Forschung
Forschungsgebiete des C3E, TU Braunschweig
SoCRocket - Transaction-Level Modeling Framework für Weltraumanwendungen
Immer mehr elektronische Systeme werden in Software implementiert, und die Entwicklungskosten dominieren die Kosten des Gesamtsystems. Software wird auch zum kritischen Teil des Entwicklungsplans, vor allem, weil die Bereitstellung und das Testen auf der realen Zielhardware kompliziert ist.
Der DLR Spacebot Cup ist ein Roboter-Wettbewerb zur Steigerung der autonomen Navigation und Objektmanipulation im Bereich der Weltraumrobotik. Bei dieser vom DLR initiierten Roboter-Herausforderung müssen die Roboter farbige Objekte auf einer Planetenoberfläche erkennen, durch unwegsames Gelände navigieren und die erfassten Objekte manipulieren.
Satellite Swarm Sensor Network (S3NET) ist ein 2,5-jähriges H2020-Projekt, das von iTUBS koordiniert wird und am 1. Mai 2016 begann. Das Konsortium besteht aus 8 Partnern aus 4 Ländern mit einem Gesamtbudget von 2,5 Mio. €. Im Bereich der Erdbeobachtung aus dem Weltraum zeigen moderne Ansätze einen Trend weg von den klassischen Einzelsatellitenmissionen hin zu fraktionierten und verteilten Sensormissionen, bei denen mehrere Satelliten, die möglicherweise verschiedene Arten von Sensoren tragen, in einer Formation oder einem "Schwarm" agieren. Solche Missionen versprechen eine Steigerung der Bild- und Servicequalität und in vielen Fällen eine Senkung der Bereitstellungskosten für Satelliten, die aufgrund der Einsatzanforderungen kleiner und weniger komplex werden können.
MacSpace ist ein gemeinschaftliches Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit sieben Partnern aus ganz Europa, das von Ramon Chips Ltd. koordiniert wird. Ziel von MacSpace ist es, einen digitalen Signalprozessorchip und -computer mit vielen Kernen für den Einsatz im Weltraum zu erforschen und zu entwickeln, um in Zukunft schwer zu erreichende Weltraumanwendungen zu ermöglichen, die eine anspruchsvolle Rechenleistung erfordern, und der europäischen Raumfahrtindustrie uneingeschränkten Zugang zu dieser Technologie zu ermöglichen.
Heutzutage ist es klar, dass die Komplexität von Multiprocessor Systems-on-Chip (MPSoC)-Architekturen, die sich aus verschiedenen Speicherorganisationen und Kommunikationsschemata zusammensetzen, weiter zunimmt. Damit befinden sich die Programmierwerkzeuge im kritischen Pfad der Embedded-System-Entwicklung. Derzeit verwenden die meisten Programmierer die Bibliothek Message Passing Interface (MPI), um ihre Anwendungen zu programmieren, um ihre maximale Leistung zu erreichen, obwohl es sich um eine komplexe Aufgabe handelt. Auf der anderen Seite hat sich OpenMP als De-facto-Standard für die Programmierung von Anwendungen auf gemeinsamen Speicherplattformen etabliert. Es ist einfach zu bedienen und erzielt eine gute Leistung ohne großen Aufwand. Kürzlich wurde es auch in der MPSoC-Programmierung erfolgreich eingesetzt, was die Produktivität der Programmierer erhöht, die Design-/Entwicklungskosten reduziert und die Markteinführungszeit für solche Systeme verkürzt.
R5-COP konzentriert sich auf agile Fertigungsparadigmen und insbesondere auf modulare Robotersysteme. Basierend auf bestehenden und neu entwickelten Methoden zur formalen Modellierung von Hardware- und Softwarekomponenten wird R5-COP modellbasiertes Design, Engineering, Validierung und schnelle Inbetriebnahme unterstützen. Durch die Verwendung bestehender Schnittstellen- und Middleware-Standards wird R5-COP die Integration von Komponenten verschiedener Hersteller stark vereinfachen.
