Motivation
Während im Softwarebereich quelloffene Systeme längst am Markt etabliert sind, wird der Hardwarebereich noch durch geschlossene und proprietäre Systeme wie denen von ARM und Intel dominiert. In den letzten Jahren hat sich jedoch im Bereich der quelloffenen Hardware die RISC-V-Architektur durchgesetzt, welche eine Vielzahl von möglichen Anwendungen wie kompakte eingebettete Systeme, persönliche Rechner, Hochleistungsrechner und Parallelrechner unterstützt. Um diese Mikroprozessoren für den jeweiligen Anwendungsfall zu entwickeln, ohne kostenintensiv Chips zu fertigen, können virtuelle Prototypen genutzt werden, welche die Hardware komplett auf dem Rechner in Software simulieren. Weiterhin ermöglicht eine getreue virtuelle Nachbildung des Chips die parallele Entwicklung der Software zum Betreiben des Mikroprozessors, bevor dieser gefertigt wird.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt ECXL soll ein existierender virtueller Prototyp für RISC-V-Systeme zu einer ebenenübergreifenden Entwurfs- und Verifikationsplattform weiterentwickelt werden: Sie erlaubt die Modellierung auf der abstrakten elektronischen Systemebene und der konkreten Registertransferebene. So kann überprüft werden, ob eine anwendungsspezifische Hardware-Erweiterung wie gewünscht funktioniert und sie von der auf dem System laufenden Software korrekt verwendet wird. In einer integrierten Entwicklungsumgebung kann ein virtueller Prototyp samt seiner Software entwickelt werden, der dann das reale System so getreu modelliert, dass die gleiche Software auf dem virtuellen Prototyp und dem realen System laufen kann. So kann die Software zeitgleich mit der Hardware entwickelt und verifiziert werden.
Innovationen und Perspektiven
Die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten des Projektes beruhen auf der Weiterentwicklung einer offenen, freien Technologie, die einen existierenden Bedarf in Anwendungsgebieten für eingebettete Geräte und cyber-physische Systeme wie Kommunikation, Multi-Media, dem Internet der Dinge, Transport, Automobil und Produktion bedient. Vor allem für KMU bietet quelloffene Hardware die Möglichkeit, auf Anforderungen der Kundschaft zielgenau eingehen zu können. Durch den Einsatz quelloffener Techniken, wird darüber hinaus die digitale Souveränität Deutschlands gestärkt.