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M. Sc. Harald Bucher

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Raum: 125.1
Tel.: +49 721 608-42880
Fax: +49 721 608-42511
harald bucherHkp1∂kit edu

Engesserstr. 5

76131 Karlsruhe



M. Sc. Harald Bucher

Lebenslauf

  • Geboren im April 1986 in Freiburg i.Br.
  • Bachelorstudium der Elektro- und Informationstechnik an der DH Lörrach
    • Vertiefung Automation
    • Ausbildungsfirma: Northrop Grumman LITEF GmbH in Freiburg
      • Praxisprojekt: Entwicklung eines digitalen 2-kanaligen Speicheroszilloskops im SMIO-Format
    • Bachelor-Abschluss im September 2009
    • Thema der Abschlussarbeit: Entwicklung einer Firmware für eine Scope-Karte im SMIO-Format
  • Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik am KIT
    • Vertiefung Systems Engineering
    • Master-Abschluss im April 2012
    • Thema der Abschlussarbeit: Erweiterung der KAHRISMA-EDPE zur Realisierung dynamisch rekonfigurierbarer Datenflussprozessoren auf der KAHRISMA Architektur
  • Mitarbeiter am ITIV seit August 2012
  • Mitglied im Graduiertenkolleg 1194 "Selbstorganisierende Sensor-/Aktor-Netzwerke" 2012 - 2015


 

Forschung

Aktuelle Themen

EU-Projekt ARGO

ARGO ist ein Forschungsprojekt im Rahmen des H2020 Förderprogrammes der EU mit einer Laufzeit von 01.01.2016 - 31.12.2018.
Das Ziel von ARGO ist die Entwicklung einer Werkzeugkette, um modellbasierte Scilab/Xcos Applikationen in parallelen C-Code mit Echtzeitgarantien für heterogene Multi-Core Plattformen zu übersetzen. Der Fokus liegt dabei auf einem semi-automatischen und User-interaktiven Parallelisierungsprozess unter der Garantie einer oberen Schranke der Worst-Case Execution Time (WCET).

Integrierte, modellbasierte Entwicklung, Simulation und Bewertung von Elektrik/Elektronik-Architekturen

Durch die steigende Anzahl von Komfort- und Sicherheitsfunktionen, insb. bzgl. Fahrerassitenzfunkionen und (teil-) autonomes Fahren, steigt die Komplexität von E/E-Architekturen im Kraftfahrzeug und deren Variantenvielfalt stetig an. E/E-Architekturen sind ein vernetztes System aus bis zu 100 Steuergeräten und etlichen Sensoren/Aktuatoren, die über mehrere Bussysteme kommunizieren. Zur Handhabung der Komplexität werden heutzutage modellbasierte Ansätze mit meist statischen Architekturbeschreibungssprachen zur Spezifikation der E/E-Architektur verwendet. Diese erlauben eine frühzeitige Bewertung und ein Vergleich von Architekturvarianten bspw. bzgl. Kosten, Gewicht etc.


Um auch das dynamische Systemverhalten frühzeitig zu berücksichtigen, werden Methoden zur automatisierten und domänenübergreifenden Simulation, basierend auf dem E/E-Architekturmodell, entwickelt. Die Verzahnung von E/E-Architekturmodell und Simulation erlaubt zusätzlich eine frühe Evaluation verschiedenster Aspekte wie bspw. das dynamische Verhalten von Fahrzeugfunktionen unter Einfluss des zugrundeliegenden Kommunikationsnetzwerkes, der Einfluss des Leitungssatzes auf die Spannungsversorgung bei dynamischen Lasten oder die Analyse des Bordnetzverbrauches.

 

