Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation vonSchaltungen und Systemen: MBMV 2015 - Tagungsband, Chemnitz, 03. - 04. März 2015

Der Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV 2015) findet nun schon zum 18. mal statt. Ausrichter sind in diesem Jahr die Professur Schaltkreis- und Systementwurf der Technischen Universität Chemnitz und das Steinbeis-Forschungszentrum Systementwurf und Test. Der Workshop hat es sich zum Ziel gesetzt, neueste Trends, Ergebnisse und aktuelle Probleme auf dem Gebiet der Methoden zur Modellierung und Verifikation sowie der Beschreibungssprachen digitaler, analoger und Mixed-Signal-Schaltungen zu diskutieren. Er soll somit ein Forum zum Ideenaustausch sein. Weiterhin bietet der Workshop eine Plattform für den Austausch zwischen Forschung und Industrie sowie zur Pflege bestehender und zur Knüpfung neuer Kontakte. Jungen Wissenschaftlern erlaubt er, ihre Ideen und Ansätze einem breiten Publikum aus Wissenschaft und Wirtschaft zu präsentieren und im Rahmen der Veranstaltung auch fundiert zu diskutieren. Sein langjähriges Bestehen hat ihn zu einer festen Größe in vielen Veranstaltungskalendern gemacht. Traditionell sind auch die Treffen der ITGFachgruppen an den Workshop angegliedert. In diesem Jahr nutzen zwei im Rahmen der InnoProfile-Transfer-Initiative durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekte den Workshop, um in zwei eigenen Tracks ihre Forschungsergebnisse einem breiten Publikum zu präsentieren. Vertreter der Projekte Generische Plattform für Systemzuverlässigkeit und Verifikation (GPZV) und GINKO - Generische Infrastruktur zur nahtlosen energetischen Kopplung von Elektrofahrzeugen stellen Teile ihrer gegenwärtigen Arbeiten vor. Dies bereichert denWorkshop durch zusätzliche Themenschwerpunkte und bietet eine wertvolle Ergänzung zu den Beiträgen der Autoren. [... aus dem Vorwort

Separation logic for high-level synthesis

High-level synthesis (HLS) promises a significant shortening of the digital hardware design cycle by raising the abstraction level of the design entry to high-level languages such as C/C++. However, applications using dynamic, pointer-based data structures remain difficult to implement well, yet such constructs are widely used in software. Automated optimisations that leverage the memory bandwidth of dedicated hardware implementations by distributing the application data over separate on-chip memories and parallelise the implementation are often ineffective in the presence of dynamic data structures, due to the lack of an automated analysis that disambiguates pointer-based memory accesses. This thesis takes a step towards closing this gap. We explore recent advances in separation logic, a rigorous mathematical framework that enables formal reasoning about the memory access of heap-manipulating programs. We develop a static analysis that automatically splits heap-allocated data structures into provably disjoint regions. Our algorithm focuses on dynamic data structures accessed in loops and is accompanied by automated source-to-source transformations which enable loop parallelisation and physical memory partitioning by off-the-shelf HLS tools. We then extend the scope of our technique to pointer-based memory-intensive implementations that require access to an off-chip memory. The extended HLS design aid generates parallel on-chip multi-cache architectures. It uses the disjointness property of memory accesses to support non-overlapping memory regions by private caches. It also identifies regions which are shared after parallelisation and which are supported by parallel caches with a coherency mechanism and synchronisation, resulting in automatically specialised memory systems. We show up to 15x acceleration from heap partitioning, parallelisation and the insertion of the custom cache system in demonstrably practical applications.Open Acces