Die Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur und die Arbeitsgruppe Zuverlässige Eingebettete Systeme beschäftigen sich in der Forschung mit dem Entwurf von Schaltungen und Systemen. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Entwurfsmethodik, die mit formalen Methoden unterstützt und verbessert wird.

Während Schaltungen und Systeme noch vor einigen Jahren vornehmlich in Rechenanlagen Verwendung fanden, werden sie zunehmend ein Teil unserer täglichen Umgebung und finden in vielen sicherheitskritischen Bereichen Anwendung. Exemplarisch seien hier medizinische Apparaturen und die Automobilindustrie genannt. Schon heute entstehen z.B. in dem zuletzt genannten Bereich bis zu 40% der Kosten durch die Elektronik. Hinzu kommt, dass immer mehr „kritische“ Funktionen, wie Bremsen und Lenken, elektronisch unterstützt bzw. gesteuert werden. Daher werden immer höhere Anforderungen an die Verfahren gestellt, die die Korrektheit dieser Schaltungen und Systeme gewährleisten sollen.

Als Kerngebiete der Arbeitsgruppe sind hierbei formale Verifikation und Testen zu nennen. Während bei der Verifikation die Überprüfung der funktionalen Korrektheit bereits im Entwurfsprozess stattfindet, dienen Testverfahren zur Überprüfung des gefertigten Systems.

Grundlage formaler Methoden sind effiziente Algorithmen und Datenstrukturen. Besondere Bedeutung haben hierbei Erfüllbarkeitsalgorithmen und Entscheidungsdiagramme gewonnen, da diese die Handhabung großer Schaltungen ermöglichen und inzwischen auch kommerziell mit großem Erfolg eingesetzt werden.

Schaltungs- und Systembeschreibungen

• Hardwarebeschreibungssprachen
• Systembeschreibungssprachen (wie z.B. SystemC)

Algorithmen und Datenstrukturen

• Erfüllbarkeitsalgorithmen (SAT)
• Entscheidungsdiagramme
• Evolutionäre Verfahren

Verifikation

• Eigenschaftsprüfung
• Äquivalenzvergleich
• Debugging

Testen

• Automatische Testmustergenerierung
• Entwurf gut testbarer Schaltungen

Aufkommende Technologien

• Reversible Logik
• Quantum Computation