Abgeschlossene Projekte / Förderungen

  • Graduiertenkolleg 1194 "Selbstorganisierende Sensor-/Aktor-Netzwerke"
    Unter Sensor-Aktor-Netzwerken versteht man den Zusammenschluss einer Vielzahl in die Umgebung eingebetteter und deshalb ggf. miniaturisierter Sensor-Aktor-Knoten, welche drahtlos miteinander vernetzt sind und kooperativ ein verteiltes Phänomen beobachten und beeinflussen. Dies gilt insbesondere im Bereich der C2C-Kommunikation, wo der Kommunikationsteilnehmer einer sich ständig wechselnden Umgebung ausgesetzt ist. In diesem Zusammenhang spielt u.a. das Vorhandensein einer möglichst realistischen Testumgebung eine entscheidende Rolle, um die Komplexität beherrschen und auf teure Feldtests verzichten zu können.
  • Sino-German Network on Electromobility
    Das Sino-German Network on Electromobility ist eine Zusammenarbeit zwischen deutschen und chinesischen Universitäten. Beide Länder haben sich zum Ziel gesetzt die Elektromobilität als wichtiger Bestandteil der zukünftigen Mobilitätskonzepte voran zu treiben. Abnehmende Ressourcen und der drohende Klimawandel erfordern dringend eine Umstellung auf erneuerbare Energiequellen. Für den Transport bedeutet dies eine schnelle Einführung der Elektromobilität. Diese Änderung erfordert nicht nur Fortschritte in der Batterietechnologie, sondern auch eine Anpassung der Fahrzeugkonstruktion und Elektrik/Elektronik (E/E) auf allen Ebenen.
  • Car2X Integration 
    Im Rahmen dieses Teilprojekts des Sino-German Network war die Entwicklung von neuartigen Kommunikationsmodellen für Car2X Kommunikation das Hauptziel. Es wurde eine Simulationsumgebung entwickelt, die der Heterogenität der Car2X Kommunikation gerecht wird. Die Entwicklung von spezialisierten Car2X Knoten, die Sicherheitsaspekte berücksichtigen, waren auch Teil dieses Teilprojekts. In Bezug auf Letzteres, wurde eine prototyische, optimierte Hardware-Software-Architektur, basierend auf Multicore-Architekturen und Hardwarebeschleunigern, entwickelt.

 

Studentische Arbeiten

 

Laufende Arbeiten

Abgeschlossene Arbeiten

  • BA: Externe Arbeit (Elmos Semiconductor AG): Entwicklung eines Verfahrens zur Portierung von  optimierten Gestenbibliotheken
  • MA: Externe Arbeit (Daimler AG, Sunnyvale, USA): Design, Integration, and Evaluation of a Misbehavior Detection Concept for Vehicular Ad-Hoc Networks
  • MA: Externe Arbeit (SAP): Konzeption, Evaluation und Hardware/Software Realisierung eines drahtlosen, effizienten, intelligenten Sensornetzes mit optimiert zentraler/dezentraler Datenkommunikation

  • BA: Konzept Implementierung und Evaluation eines Car2X-Message-Evaluation Moduls in einem HW/SW Co-Design
  • BA: Konzept Implementierung und Evaluation eines Car2X-Message-Evaluation Moduls in einem SW-Design
  • MA: Entwurf, Modellierung und Evaluation eines Car-2-X Message Filter zur Minimierung von Buslasten und -latenzen in modernen E/E-Architekturen

  • BA: Entwurf und Implementierung einer Zynq-Hardware-Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Modellierungstool Ptolemy II

  • Studienarbeit: Implementierung und Evaluierung eines Fahrerassistenzsystems zur energieeffizienten Geschwindigkeitsreduktion bei Elektrofahrzeugen
  • MA: Simulation of 2G / 3G Inter-Radio-Access-Technology (INTERRAT) Scenarios on a Virtual Platform
  • BA: Portierung von PtidyOS auf ein Multiprozessorsystem zur echtzeitfähigen Ausführung verteilter Tasks
M. Sc. Harald Bucher
Titel Datum
offen (zu vergeben)
vergeben


