Fabian Lesniak, M.Sc.

Fabian Lesniak, M.Sc.

  • Engesserstr. 5

    76131 Karlsruhe

Forschung

Design von heterogenen Manycore-Plattformen

Während die Leistungsanforderungen an integrierte Schaltungen ständig steigen, kämpft die Halbleiterindustrie damit, mit diesen Anforderungen Schritt zu halten. Probleme mit der Leistungsdichte und statischen Leckagen traten in den Vordergrund, während frühere Effekte wie Dennard Scaling ausfielen. Um weitere Leistung zu gewinnen, wird stattdessen die Anzahl der Prozessorkerne erhöht. Solche Manycore-Systeme mit Hunderten von Prozessoren erfordern ein anderes Hardwaredesign als klassische eingebettete Systeme. Auch die Programmierbarkeit solcher Systeme unterscheidet sich stark, da Probleme in hohem Maße parallelisiert werden müssen.

Laufzeitadaptive Architekturen

Ein modernes System on Chip muss Chipfläche und Leistung sparen, um das Design von kleinen, mobilen Geräte mit langer Batterielebensdauer zu ermöglichen. Dennoch erwarten die Nutzer eine sehr hohe Rechenleistung für sehr spezifische Probleme, wie die Verarbeitung von Medien oder die Inferenz neuronaler Netze. Durch die Entwicklung von Hardware-Architekturen, die während der Laufzeit rekonfigurierbar sind, werden sie vielseitiger und sogar zukunftssicher für Anwendungsfälle, die zum Zeitpunkt der Entwicklung noch nicht bekannt sind – bei kleinerer Chipfläche und weniger Dark Silicon Effekten. Bei der Entwicklung solcher adaptiven Hardware-Architekturen müssen verschiedene Designparameter sorgfältig abgewogen werden, damit das System für möglichst viele Zwecke geeignet ist.

Hypervisor-basierte Systeme for sicherheitskritische Anwendungen

Sicherheitskritische Anwendungen findet man insbesondere im Bereich von Steuerung und Regelung von Fahrzeugen und Anlagen. Solche Systeme sind aufwändig zu entwickeln und zu pflegen, da eine einwandfreie Funktionalität garantiert werden muss – auch nach einem Update. Indem moderne Virtualisierungstechnologien eingesetzt werden, kann die Isolation einzelner Systemkomponenten verbessert werden. Dadurch wird die Komplexität des Gesamtsystems erhöht und eine Beurteilung der Sicherheit wird aufwändiger. Ziel der Forschung ist, die Hürden für den Einsatz eines Hypervisors in diesen Bereichen zu verringern.

Betreute studentische Arbeiten (Auswahl)

  • MA: "Verteiltes Echtzeit-Monitoring von Manycores"
  • MA: "Design eines prozessorbasierten Near-Memory-Beschleunigers"
  • MA: "Entwicklung eines dynamischen und flexiblen Speichercontrollers für Manycore-Prototypen"
  • MA: "Channel Estimation of Dynamic Intra-Tile Reallocatable Cache in Homogeneous GPPs"
  • MA: "Hypervisor-Gastüberwachung in Safety-Critical Systems"
  • MA: "Implementing an AI Accelerator as a Special Instruction"
  • BA: "ARM-Debugger für den Xen-Hypervisor"
  • BA: "Implementierung eines approximativen Beschleunigers"
  • BA: "Dynamische CNN-Beschleunigung für den i-Core Prozessor"

Publikationen

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2023
Proceedingsbeiträge
Non-Intrusive Runtime Monitoring for Manycore Prototypes
Lesniak, F.; Anantharajaiah, N.; Harbaum, T.; Becker, J.
2023. RAPIDO ’23: Proceedings of the DroneSE and RAPIDO: System Engineering for constrained embedded systems, 31–38, Association for Computing Machinery (ACM). doi:10.1145/3579170.3579262
2022
2021
2019
2015