Multi-Core in sicherheitskritischen- und Echtzeitsystemen

Das Fraunhofer-Institut FIRST veranstaltet am 24. November 2011 seine zweite Multi-Core-Veranstaltung mit dem Fokus auf dem Einsatz von Mehrkernprozessoren in sicherheitskritischen- und Echtzeitsystemen. Experten aus Industrie und Wissenschaft sollen in Berlin (Kekuléstr. 7, Adlershof) neue Techniken im Bereich der Multi-Core- und Many-Core-Prozessoren präsentieren und dabei praktische Ansätze für deren Einsatz aufzeigen. Die Teilnehmer erhalten einen Überblick über Trends und Lösungen und können sich über die aktuelle Forschung bei Fraunhofer FIRST informieren.

Es sind nur noch wenige Tage bis zum Workshop. Wer sich für das Thema interessiert, dem kann ich als Tagungsleiter nur versichern, dass sich die investierte Zeit auch wirklich lohnt.

Programmheft: [PDF]

Hier die Kurzfassung meines Beitrages im Tagungsband:

Virtualisierung ist nicht nur ein aktuelles Thema für Rechenzentren und deren Server. Auch bei sicherheitskritischen, eingebetteten Systemen werden Virtualisierungstechnologien eingesetzt. Dieser Trend ist auch das Ergebnis einer zunehmenden Verwendung von Mehrkern Prozessoren zur Erhöhung der Funktionsdichte und zur weiteren Senkung der Kosten. Diese Arbeit beschreibt die Verwendung von Virtualisierung im Engineering-Konflikt zwischen dem Streben nach gleichzeitiger Isolation und Integration eines Gesamtsystems.

Dies führt zu einer Spezialisierung des Begriffs Virtualisierung, um den Anforderungen sicherheitsgerichteter, eingebetteter Systeme stärker Rechnung zu tragen. Anhand eines aktuellen Fallbeispiels aus dem Automotive-Kontext werden diese neuen Anforderungen in einem konkreten Anwendungskontext illustriert und diskutiert. Als Ausblick auf zukünftige Herausforderungen werden abschließend die zukünftigen Entwicklungen bei Manycore Architekturen vorgestellt und die wesentlichen Potentiale und Auswirkungen für das Systemdesign herausgearbeitet.

Über eine interessante Diskussion und anregendes Feedback aus der Virtualisierungscommunity würde ich mich freuen…

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Aus der Ankündigung:

Multicore-Prozessoren sind heute bereits Standard in Desktop- und Serverrechner. Dennoch stehen die Entwickler bei der Integration dieser Prozessoren in den Entwicklungsprozess von sicherheitskritischen, eingebetteten Systemen immer noch am Anfang. Denn die Herausforderungen sind groß: Für solche Systeme müssen nicht nur parallele Softwarearchitekturen entwickelt sondern auch die Qualitätssicherung und Zertifizierung muss im Auge behalten werden.

Um sichere Systeme zu bauen und die höhere Leistungsfähigkeit zu nutzen, sind Technologien nötig, die die Neuigkeiten in der Architektur bewältigen und unter allen Umständen ein korrektes Verhalten garantieren können. Fraunhofer FIRST hat langjährige Erfahrung mit Parallelrechnern und der Qualitätssicherung von eingebetteten Systemen, und nutzt state-of-the-art Multicore-Prozessoren in aktuellen Projekten.

Weitere Informationen gibt es unter: http://www.first.fraunhofer.de/aktuell/multicoreworkshop_2011/

Der Workshop war so konzipiert, dass sich in den Vorträgen die Erfahrungsberichte von Vertretern von Industrieunternehmen mit den Erkenntnissen von FIRST-Wissenschaftlern abwechselten und so ein Überblick über die Thematik entstehen konnte. Besonderes Interesse entstand bei der Vorstellung unseres Scheduling-Tools „PRECISION PRO“ und beim Überblick wie sich Multi-Core-Prozessoren in sicherheitskritischen Anwendungen einsetzen lassen.

