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Hochleistungsfähige elektronische Steuereinheiten für mehr Sicherheit

Nach dreijähriger Laufzeit haben Gutachter der Europäischen Union (EU) nun die Ergebnisse des internationalen Forschungs- und Entwicklungsprojektes Merasa als exzellent beurteilt. Das teilte die Universität Augsburg mit. Die Abkürzung Merasa steht für "Multi-Core Execution of Hard Real-Time Applications Supporting Analysability". Das Projekt wurde mit 2,1 Millionen Euro von der EU gefördert, koordiniert und wissenschaftlich geleitet hat es der Augsburger Informatiker Prof. Dr. Theo Ungerer (Bild). Anspruch des Projekts war es, so die Universität, auf der Basis der Mehrkern-Technologie, die mehrere vollständige Prozessoren auf einem Chip verbaut, hochleistungsfähige elektronische Steuereinheiten für mehr Sicherheit, mehr Wirtschaftlichkeit und mehr Energieeffizienz im Auto-, Flugzeug und Maschinenbau zu entwickeln.

Antiblockiersysteme (ABS) in Autos können noch sicherer werden, wenn es gelingt, die Leistungsfähigkeit der elektronischen Steuereinheit zu steigern, betont die Universität. Auch der Kraftstoffverbrauch von Motoren könne reduziert werden, wenn für eine optimierte Regelung geeignete Steuereinheiten mit höherer Leistungsfähigkeit verfügbar gemacht werden. Höhere Leistungsfähigkeit heißt in diesem Fall: Die Steuereinheiten müssen die Ausführung ihrer jeweiligen Aufgaben in einem extrem kurzen und insbesondere in einem festen Zeitintervall gewährleisten können, oder anders formuliert: sie müssen "harten Echtzeitanforderungen" genügen.

Nur wenige in solche Steuereinheiten eingebaute Prozessoren können dies bislang garantieren. Herkömmliche Computer-Prozessoren seien zwar von hoher Leistungsfähigkeit, kämen aber für Anwendungen in sogenannten "eingebetteten Systemen" nicht zuletzt auch aufgrund ihrer hohen Kosten kaum in Frage, erläutert die Universität. Die üblicherweise in "eingebetteten Systemen" eingesetzten, relativ einfachen Prozessoren stoßen an ihre Leistungsgrenzen, wo es um künftig noch höhere Anforderungen im Sinne der Entwicklung noch sichererer, noch wirtschaftlicherer und noch energieeffizienterer Steuereinheiten geht, heißt es weiter.

Idee des Merasa-Projektes war, für hochleistungsfähige, harten Echtzeitanforderungen die Mehrkerntechnologie zu nutzen. Die Technologie basiert darauf, dass mehrere vollständige Prozessoren auf einem Chip verbaut werden. So wurde im Projektverlauf am Institut für Informatik der Universität Augsburg in Zusammenarbeit mit Kollegen des Barcelona Supercomputing Center ein neuer echtzeitfähiger Mehrkernprozessor entwickelt und in Augsburg dann als prototypischer Vierkernprozessor in Hardware implementiert. Die Augsburger Projektbeteiligten steuerten darüber hinaus die entsprechende echtzeitfähige Betriebssystemsoftware bei. Softwarewerkzeuge, die die Echtzeitfähigkeit gewährleisten können, indem sie in der Lage sind, die maximale Verarbeitungszeit, die auftreten kann, zu errechnen, wurden an der Universität Paul Sabatier in Toulouse (Frankreich) sowie von der englischen Firma Rapita Systems entwickelt.

Projektbeteiligte waren neben dem Augsburger Lehrstuhl von Prof. Dr. Theo Ungerer (Lehrstuhl für Systemnahe Informatik und Kommunikationssysteme) Forschungsgruppen des Barcelona Supercomputing Center und der Universität Paul Sabatier in Toulouse sowie die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Firmen Rapita Systems (England) und Honeywell International (Tschechien). Über ein Industrial Advisory Board waren weiterhin die Prozessorenhersteller Infineon Technologies (München/Bristol) und NXP (Eindhoven) sowie die Anwenderfirmen Airbus France, European Space Agency und Bauer Maschinen (Schrobenhausen) in das Projekt mit eingebunden. Zweck dieser Einbindung war es, die Merasa Hard- und Softwareentwicklung von Beginn an gezielt auf die Anwendungsanforderungen ausrichten und die Entwicklungen durch paralleles Austesten in Pilotprojekten begleiten und optimieren zu können.
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