Ralf 3 - Software for Embedded High Performance Architecture
- Diarienummer
- IIS11-0060
- Start- och slutdatum
- 120101-171231
- Beviljat belopp
- 28 286 838 kr
- Förvaltande organisation
- Mälardalen University, Eskilstuna
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Utvecklingen av extremt högpresterande processorer för datorgrafik har gjort det möjligt att bygga mycket högpresterande, heterogena inbyggda system. Detta öppnar för nya generationer av produkter och systemkomponenter som kan processa stora mängder data i realtid och snabbt reagera på ett intelligent sätt. Exempel på sådana produkter är system, baserade på datorseende för fordon och mobila robotar, för att undvika hinder, eller andra intelligenta sensorer för stora datamängder (över 300 MByte/s). En utmaning för utvecklingen av sådana produkter är hur man ska hitta en optimal arkitektur med avseende på extrafunktionella egenskaper (EFE:er) som prestanda, effektförbrukning samt resursutnyttjande för att processa alla sensordata i realtid. Projektet kommer att utveckla teorier, metoder och verktyg för allokering av programvara på de heterogena beräkningsenheterna samt analys av EFE:er för att finna den optimala allokeringen. Projektet har ett komponentbaserat angreppsätt. Resultatet kommer att inkludera en komponentmodell som är anbassad för denna typ av system, metoder for att allokera komponenter, metoder för att analysera EFE:er för komponenter samt adaptiva datastrukturer och algoritmer för de förutsedda heterogena inbyggda systemen. Resultaten kommer att demonstreras och utvärderas på en undervattensrobot och i samverkan med svensk industri.
Populärvetenskaplig beskrivning
Moderna datorer utrustas både med flera CPUer, och även allt kraftfullare grafikkort, efter krav från utvecklare av datorspelen. Ett grafikkort innehåller speciella beräkningsenheter som som kallas GPUer. De kan även användas för att göra andra typer av beräkningar än de som krävs för grafisk presentation på bildskärmen. Både CPUer och GPUer används även i inbyggda system. Svensk industri exporterar många produkter som utnyttjar denna teknologi. Ett exempel på ett inbyggt system där man behöver denna beräkningskraft är övervakningssystem till fordon. Det kommer att vara fullt möjligt inom några år att utrusta maskiner, bilar, lastbilar etc med kamerasystem som kan identifiera objekt (andra fordon och människor) även under färd med relativt hög hastighet. Systemen är komplexa och innehåller stora mängder data, och höga datahastigheter (mer än 300Mbyte/s). En utmaning vid utvecklingen av sådana produkter är att skapa en optimal arkitektur med avseende på prestanda, energikonsumtion och utnyttjande av resurser för beräkningar av alla dessa sensordata i real-tid. Projektet kommer att utveckla teorier, metoder och verktyg för att kunna fördela programvaran på de olika beräkningsenheter på ett optimalt sätt. Det görs genom analys av prestanda hos de olika beräkningsenheterna. Projektet utgår från ett modell- och komponentbaserat angreppsätt. Resultatet kommer att vara en komponentmodell som är anpassad för denna typ av system. Där ingår metoder för distribution av komponenter på de olika beräkningsenheterna samt analys av komponenter och exekveringstidsanalyser, minnesutnyttjande och energianvändning, såväl som metoder för att optimera datastrukturer. Resultaten kommer att demonstreras och utvärderas i en undervattensrobot "Ralf 3" och i flera fall i samverkan med svensk industri.