Synthese von Kommunikationsstrukturen in verteilten ... - Stefan Ihmor

UniversitatPaderborn FakultatfurElektrotechnik,InformatikundMathematik 

InstitutfurInformatik 

Synthese von 

Kommunikationsstrukturen in 

verteilten eingebetteten Systemen 

Studienarbeit 

StudiengangInformatik 

von 

Tobias Loke 

Alte Brauerei 15 

33098 Paderborn 

betreutdurch 

Dipl.-Inform. Stefan Ihmor 

vorgelegtbei 

Prof. Dr. rer. nat. Franz Josef Rammig 

im 

Marz 2005

" Lehren bedeutet nicht, 

etwas in jemanden hineinbringen, 

sondern aus ihm heraus.\

Dank und Erklarung 

DiesesDokumententstandimRahmeneinerStudienarbeitinderArbeitsgruppevon 

Prof.Dr.rer.nat.FranzJosefRammig(HNI)derUniversitatPaderborn. 

FurdasinteressanteThemaderStudienarbeitmochteichmichbeiFranzJ.Rammig 

undStefanIhmorbedanken.BesondererDankgiltStefanIhmorfurseinehervorragende 

ArbeitalsBetreuerdieserStudienarbeit.WeiterhindankeichDieterAverbergfurdas 

KorrekturlesenundseinegeduldigeUnterstutzungbeiProblemenmitLinux.Furdas 

abschlieendeKorrekturlesendieserArbeitdankeichbesondersGiuliaCalani. 

Abschlieend unterstutzthaben. mochte ich meinen Eltern und meinem Bruder danken, die mich stets 

Hiermit erklare ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbststandig verfasst und keine 

anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt sowie Zitate kenntlich 

gemachthabe. 

Paderborn,imMarz2005 

i

Inhaltsverzeichnis 

1 Einfuhrung 1.1 Motivation. . . . 1 

1.2 Aufgabenstellung . 2 

1.3 AufbauderArbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 

2 Grundlagen 2.1 Protokolle . . . 2.2 Graphentheorie . . . . 5 

2.3 ProtokollGrundblocke 7 

2.4 Clustering . . . . . . . . . . . . . 8 

2.4.1 HierarchischesClustering. . 10 

2.4.2 PartitionierendesClustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 

3 InterfaceSynthesisDesignFlow 15 

3.1 MotivationfurautomatisiertesDesign. 15 

3.2 Spezikationsgraph . . 18 

3.3 Kommunikationsgraph 18 

3.4 DasIFD-Mapping. . . . . . . . . . . . 19 

3.5 DerAufbaudesInterfaceBlocks(IFB) 20 

3.5.1 ControlUnit(CU) . . 21 

3.5.2 ProtocolHandler(PH) . 22 

3.5.3 SequenceHandler(SH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 

4 AutomatischeVerteilung 23 

4.1 SystemtopologienunterVerwendungvonIFBs . . . . . . . . . . . . . . . 23 

iii

Inhaltsverzeichnis 

4.1.1 VerwendungeineseinzelnenIFBs 23 

4.1.2 VerwendungmehrererIFBs 24 

4.2 AutomatischeVerteilungvonIFBs 25 

4.2.1 Kostenfunktionen . . . . . . . . . . . . 26 

4.2.2 StrategienfurdieVerteilungvonIFBs . . . . . . . . . . 27 

4.2.3 ClusteringalsVerfahrenzurReduktionderIFB-Anzahl. 30 

4.3 AblaufderVerteilungvonIFBs . . . . . . 30 

4.3.1 ErstelleneinerinitialenVerteilung. 30 

4.3.2 Optimierung. . . . . . 31 

4.3.3 AuswahlderStrategie . 31 

4.3.4 ClusteringAlgorithmus. 32 

4.4 IntegrationimIFS-Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 

5 DedicatedProtocol 35 

5.1 AnsatzefurdieVerwendungeinesDedicatedProtocols . . . 35 

5.2 MergedProtocolalsRealisierungeinesDedicatedProtocols. 35 

5.3 ProtokollParser. . . . . . . . . . . 37 

5.4 BerechnungeinesMergedProtocols 40 

5.5 AuswirkungaufdenIFB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 

6 ZusammenfassungundAusblick 45 

6.1 ZusammenfassungderArbeit . . 45 

6.2 AusblickaufweitereModellierung . . 45 

6.3 AusblickfurmoglicheErweiterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 

Literaturverzeichnis 47 

iv

Abbildungsverzeichnis 

2.1 VerbindungvonzweiGraphen . . . . . 7 

2.2 BeispielfureinenControlFlowGraph . . . . . . . . . . . . 8 

2.3 ZusammenhangvonKlassiktationsproblemennach[GNL67] 9 

2.4 BeispielfureinDendogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 

3.1 IFSSystem-Architektur 16 

3.2 IFS-Flow[Ihm04] . . . 17 

3.3 Kommunikationsgraph 19 

3.4 IFB-Makrostruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 

4.1 SystemtopologieunterVerwendungeineseinzelnenIFBs 24 

4.2 SystemtopologieunterVerwendungmehrererIFBs. 25 

4.3 StrategienfurdieVerteilungvonIFBs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 

5.1 VerbindungvonPAundPBmitungultigenPfaden 36 

5.2 MergedProtocol . . . . 38 

5.3 ProtokollParser,Ablauf 39 

5.4 MergedProtocol1-3 . . . 43 

5.5 IFBsmitMergedProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 

v

Abbildungsverzeichnis 

vi

Tabellenverzeichnis 

5.1 MergeAlgorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 

vii

Tabellenverzeichnis 

viii

1 Einfuhrung 

1.1 Motivation 

DerMarktfureingebetteteSystemewachstsehrstarkundwirdnachEinschatzungvon 

SystemendetmanheuteinfastallenBereichendestaglichenLebens,daherstellensie 

ExpertenbalddenMarktfurterminal-basierteAnwendungenubertreen.Eingebettete 

einenbedeutendenwirtschaftlichenFaktordar. 

IneingebettetenSystemensteigendieAnforderungenandieFunktionalitatimmerweiter.ZurRealisierungderbenotigtenFunktionalitatbeieinermoglichstkurzenEntwicklungszeit,erlangtdassogenannteIP-basedDesign(IntelectualProperty)immerstarker 

anBedeutung.BeidemIP-basedDesignwerdenbereitsvorhandeneundgetesteteKomponenten 

(IPs) wieder verwendet. Daher ist die Integration von bereits vorhandenen 

KomponenteneinwesentlicherBestandteildesEntwurfsprozessesvoneingebettetenSystemen. 

