Scale4Edge
Statische Hardware-/Softwareanalysen im Kontext skalierbarer Edge-Computing-Plattformen
Start: 05.2020
Ende: 12.2025
Scale4Edge reduziert die derzeit relativ langen Entwicklungszeiten und hohen Entwicklungskosten für anwendungsspezifische Edge-Komponenten. Der Ansatz beruht auf der Bereitstellung eines Ökosystems für skalierbare und flexibel erweiterbare Edge-Computing-Plattformen auf Basis der freien RISC-V-Instruktionssatzarchitektur.
Insbesondere bei anwendungsspezifischen, flexiblen Edge-Computing-Plattformen nimmt die Verifikation des gesamten Hardware-/Software-Systems einen wichtigen Stellenwert ein. So werden im Rahmen der Softwareentwicklung häufig Annahmen über die Hardware (HW) getroffen, die schwer zu verifizieren sind, da die Hardware nur als geschlossenes System (Black-Box) vorliegt. Dennoch müssen Aussagen über das Verhalten der Hardware bei der Verifikation von Software (SW) berücksichtigt werden. Scale4Edge erforscht ein Ansatz, um die gegenseitigen Wechselwirkungen bei der HW-SW-Co-Verifikation zu berücksichtigen.
Kern des Ansatzes ist die Behavioral-Description, ein Beschreibungsformat, in dem Annahmen über die Hardware-/Software-Interaktion formal spezifiziert werden. Über das Werkzeug „verify-down“, können diese Annahmen automatisch sowohl in die statische Softwareanalyse als auch in die formale Hardwareverifikation mittels Bounded-Model-Checking einfließen.
Über die domänenspezifische Sprache CHIPS wird zusätzlich der generatorbasierte Entwurfsprozess von RISC-V-Plattformen um eine leichtgewichtige Möglichkeit zur Spezifikation von Hardwareeigenschaften in einem Hardwaregenerator erweitert. Durch bereitgestellte Transformationen können CHIPS-Properties automatisiert zum Beispiel in SystemVerilog-Assertions überführt werden.
Durch die Kombination der Ansätze wird eine umfassende Verifikation des Hardware/Software-Systems ermöglicht.
Safety, Security and Law
Um die sichere Digitalisierung zu ermöglichen, erforscht und vermittelt das FZI in diesem Forschungsschwerpunkt anwendungsnah innovative Konzepte, Methoden zur Absicherung von IT-Systemen sowie rechtliche Rahmenbedingungen.
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.
