MC-ADAMS - Many-Core Avionics Design, Architecture, Modelling and Simulation

Projektübersicht und Ziele

MC-ADAMS ist ein Verbundprojekt zwischen dem Institut für Flugzeug-Systemtechnik (FST) der TU-Hamburg und den Instituten für Datentechnik und Kommunikationsnetze (IDA) sowie für Flugführung (IFF) der TU-Braunschweig. Zusätzlich ist eine Beauftragung der Embedded Systems Gruppe der TU-Dortmund vorgesehen.

Das Konzept Integrated Modular Avionics (IMA), in dem mehrere Applikationen mit gemischter Kritikalität auf einer Hardwareplattform laufen, basiert derzeit noch auf Single-Core Technologie. Ein Wechsel zu moderner Multi- und Many-Core Technologie liegt daher nahe, wirft aber auch Fragen und Probleme auf:

• Wie kann diese neue Komplexität modelliert und ausgelegt werden?
• Wie weit ist die Sicherheit betroffen und welche Vorkehrungen können getroffen werden, um sie zu gewährleisten?
• Wo und wie hoch ist der tatsächliche Nutzen in den verschiedenen Bereichen (ATA-Kapiteln)?

Ziel des Vorhabens MC-ADAMS ist es, für diese Problemstellungen neue Konzepte zu entwickeln und im Rahmen von Modellierung und Simulation zu bewerten. Das FST und das IFF verfügen jeweils sich ergänzende Kompetenzen und Applikationen aus dem Bereich IMA. Diese sollen genutzt werden, um ein generische, aber realistische Anwendungsfälle zu erstellen, in einem hybriden Demonstrator abzubilden und anhand des Demonstrators (siehe Abbildung 1) zu bewerten. Dieser soll auch eine Integration auf performanter Multi-Core Hardware enthalten. Eine innovative Integration mittels Echtzeit-Linux wird vom Institut IDA durchgeführt. Die TU-Dortmund wird das IDA dabei um Analyse Fähigkeiten bezüglich Ausführungsgeschwindigkeiten (Worst-Case Execution Time, WCET) ergänzen.

Arbeitsinhalte der TUHH

Das Institut für Flugzeug-Systemtechnik beschäftigt sich im Rahmen der Forschung seit vielen Jahren mit der Auslegung von IMA Architekturen. Dabei wurden verschiedene Methoden und Modell-basierte Werkzeuge entwickelt. Diese Modelle und Methoden müssen nun um den Aspekt Multi-Core ergänzt werden. Als weiterer Punkt sind aus verschiedenen Systemfunktionen Template-Applikationen und ein realistischer Anwendungsfall im Bereich IMA zu erstellen. Zentrale Fragestellung ist eine Auslegungs-, Analyse- und Bewertungsfähigkeit für Multi- und Many-Core IMA Systeme herzustellen sowie neue Architekturkonzepte zu bewerten.

Projektinformationen

Das Projekt MC-ADAMS läuft im Rahmen des Luftfahrtforschungsprojektes LuFo VI-1. Die Laufzeit ist von Juli 2020 bis Dezember 2023.