InverteilteneingebettetenSystemenwirdsoeinekomplexeFunktionalitathaugdurch 

dieKompositionmehrererTeilkomponentenrealisiert.DieserforderteineInteraktionder 

Teilkomponenten.DieinteragierendenKomponenteneineseingebettetenSystemssind 

die mitBestandteile einer Vielzahl der ansoKommunikationskomponenten genannten Kommunikationsstruktur. steigt dieBei Anzahl verteilten der moglichen Systemen 

Kommunikationsstrukturensehrschnell. 

Eine dieHeterogenitatderKomponentendar,dennesexistiertkeineinheitlicherStandard 

weitere Herausforderung im Entwurfsprozess von eingebetteten Systemen stellt 

moglichstautomatisiertenDesignProzessgewinnendaherimmermehranBedeutung. 

unterdenHerstellernvonIPs.VerfahrenzurUnterstutzungderEntwicklerdurcheinen 

Das beidenfolgendenArtenumgangen: Problem bei der Integration inkompatibler Komponenten wird oft auf eine der 

1. EswirdaufdieVerwendunginkompatiblerKomponentenverzichtet.DieserAnsatz 

DieAuswahlderKomponentenistdadurchstarkeingeschrankt. 

fuhrtdazu,dassnurKomponentenvoneinemHerstellerverwendetwerdenkonnen. 

2. Zur verwendet.JedeKomponente,dieineineKommunikationsstrukturaufgenommen 

Interaktion zwischen den Komponenten werden standardisierte Bussysteme 

werdensoll,mussumeineentsprechendeSchnittstellefureinsolchesBussystem 

1


erweitertwerden.DiesisteinfehleranfalligerundaufwendigerBestandteilderEntwicklung.BeikleinerenKomponentenfuhrterzueinemungunstigenVerhaltnis 

zwischenderGroederSchnittstellefurdasBussystemunddereigentlichenIP. 

BeideMoglichkeitensindentwederunexibeloderbringeneinenhohenAufwandmit 

geschaen.ErermoglichtmitHilfeeinerAdapterstruktur,demsogenannten sich.ZurLosungdiesesProblemswurdederAnsatzdesInterfaceSynthesisDesignFlows 

Block(IFB),dieEinbindunginkompatiblerKomponenten,ohnedieKomponentenselbst Interface 

andernzumussen.BeiderErstellungvonkomplexereneingebettetenSystemen,indenen 

eineVielzahlvonKomponentenandenKommunikationsstrukturenbeteiligtsind,zeigen 

sichEinschrankungenbeiVerwendungdesIFS-Flows: 

DieKommunikationsstrukturkannimIFS-FlowjeweilsnurumeineGruppevon 

interagierendenKomponentenerweitertwerden.Diesistdadurchbedingt,dassder 

nikationsstrukturenaufeinmalerstelltwerden. 

jeweilsbenotigteIFBeinzelnerstelltwerdenmuss.EskonnennichtalleKommu- 

DieErzeugungvonKommunikationsstrukturenmitHilfedesIFS-FlowserlaubteiponentenundIFBs.DieLosungenunterscheidensichhinsichtlichihrerQualitaneVielzahlvonmoglichenLosungenfurdieArchitekturausinteragierendenKom- 

imBezugaufdenVerbrauchvonRessourcenindergegebenenSystemarchitektur. 

DievorhandenenRessourcenentscheidendaruber,obeinekomplexeKommunikationsstrukturuberhauptrealisiertwerdenkanntomatisierungsgrad. 

DieaufgefuhrtenEinschrankungendesIFS-FlowsresultierenineinemreduziertenAu- 

1.2 Aufgabenstellung 

SystemenwirdeinerweiterterIFS-Flowbenotigt.ImRahmendieserStudienarbeitsind 

FurdieoptimierteSynthesevonKommunikationsstruktureninverteilteneingebetteten 

Verfahren kompensiertwerdenkonnen. aufzuzeigen, mit denen die beschriebenen Einschrankungen des IFS-Flows 

FurdieSynthesedervollstandigenKommunikationsstrukturisteinVerfahrenzurautomatisiertenVerteilungvonIFBszuerstellen.DasVerfahrenmussmoglichstezientmit 

denvorhandenenRessourcenumgehen,undz.B.dieLangevonVerbindungenzwischen 

Komponentenminimieren. 

kolle NebenderautomatisiertenVerteilungisteinAnsatzfuranwendungsspezischeProto- 

einemDedicatedProtocolverschmolzenwerden,umdenRessourcenverbrauchaufKommunikationswegenzuverringernundsomitkomplexereKommunikationsstrukturenzu 

ermoglichen. 

(Dedicated Protocols) zu erstellen. Dabeisollen mehrere gegebene Protokolle zu 

2

1.3 AufbauderArbeit 

1.3 Aufbau der Arbeit 

NachdieserEinleitungfolgtdasKapitelzwei,indemdieverwendeteDenitionvonProtokollenangegebenist.AnschlieendwerdenBegrieausderGraphentheorievorgestellt, 

desClusteringserlautertunddiePrinzipiendesHierarchischenundPartitionierenden 

diespaterimKapitelfunfverwendetwerden.AmEndedesKapitelswirdderBegri 

Clusteringsgenauerausgefuhrt. 

ZuBeginndesKapitelsdreiwirdderIFS-Flowbeschrieben.DanachwerdendieModelle 

des Ubersicht Spezikationsgraphen zur Funktion des und IFD-Mappings. des Kommunikationsgraphen Abschlieend wird vorgestellt. eine Erlauterung Es folgt zum eine 

InterfaceBlockundseinenstrukturellenKomponentengegeben. 

