Fabian Kreß, M. Sc.
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter
- Gruppe: Prof. Becker
- Raum: 125.1
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- fabian kress ∂does-not-exist.kit edu
Engesserstr. 5
76131 Karlsruhe
Entwurfsraumexploration von KI in eingebetteten Systemen
Anwendungen wie Objekterkennung oder -klassifizierung im Bereich des autonomen Fahrens werden heute in der Regel durch die Verwendung Künstlicher Intelligenz (KI) realisiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Algorithmen kann die KI häufig präzisere und zuverlässigere Ergebnisse liefern. KI-basierte Anwendungen erfordern jedoch in der Regel die Verarbeitung einer großen Anzahl von Operationen. Im Rahmen von eingebetteten Plattformen gilt es daher zu untersuchen, wie Latenz, Datendurchsatz und Stromverbrauch unter Berücksichtigung der durch die Anwendung gegebenen Randbedingungen optimiert werden können.
Neuartige, nichtflüchtige Speichertechnologien
In den letzten Jahrzehnten wurden neuartige nichtflüchtige Speichertechnologien (NVMs) wie MRAM oder ReRAM entwickelt und stetig verbessert. Diese Speicher verbrauchen im Allgemeinen weniger statische Energie als SRAM oder DRAM und benötigen nur einen Bruchteil der Fläche im Vergleich zu einer SRAM-Zelle. Außerdem ermöglichen diese Technologien effizientes In-Memory-Computing, um beispielsweise Matrix-Vektor-Multiplikationen zu beschleunigen. Folglich bieten NVMs die Möglichkeit, etablierte Speicherhierarchien und Computerarchitekturen für zukünftige Systeme neu zu überdenken.
Optimierung der Architektur und Toolchain eingebetteter FPGAs
Eingebettete FPGAs (eFPGA) erhöhen die Flexibilität des gesamten Systems, da sie eine Rekonfiguration der Hardware während der Laufzeit ermöglichen. So können verschiedene Arbeitslasten beschleunigt und auch die Hardwarebeschleuniger selbst aktualisiert werden. Allerdings muss das anfängliche Layout des eFPGAs vor dem Tape-Out definiert werden. Dabei geht es nicht nur um die Festlegung der Anzahl der LUTs, sondern auch um das Design von anwendungsspezifischen IPs. Die Integration eines eFPGAs erhöht somit die Komplexität in der Entwurfsphase, was verbesserte Toolchains erfordert.
Betreute studentische Arbeiten (Auswahl)
- SA: „Neuartige Speichertechnologien und ihre Anwendung in zukünftigen Systemarchitekturen”
- BA: „Hypervisor-basiertes Framework zur Evaluation neuartiger Speichertechnologien“
- SA: „Neuartige Speichertechnologien in zukünftigen Computer-Architekturen“
- MA: „Ein Low-Power RISC-V Prozessor für Tiny Machine Learning“
- MA: „Entwicklung einer FPGA Synthese-Toolchain zur automatisierten Integrierung hybrider Flip-Flops“
- SA: „Evaluation externer Speicher zur Ausführung neuronaler Netze in IoT-Geräten“
- SA: „Energieeffiziente KI-Beschleuniger für Online-Handschrifterkennung“
- SA: „Evaluation von Optimierungsstrategien für Neuronale Netze im Digipen zur Online-Handschrifterkennung“
- MA: „Hardware/Software Co-Design einer Ultra-Low Power RISC-V Plattform für online Handschrifterkennung“
Publikationen
Kreß, F.; Sidorenko, V.; Schmidt, P.; Hoefer, J.; Hotfilter, T.; Walter, I.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. Computer Networks, 229, Article no: 109759. doi:10.1016/j.comnet.2023.109759
Hotfilter, T.; Hoefer, J.; Merz, P.; Kreß, F.; Kempf, F.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. 2023 IEEE 36th International System-on-Chip Conference (SOCC), Santa Clara, USA, 05-08 September 2023, 1–6, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SOCC58585.2023.10256738
