@phdthesis{Bregenzer2015,
  author    = {Bregenzer, J{\"u}rgen},
  title     = {Effizienter Einsatz von Multicore-Architekturen in der Steuerungstechnik},
  publisher = {W{\"u}rzburg University Press},
  address   = {W{\"u}rzburg},
  isbn      = {978-3-95826-010-8 (Print)},
  doi       = {10.25972/WUP-978-3-95826-011-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106239},
  school      = {W{\"u}rzburg University Press},
  pages     = {185},
  year      = {2015},
  abstract  = {Der Einsatz von Multicore-Prozessoren in der industriellen Steuerungstechnik birgt sowohl Chancen als auch Risiken. Die vorliegende Dissertation entwickelt und bewertet aus diesem Grund generische Strategien zur Nutzung dieser Prozessorarchitektur unter Ber{\"u}cksichtigung der spezifischen Rahmenbedingungen und Anforderungen dieser Dom{\"a}ne. Multicore-Prozessoren bieten die Chance zur Konsolidierung derzeit auf dedizierter Hardware ausgef{\"u}hrter heterogener Steuerungssubsysteme unter einer bisher nicht erreichbaren temporalen Isolation. In diesem Kontext definiert die vorliegende Dissertation die spezifischen Anforderungen, die eine integrierte Ausf{\"u}hrung in der Dom{\"a}ne der industriellen Automatisierung erf{\"u}llen muss. Eine Vorbedingung f{\"u}r ein derartiges Szenario stellt allerdings der Einsatz einer geeigneten Konsolidierungsl{\"o}sung dar. Mit einem virtualisierten und einem hybriden Konsolidierungsansatz werden deshalb zwei repr{\"a}sentative L{\"o}sungen f{\"u}r die Dom{\"a}ne eingebetteter Systeme vorgestellt, die schließlich hinsichtlich der zuvor definierten Kriterien evaluiert werden. Da die Taktraten von Prozessoren physikalische Grenzen erreicht haben, werden sich in der Steuerungstechnik signifikante Performanzsteigerungen zuk{\"u}nftig nur durch den Einsatz von Multicore-Prozessoren erzielen lassen. Dies hat zur Vorbedingung, dass die Firmware die Parallelit{\"a}t dieser Prozessorarchitektur in geeigneter Weise zu nutzen vermag. Leider entstehen bei der Parallelisierung eines komplexen Systems wie einer Automatisierungs-Firmware im Allgemeinen signifikante Aufw{\"a}nde. Infolgedessen sollten diesbez{\"u}gliche Entscheidungen nur auf Basis einer objektiven Abw{\"a}gung potentieller Alternativen getroffen werden. Allerdings macht die Systemkomplexit{\"a}t eine Absch{\"a}tzung der durch eine spezifische parallele Firmware-Architektur zu erwartenden Performanz zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Dies gilt vor allem, da eine Parallelisierung gefordert wird, die f{\"u}r eine Vielzahl von Lastszenarien in Form gesteuerter Maschinen geeignet ist. Aus diesem Grund spezifiziert die vorliegende Dissertation eine anwendungsorientierte Methode zur Unterst{\"u}tzung von Entwurfsentscheidungen, die bei der Migration einer bestehenden Singlecore-Firmware auf eine homogene Multicore-Architektur zu treffen sind. Dies wird erreicht, indem in automatisierter Weise geeignete Firmware-Modelle auf Basis von dynamischem Profiling der Firmware unter mehreren repr{\"a}sentativen Lastszenarien erstellt werden. Im Anschluss daran werden diese Modelle um das Expertenwissen von Firmware-Entwicklern erweitert, bevor mittels multikriterieller genetischer Algorithmen der Entwurfsraum der Parallelisierungsalternativen exploriert wird. Schließlich kann eine spezifische L{\"o}sung der auf diese Weise hergeleiteten Pareto-Front auf Basis ihrer Bewertungsmetriken zur Implementierung durch einen Entwickler ausgew{\"a}hlt werden. Die vorliegende Arbeit schließt mit einer Fallstudie, welche die zuvor beschriebene Methode auf eine numerische Steuerungs-Firmware anwendet und dabei deren Potential f{\"u}r eine umfassende Unterst{\"u}tzung einer Firmware-Parallelisierung aufzeigt.},
  subject      = {Mehrkernprozessor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rehfeld2016,
  author    = {Rehfeld, Stephan},
  title     = {Untersuchung der Nebenl{\"a}ufigkeit, Latenz und Konsistenz asynchroner Interaktiver Echtzeitsysteme mittels Profiling und Model Checking},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147431},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit werden die Nebenl{\"a}ufigkeit, Konsistenz und Latenz in asynchronen Interaktiven Echtzeitsystemen durch die Techniken des Profilings und des Model Checkings untersucht. Zu Beginn wird erl{\"a}utert, warum das asynchrone Modell das vielversprechendste f{\"u}r die Nebenl{\"a}ufigkeit in einem Interaktiven Echtzeitsystem ist. Hierzu wird ein Vergleich zu anderen Modellen gezogen. Dar{\"u}ber hinaus wird ein detaillierter Vergleich von Synchronisationstechnologien, welche die Grundlage f{\"u}r Konsistenz schaffen, durchgef{\"u}hrt. Auf der Grundlage dieser beiden Vergleiche und der Betrachtung anderer Systeme wird ein Synchronisationskonzept entwickelt. Auf dieser Basis wird die Nebenl{\"a}ufigkeit, Konsistenz und Latenz mit zwei Verfahren untersucht. Die erste Technik ist das Profiling, wobei einige neue Darstellungsformen von gemessenen Daten entwickelt werden. Diese neu entwickelten Darstellungsformen werden in der Implementierung eines Profilers verwendet. Als zweite Technik wird das Model Checking analysiert, welches bisher noch nicht im Kontext von Interaktiven Echtzeitsystemen verwendet wurde. Model Checking dient dazu, die Verhaltensweise eines Interaktiven Echtzeitsystems vorherzusagen. Diese Vorhersagen werden mit den Messungen aus dem Profiler verglichen.},
  subject      = {Model Checking},
  language  = {de}
}