Um noch vor der Fertigung eines RISC-V-Chips Software für den Prozessor schreiben und testen zu können, arbeitet das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) an der neuen Verifikationsplattform VerSys. Davon sollen neben der Industrie vor allem Startups profitieren. Ob Smart Homes oder Smartphones, selbstfahrende Autos oder die vernetzte Fertigung – all diese Zukunftstechnologien benötigen Computerchips zur Steuerung. Die Systeme auf diesen Chips werden zumeist als ‚System on Chip (SoC)‘ geschlossen entwickelt und vertrieben.

Dabei gewinnen neben offener Software wie dem Betriebssystem Linux auch Open-Source-Architekturen für Hardware an Popularität. Zum Beispiel RISC-V-Prozessoren (Reduced Instruction Set Computer), die mithilfe einer Open-Source-Lizenz frei entworfen, hergestellt und vertrieben werden können.

Software schreiben vor Verfügbarkeit

Die offene Befehlssatz-Architektur RISC-V kostet keine Patentgebühren und bietet ein hohes Maß an Standardisierung, Erweiterbarkeit und Herstellerunabhängigkeit. Dadurch gelten die Prozessoren als besonders zukunftssicher.

Um Software für solche Chips schreiben zu können, ohne auf die Produktion warten zu müssen, hat der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems unter der Leitung von Prof. Dr. Rolf Drechsler zum 1. August 2019 das Projekt VerSys gestartet. Entstehen soll eine offene Verifikationsplattform, auf der Software mithilfe eines virtuellen RISC-V-Chips getestet werden kann. Das Projekt VerSys wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert.

Software-Entwicklung beschleunigen

Die Verifikation von Software durch virtuelle Prototypen für Computerchips ist Standard in der Industrie. Für RISC-V fehlt dieser Prototyp allerdings bisher. Genau hier soll das Projekt VerSys (kurz für ‚Konsistente Verifikationsplattform zur frühzeitigen Softwareentwicklung für RISC-V-basierte Systeme‘) helfen.

Das Ziel ist eine quelloffene Verifikationsplattform, die skalierbar, modular und korrekt ist und zudem leicht an die Anforderungen der Nutzer angepasst werden kann. Die Plattform soll im Anschluss mithilfe von Industriepartnern weiterentwickelt und industriell einsetzbar gemacht werden.

Am Ende der Projektlaufzeit von drei Jahren erhofft sich der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems ein Ökosystem aus kleineren Firmen, das sich um die Plattform herum entwickelt und verschiedene Dienste anbietet.

Frühzeitige Verifikation

Zu den Einsatzbereichen von RISC-V-Chips und der entsprechenden Software zählen neben der Automobil-, Kommunikations- und Produktionsbranche auch Smart Homes und das Internet der Dinge. Der Bedarf der geplanten Verifikationsplattform zum frühzeitigen Softwaretest zeigt sich nach Angaben des Forschungsinstitutes bereits durch reges Interesse der Industrie. Auch Startups könnten mithilfe von VerSys ihre Softwareentwicklung schneller, unabhängiger und mit einem geringeren Risiko vorantreiben.

Die Hardware-Architektur RISC-V wurde 2010 an der Universität von Kalifornien in Berkley, USA, entwickelt und eingeführt. Für die Etablierung und Veröffentlichung der Software-Standards wurde mit der RISC-V Foundation ein eigenes Konsortium gegründet, dessen Mitgliedschaft der DFKI-Forschungsbereich Cyber-Physical Systems im Rahmen des Projektes VerSys anstrebt.