Forschungsprojekte

Projekt ARAMiS II

Zukünftige sicherheitskritische Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrt-Industrie, aber auch das Zukunftsthema Industrie 4.0 zeigen einen deutlich steigenden Bedarf an digitaler Rechenleistung. Sie wird beispielsweise für hoch automatisierte Fahrzeuge und echtzeitfähig vernetzte Maschinen benötigt. Weiterhin wird dieser Bedarf durch eine immer größere Integration und Interaktion mit anderen Systemen und Services verstärkt.

Diesem Bedarf entspricht, dass auch die Prozessoren von eingebetteten Systemen in nächster Zeit auf Multicore-Technologie basieren werden, die in anderen Anwendungsgebieten wie PCs, Tablets und Smartphones längst erfolgreich verwendet werden. Sicherheitskritische Anwendungen in den genannten Domänen stellen jedoch komplexe zusätzliche Anforderungen, die aktuell nicht oder nur teilweise mit unverhältnismäßig hohem Aufwand erfüllt werden können.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/5159.php)

Projekt ARGO

Verbesserung der Leistung und Reduktion der Kosten, ohne dabei die funktionalen Sicherheit zu beeinflussen, sind die wichtigsten Anforderungen für eingebettete elektronische Systeme zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrttechnologie, der Automatisierungstechnik und der Automobilindustrie.

Für viele Anwendungen kann die erforderliche Leistung bei geringem Energieverbrauch nur durch maßgeschneiderte Computer-Plattformen auf Basis von heterogenen Many-Core-Architekturen, die mehrere parallel arbeitende Prozessorkerne auf einem Chip zusammenführen, zur Verfügung gestellt werden. Allerdings ist die Programmierung heterogener Many-Core Prozessoren meist sehr komplex, erfordert spezielle Kenntnisse und die Programme müssen genau auf die Zielplattform zugeschnitten werden. In sicherheitskritischen Anwendungen muss zudem noch eine ausreichend kleine Reaktionszeit der Software in allen denkbaren Situationen sichergestellt werden.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/4833.php)

Projekt ARoMA

Weitere Informationen: ( https://www.itiv.kit.edu/5611.php)

Detektorentechnologie

Das ITIV ist an Detektoren der weltweit leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger tätig: dem Belle II Detektor des Hochluminositäts-Collider Super KEKb am KEK in Tsukuba, Japan, an dem Compressed Baryonic Matter (CBM) am GSI in Darmstadt, Deutschland und dem Compact Muon Solenoid des Large Hadron Collider (LHC) am CERN, Schweiz.

Mitarbeiter des ITIV beteiligen sich an der Entwicklung von FPGA-Designs für schnelle Datenverarbeitung zur frühzeitigen Datenreduktion direkt an den Detektoren und an der Entwicklung von Systemen und Interfacing-Komponenten zur Synchronisation der Datenverarbeitungselektronik in der Datenauslese von Detektoren.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/4955.php

EASYride - Automatisiertes Fahren im städtischen Kontext – Pilotstadt München

Im Bereich des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eröffnet das automatisierte Fahren neue Möglichkeiten, das Mobilitätssystem in Effizienz und Umweltfreundlichkeit positiv voranzutreiben.

Um vernetzte Mobilitätsangebote für den urbanen Raum zu schaffen, werden für autonom fahrende Linienbusse neue Randbedingungen und Geschäftsfelder entwickelt. München soll dabei zu einer Modellregion für den Einsatz von automatisierten und vernetzten Mobilitätslösungen werden. Im Laufe des Projektes werden zu diesem Zweck realistische Entwicklungspfade zur „Mobilitätstransformation“ entwickelt.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/6844.php)

EPI (European Processor Initiative)

Hoch performante Rechnerarchitekturen und Chips für High-Performance Computing (HPC) kommen aktuell zum Großteil aus den USA und Asien. Die Europäische Prozessor Initiative (EPI) möchte diesen Markt auch von Europa aus betreten. Das Ende 2018 gestartete Projekt wird im Rahmen des Horizon 2020 Programms der Europäischen Union gefördert.
Das Konsortium aus 26 Partnern – darunter auch das KIT – hat sich das Ziel gesetzt, den ersten Chip bis spätestens 2022 auf den Markt zu bringen.
Das ITIV als Vollpartner im Projekt beteiligt sich im Automotive Stream.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/6757.php)

