in der Logistik eingesetzt. Im Gesundheitswesen sind eingebettete elektronische Systeme ebenfalls nicht mehr wegzudenken. Sie verbessern die Lebensqualität und bieten verschiedene Möglichkeiten zur Erhaltung und Wiedererlangung der Gesundheit. Beispiele für solche medizinisch relevanten Lösungen sind Hörgeräte,  Herzschrittmacher, mobile EKG- oder »Lab-on-Chip«-Geräte, die die Möglichkeiten für Diagnose und Therapie verbessern.

Die schnell voranschreitende Fertigungstechnik hat einige dieser Produkte erst ermöglicht, indem eingebettete Hardware- und Software-Systeme (HW/SW) in immer kleineren und kompakteren Formen hergestellt werden konnten. Für die Industrie und Forschung ergeben sich daraus ständig neue Herausforderungen. So müssen in immer kleineren Produkten immer komplexere Systemarchitekturen untergebracht werde, die zugleich den steigenden Anforderungen moderner Anwendungen an  Verarbeitungsgeschwindigkeit und Energieeffizienz genügen müssen. Zudem sorgen die globalisierten Märkte für einen steigenden Zeitdruck bei der Entwicklung und für kürzere Produktzyklen. Die Entwickler stehen zusätzlich unter einem hohen Kostendruck, denn bei Produkten für den Massenmarkt ist der Wettbewerb sehr groß und die Margen sind gering. Hier machen kleinste Preisunterschiede oft den entscheidenden Wettbewerbsvorteil aus. Bei zahlreichen Anwendungen kommt erschwerend hinzu, dass eingebettete HW/SW-Systeme oft in sicherheitskritischen Anwendungen zum Einsatz kommen. Trotz des nicht unerheblichen zeitlichen und ökonomischen Drucks muss die Zuverlässigkeit und Sicherheit dieser Systeme aber unbedingt gewährleistet sein.

Mit diesen Fragestellungen und Herausforderungen beschäftigen sich im OFFIS und an der Universität Oldenburg verschiedene Forschungsgruppen schon seit vielen Jahren. Zu ihren Zielen gehören Modellierung, Analyse sowie Optimierung auf allen Entwurfsebenen und die automatisierte Synthese eingebetteter HW/SW-Systeme hinsichtlich Performance, Energieverbrauch, Herstellungsschwankungen, Alterungseffekten, Umwelteinflüssen, benötigter Chipflächen und letztlich Kosten. Weitere Schwerpunkte bilden die Entwicklung geeigneter Spezifikations-, Verifikations- und Synthese-Methoden für komponenten-basierte Entwurfsprozesse, sowie formaler Analysemethoden zur Absicherung der Anforderungen an die Implementierung.

Im Competence Cluster Embedded System Design wird diese Arbeit übergreifend gebündelt und in einen größeren Kontext überführt. So entstehen Methoden, Werkzeuge und Standards, die eine effiziente und sichere Entwicklung mikroelektronischer eingebetteter Systeme in industriellen Entwurfsprozessen unterstützen.

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Sprecher des Competence Cluster

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Nebel
Prof. Dr.-Ing.
Wolfgang Nebel

Leiter des Competence Cluster

Dr. rer. nat. Kim Grüttner
Dr. rer. nat.
Kim Grüttner

Personen

B

Yosab Bebawy

E-Mail: yosab.bebawy(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-452, Raum: SEG03

D

Prof. Dr. Werner Damm

E-Mail: werner.damm(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-500, Raum: D 122

E

Günter Ehmen

E-Mail: Guenter.Ehmen(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-510, Raum: O107

F

Prof. Dr. Martin Fränzle

E-Mail: martin.fraenzle(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-566, Raum: D 119/120

G

Thomas Goodfellow

E-Mail: thomas.goodfellow(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-215, Raum: O29

Dr. rer. nat. Kim Grüttner

E-Mail: kim.gruettner(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-228, Raum: O26

H

Dr. rer. nat. Domenik Helms

E-Mail: Domenik.Helms(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-429, Raum: O23

K

Patrick Knocke

E-Mail: Patrick.Knocke(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-402, Raum: O91

Karin Kuper-Thole

E-Mail: kuper(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-295, Raum: O 127

M

Mahsa Moazez

E-Mail: mahsa.moazez(at)offis.de

N

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Nebel

E-Mail: wolfgang.nebel(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-280, Raum: O 21