Im aufdiebenotigenRessourcenderSystemarchitekturbeschrieben.Furdieautomatische 

Kapitel vier werden zunachst die Auswirkungen verschiedener Systemtopologien 

VerteilungwerdenKostenfunktionenundStrategienvorgestellt,diebeiderVerteilung 

lungvonIFBs,wirddasVerfahrenzurVerteilungvonIFBsselbstvorgestellt. 

berucksichtigtwerden.NachErlauterungderBedeutungvonClusteringfurdieVerteicols.DarauffolgtdieDenitiondesMergedProtocolsalsmoglicheRealisierungeines 

Kapitel funf formuliert die Anforderungen fur die Verwendung von Dedicated Proto- 

DedicatedProtocols.DasKonzeptdesMergedProtocolserfordertdieZerlegungeines 

Protokoll-Zustandsautomaten Protokoll-Parservorgenommen, inderim seine Grundblocke. folgenden Abschnitt Diese Zerlegung erlautertwird wird.Am von einem 

desKapitelswirdderAlgorithmusfurdieBerechnungeinesMergedProtocolsangegeben Ende 

unddieAuswirkungenderVerwendungeinesMergedProtocolsaufdieKommunikationsstrukturbeschrieben. 

ImletztenKapitelsechswirdein UberblickuberdievorgestelltenVerfahrenmiteinem 

AusblickaufmoglicheErweiterungengegeben. 

3


4

2 Grundlagen 

2.1 Protokolle 

IndieserStudienarbeitwirdeinVerfahrenerweitert,mitdemdieautomatischeSynthese 

vonSchnittstellenundProtokollenermoglichtwird,derInterfaceSynthesis-Design-Flow 

(IFS-Design-Flow).ImIFS-Design-FlowsindProtokollealsTeileinerSchnittstellenbeschreibungdeniert.IndenProtokoll-BeschreibungenwirddasVerhaltenvonProtokolleninFormeinesendlichenZustandsautomatenbeschrieben(FiniteStateMachine= 

FSM).DieBeschreibungdesVerhaltenvonProtokollendurcheineFSMunddieverwendeteDenitonderFSMwirdimWeiterenbeschrieben. 

EinProtokolldeniertdasVerhalteneinerMengevongerichtetenVerbindungen.Die 

Verbindungen der Signale aufwerden diesendurch Verbindungen so genannte undProtocol die Signalausgabe Pins reprasentiert. werden durch Daseine Verhalten 

beschrieben. In Protokollen ist das Verhalten durch eine Abfolge von Zustanden, FSM 

SignalausgabedurcheineentsprechendeAusgabeineinemZustandmodelliert.DieverwendeteFSMentsprichteinemMooreAutomat. 

die 

Denition:Protocol FSM=fS;X;Y;;g 

S:Zustande 

X:Eingabe()ExterneSignalefurTransitionsbedingungen) 

Y:Ausgabe()DeniertdenWerteinesSignalsaneinemProtocolPin) 

:Zustandsubergangsfunktion:(S¢(X;(YjY =IC)))!S 

:Ausgabefunktion:S!Y 

2.2 Graphentheorie 

Zum DiesekonnenalsgerichteteGraphenvisualisiertwerden.InspaterenAbschnittendieser 

Beschreiben des Verhaltens von Protokollen werden Protokoll-FSMs verwendet. 

StudienarbeitwerdenDenitionenfurStrukturenverwendet,welchesichambestenmit 

BegrienausderGraphentheoriebeschreibenlassen. 

5

2 Grundlagen 

EinGraphisteineVisualisierungvonObjektenundderenBeziehungenuntereinander. 

DieObjektewerdenimGraphendurchKnotenreprasentiert.DieBeziehungenzwischen 

denObjektenwerdendurchKantendargestellt.ImfolgendenAbschnittwirddie,indieserArbeitverwendete,DenitionvonGraphenundihrenEigenschaftengema[Har69] 

vorgestellt. 

EinGraphG=(V;E)bestehtaus: 

V:eineMengevonKnoten(Vertices)V =fv1;v2;:::;vng 

E:einerMengevonKanten(Edges)mit8ei2E:e=(vi;vj) 

IneinemungerichtetenGraphistjedeKante einemgerichtetenGraphenistjedeKantee=(v1;v2)eingeordnetesPaar.Wennej= 

e = (v1;v2)einungeordnetesPaar.Bei 

(v1;v2)undek=(v2;v1)danngiltej6=ek.DesWeiterenseidieMengederKnoteneines 

bezeichnet. GraphenGmitV(G)bezeichnet.DieMengederKanteneinesGraphenGseimitE(G) 

Pfad:EinPfadineinemGraphenisteineFolgevonKanten.FureinenPfadpineinem 

GraphenGvonvnachwmitv;w2V wenngiltv2e1;ei\ei+16=;undw2en. isteineAbfolgevonKantenp=(e1;e2;:::en), 

Pfadlange:DieLangeeinesPfadesentsprichtderAnzahlderKantenaufdemPfad. 

Kreis:EinKreisisteinPfadineinemGraphen,beidemderersteundletzteKnoten 

gleichsind.DadiesichdieAbfolgederKnotenineinemKreiswiederholt,wirdeinKreis 

auchalsZyklusbezeichnet. 

Grad:DerGradd(v)einesKnotenvistdieAnzahlderKanteneifurdiegilt:v2ei 

DisjunkteGraphen:ZweiGraphensinddisjunktwennsiekeinegemeinsamenKnoten 

besitzen.G1istdisjunktzuG2wenngilt:V(G1)[V(G2)=; 

Verbindung:AufGraphenlassensichverschiedensteOperationendenierenwiez.B. 

dasKomplement,dieVereinigungoderDierenzvonGraphen.EinedermoglichenOperationenfurdieKombinationvonGraphenistdieVerbindung(sieheAbbildung2.1). 

DerGraphGseidasErgebnisderVerbindungzweierdisjunkterGraphen DannistGdeniertdurch: 

G1undG2. 

G=G1+G2mit 

V(G)=V(G1)[V(G2) 

E(G)=E(G1)[E(G2)[fv1v2jvi2V(Gi);i=1;2g 

6

2.3 ProtokollGrundblocke 

Abbildung2.1:VerbindungvonzweiGraphen 

2.3 Protokoll Grundblocke 

ProtokollebeinhaltennebendenSignalenfurdiezuubertragendenDaten(Nutzdaten) 

danz).JenachArtdesProtokollskannmandaherdenAblaufdesProtokollsinmehrere 

weitereSignalezurSteuerungdesAblaufsoderSicherungderDatenubertragung(Redun- 

Abschnitteaufteilen,dieentwederderSteuerungdesAblaufsoderderDatenubertragung 

dienen.DiesewerdenimweiterenVerlaufalsGrundblockebezeichnet.DieZerlegungeinesProtokollsinseineGrundblockeistanmehrerenStellendesIFS-Flowrelevant. 