Embedded Systems sind der wichtigste Innovationstreiber, um fast alle mechatronischen Produkte mit billigeren und sogar neuen Funktionalitäten zu verbessern. Sie unterstützen die heutige Informationsgesellschaft als systemübergreifende Kommunikationsplattform. Eine große industrielle Herausforderung ergibt sich aus der Notwendigkeit, die kosteneffiziente Integration verschiedener Anwendungen mit unterschiedlichem Sicherheitsgrad auf einer einzigen Computerplattform in einem offenen Kontext zu realisieren.
Der C3E bietet technischen Support für ESA-IP-Cores, indem er den CCSDS File Delivery Protocol IP-Core entwickelt. Für dieses Projekt durchlaufen wir den gesamten Entwicklungszyklus: Entwurf der Hardware-Software-Architektur, Implementierung des SystemC-Modells und eines vorläufigen Treibers nebeneinander, Implementierung des VHDL-Modells und anschließende Finalisierung des Treibers. Am Ende wird es eine Demonstration auf dem ESA-Gelände geben.
QI2S ist ein gemeinschaftliches Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das von Elbit Systems Electro-optics ELOP Ltd. koordiniert wird. QI2S zielt darauf ab, eine drastische Reduzierung der Verzögerung bei der Lieferung von Erdbeobachtungs-(EO)-Hyperspektraldaten (HS) von der Bilderfassung bis zum Empfang des Endprodukts vor Ort durch den Endverbraucher zu ermöglichen, von Tagen oder Wochen bis hin zu Echtzeit oder nahezu Echtzeit, was einen Verbesserungsfaktor von 100x in der Verzögerung und 420x in der effektiven Bandbreite darstellt.
ASAM zielt auf einen einheitlichen Prozess der automatischen Architektursynthese und Anwendungsmapping für heterogene Multiprozessor-Embedded-Systeme ab, die auf anpassbaren und erweiterbaren ASIPs basieren. Es zielt darauf ab, eine neue einheitliche Designmethodik sowie zugehörige automatisierte Synthese- und Prototyping-Werkzeugketten zu definieren.
Die Betreuung und Behandlung von Patienten ist sehr zeitaufwendig. Insbesondere die Erfassung und diagnostische Analyse von Werten, die den Zustand des menschlichen Körpers offenbaren, kann mit technischen Mitteln einfacher und effektiver gestaltet werden. Diese technischen Mittel sind jedoch in der Regel wartungsintensiv, groß und unpraktisch.
Gemeinsam mit Unternehmen und anderen Universitätsinstituten in Europa beteiligt sich die C3E am IoE-Projekt und arbeitet an zukünftigen Standards für die Nutzung des Internets für ein intelligentes[Energie-]Netzmanagement. Kernpunkt ist das intelligente Zuhause, die Einbeziehung von elektrischen Batterien - zum Beispiel in Elektroautos - sowie die Nutzung des Internets für das Energiemanagement und den Netzanschluss.
Ziel dieses von ARTEMIS geförderten Projekts ist die Entwicklung einer universellen Referenzplattform für Roboteranwendungen. Der Schwerpunkt liegt auf kooperierenden, autonomen und robusten Betriebsrobotern. Der Ansatz von R3-COP besteht darin, eine Entwicklungsumgebung für Robotersysteme zu schaffen, die auf Softwaretools, Bibliotheken, Hardwareplattformen und Verifikationsmethoden basiert. Einige exemplarische Anwendungsfälle aus verschiedenen Bereichen werden implementiert, wie z.B. Unterwasserroboter, unbemannte Luftfahrzeuge, autonome Fertigungsroboter und Healthcare-Roboter.
Die TU Braunschweig leitet dieses Projekt und trägt im Bereich der sicherheitsrelevanten Mikroprozessoren bei.
Weitere Informationen: www.r3-cop.eu
Kontakt: Jan Wagner
Smart and Scalable Satellite High-Speed Processing chain (S4Pro) is a 3-year H2020 project coordinated by iTUBS that started 1st November 2018. Its consortium gathers 7 partners from 3 European countries and one from an associated country (Tunisia). The global budget is of 2.6M€.
Over the last decades the number of satellites in orbit has been constantly growing and the spacecraft payload complexity and demand continuously increased. Today, satellites provide close to full Earth coverage and produce a significant amount of data that needs to be downlinked to Earth for processing.
