Motivation

Die sehr heterogenen Anwendungsszenarien für Sensor-Aktor-Netzwerke haben einen erheblichen Einfluss auf die erforderliche Rechen- und Kommunikationsleistung. Vor allem die Dynamik und Selbstorganisation im Bereich der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (C2C-Kommunikation) stellen hohe Anforderungen an Sicherheit, Vertrauenswürdigkeit, Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit.
Rekonfigurierbare Hardwarearchitekturen können kritische Verarbeitungsschritte mittels spezialisierter Hardwarestrukturen beschleunigt ausführen. Ein solches System ist in der Lage, sich dynamisch an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die Hardware partiell, d. h. nur Teile der Chipfläche, dynamisch umzukonfigurieren. Es reicht nicht aus, geeignete Funktionalitäten ausschließlich auf höheren Systemabstraktionsschichten zu definieren. Wichtige Eigenschaften wie Selbstkonfiguration, Selbstheilung, Selbstoptimierung und Selbstschutz müssen von der zugrundeliegenden Basishardware unterstützt werden, um Effizienz zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere im Bereich der C2C-Kommunikation, wo der Kommunikationsteilnehmer einer sich ständig wechselnden Umgebung ausgesetzt ist. In diesem Zusammenhang spielt außerdem das Vorhandensein einer möglichst realistischen Testumgebung eine entscheidende Rolle, um die Komplexität beherrschen zu können. Auch in frühen Entwicklungsstadien der Kommunikationshardware ist es wünschenswert, diese unter möglichst realistischen Bedingungen testen zu können, ohne teure und aufwändige Feldtests durchführen zu müssen.
In diesem Teilprojekt sollen deshalb folgende Fragestellungen insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Architekturoptimierung hinsichtlich Funktionsfähigkeit, Verlässlichkeit, Sicherheit, Energieverbrauch, Echtzeitfähigkeit, Flexibilität und Performanz behandelt werden:

• Wie können die Möglichkeiten, die rekonfigurierbare Hardware bietet, für die sichere bzw. vertrauenswürdige Übertragung von Daten zwischen einzelnen Knoten genutzt werden?

• Welche Möglichkeiten bestehen, einen oder mehrere Netzwerkknoten mit Hilfe von Echtzeitsimulationen zu testen, ohne auf große teure Feldtests angewiesen zu sein?

• Wie kann die Verwendung hochspezialisierter Hardware-/Softwarearchitekturen zur Realisierbarkeit hochperformanter, echtzeitfähiger selbstorganisierender Sensor-Aktor-Netzwerke und zur Reduktion des Energieverbrauchs beitragen?