Contrex Design of embedded mixed-criticality CONTRol systems under consideration of EXtra-functional properties

Ziele

Bis heute werden missions- und sicherheitskritische Services in sogenannten „Systems of Systems“ (SoS) auf dedizierten und speziell für ihren Anwendungszweck entwickelten Hardware/Software-Plattformen ausgeführt. In der nahen Zukunft werden solche zuvor isolierten Systeme zunehmend offener werden, weil sie von nicht-kritischen Systemen aus zugreifbar werden oder mit ihnen eng kooperieren oder koexistieren müssen. Ein Beispiel ist die Integration von Smartphone-Apps in die Head Unit eines modernen Kraftfahrzeugs. Hinzu kommt noch die Möglichkeit kritische Services auf generischen und kostengünstigen Hardwareplattformen auszuführen, wo sie sich dann mit anderen nicht-kritischen Services HW- und SW-Ressourcen teilen. In der jüngsten Zeit hat es bereits signifikante Verbesserungen für den Entwurf solcher gemischt-kritischen Systeme gegeben. Dazu zählt der Entwurf von hoch-konfigurierbarer vorhersagbarer und leistungsfähiger Multi-Core Architekturen und System-on-Chips (SoCs), sowie Segregationstechniken durch Virtualisierung von Hardwareressourcen. Diese Techniken bieten eine Grundlage zur kompositionellen Zertifizierung gemischt-kritischer Systeme.

CONTREX wird diese wichtigen Grundlagen mit einer kompositionellen Analyse der extra-funktionalen Eigenschaften Realzeit, Leistung/Energie, Temperatur und Zuverlässigkeit ergänzen. Bei der Integration mehrere Anwendungen auf einem SoC begrenzen diese Eigenschaften die Integrationsfähigkeit maßgeblich, insbesondere wenn 1) die Anzahl der Anwendungen und Prozessorkerne pro Plattform weiter nach oben skaliert wird, 2) batteriebetriebene Geräte mit einem limitierten Energievorrat benutzt werden und 3) kleinere Chipfertigungstechnologien, welche Empfindlicher bzgl. Alterung und Abnutzung sind, eingesetzt werden sollen. Unter diesen besonderen Bedingungen ermöglicht CONTREX eine energie- und kosteneffiziente Integration gemischt kritischer Anwendungen mit unterschiedlichen extra-funktionalen Anforderungen durch kompositionelle Analyse- und Simulationstechniken. Um die Führungsrolle und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie zu stärken werden die in CONTREX entwickelten Methoden und Werkzeug in bestehende modell-basierte Entwurfsumgebungen, die für verschiedene Anwendungsbereiche und Zielplattformen angepasst werden können, integriert werden.

CONTREX wird sich auf Anforderungen aus der Automobil-, Luftfahrt- und Telekommunikationsindustrie konzentrieren und die Wirksamkeit der Methoden und Werkzeuge mithilfe drei unterschiedlicher industrieller Demonstratoren überprüfen. Aus den Demonstratoren heraus werden wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der industriellen Entwurfspraxis, bestehender Industriestandards und Zertifizierungsverfahren erwartet.

Unser wirtschaftliches Ziel ist es, die Energieeffizienz um 20 % zu verbessern und die Kosten pro System um 30%, aufgrund einer effizienteren Nutzung der Ausführungsplattform, zu reduzieren.

 

Link

Weitere Informationen unter contrex.offis.de

Personen

Projektleitung Extern

Ralph Görgen

Wissenschaftliche Leitung

Publikationen
CONTREX: Design of embedded mixed-criticality CONTRol systems under consideration of EXtra-functional properties

Kim Grüttner and Ralph Görgen and Sören Schreiner and Fernando Herrera and Pablo Penil and Julio Medina and Eugenio Villar and Gianluca Palermo and William Fornaciari and Carlo Brandolese and Davide Gadioli and Emanuele Vitali and Davide Zoni and Sara Bocchio and Luca Ceva and Paolo Azzoni and Massimo Poncino and Sara Vinco and Enrico Macii and Salvatore Cusenza and John Favaro and Raúl Valencia and Ingo Sander and Kathrin Rosvall and Nima Khalilzad and Davide Quaglia; Microprocessors and Microsystems - Embedded Hardware Design; 2017

A Quasi-Cycle Accurate Timing Model for Binary Translation Based Instruction Set Simulators

Sören Schreiner and Ralph Görgen and Kim Grüttner and Wolfgang Nebel; 2016 International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling, and Simulation (SAMOS); 07 / 2016

CONTREX: Design of embedded mixed-criticality CONTRol systems under consideration of EXtra-functional properties