Kreß, F.; Pfau, J.; Kempf, F.; Schmidt, P.; He, Z.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. 2023 IEEE Nordic Circuits and Systems Conference (NorCAS), 31st October - 1st November 2023, Aalborg, Denmark, 1–7, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/NorCAS58970.2023.10305469
Hoefer, J.; Hotfilter, T.; Kreß, F.; Qiu, C.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. Computer Vision Systems – 14th International Conference, ICVS 2023, Vienna, Austria, September 27–29, 2023. Ed.: H. Christensen, 299–309, Springer Nature Switzerland AG. doi:10.1007/978-3-031-44137-0_25
Hotfilter, T.; Höfer, J.; Kreß, F.; Kempf, F.; Kraft, L.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. 2023 IEEE 5th International Conference on Artificial Intelligence Circuits and Systems (AICAS), 1–5, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/AICAS57966.2023.10168566
Hoefer, J.; Kempf, F.; Hotfilter, T.; Kreß, F.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. Proceedings of the Great Lakes Symposium on VLSI 2023, 287–292, Association for Computing Machinery (ACM). doi:10.1145/3583781.3590226
Hotfilter, T.; Schmidt, P.; Höfer, J.; Kreß, F.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. DroneSE and RAPIDO: System Engineering for constrained embedded systems, 73–78, Association for Computing Machinery (ACM). doi:10.1145/3579170.3579258
Kreß, F.; Hoefer, J.; Hotfilter, T.; Walter, I.; El Annabi, E. M.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases. Hrsg.: I. Koprinska. Pt. 1, 557–568, Springer International Publishing. doi:10.1007/978-3-031-23618-1_37
Kempf, F.; Höfer, J.; Kreß, F.; Hotfilter, T.; Harbaum, T.; Becker, J.
2022. Conference Proceedings: 2022 IEEE 35th International System-on-Chip Conference (SOCC) Ed.: S. Sezer, 1–6, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SOCC56010.2022.9908110
Hotfilter, T.; Kreß, F.; Kempf, F.; Becker, J.; Baili, I.
2022. 2022 IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI (ISVLSI), Nicosia, Cyprus, 04-06 July 2022, 371–372. doi:10.1109/ISVLSI54635.2022.00082
Kreß, F.; Hoefer, J.; Hotfilter, T.; Walter, I.; Sidorenko, V.; Harbaum, T.; Becker, J.
2022. 18th International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS), 133–140, IEEEXplore. doi:10.1109/DCOSS54816.2022.00034
Kreß, F.; Serdyuk, A.; Hotfilter, T.; Höfer, J.; Harbaum, T.; Becker, J.; Hamann, T.
2022. 2022 11th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO). Ed.: IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/MECO55406.2022.9797131
Hotfilter, T.; Kreß, F.; Kempf, F.; Becker, J.; Haro, J. M. De; Jiménez-González, D.; Moretó, M.; Álvarez, C.; Labarta, J.; Baili, I.
2022. 2022 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE), Antwerp, Belgium, 14-23 March 2022, 628–631, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.23919/DATE54114.2022.9774716
Hotfilter, T.; Hoefer, J.; Kreß, F.; Kempf, F.; Becker, J.
2021. IEEE 34th International System-on-Chip Conference (SOCC), 14th-17th September 2021, Las Vegas, Nevada, USA, 83–88, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SOCC52499.2021.9739212
Lesniak, F.; Kreß, F.; Becker, J.
2021. Applied Reconfigurable Computing. Ed.: S. Derrien, 221–231, Springer Nature Switzerland AG. doi:10.1007/978-3-030-79025-7_15
Masing, L.; Srivatsa, A.; Kreß, F.; Anantharajaiah, N.; Herkersdorf, A.; Becker, J.
2018. IEEE 12th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC), Hanoi, VN, September 12-14, 2018, 138–145, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/MCSoC2018.2018.00033
Masing, L.; Srivatsa, A.; Kreß, F.; Anantharajaiah, N.; Herkersdorf, A.; Becker, J.
2018. 12th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC 2018), Hanoi, Vietnam, 12.–14. September 2018