Safepower
Energieeffiziente Systeme mit gemischter Kritikalität für sicherheitskritische Bereiche - SAFEPOWER zielte darauf ab, eine Referenzarchitektur und -plattform zu schaffen, die durch Analyse-, Simulations- und Verifizierungswerkzeuge unterstützt wird, um bei eingebetteten Computersystemen für kritische Anwendungen Energieeinsparungen von bis zu 50 % zu erreichen. Es wurde erkannt, dass CRTES im Eisenbahn-, Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Energiesektor ein Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Leistung herstellen und gleichzeitig energieeffizienter und kostengünstiger werden müssen. Durch die Orchestrierung lokaler Energieverwaltungstechniken sollte das Projekt einen stromsparenden Betrieb ermöglichen, ohne die Anforderungen an gemischt-kritische Anwendungen zu beeinträchtigen.
Beschreibung
| SAFEPOWER befasste sich mit der Herausforderung, dass der Stromverbrauch zwischen Anwendungen unterschiedlicher Kritikalitätsstufen aufgeteilt werden muss, und dass es keine standardisierten Techniken für einen geringen Stromverbrauch in sicherheitskritischen Bereichen gab. Die Lösung bestand in einer Referenzarchitektur, die Hardware- und Software-Energiemanagementtechniken (z. B. dynamische Frequenzskalierung, Ressourcenkopplung, Temperatur-/Leistungsüberwachung) in einer Hardware-/Softwareplattform integriert. Im Rahmen des Projekts wurden Tools für die Analyse, Simulation und Verifizierung entwickelt, um den frühen Entwurf und die Zertifizierung zu unterstützen. Industriepartner aus den Bereichen Eisenbahn (CAF-Signalling) und Avionik (SAAB) leiteten die Arbeit, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse den Anforderungen der Endnutzer entsprechen und die Markteinführung erleichtern. |
| Schwerpunktthemen/Bereiche |
| Zertifizierbare stromsparende Multicore-Architektur mit gemischter Kritikalität und Energiemanagement + Analyse-/Verifizierungstools. |
Methodology
FRACTAL verfolgt eine bahnbrechende, schichtenübergreifende Methodik. Das Projekt nutzt modernste Mikroelektronik, Hochleistungsprozessoren und KI-Techniken, um eine modulare, offene Referenzarchitektur für kognitives Edge Computing zu entwickeln. Eine modulare, offene Referenzarchitektur ermöglicht die Auswahl und Konfiguration von Komponenten je nach Anwendungsbedarf und wird durch den FRACTAL-Systemkonfigurator visualisiert. Zu den Hardware-Fortschritten gehört eine hierarchische, adaptive, zeitgesteuerte Multicore-Architektur (HATMA), die eine Anpassung bei gleichzeitiger Berücksichtigung von Sicherheits-, Stromversorgungs- und Umweltszenarien ermöglicht; sie nutzt ein adaptives, zeitgesteuertes Netzwerk auf dem Chip (ATTNoC) für die Anpassung der Zeitplanung. Ein KI-basierter Metascheduler unterstützt eine zuverlässige, zeitkritische Planung und Laufzeitanpassung. Der Software-Stack nutzt Microservices und bietet Dateneingabe, Speicherung, Orchestrierung und containerisierte ML-Modellserver; dies gewährleistet dieselbe offene Architektur für Low-, Mid- und High-End-Edge-Knoten. FRACTAL hat seine Methodik anhand von acht realen Anwendungsfällen validiert und dabei die modulare Architektur und die KI-Fähigkeiten in verschiedenen Bereichen demonstriert
