DI-OWAS

Open-Source-Designwerkzeuge für flexible Chipsysteme in KI und Kryptografie

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Innerhalb der Designinitiative Mikroelektronik wird das Projekt „DI-OWAS“ quelloffene Entwurfswerkzeuge für FPGAs erforschen. © Alexander Limbach – Adobe Stock

Motivation

Das Chipdesign ist der wesentliche Schritt, um Mikroelektronik für spezifische Produkte und Anwendungen zu entwerfen. Über Kompetenz im Chipdesign lässt sich die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands stärken und ein Zugewinn an technologischer Souveränität in Europa erzielen. Um dieses Potenzial zu heben, soll das deutsche und europäische Chipdesign-Ökosystem ausgebaut werden. Dazu hat das BMBF die Designinitiative Mikroelektronik mit vier Schwerpunkten gestartet: ein starkes Netzwerk als zentrale Austauschplattform, Aus- und Weiterbildung von Talenten und Fachkräften, Forschungsprojekte zur Stärkung der Design-Fähigkeiten und der Ausbau von Forschungsstrukturen.

Ziele und Vorgehen

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) sind ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Elektronik. Besonders in eingebetteten Systemen bieten sie eine breite Palette flexibler Einsatzmöglichkeiten bei gleichzeitig geringen Entwicklungskosten. Das Vorhaben verfolgt das Ziel, eine quelloffene Werkzeugkette zur Entwicklung rekonfigurierbarer Schaltkreise für FPGAs zu schaffen. Die Tape-outs und die Fertigung der Chips erfolgen sowohl in offenen Produktionsprozessen als auch im fortschrittlichen 22-nm-FDSOI-Prozess. Durch die Entwicklung von zwei Demonstratoren in den Be-reichen KI-Sensorfusion und Kryptografie wird der Funktionsumfang der quelloffenen Entwurfswerk-zeuge für FPGAs von den beteiligten Unternehmen umfassend erprobt.

Innovationen und Perspektiven

Quelloffene Entwurfswerkzeuge stoßen häufig auf Skepsis bei Anwendern. Um das Vertrauen der Nutzer zu stärken, sind daher umfangreiche Funktionsnachweise in der Industrie für quelloffene Entwurfsprozesse unerlässlich. Das Projekt begegnet diesen Herausforderungen, indem es durch die Entwicklung von zwei Demonstratoren relevante Anwendungsfälle aufzeigt. So wird das Vertrau-en in quelloffene Entwurfswerkzeuge gestärkt und neue Perspektiven für deren Einsatz im industriellen Umfeld eröffnet.