Immer schnellere Prozessoren für eingebettete Systeme braucht die Automobilindustrie, um beispielsweise das hohe Datenaufkommen bei Fahrerassistenzsystemen wie Fußgängererkennung zuverlässig verarbeiten zu können. Mehrkernprozessoren könnten die Lösung sein, das Fraunhofer Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) oprimiert jetzt die Multicore-Ansätze.
Seit einigen Jahren sind die physikalischen Leistungsgrenzen bei Prozessoren erreicht, die Taktfrequenzen kaum noch zu steigern. Diese resultieren aus den internen Schaltzeiten der Prozessoren – um sie weiter zu senken, musste die Leistungsaufnahme in der Vergangenheit weiter erhöht werden, was zu einer stärkeren Wärmeentwicklung führte und sowohl die Spannungsversorgung als auch die Kühltechnik vor immer größere Probleme stellt. Sind Prozessoren zu schnell getaktet, können sie aufgrund elektromagnetischer Störstrahlung benachbarte Prozessoren und Busse stören.
Mehrkernprozessoren stellen hier eine reizvolle Lösung dar, da bereits auf nur einem Mehrkernprozessor die Leistung von weit über 100 traditionellen Prozessoren abgebildet werden kann. Diese Prozessoren bestehen aus einer Vielzahl langsamer getakteter Rechenkerne. So lässt sich die Rechenleistung moderner Prozessoren steigern und gleichzeitig die Leistungsaufnahme senken. Um dieses Potenzial abzurufen, müssen Anwendungen bzw. deren Algorithmen jedoch parallelisiert werden. Neben der Parallelisierung von Algorithmen müssen auch die Kommunikationskosten berücksichtigt werden.
Der Ansatz des Fraunhofer IESE mit modellgetriebenen Tools wie SIMULINK berücksichtigt spezialisierte Rechenkerne und Kommunikationsnetzwerke bei der Parallelisierung und verhindert dadurch entstehende Beeinträchtigungen. Gleichzeitig garantiert er, dass zum Beispiel kritische Zeitschranken eingehalten werden, wie sie etwa für die Reaktionszeiten von Airbags existieren. In dieser Komplexität ist dies bisher keinem Alternativansatz im Bereich der Mehrkernprozessoren-Optimierung gelungen.
Der großé Vorteil für die Entwickler: Das Ganze kann vollautomatisch oder unterstützend genutzt werden, was hohe Kosteneinsparungen in der aufwändigen Entwicklungsphase garantiert. Aktuell ist dieser Ansatz als Patent eingereicht.
