Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Heterogene Hardwarestrukturen

Heterogene Hardwarestrukturen

Heterogene Hardwarestrukturen

Gruppenbeschreibung

Die Gruppe Heterogene Hardwarestrukturen befasst sich mit der Umsetzung von Bildverarbeitungsverfahren in Eingebettete Systeme und Heterogene Hardwarearchitekturen. Hierbei verfolgen wir innovative neue Ansätze für eine effektive Nutzung unterschiedlicher Hardware von FPGAs bis GPUs. 


Mitarbeiter

Dr. Thomas Perschke

Cem Bassoy

Konrad Moren

Maria Öffner

Dr. Volker Schatz

Clemens Scherer-Klöckling


Projekte

  • Datenaufzeichnung und Sensorsynchronisation in Multisensorsystemen
    In diesem Projekt werden Messanlagen konzipiert und aufgebaut, die Daten von mehreren bildgebenden Sensoren aufzeichnen können.  Um die gemeinsame Verarbeitung aller Daten zu ermöglichen, werden die Sensoren mit einem Navigationssystem synchronisiert.  Zur Synchronisation mit Sub-Frame-Genauigkeit werden Messungen des Zeitverhaltens von Kameras durchgeführt.  
  • Experimentalsystem zur Objekterkennung und Objektverfolgung
    Für die Evaluierung neuer Sensortypen, neuer Hardwarearchitekturen und neuer Verfahren für die echtzeitfähige Objekterkennung und Objektverfolgung in Eingebetteten Systemen wurde ein modular aufgebautes Experimentalsystem entwickelt. Mit diesem System werden völlig neue Implementierungsansätze entwickelt. Ein Beispiel ist ein FPGA-basierter, dynamisch partiell rekonfigurierbarer Multi-Objekt-Tracker. Das Experimentalsystem kann für unterschiedliche Anforderungen wie beispielsweise den Einsatz in maritimen Umgebungen angepasst werden.
  • Neue Ansätze für die Programmierung heterogener Hardwaresysteme
    Viele Systeme vom Desktoprechner bis zum Smartphone besitzen gleichzeitig unterschiedliche Hardwarearchitekturen wie beispielsweise Prozessoren und GPUs. Eine effektive Nutzung dieser heterogenen Ressourcen stellt neue Herausforderungen für Programmierer dar. Wir untersuchen Konzepte für eine einfache und effektive Programmierung heterogener Systeme.
  •  ALMA (Architecture oriented paraLlelization for high performance embedded Multicore systems using scilAb)
    Im Rahmen des ALMA EU-Projekts wird ein Scilab-basierter Entwurfsfluss für eingebettete Multicore Systeme entwickelt. Dieser erlaubt es Anwendungen, welche mit Scilab in einer hohen Abstraktionsebene entworfen wurden, effizient für eingebettete Multicore Systeme zu parallelisieren.
  • Vibrationsmessung an Windradflügeln im laufenden Betrieb
    Das IOSB entwickelt für die Wartung von Windrädern ein System zur Schwingungsmessung an Windradflügeln im laufenden Betrieb. Zur Messung der Schwingungen mittels Laser-Vibrometrie muss der Laserfleck präzise auf dem bewegten Flügel gehalten werden. Wir sind für den Aufbau des Systems auf eine Schwenk-Neige-Plattform und dessen Ansteuerung verantwortlich. 
  • Technologieträger MODISSA
    Beim Technologieträger MODISSA (engl. Mobile Distributed Situation Awareness) handelt es sich um die IOSB-eigene Realisierung einer Experimentierplattform zur Sensorbewertung und Verfahrensentwicklung. Wir sind für die technische Ausrüstung und die Datennahmesysteme verantwortlich.

Veröffentlichungen

2014

  • Konrad Moren, Diana Göhringer and Thomas Perschke, “Accelerating Local Feature Extraction using OpenCL on Heterogeneous Platforms”, DASIP 2014, Madrid, October 2014
  • F. de Asis Molina Martel, T. Perschke, F. Kesel, M. Gaiser, “Evaluation eines Zynq-7000 SoC mittels Bildkompression und High-Level Synthese”, 51. MPC Workshop, Pforzheim, February 2014

2013

  • T. Stripf,....,T. Perschke"Compiling Scilab to high performance embedded multicore systems"; In Microprocessors and Microsystems,Volume 37, Issue 8, Part C, Pages 1033–1049 (November 2013) Special Issue on European Projects in Embedded System Design: EPESD2012