AnalogzurDenitionvonGrundblockenimSoftware-DesignkonnenGrundblockeauch 

furProtokolledeniertwerden.GegebenseiderGrapheinerProtokoll-FSM.DieZustandedesAutomatenwerdendurchKnoten,dieTransitionendurchdieKanteneines 

gerichtetenGraphenreprasentiert. 

Denition MengevonZustanden,dieaufeinemkreisfreienPfadmaximalerLangeineinemProtokollGraphenliegen.AufdiesemPfaddurfennurderersteundderletzteKnoteneinen 

Gradgroereinshaben.DerKnotenwelcherdemStartzustandderProtokoll-FSMent- 

Grundblock (Basic Block = BB): Ein Grundblock ist eine geordnete 

spricht,darfnuralsersterKnotenineinemsolchenPfadenthaltensein. 

EinGrundblockbeginnt,wenneinederfolgendenBedingungenzutrit: 

1. DerStartzustandeinerProtokoll-FSMistimmerderAnfangeinesGrundblocks. 

2. ZustandedienacheinemZustandmitmehrerenFolgezustandenliegen(Gabelung, 

forkofcontrol)sindimmerderAnfangvonGrundblocken. 

3. Zustande mergeofcontrol)sindebenfallsAnfangszustandeeinesGrundblocks. 

welche Nachfolger von mehreren Zustanden sind (Zusammenfuhrung, 

NuramAnfangoderamEndeeinesBBskannesdaherzueinerVerzweigungimAblauf 

einesProtokollskommen.ImGrundblockselbstgibteskeineVerzweigung.Datenpakete 

sollteninsyntaktischkorrektenProtokollenimmervollstandigubertragenwerden.Die 

vorzeitigeBeendigungder UbertragungeinesDatenpaketessollteimNormalfallnicht 

7

Abbildung2.2:BeispielfureinenControlFlowGraph 

Abbildung2.2zeigteinenCFGderaus4GrundblockenBB1bisBB4besteht.DerCFG 

wurdezueinemProtokollmitdenZustandenS1bisS5erstellt. 

2 Grundlagen 

imAblaufeinesProtokollsvorkommen.FurdenIFS-Flowwirdvorausgesetzt,dassDatenpaketenichtuberdieGrenzeneinesGrundblockshinausgehen. 

Wenn zwischendiesenGrundblockendargestelltwird,sobezeichnenwirdasimWeiterenals 

der Graph eines Protokollautomaten nur durch Grundblocke und Transitionen 

Kontrollussgraph(ControlFlowGraph=CFG). 

DenitionKontrollussgraph EinKontrollugraphCFG=fV;Egbestehtaus (CFG): 

V EV =fGrundblockeg ¢V,eineMengevonKanten(=Transitionen)zwischenGrundblocken. 

2.4 Clustering 

ImfolgendenAbschnittwirdderBegridesClusteringserlautert.BeidemClustering 

werden in sehr gleichartige unterschiedlichen Objekte Bereichen in Gruppen angewendet. (Cluster) Beispiele zusammengefasst. nden sichClustering unter anderem wird 

in LernproblemekonnendurchdenEinsatzvonClusteringalgorithmengelostwerden. 

der Biologie, Medizin oder Mathematik. Viele Entscheidungs-, Optimierungs- und 

AufgrunddervielenAnwendungsbereichegibteszahlreicheunterschiedlicheAlgorithmen,welchejeweilseinespeziellaufdasProblemzugeschnitteneFormdesClusterings 

realisieren.WelcheObjekteineinemClusterzusammengefasstwerden,wirddurchdie 

AhnlichkeitderObjektezueinanderfestgelegt.Die AhnlichkeitkanndurcheinodermehrereAttributeeinesObjektsbestimmtwerden.ManunterscheidetzwischenquantitativenundqualitativenAttributen. 

AhnlichkeitkanndurcheinebeliebigeGroedeniert 

werden. 

OftwirddieDistanzzwischenObjektenfurdasBestimmender Ahnlichkeitverwendet. 

JekleinerdieDistanz,destohoherdieAhnlichkeit.MansprichtdannvoneinerDistanzfunktion.DieDistanzzwischenzweiElementenxundyderMengeD,wirdmitd(x;y) 

8


bezeichnet.FurdieDistanzfunktiond(x;y)mussendreiBedingungenerfulltsein: 

8x;y2D:d(x;y)2R+ (2.1) 

d(x;y)=0,x=y (2.2) 

d(x;y)=d(y;x) (2.3) 

AllgemeinerbetrachtetkannClusteringalseinespezielleFormderKlassizierunggesehenwerden.In[AKJ88]wirdClusteringdaherfolgendermaenbeschrieben:\Aclusteringisatypeofclassicationimposedonanitesetofobjects\.DerAusgangeiner 

KlassikationisteineMengevonKlassenundObjektederenZugehorigkeitzudeneinzelnenKlassenbekanntist.DiesebekannteMengevonObjektenwirdalsTrainingsmenge 

bezeichnet.MitHilfederInformationendieserTrainingsmengewirddannversuchtneue, 

unbekannteObjekteaufgrundihrerEigenschafteninKlasseneinzuteilen.DadieObjekteunddieKlassenderTrainingsmengebereitsbekanntseinmussen,wirddieseArtder 

KlassikationalsuberwachtesLernen wachtes Lernen bezeichnete Art der Klassizierung, bezeichnet.Demgegenuberstehtdiealsunuber- 

2.3). 

das Clustering (siehe Abbildung 

Abbildung2.3:ZusammenhangvonKlassiktationsproblemennach[GNL67] 

DieseskannwiederuminverschiedeneUnterartenaufgeteiltwerden,wassichnachder 

ArtdesVerfahrensrichtet.GemaderAufteilungnach[GNL67]sollenimfolgendendie 

beidenHauptartenderVerfahrenvorgestelltwerden,dashierarchischeunddaspartionierendeClustering. 

