Fabian Lesniak, M. Sc.

Fabian Lesniak, M. Sc.

  • Engesserstr. 5

    76131 Karlsruhe

Forschung

Design von heterogenen Manycore-Plattformen

Während die Leistungsanforderungen an integrierte Schaltungen ständig steigen, kämpft die Halbleiterindustrie damit, mit diesen Anforderungen Schritt zu halten. Probleme mit der Leistungsdichte und statischen Leckagen traten in den Vordergrund, während frühere Effekte wie Dennard Scaling ausfielen. Um weitere Leistung zu gewinnen, wird stattdessen die Anzahl der Prozessorkerne erhöht. Solche Manycore-Systeme mit Hunderten von Prozessoren erfordern ein anderes Hardwaredesign als klassische eingebettete Systeme. Auch die Programmierbarkeit solcher Systeme unterscheidet sich stark, da Probleme in hohem Maße parallelisiert werden müssen.

Laufzeitadaptive Architekturen

Ein modernes System on Chip muss Chipfläche und Leistung sparen, um das Design von kleinen, mobilen Geräte mit langer Batterielebensdauer zu ermöglichen. Dennoch erwarten die Nutzer eine sehr hohe Rechenleistung für sehr spezifische Probleme, wie die Verarbeitung von Medien oder die Inferenz neuronaler Netze. Durch die Entwicklung von Hardware-Architekturen, die während der Laufzeit rekonfigurierbar sind, werden sie vielseitiger und sogar zukunftssicher für Anwendungsfälle, die zum Zeitpunkt der Entwicklung noch nicht bekannt sind – bei kleinerer Chipfläche und weniger Dark Silicon Effekten. Bei der Entwicklung solcher adaptiven Hardware-Architekturen müssen verschiedene Designparameter sorgfältig abgewogen werden, damit das System für möglichst viele Zwecke geeignet ist.

Hypervisor-basierte Systeme for sicherheitskritische Anwendungen

Sicherheitskritische Anwendungen findet man insbesondere im Bereich von Steuerung und Regelung von Fahrzeugen und Anlagen. Solche Systeme sind aufwändig zu entwickeln und zu pflegen, da eine einwandfreie Funktionalität garantiert werden muss – auch nach einem Update. Indem moderne Virtualisierungstechnologien eingesetzt werden, kann die Isolation einzelner Systemkomponenten verbessert werden. Dadurch wird die Komplexität des Gesamtsystems erhöht und eine Beurteilung der Sicherheit wird aufwändiger. Ziel der Forschung ist, die Hürden für den Einsatz eines Hypervisors in diesen Bereichen zu verringern.

Betreute studentische Arbeiten (Auswahl)

  • MA: "Verteiltes Echtzeit-Monitoring von Manycores"
  • MA: "Design eines prozessorbasierten Near-Memory-Beschleunigers"
  • MA: "Entwicklung eines dynamischen und flexiblen Speichercontrollers für Manycore-Prototypen"
  • MA: "Channel Estimation of Dynamic Intra-Tile Reallocatable Cache in Homogeneous GPPs"
  • MA: "Hypervisor-Gastüberwachung in Safety-Critical Systems"
  • MA: "Implementing an AI Accelerator as a Special Instruction"
  • BA: "ARM-Debugger für den Xen-Hypervisor"
  • BA: "Implementierung eines approximativen Beschleunigers"
  • BA: "Dynamische CNN-Beschleunigung für den i-Core Prozessor"

Publikationen


2022
Zeitschriftenaufsätze
Lifecycle Management of Automotive Safety-Critical Over the Air Updates: A Systems Approach
Guissouma, H.; Hohl, C. P.; Lesniak, F.; Schindewolf, M.; Becker, J.; Sax, E.
2022. IEEE Access, 10, 57696–57717. doi:10.1109/ACCESS.2022.3176879
2021
Zeitschriftenaufsätze
A Hybrid Prototyping Framework in a Virtual Platform Centered Design and Verification Flow
Masing, L.; Lesniak, F.; Becker, J.
2021. IEEE embedded systems letters, 13 (1). doi:10.1109/LES.2020.2995084
Proceedingsbeiträge
Transparent Near-Memory Computing with a Reconfigurable Processor
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
2019
Proceedingsbeiträge
Dynamic and scalable runtime block-based multicast routing for networks on chips
Anantharajaiah, N.; Kempf, F.; Masing, L.; Lesniak, F. M.; Becker, J.
2019. Proceedings of the 12th International Workshop on Network on Chip Architectures (NoCArc 2019), Columbus, OH, Ocober 12-13, 2019, 1–6, Association for Computing Machinery (ACM). doi:10.1145/3356045.3360718
Hybrid Prototyping for Manycore Design and Validation
Masing, L.; Lesniak, F.; Becker, J.
2019. 15th International Symposium on Applied Reconfigurable Computing, ARC 2019; Darmstadt; Germany; 9 April 2019 through 11 April 2019, 319–333. doi:10.1007/978-3-030-17227-5_23
2015
Proceedingsbeiträge
Software-in-the-Loop simulation of embedded control applications based on Virtual Platforms
Werner, S.; Masing, L.; Lesniak, F.; Becker, J.
2015. 2015 25th International Conference on Field Programmable Logic and Applications (FPL), London, United Kingdom, 2–4 September 2015, Art.Nr. 7294020, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/FPL.2015.7294020