Architektur-Exploration und Software-Werkzeuge für Netzwerkprozessoren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rainer Leupers, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5402100

Das Forschungsvorhaben befasst sich mit Netzwerkprozessoren (Network Processing Units, NPUS), einer wichtigen neuen Klasse von anwendungsspezifischen programrnierbaren Prozessoren zur effizienten Verarbeitung von Netzwerk-Kommunikationsprotokollen. Die Aufgabenfelder für NPUs reichen von einfachen, aber laufzeitkritischen Routinen wie Paket-Routing und -Fragmentierung bis hin zu intelligenten Traffic-Management-Systemen zur Differenzierung von Netzwerkdiensten mit verschiedenen Anforderungen bzgl. der Verbindungsqualität. Der Entwurf von NPUs umfaßt sowohl die Systemarchitektur (Aufteilung der Aufgaben auf heterogene parallele Teilprozessoren) als auch die Prozessorarchitektur (Befehlssätze und Mikroarchitektur). Auf beiden Ebenen wird heute größtenteils noch mit ad-hoc-Methoden gearbeitet, mit der Folge, dass einmal getroffene Entwurfsentscheidungen ggf. nur sehr schwierig zu revidieren sind. Stattdessen wäre es sinnvoller, bei der Architektur-Exploration bereits die Anwendungssoftware zu berücksichtigen und eine optimale Abstimmung zwischen Architektur und Applikation mittels Einbeziehung der Software-Entwicklungswerkzeuge zu erreichen. Aufgrund der Neuheit von NPUs auf dem Halbleitermarkt existiert bisher extrem wenig Werkzeugunterstützung. Die wesentlichen Ziele des Projektes sind daher (1) die Entwicklung von leistungsfähigen System- und Architektur-Entwurfswerkzeugen welche auf die speziellen Anforderungen von NPUs und deren Applikationen abgestimmt sind und (2) auf dieser Basis zu einem effizienten Entwurfsablaufzu gelangen. Die erzielten Ergebnisse sollen in Kooperation mit Industriepartnern anhand repräsentativer realer Anwendungen erprobt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Heinrich Meyr