9

2 Grundlagen 

2.4.1 Hierarchisches Clustering 

BeidemhierarchischenClusteringwirdeineMengevonObjektenrekursivineineHierarchievonClusternaufgeteilt,bisjederClustergenaueinObjektenthalt.DieErgebnismengederClustermussnichtvollstandigdisjunktsein.ClusterauftieferenEbenensind 

Untermengen kann in einemvon Baumdiagramm Clustern auf hoheren (Dendogramm, Ebenen. siehe DieAbbildung Hierarchie2.4) der Ergebnismengen 

den.DieWurzeldesBaumsentsprichtdergesamtenMengederObjekte.DieBlatter dargestellt wer- 

entsprechen jeweils einem einzelnen Objekt. Die Darstellung der Hierarchie in einem 

Abbildung2.4:BeispielfureinDendogramm 

Dendrogramm liefert eine schnelle Ubersicht Cluster zueinander. Je weiter eine Ebene desweiterer Dendogramms Eigenschaften von der der Wurzel Objekte entfernt und 

liegt,destogroeristdieNahedereinzelnenObjekteineinemCluster.Mitsteigendem 

AbstandzwischenClusternaufeinerEbenesteigtihreUnterschiedlichkeit. 

MankannnureinenTeilderMengen,welcheeinhierarchischerClusteringalgorithmus 

liefert,alsErgebnisbetrachten.WennmannurClusteraufeinerbestimmtenEbenebetrachteterhaltmandisjunkteCluster.WahltmantiefereEbenenerhaltmaneinefeinere 

EinteilungmitmehrClusternalsineinerhoherenEbene.AlgorithmenwelcheeinhierarchischesClusteringerzeugenbenotigeneineDistanzfunktionumzweieinzelneObjekte 

zusammenzufassenundeineDistanzfunktionfurdasZusammenfassenvonMengenvon 

Objekten(Clustern).ImFolgendenwerdeneinigeverschiedeneArtenvonVerfahrenzur 

DurchfuhrungvonhierarchischenClusteringbeschrieben. 

10


AgglomerativesClustering 

BeidemagglomerativenVerfahrenwirdeinbottom-upAnsatzverwendet,umdieHierarchiederClusteraufzubauen.AlsAusgangslageverwendetmanClustermitgenaueinem 

Element(untersteEbene).DienachsteEbenederHierarchiewirddurchZusammenfassenvonmehrerenClusternaufuntersterEbeneerzeugt.DieserVorgangwirdsolange 

wiederholt,bismanaufderoberstenEbenederHierarchieangekommenist.Aufdieser 

EbenesindalleObjekteineinemClusterzusammengefasst. 

DiversivesClustering 

Diversive kehrterReihenfolgezuagglomerativenVerfahren.AlleObjektewerdenzuerstineinem 

Verfahren verwenden einen top-down Ansatz und arbeiten genau in umge- 

Cluster nachsteEbenederHierarchiebilden. zusammengefasst. Dieses wird in kleinere Cluster aufgeteilt, welche dann die 

jektenzusuchen.AusdiesemObjektwirdeinneuerClustergebildet.Dannwirddie 

EineMoglichkeitbestehtdarineinObjektmitdergrotenDistanzzudenubrigenOb- 

durchschnittlicheDistanzzwischeneinemObjektdesursprunglichenClustersundallen 

ObjektendesneugebildetenClusterberechnet.VondiesemWertwirddiedurchschnittlicheDistanzdesgewahltenObjekteszuallenanderenObjektenimgleichemCluster 

abgezogen.DersoerhalteneWertwirdfurjedesObjektimursprunglichemClusterermittelt.DasObjektbeidemsoderhochsteWertermitteltwurde,istdenObjektenim 

neuenClusterahnlicheralsdenObjektenimeigenenCluster. 

Dieses wiederholt,bisalleerrechnetenWertenegativsind.DannistdieMengederObjekte 

Objekt wird in den neuen Cluster verschoben. Dieser Vorgang wird so lange 

Methodeweiteraufgeteiltwerden,bisalleClusterderunterstenEbenegenaueinElement 

furdasneueClustervollstandig.DiesoerhaltenenClusterkonnennachdergleichen 

enthalten. 

InkrementellesClustering 

BeiinkrementellenVerfahrenwirdjeweilseinObjektbetrachtetundindieClusterder 

Hierarchieeingefugt.DabeiwirddieHierarchieunddamitderGraphdesDendogramm 

inkrementellaufgebaut(sieheauch[ZRL96]). 

AusgangslageisteinClustermiteinemElement.DieserClusterbildetdieWurzelder 

HierarchieunddesDendogramm-GraphenmitdemmandieHierarchiedarstellenkann. 

IndieClusterderHierarchiewerdenweitereObjektenachfestenKriterieneingefugt. 

ErfullteinObjektdieBedingungfurdievorhandenenClusternicht,werdenweitereClusterindieHierarchieeingefugt.DieKnotenundBlatterdesDendogrammesentstehen 

soinkrementell. 

11

2 Grundlagen 

2.4.2 Partitionierendes Clustering 

Verfahren,dieeinpartitionierendesClusteringdurchfuhren,liefernnach[AKJ88]zun 

Cluster,sodassdieObjekteineinemClusterzueinanderahnlichersindalszuObjekten 

Objektenauseinemd-dimensionalenVektorraumeineAufteilungder nObjekteink 

ineinemanderenCluster. 

DerWertfurkkannjenachVerfahrenfestgelegtoderdurchdasClusteringerrechnet 

werden.EinpartitionierendesVerfahrenteiltalsoeineMengevonObjektensoindisjunkteClusterein,dassjedesObjektingenaueinemClusteristundeinClusteraus 

mindestenseinemObjektbesteht. 

Da ledisjunktsind,gibteskeineHierarchiederClusteruntereinander.FurdasPartitio- 

nierende einesClusteringsauszudrucken.MitHilfederBewertungsfunktionwirdversuchteine 

Clustering wird haug eine Bewertungsfunktion verwendet um die Qualitat 

die Cluster, welche das Ergebnis eines partitionierenden Verfahren darstellen, al- 

optimaleLosungfureinClusteringproblemzunden.IstdieBewertungsfunktioneine 

Kostenfunktion,sowirdeinoptimalesClusteringgefunden,indemdieKostenfunktion 

minimiertwird. 

moglichenKombinationenausprobieren.DieAnzahldermoglichenKombinationenist 

Um die richtige Aufteilung der Objekte auf die Cluster zu nden, konnte man alle 

einentscheidenderFaktorfurdenAufwand,derbeidiesemVorgehenentstehenwurde. 

