Das europäisch finanzierte Projekt AMPERE wurde am 30. Juni 2023 erfolgreich abgeschlossen und bietet eine Software-Umgebung, das parallele Programmiermodelle für High-Performance-Computing (HPC) nutzt, um die Leistungsanforderungen komplexer cyber-physischer Systeme (CPS) in den Bereichen Automobil und Schiene zu erfüllen.
Durch die Integration funktionaler und nicht-funktionaler Anforderungen in einer einzigen Softwarearchitektur adressiert das AMPERE-Projekt die Herausforderung der zunehmenden Komplexität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Echtzeitbetriebs unter Berücksichtigung von Energie-, Zeit-, Sicherheits- und Resilienzüberlegungen. Das Projekt erweiterte das parallele Programmiermodell OpenMP und das LLVM-Kompilierungsframework, das im HPC-Bereich verwendet wird, um parallele Möglichkeiten zu erschließen und gleichzeitig nicht-funktionale Anforderungen zu erfüllen. Die parallelen Runtime-Frameworks in AMPERE bieten einen modularen Ansatz, der es dem Benutzer ermöglicht, Komponenten auszuwählen, die seinen Anforderungen am besten entsprechen.
Die Anwendungen des AMPERE-Software-Frameworks wurden anhand von zwei Anwendungsfällen in der Automobil- und Bahnindustrie evaluiert. In beiden Fällen müssen schnell und präzise auf immer komplexere Eingaben reagiert werden. Im Automobil-Anwendungsfall erweiterte die vorausschauende Geschwindigkeitsregelung die adaptive Geschwindigkeitsregelung, indem sie die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit anhand elektronischer Horizontdaten berechnete, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Mit dem Befehl AMALTHEA DSML und optimierter paralleler OpenMP-Quellcode nutzte es die Plattformen NVIDIA Jetson Xavier AGX und Xilinx UltraScale+ effektiv aus und erfüllte gleichzeitig definierte, nicht funktionale Anforderungen. (oe)
