Neue Werkzeuge für eingebettete Mehrkernprozessoren

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Immer mehr Elektronikprodukte, wie etwa Smartphones, sind mit energieeffizienten und schnellen Mehrkernprozessoren ausgestattet. Doch das Programmieren entsprechender Anwendungen ist zeit- und kostenaufwendig. Im EU-Konsortium ALMA entwickeln Partner aus Forschung und Industrie eine neue Werkzeugkette (Toolchain) zum schnellen und einfachen Programmieren.

Nicht nur Personal Computer, sondern auch Smartphones, Kamerasysteme und andere Elektronikprodukte beruhen zunehmend auf Multicore-Systemen, die mehrere parallel arbeitende Prozessorkerne auf einem Chip zusammenführen, dadurch mehr Leistung bringen und zugleich Platz und Energie einsparen. Um neue Anwendungen für diese eingebetteten Multicore-Systeme zu programmieren, bedarf es allerdings hochspezieller Kenntnisse sowie eines großen Zeit- und Kostenaufwands.

Das im September 2011 gestartete, auf drei Jahre ausgelegte Projekt ALMA zielt darauf, die Entwicklung von Software für eingebettete Mehrkernprozessoren zu vereinfachen. ALMA (griechisch “Sprung”) steht für ‘ALgorithm Parallelization for Multicore Architectures’. Das Projekt bedient sich der Open-Source-Software Scilab, die ursprünglich für Anwendungen aus der numerischen Mathematik entwickelt wurde. In ALMA soll Scilab um nachgeschaltete Optimierungsstufen erweitert werden, um Anwendungen intelligent zu parallelisieren und auf mehrere Prozessoren zu verteilen.

Gleichzeitig setzt ALMA auf ein enges Hardware-Software-Co-Design. Ziel ist, die gleiche Werkzeugkette für unterschiedliche Mehrkern-Architekturen nutzbar zu machen. “So entsteht eine Kette, die das Programmieren von einer hohen Abstraktionsebene – das heißt auch ohne genaue Kenntnis der komplexen Architektur – aus ermöglicht”, sagt Dr. Michael Hübner vom Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des KIT. Die neue Toolchain werde die Entwicklungszeit verkürzen und die Kosten senken.

Die EU fördert ALMA mit 3,2 Millionen Euro. Projektkoordinatoren sind Professor Jürgen Becker, Leiter des ITIV, und Hübner. Neben dem KIT sind das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB), die Universität Rennes (Frankreich), die Universität Peloponnes, das Technological Educational Institute of Messolonghi (beide Griechenland) sowie die Recore Systems B.V. (Niederlande) und die Intracom SA Telecom Solutions (Griechenland) beteiligt.