Ob Smart Homes oder Smartphones, selbstfahrende Autos oder die Industrie von morgen – all diese Zukunftstechnologien benötigen leistungsstarke Computerchips zur Steuerung. Die Systeme, die auf diesen Chips laufen, werden zumeist als „System on Chip (SoC)“ geschlossen entwickelt und vertrieben. Der Trend geht jedoch in eine andere Richtung: Neben offener Software wie dem Betriebssystem Linux erleben auch Open-Source-Architekturen für Hardware eine zunehmende Popularität. Als Vorreiter gelten RISC-V-Prozessoren (Reduced Instruction Set Computer), die mithilfe einer Open-Source-Lizenz frei entworfen, hergestellt und vertrieben werden können.
Die offene Befehlssatz-Architektur bietet viele Vorteile: Neben wegfallenden Patentgebühren überzeugt RISC-V vor allem durch seine Standardisierung, Erweiterbarkeit und Herstellerunabhängigkeit. Dadurch gelten die Prozessoren als besonders zukunftssicher. Die Frage lautet jedoch: Wie kann schon jetzt Software für die Chips der Zukunft geschrieben werden, ohne auf die Produktion warten zu müssen? Als Antwort startete der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems unter der Leitung von Prof. Dr. Rolf Drechsler zum 1. August 2019 das Projekt VerSys – eine offene Verifikationsplattform, auf der Software mithilfe eines virtuellen RISC-V-Chips getestet werden kann.
Open-Source-Plattform soll die Software-Entwicklung beschleunigen
Die Verifikation von Software durch virtuelle Prototypen für Computerchips ist Standard in der Industrie. Für RISC-V fehlt dieser Prototyp allerdings bisher. Genau hier soll das Projekt VerSys (kurz für „Konsistente Verifikationsplattform zur frühzeitigen Softwareentwicklung für RISC-V-basierte Systeme“) Abhilfe schaffen. Das Ziel ist eine quelloffene Verifikationsplattform, die skalierbar, modular und korrekt ist und zudem leicht an die Anforderungen der Nutzer angepasst werden kann.
Das Projekt VerSys wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über eine Laufzeit von drei Jahren mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert. Die entstandene Plattform soll im Anschluss mithilfe von Industriepartnern weiterentwickelt und industriell einsetzbar gemacht werden. Am Ende der Projektlaufzeit erhofft sich der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems ein Ökosystem aus kleineren Firmen, das sich um die Plattform herum entwickelt und verschiedene Dienste anbietet.
Industrie und Start-ups profitieren von frühzeitiger Verifikation
Zu den Einsatzbereichen von RISC-V-Chips und der entsprechenden Software zählen neben der Automobil-, Kommunikations- und Produktionsbranche auch Smart Homes und das sogenannte Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Der Bedarf der geplanten Verifikationsplattform zum frühzeitigen Softwaretest zeigt sich bereits jetzt durch reges Interesse seitens der Industrie. Auch Start-ups können mithilfe von VerSys ihre Softwareentwicklung schneller, unabhängiger und mit einem geringeren Risiko vorantreiben.
Die Hardware-Architektur RISC-V wurde 2010 an der Universität von Kalifornien in Berkley, USA, entwickelt und eingeführt. Für die Etablierung und Veröffentlichung der Software-Standards wurde mit der RISC-V Foundation ein eigenes Konsortium gegründet, dessen Mitgliedschaft der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems im Rahmen des Projektes VerSys anstrebt.
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