Ralph Görgen and Kim Grüttner and Fernando Herrera and Pablo Penil and Julio Medina and Eugenio Villar and Gianluca Palermo and William Fornaciari and Carlo Brandolese and Davide Gadioli and Sara Bocchio and Luca Ceva and Paolo Azzoni and Massimo Poncino and Sara Vinco and Enrico Macii and Salvatore Cusenza and John Favaro and Raul Valencia and Ingo Sander and Kathrin Rosvall and Davide Quaglia; Euromicro Conference on Digital System Design (DSD); 08 / 2016

Languages, Design Methods, and Tools for Electronic System Design - Selected Contributions from FDL 2014

Oezlem Karaca, Alper Sen, Liana Musat, Binghao Bao, Oliver Keszocze, Gabriel Hjort Blindell, Christian Sauer, Gregor Nitsche, Leandro Gil, et al.; 01 / 2016

Simulink-Modell-Übersetzung in synchrone Datenflussgraphen

Sebastian Warsitz and Maher Fakih; Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV'2016); 03 / 2016

Automated SystemC Model Instantiation with modern C++ Features and sc_vector

Ralph Görgen and Philipp A. Hartmann and Wolfgang Nebel; Proceedings of DVCon Europe 2015; 11 / 2015

Ein Verfahren zur Bestimmung eines Powermodells von Xilinx MicroBlaze MPSoCs zur Verwendung in Virtuellen Plattformen

Sören Schreiner and Kim Grüttner and Sven Rosinger and Wolfgang Nebel; 18. Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV 2015) ; 03 / 2015

Teaching Mixed-Criticality: Multi-Rotor Flight Control and Payload Processing on a Single Chip

Henning Schlender and Sören Schreiner and Malte Metzdorf and Kim Grüttner and Wolfgang Nebel; Proceedings of the 2015 Workshop on Embedded and Cyber-Physical Systems Education (WESE); 10 / 2015

Autonomous flight control meets custom payload processing: A mixed-critical avionics architecture approach for civilian UAVs

Sören Schreiner and Kim Grüttner and Sven Rosinger; Proceedings of the 5th IEEE Workshop on Self-Organizing Real-Time Systems; 06 / 2014

Considering Variation and Aging in a Full Chip Design Methodology at System Level

Domenik Helms and Kim Grüttner and Reef Eilers and Malte Metzdorf and Kai Hylla and Frank Poppen and Wolfgang Nebel; Electronic System Level Synthesis Conference (ESLsyn), Proceedings of the 2014; 06 / 2014

Considering Variation and Aging in a Full Chip Design Methodology at System Level

Domenik Helms and Kim Grüttner and Reef Eilers and Malte Metzdorf and Kai Hylla and Frank Poppen and Wolfgang Nebel; Proceedings of The 2014 Electronic System Level Synthesis Conference (ESLsyn'14), May 31- Jun 01 2014, San Francisco, CA, USA; 05 / 2014

European Project Cluster on Mixed-Criticality Systems

Trujillo, Salvador and Obermaisser, Roman and Grüttner, Kim and Cazorla, Francisco J. and Perez, Jon; Proceedings of the Performance, Power and Predictability of Many-Core Embedded Systems (3PMCES) Workshop; 03 / 2014

Modelling, simulation and analysis of extra-functional properties of multi-core platforms in multi-application scenarios

Hartmann, Philipp A.; RAPIDO'14: 6th Workshop on Rapid Simulation and Performance Evaluation: Methods and Tools; 01 / 2014

Towards Satisfaction Checking of Power Contracts in Uppaal

Gregor Nitsche and Kim Grüttner and Wolfgang Nebel; Forum on specification & Design Languages (FDL 2014); 10 / 2014

Partner
STMicroelectronics srl
www.st.com
GMV Aerospace and Defense SA
www.gmv.com
Cobra Telematics SA
www.cobra-group.com/
EuroTech S.p.A.
www.eurotech.com
Intecs S.p.A.
www.intecs.it
iXtronics GmbH
www.ixtronics.com
EDALab srl
www.edalab.it
Docea Power
www.doceapower.com
Politecnico di Milano
www.elet.polimi.it/index.jsp
Politecnico di Torino
www.polito.it
Universidad de Cantabria
www.unican.es/index.html
Kungliga Tekniska Högskolan (Royal Institute of Technology)
www.kth.se/
ST-Polito s.c.a.r.l.
www.st-polito.com

Laufzeit

Start: 01.10.2013
Ende: 30.09.2016

Website des Projekts

Fördermittelgeber

EU

GA: 611146

Verwandte Projekte

COMPLEX

COdesign and power Management in PLatform-based design space EXploration

ENERSAVE

Methodik zum Entwurf von energiesparenden, verifizierten Systemen

ARAMiS

ARAMiS – Automotive, Railway and Avionic Multicore System