Organic Computing

Unter dem Begriff "Organic Computing" versammelt sich in einem Schwerpunktprogramm der DFG eine Reihe von Projekten mit dem Ziel zukünftige, komplexe Probleme zu bewältigen.  Diese Probleme werden so komplex oder vielfältig sein, dass es extrem schwierig ist, sie im Vorfeld komplett zu erfassen und zu lösen. "Organic Computing" versucht dieses Problem zu bewältigen, indem es zukünftigen (Computer-) Systemen die Möglichkeit gibt, sich durch selbst-Rekonfiguration an jede gegebene Sitation anzupassen und aus ihren Handlungen zu lernen.

Zu diesem Zweck werden in den Projekten verschiedenste Ansätze der Selbstorganisation, des Computer-lernens, und der Kontrolle und Steuerung dieser Vorgänge untersucht.

Das Projekt "Embedded Performance Analysis for Organic Computing" (EPOC) befasst sich mit Echtzeitaspekten von adaptiven und selbstorganisierenden Systemen. Unter Echtzeitaspekten verstehen wir Antwortzeiten von Prozessen oder auch Ende-zu-Ende Latenzen von Task-Ketten. (z. B. die Zeit, die verstreicht zwischen dem Betätigen des Bremspedals im Auto und dem Zupacken der Bremsplatten an der Bremsscheibe).

Im Rahmen des Projektes wird ein Framework entwickelt, das es ermöglicht, auch in sich verändernden Systemen, solche Aspekte zu überwachen und auf eventuelle Verletzungen von Vorgaben zu reagieren.

Hierzu wurde die vorhandene Analysesoftware SymTA/S angepasst, so dass sie auch auf eingebetteten Microcontrollern lauffähig ist. Im Zusammenspiel mit im System verteilten Watchdogs, die ein analysierbares Modell der aktuell auf dem System laufenden Anwendungen generieren, entsteht ein Framework, das auch Systemweite Constraints überwachen kann.

im Rahmen dieses Projektes wird ein Demonstrator auf einer Mikrocontroller-Plattform entwickelt. Der aktuelle Aufbau besteht aus zwei Entwicklungsboards, mit je einem Freescale MPC5200 Mikrocontroller, die über CAN vernetzt sind (siehe Bilder).

Auf diesem System soll eine adaptive Betriebssystemumgebung implementiert werden, die systemweite Timingeigenschaften berücksichtigen kann. Das Betriebssystem soll auf Basis des Microkernels MicroC/OS-II (für Universitäre Zwecke frei von der Firma Micrium verfügbar) implementiert werden.

Hierzu muss zunächst der vorhandene MPC5200 Port getestet und auf den Boards zum laufen gebracht werden. Anschließend soll ein Board support package (BSP) für den Microcontroller implementiert werden. Dieses beinhaltet die nötigen Treiber für die wesentlichen Teile des Evaluationsboards.

Außerdem soll eine oder mehrere Anwendungen auf den Boards implementiert werden, die sensibel auf Timingfehler reagieren. Hier bieten sich z.B. Audio/Video Streaming Applikationen an. Im Bereich der Entwicklung des Betriebssystems bzw. einer Anwendung können studentische Arbeiten oder Hiwi Stellen vergeben werden (siehe auch Folien)