Europäische FuE-Anstrengungen erzielen Meilensteine auf dem Weg zu einer rein europäischen Plattform für Weltraumanwendungen
Die RISC-V-Befehlssatzarchitektur nutzt die Möglichkeiten der Zusammenarbeit nach offenen Standards, um Innovationsfreiheit beim Rechnerdesign zu ermöglichen. Diese Architektur wurde in ein neues synthetisierbares VHDL-Modell eines Prozessors namens NOEL5 implementiert. NOEL5 wurde vom schwedischen Unternehmen Cobham Gaisler auf den Markt gebracht und ergänzt die Familie der strahlungsresistenten LEON-Prozessoren, die unter anderen Weltraummissionen ermöglichen. Im Rahmen seiner Mission – Erstellung einer erstmals rein europäischen und auf der RISC-V-Befehlssatzarchitektur beruhenden Hardware- und Softwareplattform – erzielte das Team des Projekts De-RISC (De-RISC: Dependable Real-time Infrastructure for Safety-critical Computer) erste Meilensteine bei Luft- und Raumfahrtdesigns. „Für das Projekt wird das bereits bestehende VHDL-Modell NOEL-V (LEON rückwärts) eines 64-Bit-RISC-V-Prozessors von Gaisler verwendet, der viele Elemente mit dem neuesten LEON5-Kern als Basis eines Mehrkerndesigns gemein hat“, berichtet eeNews Europe. In Bezug auf die Hardware heißt es in einer Mitteilung von De-RISC zum ersten Jahrestag zusammenfassend: „Im Rahmen des Projekts wurde die erste Version der De-RISC-Multiprozessor-System-on-Chip-Plattform und der Performance Monitoring Unit entwickelt und integriert Beobachtbarkeits- (Cycle Contention Stack, Request Duration Counter) und Steuerbarkeitsfunktionen (Maximum-Contention Control Unit).“ Cobham Gaisler ist eines des aus vier Mitgliedern bestehenden Projektkonsortiums, dem auch das Barcelona Supercomputing Center und das Unternehmen THALES angehören. Das vierte Mitglied und gleichzeitig Koordinator ist das Technologieunternehmen Fent Innovative Software Solutions.
Gewährleistung komponentenübergreifender Sicherheit
Diese Entwicklung ist jedoch nicht die einzige Errungenschaft. „Die Gruppe portierte außerdem den ersten Prototyp des XNG-Hypervisors XtratuM von FentISS und das ‚paravirtualisierte‘ Betriebssystem LithOS auf den NOEL-V-Prozessor.“ Der XtratuM-Hypervisor, auch Virtual-Machine-Monitor genannt, dient der Erfüllung sicherheitskritischer Anforderungen und wird im Kontext von De-RISC die Erstellung einer kombinierten Hardware-/Softwareplattform für die Entwicklung zukünftiger Luft- und Raumfahrtanwendungen in Europa unterstützen. Zur Softwareentwicklung heißt es in einer auf dem Marktplatz „Design & Reuse“ veröffentlichten Mitteilung, dass „Validierungsmaßnahmen zur Gewinnung von Evidenz für die Kommerzialisierung bereits begonnen haben.“ Diese werden durch die Implementierung der Anwendungsfälle für die zeitkritischen sowie die Cybersicherheit betreffenden Aspekte und die Gesamtleistung sowie den Datendurchsatz der Plattform bewertet.
Boden- und weltraumbezogene Marktinteressen
Für die Entwicklungen lassen sich gute Fortschritte bei den ersten vom Projekt De-RISC unternommenen Schritten in Richtung seines Ziels verzeichnen. Der Mitteilung zum Jahrestag des Projekts zufolge lautet dieses Ziel, „Zugang zu in Europa hergestellter Technologie für Luft- und Raumfahrtanwendungen durch die Anwendung der RISC-V-Befehlssatzarchitektur in dessen finaler Plattform zu gewährleisten.“ Seit seinem Beginn ist das Projekt Mitglied sowohl des europäischen Netzwerks HIPEAC als auch der weltweiten Organisation RISC-V International. Die Entwicklungen zogen außerdem die Aufmerksamkeit von am Weltraummarkt tätigen Unternehmen sowie von Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie dem Automobilsektor auf sich. Die Projektpartner stellen das Potenzial von De-RISC auch weiterhin auf relevanten Veranstaltungen und Konferenzen wie der im Juli abgehaltenen Annual IEEE/IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks vor. Die Mitglieder des Konsortiums hielten Ende Oktober eine virtuelle Tagung ab und resümierten so die ersten zwölf Monate des Projekts mit Präsentationen zu ihrem Fortschritt und verschiedenen Ergebnissen ihres Arbeitspakets. Bei dieser Online-Veranstaltung fand eine Demonstration des Betriebs des ersten Prototyps des XtratuM-XNG/SMP und des LithOS auf der De-RISC-Plattform statt. Ziel des Projekts De-RISC ist die Bereitstellung kritischer und einzigartiger Funktionen ohne US-Ausfuhrbeschränkungen und mit Mehrkern-Interferenzmitigation, Portabilität, Fehlertoleranz und offenen Standards. Das Projekt endet im März 2022. Weitere Informationen: De-RISC-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
De-RISC, RISC-V, NOEL5, XtratuM-Hypervisor, Mehrkerndesign, Multiprozessor-System-on-Chip, Weltraumanwendungen