Denition:EsseiM EineMenge fM1;M2;:::;MkgvonkpaarweisedisjunktennichtleerenTeilmengenvon 

eineMenge,esseikeinenaturlicheZahl. 

M mitM= S ki=1Miheiteinek-PartitionvonM. 

Sinneeinek-Partitionvonnzubilden. PartitionierendesClusteringvonnObjektenaufkClusterbedeutetimmathematischen 

zeichnet[KHK96].WennnundknaturlicheZahlensind,danngiltfurSn;k: 

DieAnzahldermoglichenk-Partitioneneinern-elementigenMengewirdmit Sn;k be- 

Sn;k=Sn 1;k 1+k¡Sn 1;k 

Sn;k= k! 1 kX 

i=1 ( 1)k i k i (i)n 

DieLosungenfurS(n,k)sinddiesogenanntenStirlingZahlenzweiterOrdnung1.Bei19 

Elementenund4Partitionenist beirelativkleinenWertenfurnundkbereitssehrgro.AllemoglichenLosungenzu 

S(n;k)=11:259:666:000.DerLosungsraumistauch 

errechnenundzuBewertenistdaheroftnichtdurchfuhrbar. 

DiemeistenVerfahrenverfolgendahereineniterativenAnsatz,beidemversuchtwird, 

eininitialesClusteringzuoptimieren.DieQualitatdergefundenenLosungkanndabei 

1 James Stirling (22. April 1692 - 1770) 

12


sehrstarkvondemgewahlteninitialenClusteringabhangigsein.EsbestehtdieGefahr, 

onakzeptiertwird.DurchwiederholtesDurchfuhrendesClusteringsmitunterschiedli- 

cheninitialenClusteringskannmanmehrereLosungenerzeugen.Nimmtmanvondiesen 

dassdiegefundeneLosungnuraufgrundeineslokalenExtremumderBewertungsfunktikalenExtremumderBewertungsfunktionzuakzeptieren,verringertwerden. 

Losungendieoptimale,sokanndieWahrscheinlichkeit,eineLosungaufgrundeineslo- 

DasErstelleneinesgutenClusteringAlgorithmuswirddadurcherschwert,dassesmeist 

keineeindeutigLosungfurdieOptimierungeinerBewertungsfunktiongibt.DieOptimierungderBewertungsfunktionistdanneinesystematischeSucheimLosungsraum.Alle 

diese Clustering. Faktoren fuhren zu einer immensen Anzahl von Ansatzen fur Partitionierendes 

13

2 Grundlagen 

14

3 Interface Synthesis Design Flow 

AlleimRahmendieserArbeiterstelltenVerfahrenstehenimZusammenhangmitdem 

AnsatzdesInterfaceSynthesisDesignFlow.DieserwirdindemfolgendenKapitel,zusammen 

erlautert. mit den Modellen des Spezikations- und Kommunikationsgraphen, genauer 

3.1 Motivation fur automatisiertes Design 

DasGebietdereingebettetenSystemeentwickeltsichrasanthinsichtlichKomplexitat 

undVielfalt.DiemeisteneingebettetenSystemebestehenausverteiltenaberhochgradig 

untereinanderverbundenenAnwendungen.ZuverlassigkeitundEektivitatsindwichtige 

EigenschaftenfurdasDesignunddieImplementationeinesKommunikationssystems. 

Die sindwichtigeTechniken,umdieZuverlassigkeitundEektivitatsicherzustellen. 

Verwendung von standardisierten Schnittstellen und Kommunikationsprotokollen 

DieerhohteKomplexitatunddieNotwendigkeitvonkurzenEntwicklungszyklenzwingen 

denDesignerformlichdieWiederverwendungvonIntellectualProperties(IP)zuberucksichtigen.DadieIPsvoneinerVielzahlvonverschiedenenHerstellernangebotenwerdenformenProtokollenkonfrontiert.DahermussendurchdenDesignereinesSystemsAdaptererstelltwerden,mitderenHilfeIPseingebundenwerdenkonnen.Einvollstandiges 

istmanzwangslaugmitverschiedensteninkompatiblenSchnittstellenundnichtkon- 

VerstandnisallerbeteiligtenSchnittstellenistfurdiesenProzesserforderlich.DieEinbindungbereitsvorhandenerIPsisteinerderzentralenundauchfehleranfalligenAspekte 

inderEntwicklungvonneueneingebettetenSystemen[PRSV98]. 

Der modellierenundautomatischenSynthetisierenvonrekongurierbarenSchnittstellenin 

so genannte Interface Synthesis Design Flow (IFS-Flow) ist eine Methode zum 

eingebettetenSystemen(sieheAbbildung3.2).DieIntegrationundexibleWiederverwendungvonIPswareinintegralerBestandteilbeiderEntwicklungdesIFS-Flow.Daher 

bietetderIFS-FlowdieMoglichkeiteinerautomatisiertenSynthesevonSchnittstellen 

alsAdapterfurinkompatibleIPs[Ihm04]. 

erforderlich.Dasbedeutetauch,dassdieinnereFunktionalitateinerIPgeheimgehalten 

BeidiesemVerfahrenistdasvollstandigeVerstandnisdereinzubindenIPnichtmehr 

werdenkann(black lenEntwurfvonPrototypen.FurdieautomatisierteIntegrationvonIPsmussnurdie 

box).DieseEigenschaftenermoglicheneinenexiblenundschnel- 

15

3 InterfaceSynthesisDesignFlow 

Schnittstellenbeschreibung (InterfaceDescription,IFD)zurVerfugungstehen.Die IFS 

Abbildung3.1:IFSSystem-Architektur 

SystemarchitekturwurdefurdieEntwicklungkomplexerKommunikationsprototypenerdacht.WieinAbbildung3.1dargestellt,wirdeinehierarchischeStrukturausfolgenden 

System-Komponenten zusammengestellt:System,Board,Chip,Task undMedium. 