Projekt InvasIC

Unter dem Begriff Invasives Rechnen wird ein völlig neues Paradigma für den Entwurf und die Programmierung zukünftiger paralleler Rechensysteme erforscht. Die Grundidee besteht darin, parallelen Programmen die Fähigkeit zu verleihen, in einer als Invasion bezeichneten Phase ressourcengewahr Berechnungen auf eine Menge aktuell verfügbarer Ressourcen zu verteilen, und nach paralleler Abarbeitung diese in einer als Rückzug bezeichneten Phase wieder frei zu geben.

Um diese neue Art der selbstadaptiven und ressourcengewahren Programmierung auf zukünftigen MPSoCs (engl. Multi-Processor-Systems-on-a-Chip) effizient zu ermöglichen, bedarf es neuer Programmierkonzepte, Sprachen und Compilern wie auch Laufzeit- bzw. Betriebssystemen sowie revolutionärer Architekturerfindungen, die sich auf die Rekonfigurierbarkeit von sowohl Prozessor-, Verbindungs- als auch Speicher- Ressourcen beziehen.

Weitere Informationen (https://www.itiv.kit.edu/4837.php)

Projekt ModECaP

Der Mobilitätssektor unterliegt starken Veränderungen.Der gesellschaftliche Bedarf an sauberer und nachhaltiger Mobilität nimmt zu, unterstützt durch gesetzliche Vorgaben zur Luftreinhaltung. Die Städte entwickeln sich dabei zu maßgebenden Akteuren. Demographische Trends und Lebensstile, wie Wachstum der Weltbevölkerung und Urbanisierung, sowie Individualisierung hin zur Single-Gesellschaft sind nur einige Trends, die die Mobilität in Zukunft weiter diversifizieren und neuen Mobilitätskonzepten („Mobility-as-a-Service / Pay-per-use“) zum Durchbruch verhelfen können.

In den kommenden Jahren werden sich die drei Technologietrends Hochautomatisiertes Fahren, Elektromobilität und Digitalisierung/Konnektivität gegenseitig verstärken und beschleunigen. Gemeinsam mit der Diversifizierung der Mobilität haben diese Technologien das Potential, das Geschäftsmodell „Automobil“ nachhaltig zu verändern. Um einer gegenüber konventionellen Fahrzeugen geringeren Wertschöpfung bei Elektrofahrzeugen und damit der möglichen Gefahr bei der Beschäftigungssicherung entgegen zu treten, wird u.a. auch nach neuen Produktlösungen, Geschäftsmodellen und (Service-) Angeboten gesucht. Insbesondere werden immer mehr disruptive Lösungen gesucht, die den notwendigen Wandel deutlich besser unterstützen als evolutionäre Entwicklungen in kleinen Schritten. In diesem Projekt wird die Machbarkeit eines disruptiven Fahrzeugkonzeptes basierend auf einer Trennung von Fahrmodul und Transportkapsel untersucht.

Weitere Informationen: (https://www.itiv.kit.edu/6458.php)

Project PrognoNetz

Transmission System Operators (TSOs) need nowadays to utilize more efficiently their existing infrastructure. Especially the electrical network. The increasing amount of wind parks has clear advantages, producing clean energy, but also means a stronger instability in power generation (represented by sudden peaks, related to changes in wind speed and direction). These peaks surpass today the fixed conservative limit to the maximum current capacity of overhead lines (OL), the so-called ampacity. Solution to this is either to construct new OL or to increment the fixed conservative ampacity limit. The former can be easily achieved using sensors.

Further Information: (http://www.itiv.kit.edu/6519.php)

Projekt Step-Up!CPS

In nahezu allen Industriezweigen übernehmen bereits heute Cyber-physische Systeme (CPS) neben Komfortfunktionen auch sicherheitskritische Kontrollfunktionen wie beispielsweise automatisiertes Fahren oder die Steuerung von komplexen Produktionsanlagen. Bei Fehlverhalten dieser CPS ist ihre modulare Updatefähigkeit während des Betriebs unabdingbar, um die funktionale Sicherheit weiter zu garantieren, und somit sichere, leistungsfähige und effiziente zukünftige CPS zu ermöglichen.