Forschungsprojekte

CaMinoBW

Co-Design für anwendungsspezifische Mikroelektronik mit innovativen Chiplets in Baden-Württemberg

Start: 04.2025

Ende: 10.2025

Durch die immer höhere Integrationsdichte von Mikrochips wächst das Potenzial immer umfangreichere Funktionen umzusetzen. Aber KMU können die stetig steigende Komplexität und die Kosten für Chip-Entwurf und -Fertigung nur selten bewältigen. Chiplets sind hier eine innovative Möglichkeit: Sie bieten das Potenzial, anwendungsspezifische Mikroelektronik in kleinen Stückzahlen zu realisieren.

Der Ansatz setzt ein komplexes System-on-a-chip (SoC) aus mehreren kleineren, getrennt voneinander gefertigten Funktionseinheiten, den sogenannten Chiplets, zusammen, welche über ein Die-to-Die (D2D) Interconnect miteinander kommunizieren.

Dies steigert den Wiederverwendungsgrad und ermöglicht die Kombination verschiedener Strukturgrößen. Ihre Ursprünge liegen im High-Performance-Computing. Ansätze für ressourcenbeschränkte eingebettete Systeme sind derzeit noch wenig erforscht und bergen weitere Herausforderungen. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die frühzeitige Bewertung der Gesamtarchitektur, das heißt die anwendungsspezifische Auswahl der Chiplet-Module sowie die Realisierung der Verbindungsstruktur.

Rolle des FZI

Im Rahmen von CaMinoBW untersucht das FZI Forschungszentrum Informatik Werkzeuge und Methoden für den Entwurf von Chiplets. Ein zentraler Bestandteil ist eine integrierte Entwicklungs- und Simulationsumgebung, die bereits in frühen Designphasen die Modellierung und Evaluierung modularer SoC-Architekturen auf Basis von RISC-V ermöglicht. Die Umgebung unterstützt dabei die Synthese von SoC-Designs, zum Beispiel für eine prototypische Umsetzung auf FPGAs zur praxisnahen Bewertung der Gesamtarchitektur. Zusätzlich erlaubt die geplante Simulationsumgebung eine gezielte Analyse der Interaktion zwischen den Chiplets – einschließlich der Kommunikation über D2D-Interconnects.

Ansprechperson

Dr. rer. nat. Sebastian Reiter

Abteilungsleiter

Bereich: Intelligent Systems and Production Engineering

Forschungsschwerpunkt

Sustainable Engineering and Energy

Der Forschungsschwerpunkt umfasst die Erforschung und Gestaltung von nachhaltigen IT-Innovationen in den Querschnittsbereichen von Energie, Mobilität, Produktion, Wasserwirtschaft und Logistik. Dazu gehören sowohl Systeme, die einen ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltigen Umgang mit Ressourcen zum Ziel haben, als auch die strategische Beratung von Unternehmen – insbesondere von KMU – auf ihrem Weg hin zu mehr Nachhaltigkeit.