Die gen. Verbindungen Die System-Komponenten zwischen densind Komponenten unterteilt inreprasentieren elektrische Verbindun- 

Architektur-Komponenten (System, 

Board,Chip)undKommunikations-Komponenten Medien, sind Tasks darauf beschrankt ausschlielich (Task,Medium).ImUnterschiedzu 

sein.BeideArtenvonKomponentenverfugenuberSchnittstellenbeschreibungen,aber auf einem Chip positioniert zu 

nurdieKommunikations-KomponentenbesitzenVerhaltensbeschreibungeninFormvon 

Protokoll-Zustands-Automaten.ZweikompatibleTasks(oderMedien)konnenuberdie 

vorhandenenVerbindungeninnerhalbderSystem-Architekturkommunizieren.InkompatibleKommunikations-KomponentenhingegenwerdenubereinensogenanntenInterface 

Block(IFB)verbunden. 

bungderSystemarchitektur.SiewirdalsMengevonIPsbeschrieben.DasFormatfur 

GrundlagefurdenEntwurfsprozessnachdemIFS-FlowbildetdieabstrakteBeschrei- 

diese beschreibtalsXML-SchemadiephysikalischeStruktur,dieEigenschaftenunddieProtokolleallerKomponenten.MitdiesenInformationenwirddieautomatischeSynthese 

ermoglicht. 

Beschreibungen ist das so genannte Interface Synthesis Format. Dieses Format 

FurdieSynthesewerdenzweiArtenvonBeschreibungenbenotigt:TPDundIFD.Die 

16

3.1 MotivationfurautomatisiertesDesign 

Abbildung3.2:IFS-Flow[Ihm04] 

BeschreibungderZielplattformwirdalsTargetPlattformDescriptions(TPD) net.SiebeschreibtdieEigenschaftenderChipsalsAusfuhrungsplattform.DieSchnitt- 

stellenvonKomponentenwerdendurchdie DieBeschreibungeinesSystemsundseinerKomponentenimIFS-FormatkannmitHilfe 

InterfaceDescriptions(IFD) beschrieben. 

bezeich- 

desJava-WerkzeugesIFS-Editor erzeugtwerden. 

derEntwicklerdieSchnittstellenbeschreibungenderTask-undMedienschnittstellenaus, 

IsteinvollstandigesSystemmitdengewunschtenIPsimIFS-Formatvorhanden,wahlt 

welcheverbundenwerdensollen.EsfolgteineAnalysephase,inwelcherdie Ubereinstimmung, 

Wenn alle Kompatibilitat notwendigenund Bedingungen die Konnektivitat erfullt sind, der ausgewahlten kann eine einfache, IFDs uberpruft direkte Verbindungerstelltwerden.Andernfalls,wenndieProtokolleinkompatibelsind,wirdeinIFB 

synthetisiert. 

wird. 

Die InstanzineinemZwischenformaterstellt.DiesesZwischenformatkannalsXML-Datei 

Synthese teilt sich in zwei Phasen. In der ersten Phase wird eine abstrakte IFB 

gespeichert,exportiertundimportiertwerden.InderzweitenPhasewirdderendgultige 

CodederIFBImplementierungautomatischgeneriert.DieZielsprachehangtdavonab, 

obeineHardware-oderSoftwarelosungerstelltwerdensoll.ZurZeitwirdVHDLfurdie 

SynthesevonHardwareunterstutzt.ZumSchlusswirddiesoerzeugteIFBInstanzin 

diebereitsexistierendeImplementierungdermodelliertenSystemarchitekturintegriert. 

Der schriebenen IFB-FlowIPsetzt voraus. dabei Diedas inVorhandenensein dieser Arbeit vorgestellte der Implementierung Erweiterungeiner des IFS-Flows jeden be- 

ermoglichteineautomatisierteundoptimierteErstellungallerbenotigtenSchnittstellenineinemDesignZyklus.DafurwirddasErstellenundautomatischeVerteilenvon 

mehrerenMulti-TaskIFBsindenSyntheseSchrittenermoglicht.ZusatzlichwerdenDe- 

17


dicatedProtocolsverwendetumdenKommunikationsoverheadzureduziertenundstrukturelleEngpasseimKommunikations-Systemzu 

IFS-FlowsermoglichendasBeschleunigteundOptimierteErstellenvonKommunikationssystemen. 

uberwinden.BeideErweiterungendes 

3.2 Spezikationsgraph 

EinAnsatzzurModellierungaufSystemebeneundHardware/SoftwareCodesignunterBerucksichtigungvonSchnittstellenistin[Tei97]gegeben.DasDesignproblemwird 

durcheinenSpezikationsgraphenbeschrieben.DiesersetztsichauseinemProblem-und 

einemArchitekturgraphenzusammen.EineoptimaleAbbildungdesProblemgraphenauf 

denArchitekturgraphenistdiegesuchteLosung. 

EinProblemgraphsetztsichausTask-KnotenundKommunikationsknotenzusammen, 

tekturkomponentenabgebildetwerden,welchedieausfuhrendenPlattformeninnerhalb 

diezumVerbindenderTasksgenutztwerden.DieTask-KnotenmussenaufdieArchi- 

desArchitekturgraphendarstellen. 

DieKommunikationsknotenhingegenmussenaufdieArchitekturkomponentenabgebildetwerden,welchedieKommunikationskanaledarstellen.DiesisteinkritischerAspekt, 

daderEntwicklersicherstellenmuss,dassdieverwendetenKommunikationskanalezu 

denangebundenenTasks,inHinblickaufdasMedium,dasProtokollunddenbenotigten 

Datendurchsatzpassen. 

3.3 Kommunikationsgraph 

DieautomatischeInterfaceSyntheseinVerbindungmitkongurierbarerHardwareermoglicht 

diewerden Denition mussen. von Full FullCustom CustomInterfaces Interfaceswelche entstehen aufdadurch, der Zielplattform dass nurim- 

tatsachlichbenotigtenTeilederSchnittstelleninderSynthesebeachtetwerden.Welche die 

plementiert 

Teiledassind,kannimIFD-Mappingspeziziertwerden.DerIFBistalsKommunikatimunikationskanaledesArchitekturgraphenaufeinfacheVerbindungen.DiesermoglichonspartnerfurdieanderenKomponententransparent.DaherreduzierensichdieKom- 

einenhohenGradanFlexibilitatinderKonstruktionvonKommunikationssystemen. 

DerinAbbildung3.3dargestellte Kommunikationsgraph wurdedurchdieVerbindung 

derIFSSystemarchitektur mitdemSpezikationsgraphModellerzeugt.DerArchitekturgraphleitetsichvondenArchitekturkomponenten 

auchAbbildung3.1). derSystem-Architekturab(siehe 

AlleTask-Knoten(hier:T1;:::;T5)mussenaufdievorhandenenChipsabgebildetwerden. 