2012 

  • J. Becker,...., Diana Göhringer:"From Scilab To High Performance Embedded Multicore Systems – The ALMA Approach"; In Proc. 15th Euromicro Conference on Digital System Design DSD 2012, September 2012
  • G. Goulas,...,Diana Göhringer:"From Scilab to Multicore Embedded Systems: Algorithms and Methodologie"; In Proc. 2012 International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS), Samos, July 2012
  • T. Stripf,...,Diana Göhringer,Thomas Perschke: "A flexible approach for compiling scilab to reconfigurable multi-core embedded systems"; In Proc. of 7th International Workshop on Reconfigurable and Communication-Centric Systems-on-Chip, York, July 2012
  • Werner S., Oey O., Göhringer D., Hübner M., Becker J.: “Virtualized On-Chip Distributed Computing for Heterogeneous Reconfigurable Multi-Core Systems”; In Proc. of the Design, Automation & Test in Europe (DATE 2012) Conference, Dresden, Germany, March 2012. (Accepted)

2011 

  • Göhringer D., Meder L., Hübner M., Becker J.: “Adaptive Multi-Client Network-on-Chip Memory”; In Proc. of the International Conference on ReConFigurable Computing and FPGAs (ReConFig 2011), Cancun, Mexico, Nov./Dec. 2011. (Best Paper)
  • Hübner M., Tradowsky C., Göhringer D., Braun L., Thoma F., Henkel J., Becker J.: “Dynamic Processor Reconfiguration”; In Proc. of the International Conference on ReConFigurable Computing and FPGAs (ReConFig 2011), Cancun, Mexico, Nov./Dec. 2011.
  • Göhringer D., Becker J.: “New Dimensions in Design Space and Runtime Adaptivity for Multiprocessor Systems through Dynamic and Partial Reconfiguration: The RAMPSoC Approach”; Book chapter 20 in “VLSI 2010 Annual Symposium: Selected papers (Lecture Notes in Electrical Engineering)”; Springer, 2011.
  • Göhringer D., Werner S., Hübner M., Becker J.: “RAMPSoCVM: Runtime Support and Hardware Virtualization for a Runtime Adaptive MPSoC”, In Proc. of the 21st International Conference on Field Programmable Logic and Applications (FPL 2011), Chania, Crete, Greece, September 2011.
  • Göhringer D., Oey O., Hübner M., Becker J.: “Heterogeneous and Runtime Parameterizable Star-Wheels Network-on-Chip”, In Proc. of the 11th International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS XI), Samos, Greece, July 2011.
  • Göhringer D., Birk M., Dasse-Tiyo Y., Ruiter N., Hübner M., Becker J.: "Reconfigurable MPSoC versus GPU: Performance, Power and Energy Evaluation", In Proc. of the IEEE INDIN 2011 - IEEE International Conference on Industrial Informatics, Caparica, Lisbon, Portugal, July 2011.
  • Thoma F., Hübner M., Göhringer D., Yilmaz H. Ü., Becker J.: "Power and performance optimization through MPI supported dynamic voltage and frequency scaling", In Proc of the 3rd MARC Symposium, Ettlingen, Germany, July 2011.
  • Volker Schatz: "Low-latency histogram equalization for infrared image sequences ­- a hardware implementation", Journal of Real-Time Image Processing (accepted 13 May 2011), DOI 10.1007/s11554-011-0204-y.
  • Göhringer D., Hübner M., Nguepi Zeutebouo E., Becker J., "Operating System for Runtime Reconfigurable Multiprocessor Systems", Hindawi International Journal of Reconfigurable Computing, Special Issue: Selected Papers from the 17th Reconfigurable Architectures Workshop (RAW2010), 2011.
  • Rümmele-Werner M., Perschke T., Braun L., Hübner M., Becker J.: "A FPGA based fast runtime reconfigurable real-time Multi-Object-Tracker", ISCAS 2011 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, Rio de Janeiro, Brazil, 15-18 May 2011.
  • Göhringer D., Obie J., Braga A., Hübner M., Llanos C., Becker J.: "Exploration of Power-Performance Tradeoffs through Parameterization of FPGA-based Multiprocessor Systems", Hindawi International Journal of Reconfigurable Computing, Special Issue: Selected Papers from the 5th International Workshop on Reconfigurable Communication Centric Systems-on-Chip (ReCoSoC2010), 2011.
  • Göhringer D., Birk M., Hübner M., Becker J.: "High-Level Design for FPGA-based Multiprocessor Accelerators", In Proc. of the DATE 2011 Workshop on Design Methods and Tools for FPGA-Based Acceleration of Scientific Computing (DATE 2011), Grenoble, France, March 2011.