Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekts entwickelte PLS innovative Werkzeuge für die Bosch Data Flow Architecture (DFA) und integrierte diese in UDE 2026.
Die Bosch DFA ist ein hochparalleler, dynamisch konfigurierbarer Hardwarebeschleuniger, der leistungsstarke, datenflussorientierte Berechnungen ermöglicht – eine essenzielle Voraussetzung für KI-Anwendungen. Dank ihres geringen Platzbedarfs und niedrigen Stromverbrauchs eignet sich die DFA ideal für die Integration in eingebettete Systeme und System-on-a-Chip (SoCs).
Anders als bei herkömmlichen Prozessorarchitekturen, bei denen Algorithmen primär mithilfe von Maschinenbefehlssequenzen ausgeführt werden, implementiert der DFA Aufgaben durch die Kombination grundlegender mathematischer Blöcke, die einen nativen Datenflussgraphen bilden. Dies gewährleistet eine deutlich höhere Effizienz. Da sich dieser Graph jedoch nicht mit herkömmlichen Debugging-Funktionen untersuchen lässt, hat PLS UDE um neue Funktionen erweitert, die speziell für die Analyse und das Debuggen des DFA-Datenflussgraphen entwickelt wurden.
Als Peripheriemodul in einem eingebetteten System oder SoC kann der DFA unabhängig oder synchron mit den Hauptkernen des Host-Controllers gestartet und gestoppt werden. In der Benutzeroberfläche des Debuggers ist er als zusätzlicher Kern integriert und Teil einer Laufzeitsteuerungsgruppe, die die Debug-Synchronisierung zwischen den Kernen verwaltet. Dies ermöglicht das parallele Debuggen der Anwendung auf den Hauptkernen und die gleichzeitige Beobachtung des DFA-Beschleunigers. Einzelschrittausführung erlaubt die detaillierte Analyse des Datenflusses.
Darüber hinaus lässt sich die Konfiguration einzelner mathematischer Blöcke gezielt überprüfen und anpassen. Der Datenflussgraph wird durch eine grafische Darstellung der Verbindungen der Basisblöcke für einen bestimmten Algorithmus visualisiert, entweder als Baum- oder Blockdiagramm. Neben verschiedenen, an die Bedürfnisse des Entwicklers anpassbaren Darstellungsformaten wurde eine Funktion zum Exportieren und Importieren von DFA-Konfigurationen implementiert.
Mithilfe eines Simulationsmodells in SystemC können die Laufzeitdaten des DFA aufgezeichnet werden. Diese Daten lassen sich dank einer zusätzlichen, ebenfalls im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelten Softwarekomponente sowohl als dekodierter Text als auch als zeitlich korrelierte grafische Darstellung anzeigen.
Die neuen Laufzeit-Test- und Analysefunktionen für DFA-Algorithmen, die in UDE 2026 integriert sind, stehen jetzt für die ersten Automobil-Mikrocontroller verschiedener Halbleiterhersteller zur Verfügung, die DFA implementieren, sowie für virtuelles Prototyping auf Basis des DFA-Simulationsmodells.
