Organic Self-organizing Bus-based Communication Systems

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Teich

Projektbeteiligte:
Dr.-Ing. Stefan Wildermann
Tobias Ziermann

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Informatik 12 (Hardware-Software-Co-Design)

Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
Akronym: Organic Bus
Projektstart: 01.07.2009
Projektende: 31.03.2013


Abstract (fachliche Beschreibung):


Heutige elektronische Systeme bestehen aus einer Vielzahl von komplexen Komponenten die über Kommunikationsnetze und Bussysteme miteinander kommunizieren. In diesem Projekt soll ein organischer Ansatz zur Analyse, Entwurf und Optimierung bus-basierter Kommunikationssysteme untersucht werden. Das Ziel dieses Ansatzes ist es, die Nachteile herkömmlicher reiner offline Entwurfsmethoden zu vermeiden. Diese basieren meistens auf Worst-Case Schätzverfahren, sind nicht erweiterbar und können schnell degradieren, wenn sich die Umgebung und Anforderungen zur Laufzeit ändern. Im Gegensatz dazu ist ein dezentralisierter selbstorganisierender Ansatz in der Lage, den tatsächlichen Busverkehr zu überwachen und entsprechend die Senderaten, -wahrscheinlichkeiten, -prioritäten etc. anzupassen.



In diesem Projekt sollen a) theoretische Grundlagen für selbstorganisierende bus-basierte Kommunikationsarchitekturen mit Hilfe der Spieletheorie und Nutzenfunktionen, b) Modelle und Entwurfsmethoden, die Lerntechniken für die Umsetzung solcher Eigenschaften beinhalten, um gegensätzlichen Anforderungen aufzulösen, wie Deadlines und Bandbreite, sowie c) eine Simulationsumgebung geschaffen werden. Schließlich soll d) ein Hardwaredemonstrator aufgebaut werden, um die Vorteile des untersuchten Ansatzes in einer realitätsnahen Umgebung aufzuzeigen.



Publikationen

Ziermann, T., Salcic, Z., & Teich, J. (2013). HW/SW Tradeoffs for Dynamic Message Scheduling in Controller Area Network (CAN). In Proc. 26th International Conference on Architecture of Computing Systems (pp. 159-170). Prague, CZ: New York, NY, USA: Springer-verlag.
Ziermann, T., Wildermann, S., Mühleis, N., & Teich, J. (2012). Distributed self-organizing bandwidth allocation for priority-based bus communication. Concurrency and Computation-Practice & Experience, 24(16), 1903-1917. https://dx.doi.org/10.1002/cpe.1759
Ziermann, T., Salcic, Z., & Teich, J. (2011). DynOAA - Dynamic Offset Adaptation Algorithm for Improving Response Times of CAN Systems. In Proc. of DATE (pp. 269-272). Grenoble, FR: New York, NY, USA: IEEE Press.
Ziermann, T., Wildermann, S., & Teich, J. (2011). OrganicBus: Organic Self-organising Bus-Based Communication Systems. In Organic Computing - A Paradigm Shift for Complex Systems (pp. 489-501). Basel: Birkhäuser Verlag.
Ziermann, T., Salcic, Z., & Teich, J. (2011). Self-organized Message Scheduling for Asynchronous Distributed Embedded Systems. In Proc. of the 8th International Conference on Autonomic and Trusted Computing (pp. 132-148). Banff, CA: Heidelberg: Springer-verlag.
Ziermann, T., Mühleis, N., Wildermann, S., & Teich, J. (2010). A self-organizing distributed reinforcement learning algorithm to achieve fair bandwidth allocation for priority-based bus communication. In Proceedings of the 1st IEEE Workshop on Self-Organizing Real-Time systems (SORT 2010) (pp. 11-20). Carmona, Sevilla, ES.
Wildermann, S., Ziermann, T., & Teich, J. (2009). Self-Organizing Bandwidth Sharing in Priority-based Medium Access. In Proc. 3rd IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems (pp. 144-153). San Francisco, US.
Wildermann, S., & Teich, J. (2008). Theoretical Analysis of Fair Bandwidth Sharing in Priority-based Medium Access.

Zuletzt aktualisiert 2018-22-11 um 19:20