Publikationen


2018
Proceedingsbeiträge
A WCET-Aware Parallel Programming Model for Predictability Enhanced Multi-core Architectures.
Reder, S.; Masing, L.; Bucher, H.; ter Braak, T.; Stripf, T.; Becker, J.
2018. Design, Automation Test in Europe Conference Exhibition (DATE), Dresden, Germany, March, 19-23, 2018
2017
Proceedingsbeiträge
WCET-aware parallelization of model-based applications for multi-cores : The ARGO approach.
Derrien, S.; Puaut, I.; Alefragis, P.; Bednara, M.; Bucher, H.; David, C.; Debray, Y.; Durak, U.; Fassi, I.; Ferdinand, C.; Hardy, D.; Kritikakou, A.; Rauwerda, G.; Reder, S.; Sicks, M.; Stripf, T.; Sunesen, K.; Ter Braak, T.; Voros, N.; Becker, J.
2017. Proceedings of the 20th Design, Automation and Test in Europe, Lausanne, Switzerland, 27-31 March 2017, 286-289, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.23919/DATE.2017.7927000
Forschungsberichte
An Integrated Approach Enabling Cross-Domain Simulation of Model-Based E/E-Architectures.
Bucher, H.; Reichmann, C.; Becker, J.
2017. SAE International, Warrendale (PA). doi:10.4271/2017-01-0006
2016
Zeitschriftenaufsätze
A V2X Message Evaluation Methodology and Cross-Domain Modelling of Safety Applications in V2X-enabled E/E-Architectures.
Bucher, H.; Buciuman, M.-F.; Klimm, A.; Sander, O.; Becker, J.
2016. EAI Endorsed Transactions on Security and Safety, 16 (8), Art.Nr. e1. doi:10.4108/eai.24-8-2015.2261038
2015
Zeitschriftenaufsätze
Adaptive algorithm and tool flow for accelerating SystemC on many-core architectures.
Reder, S.; Roth, C.; Bucher, H.; Sander, O.; Becker, J.
2015. Microprocessors and microsystems, 39 (8), 1063-1075. doi:10.1016/j.micpro.2015.06.001
Proceedingsbeiträge
Power-Aware Design of Electronic System Level using Interoperation of Hybrid and Distributed Simulations.
Oliveira, H.; Brito, A. V.; Melcher, E. U. K.; Bucher, H.; Araújo, J.; Duenha, L.
2015. Proceedings of the 28th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design, SBCCI2015, Salvador, Bahia, Brazil, August 31 to September 4, 2015, 18:1-18:7, ACM, New York (NY). doi:10.1145/2800986.2801023
A V2X Message Evaluation Methodology and Cross-Domain Modelling of Safety Applications in V2X-enabled E/E-Architectures.
Bucher, H.; Buciuman, M.-F.; Klimm, A.; Sander, O.; Becker, J.
2015. Proceedings of the 8th International Conference on Simulation Tools and Techniques : 24-26 August 2015, Athens, Greece ; SIMUTools 2015. Ed.: Gary S. H. Tan, 71-78, ICST, Brussels
A distributed simulation platform using HLA for complex embedded systems design.
Brito, A. V.; Costa, L. F. S.; Bucher, H.; Sander, O.; Becker, J.; Oliveira, H.; Melcher, E. U. K.
2015. 19th IEEE/ACM International Symposium on Distributed Simulation and Real Time Applications, DS-RT 2015, Chengdu, Sichuan, China, October 14-16, 2015. Proceedings, 195-202, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/DS-RT.2015.16
Power estimation of an ECDSA core applied in V2X scenarios using heterogeneous distributed simulation.
Bucher, H.; Klimm, A.; Sander, O.; Becker, J.
2015. 19th IEEE/ACM International Symposium on Distributed Simulation and Real Time Applications, DS-RT 2015, Chengdu, Sichuan, China, October 14-16, 2015. Proceedings, 187-194, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/DS-RT.2015.35
2014
Proceedingsbeiträge
Adaptive Algorithm and Tool Flow for Accelerating SystemC on Many-Core Architectures.
Roth, C.; Reder, S.; Bucher, H.; Sander, O.; Becker, J.
2014. 17th Euromicro Conference on Digital System Design, DSD 2014; Verona; Italy; 27 August 2014 through 29 August 2014, 137–145, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/DSD.2014.62
A Simulation Tool Chain for Investigating Future V2X-based Automotive E/E Architectures.
Roth, C.; Bucher, H.; Brito, A.; Sander, O.; Becker, J.
2014. Proceedings of the 7th European Congress on Embedded Real Time Software and Systems (ERTS²), 4 - 7 February 2014, Toulouse, France
2013
Proceedingsbeiträge
A SystemC modeling and simulation methodology for fast and accurate parallel MPSoC simulation.
Roth, C.; Bucher, H.; Reder, S.; Buciuman, F.; Sander, O.; Becker, J.
2013. 26th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI'13), Curitiba, Brazil, September 2-6, 2013, 1-6, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/SBCCI.2013.6644853
Improving parallel MPSoC simulation performance by exploiting dynamic routing delay prediction.
Roth, C.; Bucher, H.; Reder, S.; Sander, O.; Becker, J.
2013. 8th International Workshop on Reconfigurable and Communication-Centric Systems-on-Chip (ReCoSoC'13), Darmstadt, July 10-12, 2013, 1-8, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/ReCoSoC.2013.6581524
2012
Proceedingsbeiträge
Asynchronous Parallel MPSoC Simulation on the Single-chip Cloud Computer.
Roth, C.; Reder, S.; Erdogan, G.; Sander, O.; Almeida, G.; Bucher, H.; Becker, J.
2012. 2012 International Symposium on System-on-Chip (SoC'12), Tampere, Finland, October 10-12, 2012, 8 S., IEEE, Piscataway (NJ)