Im Anschluss an den Workshop fand die Besichtigung unseres neuen Multi-Core Labors statt. Die Teilnehmer konnten sich bei einer Führung über die verschiedenen Forschungsarbeiten informieren, an denen im Labor gearbeitet wird, und zu den einzelnen Präsentationen Fragen stellen.

• Flyer [PDF]: Download
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• die lose Kopplung zwischen Geräten,
• die Abstraktion von den konkreten Eigenschaften der Hardware und
• die Reduzierung des benötigten Vorwissens für eine Interaktion.

Die Nutzung von Service-orientierten Architekturen führt allerdings zu einem erhöhten Resourcenbedarf, der gerade bei eingebetteten Systemen mit beschränkten Resourcen (zum Beispiel Sensorknoten) mit Herausforderungen verbunden ist.

Für den Workshop Service Oriented Architectures in Converging Networked Environments (SOCNE) auf der International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA) in Perth habe ich eine Studie veröffentlicht, in der am Beispiel eines Body Area Networks (BAN) die Performance von Service-orientierten Architekturen auf eingebetteten Geräten evaluiert wird.

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• Paper [PDF]
• Präsentation [PDF]

In einem Vortrag im Rahmen des Workshops “International Workshop on Multi-Core Software Engineering (IWMSE ) auf der Internation Conference on Software Engineering (ICSE) in Kapstadt habe ich einen kurzen Überblick über meine aktuellen Forschungsarbeiten in diesem Bereich gegeben.

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• Paper [PDF]
• Präsentation [PDF]

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In diesem Zusammenhang habe ich mir detailliert die Programmiersprache Scala und die dazugehörige Bibliothek “Actors” angeschaut. Dabei entstand der folgende Überblicksvortrag, der auf den am Ende genannten Referenzen aufbaut.

Natürlich erschlägt man mit diesem zugrunde liegenden Prozessmodell nicht alle Problemklassen der parallelen Programmierung. Dennoch bin ich der Überzeugung, dass es eine hinreichend große Menge an Anwendungsbereichen gibt, in denen diese Art der Modellierung sinnvoll ist.

[Scala-Actors.pdf]

Das zugrunde liegende Buch trägt den etwas sperrigen Titel “Advances in Verification of Time Petri Nets and Timed Automata: A Temporal Logic Approach” und läßt hier von Amazon beziehen.

Diesen Vortrag als PDF will ich natürlich auch der Allgemeinheit zur Verfügung stellen.

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Nach zwei Jahren als Gast in der Akademie der Künste kehrt die transmediale im Januar/Februar 2008 in das Berliner Haus der Kulturen der Welt zurück. Im Fokus des Festivals stehen digitale Technologien als spezifisches Element einer global vernetzten zeitgenössischen Kultur.

Mit dem Thema CONSPIRE… zielt die transmediale.08 auf das breite Feld von Künstlern, Medienaktivisten und Akademikern, die auf dem Gebiet der digitalen Kunst und Kultur arbeiten und gleichzeitig unser Verständnis von kollaborativer und netzwerkbasierter Praxis weiterentwickeln und herausfordern.

Durch einen Tipp meiner Tutoren habe ich dort die Möglichkeit meine Arbeit aus dem Bereich der Analyse online-basierter sozialer Netzwerke vorzustellen. Die etwas reißerische Ankündigung gibt es hier und sie sieht so aus:

15:00 Spy vs. Spy: Sharon Daniel’s Public Secret and Robert Hilbrich’s Terror Detection Algorithms

Co-opting Strategy: Freitag 1.2., 12:00 – 18:00 @ Bilderberg Salon

Anhand von Social-Networks und deren digitalen Spuren können Kommunikationsstrukturen abgebildet werden, die Aufschluss darüber geben, wer wen kennt. Theoretisch können so auch Terror-Zellen ausfindig gemacht werden … aber wer schützt uns vor den Ungenauigkeiten des algorithmischen Frühwarnsystems?

Die Folien der Präsentation im Bilderberg-Salon stehen hier zum Download bereit.

transmediale.08: Präsentation
transmediale.08: Präsentation (Komplett, .tar.bz2 Archiv)