Gregor Nitsche

E-Mail: gregor.nitsche(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-425, Raum: O104

O

Dr. rer. nat. Frank Oppenheimer

E-Mail: frank.oppenheimer(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-285, Raum: O128a

P

Frank Poppen

E-Mail: frank.poppen(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-230, Raum: O24

S

Henning Schlender

E-Mail: henning.schlender(at)informatik.uni-oldenburg.de, Telefon: +49 441 9722-163, Raum: O 92

Razi Seyyedi

E-Mail: razi.seyyedi(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-291, Raum: O28

Ralf Stemmer

E-Mail: ralf.stemmer(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-229, Raum: O85

Dr. rer. nat. Ingo Stierand

E-Mail: Ingo.Stierand(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-527, Raum: O111

W

Jörg Walter

E-Mail: Joerg.Walter(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-729, Raum: O86

Alle Personen aus dem Competence Cluster Embedded System Design (ESD)

Projekte

P

PANORAMA

Boosting Design Efficiency for Heterogeneous³ Systems

Laufzeit: 2019 - 2022

S

SAFE4I

Sicherer Automatischer Software-Entwurf für Industrieanlagen

Laufzeit: 2017 - 2021

U

UP2DATE

Intelligent software-UPDATE technologies for safe and secure mixed-criticality and high performance cyber physical systems

Laufzeit: 2020 - 2022

Z

ZL Produktion

Zukunftslabor Produktion

Laufzeit: 2019 - 2024

Publikationen

2021

A Fast Yet Accurate Message-level Communication Bus Model for Timing Prediction of SDFGs on MPSoC

Hai-Dang Vu and Sebastien Le Nours and Sebastien Pillement and Ralf Stemmer and Kim Grüttner; 26th Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) 2021; 01 / 2021

BIB
A Modeling Methodology for Collaborative Evaluation of Future Automotive Innovations

Maher Fakih, Oliver Klemp, Stefan Puch and Kim Grüttner; Software and Systems Modeling; 2021

BIB
The UP2DATE Baseline Research Platforms

Alvaro Jover-Alvarez, Alejandro J. Calderon, Ivan Rodriguez, Leonidas Kosmidis, Kazi Asifuzzaman, Patrick Uven, Kim Grüttner, Tomaso Poggi and Irune Agirre; Proceedings of the Design, Automation & Test in Europe (DATE); 02 / 2021

BIB

2020

A Compiler Comparison in the RISC-V Ecosystem

Mehrdad Poorhosseini, Wolfgang Nebel and Kim Grüttner; IEEE International Conference on Omni-layer Intelligent systems (COINS 2020); 07 / 2020

BIB
A Timed-Value Stream Based ESL Timing and Power Estimation and Simulation Framework for Heterogeneous MPSoCs

Kim Grüttner and Philipp A. Hartmann and Tiemo Fandrey and Kai Hylla and Daniel Lorenz and Stefan Hauck-Stattelmann and Björn Sander and Oliver Bringmann and Wolfgang Nebel and Wolfgang Rosenstiel; International Journal of Parallel Programming; 2020

DOI BIB
An Embedded CNN Implementation for On-Device ECG Analysis

Alwyn Burger, Chao Qian, Gregor Schiele, Domenik Helms; 2020 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PerCom Workshops); March / 2020

URL DOI BIB
Capturing Neural-Networks as Synchronous Dataflow Graphs

Daniel Lünemann and Maher Fakih and Kim Grüttner; Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV) 2020; 2020

BIB
Functional Test Environment for Time-Triggered Control Systems in Complex MPSoCs

Razi Seyyedi, Sören Schreiner, Maher Fakih, Kim Grüttner andWolfgang Nebel; Microprocessors and Microsystems; 2020

DOI BIB
Legacy Software Migration based on Timing Contract aware Real-Time Execution Environments

Irune Yarza and Mikel Azkarate-askatsuaa and Peio Onaindia and Kim Grüttner and Philipp Ittershagen and Wolfgang Nebel; Journal of Systems and Software; 2020

BIB
Multi-Core Devices for Safety-Critical Systems: A Survey

Jon Perez, Roman Obermaisser, Jaume Abella, Francisco Cazorla, Kim Grüttner, Irune Agirre, Hamidreza Ahmadian and Imanol Allende; ACM Computing Surveys; May / 2020

URL DOI BIB
Alle Publikationen aus dem Competence Cluster Embedded System Design (ESD)
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