Ziel dieses Forschungsvorhaben ist es, die automatische Entwurfsraumexploration für eingebettete Systeme nachhaltig zu verbessern hinsichtlich Explorationsgeschwindigkeit aber auch Anwendbarkeit. Die Exploration des Entwurfsraums hat zur Aufgabe unterschiedliche optimale Lösungen zur Implementierung eines eingebetteten Systems zu identifizieren. Hierzu werden in diesem Projekt neuartige Methoden zur Synthese und zur Optimierung von eingebetteten Systemen basierend auf der Antwortmengenprogrammierung entwickelt und untersucht. Der Anwendungsbereich wird dahingehend erweitert, dass Entwurfsentscheidungen nicht nur hinsichtlich der Allokation von Ressourcen und der Bindung von Funktionalität an diese, sondern auch bezüglich des statischen Routing von Transaktionen sowie der Ablaufplanungsentscheidungen automatisch getroffen werden. Der hierdurch aufgespannte Entwurfsraum vergrößert sich dabei enorm, weshalb Verfahren nach dem Stand der Forschung diesen oftmals nicht mehr effektiv explorieren werden können. Weiterhin wird die Effektivität der untersuchten Explorationsverfahren durch die direkte Berücksichtigung von nicht-monotonen Beschränkungen, wie sie typischerweise durch Latenz-, Durchsatz- und Verlustleistungsanforderungen entstehen, während der Exploration gesteigert. Untersucht werden
1) inwieweit die neuen Explorationsverfahren vom Fortschritt im Bereich der Antwortmengenprogrammierung profitieren können, sowie
2) neuartige Ansätze im Bereich der Antwortmengenprogrammierung, die erst eine effektive Entwurfsraumexploration ermöglichen. Zu letzteren zählen insbesondere die Integration von Methoden der Mehrzieloptimierung sowie der Kopplung mit anderen Theorielösern.

Weiterhin werden inkrementelle Lösungsstrategien untersucht, um während der Exploration Mehrkern-Rechenplattformen zu konstruieren. Die zu erwartenden wesentlichen Beträge sind somit eine Beschleunigung der Entwurfsraumexploration durch die Integration von Routingentscheidungen und Optimalitätsprüfung, eine Erweiterung der Anwendbarkeit der Entwurfsraumexploration durch die Berücksichtigung nicht-monotoner Beschränkungen schon während des Treffens von Entwurfsentscheidungen, sowie eine nachhaltige Reduktion des Spezifikationsaufwands eingebetteter Systeme durch eine automatische Plattformgenerierung. Durch die Erforschung von Entwurfsraumexploration auf Basis der Antwortmengenprogrammierung sind grundlegende Erkenntnisse nicht ausschließlich im Bereich der Entwurfsautomatisierung sondern auch im Bereich der Constraint-Programmierung der zu erwarten.

01.10.2015 - 31.01.2024

Luise Müller, Nico Schumacher, Lukas Steffen, Christian Haubelt:
Generative Design of the Architecture Platform in Multiprocessor System Design
In Journal Electronics, Vol.13, Nr. 7, Artikel Nr. 1404, pp. 1-20, DOI: 10.3390/electronics13071404, EISSN: 2079-9292, MDPI-Verlag, Basel, Schweiz, April 2024

Luise Müller, Philipp Wanko, Christian Haubelt, Torsten Schaub:
Investigating Methods for ASPmT-based Design Space Exploration in Evolutionary Product Design
In International Journal of Parallel Programming, pp. 1-36, DOI: 10.1007/s10766-024-00763-2, EISSN: 1573-7640, Verlag Springer, Februar 2024

Luise Müller, Christian Haubelt:
Design Space Exploration at the Electronic System Level
In Workshop on Trends and Applications of Answer Set Programming (TAASP2023), pp. 1-3, Potsdam, Deutschland, November 2023

Christian Haubelt, Luise Müller, Kai Neubauer, Torsten Schaub, Philipp Wanko:
Evolutionary System Design with Answer Set Programming
In Journal Algorithms, Vol.16, Issue 4, Artikel Nr. 179, pp. 1-38, DOI: 10.3390/a16040179, MDPI-Verlag, Basel, Schweiz, März 2023

Luise Müller, Kai Neubauer, Christian Haubelt:
Exploiting Similarity in Evolutionary Product Design for Improved Design Space Exploration
In Proceedings of the International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS), pp. 1-16, DOI: 10.1007/978-3-031-04580-6_3, Samos Island, Griechenland, Juli 2021

Kai Neubauer, Benjamin Beichler, Christian Haubelt:
Exact Design Space Exploration Based on Consistent Approximations
In Journal  Electronics, Vol. 9, Issue 7, Artikel Nr. 1057, pp. 1-24, DOI: 10.3390/electronics9071057, Verlag  MDPI, Juni 2020

Kai Neubauer, Philipp Wanko, Torsten Schaub, Christian Haubelt:
Work-in-Progress: On Leveraging Approximations for Exact System-level Design Space Exploration
In Proceedings of the International Conference on Hardware/Software Codesign and System Synthesis (CODES+ISSS'18), pp. 1-2, DOI: 10.1109/CODESISSS.2018.8525974, Turin, Italien, Oktober 2018

Christian Haubelt, Kai Neubauer, Torsten Schaub, Philipp Wanko:
Design Space Exploration with Answer Set Programming
In Journal of KI - Künstliche Intelligenz, pp. 1 – 2, DOI: 10.1007/s13218-018-0530-3, Springer-Verlag GmbH, Berlin, Deutschland, Mai 2018

Kai Neubauer, Christian Haubelt, Philipp Wanko, Torsten Schaub:
Systematic Test Case Instance Generation for the Assessment of System-level Design Space Exploration Approaches
In Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen, ISBN: 978-3-00-059317-8, Tübingen, Deutschland, März 2018

Kai Neubauer, Philipp Wanko, Torsten Schaub, Christian Haubelt:
Exact Multi-Objective Design Space Exploration using ASPmT
In Proceedings of Design, Automation and Test in Europe (DATE), pp. 257 – 260, DOI: 10.23919/DATE.2018.8342014, Dresden, Deutschland, März 2018

Kai Neubauer, Philipp Wanko, Torsten Schaub, Christian Haubelt:
Utilizing Quad-Trees for Efficient Design Space Exploration with Partial Assignment Evaluation
In Proceedings of the 23rd Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC 2018), pp. 434–439, DOI: 10.1109/aspdac.2018.8297362, Jeju Island, Korea, Januar 2018

Kai Neubauer, Christian Haubelt, Philipp Wanko, Torsten Schaub:
Enhancing Symbolic System Synthesis through ASPmT with Partial Assignment Evaluation
In Proceedings of Design, Automation and Test in Europe (DATE), Lausanne, Schweiz, März 2017

Kai Neubauer, Christian Haubelt, Michael Glaß:
Supporting Composition in Symbolic System Synthesis
In Proceedings of the International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS), pp. 132 – 139, Samos, Griechenland, Juli 2016