International Conference on Omni-Layer Intelligent Systems ((1st : : 2019 : Crete, Greece)) COINS, International Conference on Omni-Layer Intelligent Systems New York, NY, USA : ACM, 2019 (2019), Seite 80-85 1 Online-Ressource (241 pages)
Dissertation Carl von Ossietzky Universität Oldenburg 2018
HochschulschriftEingebettetes SystemCyber-physisches System
In dieser Arbeit wird ein Modellierungs- und Integrationsfluss zur Spezifikation, Abschätzung und Bewertung von Softwarefunktionen gemischt-kritischer Systeme, ausgehend von einer initialen Spezifikation bis zu einer Implementation auf einem MPSoC, vorgestellt. Dazu wird ein Programmiermodell eingeführt, welches sicherheitskritisches sowie leistungsorientiertes funktionales Verhalten mit ihren Echtzeitanforderungen ausdrücken kann. Basierend auf datengetriebenen Modellen zur Bewertung der Ressourcennutzung des sicherheitskritischen Teilsystems wird in dieser Arbeit eine Methode zur Konstruktion von Auslastungsmodellen auf der Plattform vorgeschlagen. Die Bewertung der Modelle zeigt, dass somit Integrationsszenarien solcher Systeme unterstützt werden können, bei denen der Schutz geistigen Eigentums eine Integration erschweren könnte oder bei denen kurze Vorlaufzeiten für die Marktreife eine Entkoppelung der Entwicklung von der Integration gemischt-kritischer Anwendungen erfordern. <dt.>
This thesis proposes a modelling and integration flow for specifying, estimating, and evaluating software functions of mixed-critical systems, ranging from an initial executable specification to an implementation candidate on a Multi-Processor System-on-Chip. The flow starts with a programming model to express safety- as well as performance-critical functional behaviour along with their real-time requirements. Based on data-driven models capturing the timing behaviour of high-critical subsystems, the thesis proposes a method for constructing workload models of safety-critical software components on the target platform. The evaluation of this work demonstrates that these models can support mixed-criticality system integration scenarios where intellectual property issues may prevent integration or the need for fast time-to-market goals require a decoupled development and integration phase of mixed-critical applications. <engl.>
Durch die Nutzung immer kleinerer Strukturgrößen bei der Herstellung digitaler Systeme entstehen durch Alterung und Zuverlässigkeit neue Probleme. In dieser Arbeit werden Simulationsmethoden entwickelt, die in einem Industrieflow integriert werden. Anhand des bedeutenden Alterungseffektes Bias Temperature Instability wird ein Alterungsmodell entwickelt. Dabei werden die Einflussgrößen der Alterung, wie Temperatur und Versorgungsspannung, berücksichtigt und durch eigene Modelle simuliert. Diese ermöglichen die Simulation von komplexen Nutzungsszenarien. Da Zeiträume von mehreren Jahren simuliert werden, wurde bei der Entwicklung dieser Modelle darauf geachtet, dass sie effizient parallel ausgeführt werden können, um sie auf Manycore-Systemen und Grafikkarten zu beschleunigen. Abschließend wird die vorgestellte Methodik auf ein Industriedesign angewendet: Anhand eines 32bit-Prozessors wird exemplarisch die Alterung über mehrere Jahre simuliert. <dt.>
The use of smaller structure sizes in the production of digital systems raises new problems caused by aging and reliability. This thesis develops simulation methods that are integrated into an industry flow and develops an aging model on the basis of the important aging effect Bias Temperature Instability. Parameters of the aging effect such as temperature and supply voltage are considered and simulated through own models that allow the simulation of complex use cases. The simulated time frames can be as long as several years. Therefore the models can be efficiently parallelized on Manycore-Systems and graphics processing units. Finally the presented method is applied to an industrial design and allows the aging simulation of an 32bit-processor over several years. <engl.>
ACM/IEEE International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (21. : 2018 : Kopenhagen) MODELS-WS 2018 - MODELS 2018 workshops Aachen, Germany : RWTH Aachen, 2018 (2018), Seite 475-484 1 Online-Ressource
Chillet, Daniel Proceedings of the Rapido'18 Workshop on Rapid Simulation and Performance Evaluation [S.l.] : ACM, 2018 2018, Art.-Nr. 3, insges. 8 Seiten 1 Online-Ressource
Association for Computing Machinery ACM transactions on design automation of electronic systems New York, NY : Association for Computing Machinery, 1996 Bd. 23, 2018, 4, Art.-Nr. 51, insges. 25 S. Online-Ressource
Euromicro Conference on Digital System Design (21. : 2018 : Prag) 21st Euromicro Conference on Digital System Design Piscataway, NJ : IEEE, 2018 (2018), Seite 711-718 1 Online-Ressource
International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling, and Simulation ((18th :2018 :Samos, Greece)) 2018 International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS XVIII) New York, New York : Association for Computing Machinery, 2018 (2018), Seite 81-88 1 Online-Ressource
Der Alterungseffekt "Negative Bias Temperature Instability", der stark von der Verwendungsweise eines Geräts abhängt, muss beim Entwurf von integrierten Schaltungen berücksichtigt werden. Hierzu wird ein Verfahren für die Alterungsvorhersage benötigt, das geringe Simulationsdauern aufweist und auf industriellen Standardwerkzeugen beruht. Diese Arbeit stellt daher ein solches Verfahren auf Gatterebene vor, das auf einer leistungsorientierten und dennoch genauen Abstraktion des physikalischen Alterungsmodells beruht. Die Simulationsergebnisse verschiedener Einsatzszenarien zeigen sehr hohe Genauigkeiten und eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer alternativen Abstraktionsmethode, so dass realistische Alterungsvorhersagen größerer Komponenten innerhalb sinnvoller Zeiträume ermöglicht werden. Verschiedene Alterungsbewertungen zeigen schließlich, dass realistische Alterungen eines Schaltkreises durch statische Worst-Case-Annahmen stark überschätzt werden. <dt.>
The aging effect "Negative Bias Temperature Instability", which is highly dependent on device history, has a direct impact on the design of integrated circuits. In order to make realistic predictions available in the design process, an analysis procedure in conjunction with major industrial tools is required and simulation durations of existing history aware models must be significantly reduced. Therefore, a gate level methodology relying on a performance-oriented, yet accurate abstraction of the switching trap NBTI model is presented within this thesis. Evaluation results for various stress scenarios demonstrate very precise simulations and a major improvement to another performance-oriented model abstraction. In this way, simulation durations facilitate realistic aging predictions of larger components in a reasonable period of time. Various aging assessments finally demonstrate that a circuit's realistic aging is strongly overestimated by static worst case assumptions. <engl.>