Scale4Edge inicia la segunda fase del proyecto: se presenta un sistema tolerante a fallos en la reunión de lanzamiento

El Dr.-Ing. Markus Ulbricht presentó los resultados de IHP de la primera fase del proyecto Scale4Edge en la reunión de inicio en Kaiserslautern. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg / El Dr. Markus Ulbricht presentó los resultados de IHP de la primera fase del proyecto Scale4Edge en la reunión de inicio en Kaiserslautern. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg

El demostrador TETRISC-SoC presentado en Kaiserslautern con el chip de prueba desarrollado en el centro. © IHP 2024/Franziska Wegner

Procesadores especializados viables para el futuro para la soberanía tecnológica en Alemania estuvieron en la agenda del evento conjunto de los proyectos financiados por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) KI-Mobil, KI-Power y Scale4Edge. En dos fases se desarrollan plataformas de desarrollo para procesadores especializados viables (ZuSE) con enfoque en hardware para aplicaciones en el borde y procesadores de IA para el sector automotriz. La ceremonia de apertura en Kaiserslautern marcó a mediados de febrero el inicio de la segunda fase del proyecto. Para comenzar, se discutió el papel de los procesadores en los esfuerzos alemanes/europeos por la soberanía en semiconductores. Los 30 socios participantes también mostraron los resultados de la primera fase. El IHP – Instituto Leibniz de Microelectrónica Innovadora de Frankfurt (Oder) presentó el demostrador TETRISC-SoC para un sistema multicore adaptativo y tolerante a fallos. El chip desarrollado sobre esta base cuenta con cuatro núcleos RISC-V de código abierto y está optimizado para su uso en entornos críticos de fiabilidad, como los que predominan en la aviación o la exploración espacial.

Los aproximadamente 30 socios de los proyectos BMBF-ZuSE abarcan un amplio espectro técnico y abordan problemas en áreas como la automoción y el espacio. Juntos, estas aplicaciones representan soluciones innovadoras que cumplen con altas exigencias en electrónica de alto rendimiento, procesadores, capacidad de cálculo, eficiencia energética, fiabilidad, robustez y seguridad. En la reunión inaugural, se generó un intenso debate en el panel, entre otros, con Mario Brandenburg, secretario de Estado parlamentario del BMBF, y los tres coordinadores del proyecto, así como entre los asistentes. En el intercambio posterior, el director del proyecto del IHP, Dr.-Ing. Markus Ulbricht, respondió a las preguntas sobre el demostrador TETRISC-SoC.

“En la primera fase del proyecto Scale4Edge, nos centramos principalmente en el diseño del sistema tolerante a fallos con núcleos RISC-V. El chip de prueba resultante, que también se utiliza en el demostrador presentado, cuenta con tres sensores que verifican la temperatura, el proceso de envejecimiento y la exposición a radiación. Sobre esta base, el sistema puede adaptarse en tiempo real a estos parámetros, que son muy críticos para la fiabilidad y pueden variar mucho. Los núcleos pueden redistribuir de forma adaptable su carga de trabajo entre sí, evitando así una generación excesiva de calor, lo que previene daños en el sistema. En condiciones de radiación elevada o efectos de envejecimiento intensos, trabajan de forma redundante, de modo que siempre hay un resultado fiable mediante una decisión mayoritaria”, explica Dr.-Ing. Markus Ulbricht. “Con nuestra primera versión de prueba, principalmente aprendimos cómo diseñar el sistema y dónde pueden estar las posibles vulnerabilidades. También sirvió para analizar el consumo de energía y la frecuencia máxima de reloj”, añade.

En la segunda fase, el chip desarrollado se optimizará aún más y, como paso final, se someterá a una prueba de radiación. Además, el equipo del IHP no solo planea reforzar el uso de bloques de sistema de código abierto, sino también implementar el diseño con herramientas de código abierto en la medida de lo posible y poner a disposición todo el sistema tolerante a fallos como código abierto. El proyecto Scale4Edge está en su segunda fase hasta finales de diciembre de 2025.

Sobre Open Source:

Open Source se refiere a software, hardware y metodologías de código abierto, es decir, de acceso libre. Las fuentes pueden ser consultadas, utilizadas, modificadas y distribuidas libremente. La comunidad establece estándares y formatos para el desarrollo continuo. Un ejemplo conocido es el sistema operativo de código abierto Linux, que desde los años 1990 ha sido una alternativa a Windows y MacOS y se utiliza en aplicaciones de alto rendimiento y profesionales. Sin tarifas de licencia ni dependencias, Open Source también permite a universidades y sus estudiantes, así como a las pymes, acceder de manera sencilla a estas soluciones tecnológicas.

El IHP desarrolla y crea soluciones de código abierto en el entorno de la microelectrónica.

A través del repositorio en GitHub, el IHP ofrece acceso a un PDK de código abierto para la tecnología SG13G2-BiCMOS del instituto, con el que se pueden crear diseños para su fabricación en la sala limpia del IHP.

El enfoque de código abierto es una componente importante para la realización de sistemas microelectrónicos confiables y para garantizar la soberanía tecnológica de Alemania y Europa. El IHP contribuye a ello con su investigación.