Rely: Neue Methoden zum Entwurf von SoCs für kontrollierbare hohe Zuverlässigkeit für Anwendungen wie Transport, Medizin und Automatisierung – RELY

Sicherheitskritische Systeme, wie beispielsweise in Flugzeugen, stellen hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Elektronik. Mit fortschreitender Miniaturisierung der elektronischen Schaltelemente steigt aber die Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Darüber hinaus werden moderne elektronische Systeme immer komplexer, wodurch ebenfalls die Wahrscheinlichkeit für eine Störung zunimmt.

Bisher sind aufwendige Tests unter hohem Ressourcen- und Zeitaufwand während des Entwicklungs- und Fertigungsprozesses notwendig, um ein zuverlässiges Funktionieren sicherzustellen. Das Verbundprojekt RELY hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, Zuverlässigkeitsanforderungen schon beim Entwurf der elektronischen Systeme zu berücksichtigen und einen entsprechenden Entwurfsfluss zu erarbeiten. Dieser Ansatz, bei dem die Zuverlässigkeit in ein System "hineinkonstruiert" wird, unterscheidet sich von der bisherigen Verfahrensweise, bei dem man die Zuverlässigkeit in ein System "hineintestet".

Ausgehend von den Erfahrungen aus der Luftfahrtindustrie mit ihren hohen Anforderungen, werden wichtige Problemlösungen für die Sicherung der Zuverlässigkeit erarbeitet. So soll etwa die exakte Vorhersage der Lebensdauer von elektronischen Schaltkreisen unter Beachtung von sowohl anwendungs- als auch fertigungsspezifischen Bedingungen möglich werden. Neue Architekturen und Schaltungen sollen elektronische Systeme unempfindlich für Ausfälle machen. Darüber hinaus soll die Elektronik während des laufenden Betriebs Informationen über ihren Alterungszustand sammeln. Dadurch können Wartungsabläufe optimiert und das sichere Funktionieren der Elektronik bis zur nächsten Wartung erreicht werden.

Auf der Grundlage der Projektergebnisse werden besonders ausfallsicherere Anwendungen und eine bessere Nutzung der Ressourcen möglich. Aus dem Bereich der Luftfahrttechnik werden die Projektergebnisse an einem verteilten Sensorsystem zur Strömungskontrolle demonstriert. Mit einem solchen System kann in Zukunft sowohl die Sicherheit des Flugzustandes überwacht als auch ein effektiverer Kraftstoffeinsatz erzielt werden. Anhand weiterer Demonstratoren aus anderen Anwendungsbereichen werden die Partner die Ergebnisse beispielhaft überprüfen und deren Hebelwirkung nachweisen.

Das deutsche RELY-Konsortium deckt den gesamten Wertschöpfungsprozess ab: Von der Halbleiterfertigung über den Entwurf von integrierten Schaltkreisen inkl. Sensoren, der Werkzeug-Entwicklung für den Chipentwurf bis hin zum Hersteller des Endproduktes. Akademische Fachkompetenz ist über die beteiligten Hochschulen und Institute eingebunden.

Das deutsche Vorhaben RELY ist Bestandteil des europäischen CATRENE-Projekts RELY. Das europäische Verbundvorhaben besteht insgesamt aus 16 Partnern aus drei Ländern. Durch die Zusammenarbeit mit namhaften europäischen Verbundpartnern ist eine schnellere Erforschung der Lösungsansätze und eine bessere Position bei der späteren Standardisierungs¬initiative zu erreichen, was zur Stärkung des deutschen Standortes beiträgt.

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