Objektorientierter Entwurf und Synthese von Hardware-/Softwaresystemen unter besonderer Berücksichtigung der Hardware-/Software-Kommunikation

Das Gesetz von Moore besagt, dass sich die Integrationsdichte bei digitalen Schaltungen in etwa alle 18 Monate verdoppelt und wird voraussichtlich mindestens noch bis zum Ende dieser Dekade gültig sein. Bereits heute ergeben sich signifikante Probleme, die technologischen Möglichen im Entwurfsprozess auszunutzen, weil die Entwurfsmethoden mit der technologischen Entwicklung nicht mehr mithalten können. Moderne eingebettete Ein-Chip-Systeme enthalten neben der anwendungsspezifischen Hardware einen zunehmend größer werdenden Softwareanteil. Diese zunehmende Heterogenität der Systeme macht es erforderlich den nächsten Abstraktionsschritt in der Entwurfsmethodik von der Verhaltensebene in Richtung Systemebene zu gehen. Ziel dieser Abstraktion ist es sowohl Hardware als auch Software auf einem gleich hohen Abstraktionsniveau zu beschrieben, um eine möglichst einfache Integration dieser beiden unterschiedlichen Komponenten zu ermöglichen.

In den Forschungsaktivitäten der Systementwurfsmethodik Gruppe der Abteilung eingebettete Hardware-/Softwaresysteme im OFFIS e.V. -- Forschungsinstitut für Informatik wird u.a. an Methoden gearbeitet, die den Systementwurf auf ein Abstraktionsniveau heben, wie es heute für den objektorientierten Softwareentwurf benutzt wird. Dabei wird im Rahmen des EU Projektes ICODES (Interface and Communication based Design of Embedded Systems) ein Interfacemechanismus erforscht und entwickelt, der es erlaubt beliebige Systemkomponenten, unabhängig von Hardware oder Software, auf Systemebene zu modellieren, integrieren und zu synthetisieren. Mit der auf SystemC basierenden OSSS (Oldenburg System Synthesis Subset) Bibliothek und einem in der Entwicklung befindlichen Syntheseframeworks ist es möglich, ein auf Systemebene spezifiziertes Design bis zum fertigen Mikrochip zu verfeinern. Interaktive Designentscheidungen sowie die automatische Übersetzung und die Optimierung der OSSS Modelle in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL und in C/C++ werden durch Werkzeuge zur Analyse, Simulation, Optimierung und Synthese unterstützt.

Im Vortrag soll ein Einblick die OSSS Bibliothek gegeben und gezeigt werden, wie sich objektorientierte Designmechanismen auf den Systementwurf anwenden lassen. Der Schwerpunkt soll bei dieser Betrachtung auf der Integration von Hard-/ und Software Komponenten und der daraus resultierenden Frage der Hardware-/Software-Kommunikation liegen.