ImUnterschiedzumSpezikationsgraphwerdendieKommunikationsknotenaufIFBs 

18

3.4 DasIFD-Mapping 

abgebildet.Mindestensein(Multi-Task)IFBwirdbenotigt,umeineMengevoninkompatiblen 

synthetisiert,wieimIFS-Flowbeschrieben.ImUnterschiedzumSpezikationsgraphen 

Tasks zu verbinden. Die IFBs werden zur Design-Zeit angelegt und danach 

istderIFB,welcheralsUmsetzungeinesKommunikationsknotengesehenwerdenkann, 

andieImplementations-Plattform(Chip)gebunden. 

Abbildung3.3:Kommunikationsgraph 

3.4 Das IFD-Mapping 

JederKommunikationsknoten(hier:C1;:::;C4)reprasentierteinIFD-Mapping.EinIFD- 

MappingbestehtausMappingEquationsundspeziziertdieUmsetzungderInformationenvoneingehendenzuausgehendenDateninnerhalbeinesIFB.Die 

Sprache wurdedeniert,umMappingEquations MapEqnderfolgendenFormzubeschreiben: 

IFD-Mapping 

MapEqn:dataOut


3. AnwendenvonboolschenFunktionenaufeingehendeBits 

4. VerwendeneinesendlichenZustandsautomaten(FSM)zumErzeugenvonBits 

DieDatenpaket,welchesichauseinemProtokollextrahierenlassen,konnenalsMatrix 

reprasentiertwerden.DaherwurdedieNotationfurdasUmsortierenvonBitsoderdas 

ZuweisenvonkonstantenWertenandieMatrixNotationvonMatlabangelehnt. 

z.B.:POut[1::2]

3.5.1 Control Unit (CU) 

3.5 DerAufbaudesInterfaceBlocks(IFB) 

DieStrukturdesIFBunterteiltsichindreiKomponenten: quenceHandler (SH)undControlUnit (CU)(sieheAbbildung3.4). ProtocolHandler (PH),Se- 

DieCUregeltdieinterneSteuerungzwischendeneinzelnenKomponentenderMakrostrukturdesIFB.DazusendetdieCUSteuersignalezumPHundSHundwertetderen 

Statussignaleaus.IneinemMulti-TaskIFBubernimmtdieCUauchdasSchedulingdes 

ZugriseinzelnerKomponentenaufdieIFBinternenRessourcen. 

DieCUbeinhaltetzweiScheduler.Einersteuert,welcherPH-ModusgeradeDatenempfangendarf.DazugibtereinenentsprechendenBusimIFBfrei, 

DatenvoneinemPH-ModusindenSpeicherfureingehendeDatengeschriebenwerden. uberdeneingehende 

DerandereSchedulerentscheidetwelcherPH-ModusDatenversendendarf.Dazuwird 

ebefallseinentsprechenderZugriaufdenBusverwaltet,dermitdemSpeicherbereich 

furdieausgehendenDatenverbundenist.AlsSchedulingVerfahrenkonnenverschiedene 

Variantenverwendetwerden. 

EinScorebordstelltsicher,dassdieKausalitatwahrendderAusfuhrungdesEingabe- 

Verarbeitung-Ausgabe(EVA)Zykluserhaltenbleibt.DerEVAZyklusineinemIFBlauft 

nachdemPrinzipdesPipeliningab. 

Abbildung3.4:IFB-Makrostruktur 

21


3.5.2 Protocol Handler (PH) 

SequenceundProtocolHandlersindmodularaussogenanntenModiaufgebaut.Diese 

ModirealisierenFunktionenundsindjeweilsdurcheineFSMbeschrieben.DerProtocol 

HandlerbesitzteinenModusproKommunikationverbindungmiteinerangebundenen 

Task.DerPHrealisierteineodermehrereSchnittstellenzudenKommunikationspartnern,dieubereinenIFBverbundensind. 

UberdieseSchnittstellenlaufendieein-und 

ausgehendenDaten.FurjedeverbundeneSchnittstelleeinerTaskwirdeinProtocolHanderModePHM 

Taskverarbeitet. imPHbenotigt,derdasentsprechendeProtokollderangeschlossenen 

der EinPHM dazugehorigen implementiertdazudaskomplementareProtokollauseinerTask,welchesin 

ausderIFDextrahiertundeineFSMgeneriert,welcheeinkomplementaresProtokoll 

IFD beschrieben ist. Hierfur wird die Protokoll FSM von Task t 

realisiert. wirddieInteraktionmitderControlUnitunddemSequenceHandlerermoglicht.Ein 

Diese FSM wird um zusatzliche Zustande erweitert. Mit diesen Zustanden 

PHM Mapping ubernimmtdasEinfugenundExtrahierenvonDateneinesProtokollsgemader 

werdenignoriert.DieRohdatenwerdenineinemSpeicherelementdesSequenceHandlers 

Equation desProtokolls. Alle nicht im IFD-Mappingvorkommenden Daten 

zwischengespeichert. 

3.5.3 Sequence Handler (SH) 

DerSequenceHandlerbeinhalteteineMengevonModi,welchedieUmsetzungdesIFD- 

Mappingsrealisieren.FurjedeMappingEquationineinemSHexistierteineSequence 

diziert.DazuwerdendiegespeichertenDatenumsortiertodermodiziert,sowieesim 

HandlerMode(SHMx).DieRohdatenimSpeicherelementwerdendurchdenSHM mo- 

IFD-Mappingspeziziertist.Dabeisindnichtnurstrukturelle,sondernauchsemantischeAnderungenderDatenmoglich.FurdieKommunikationzwischenunterschiedlichen 

Protokollenistdaserforderlich.DiemodiziertenDatenwerdenaneineranderenStelleimSpeicherelementabgelegt.IsteinDatenpaketvollstandig,werdendieDatenim 

zusammengefugt. 

ausgehendenProtokolldurcheinenzugehorigenPHM 

EinHauptvorteildesModularenAufbausdesIFB,istdasUmsetzendervollstandigen 

SchnittstellenFunktionalitat,ohnedassderProdukt-AutomatallerUrsprungs-undZiel- 

FSMserstelltwerdenmuss.DieVerwendungvonModierlaubteineeinfacheAnpassung 

undErweiterungeinesIFB.SogareineRekongurationzurLaufzeitistmoglich[Ihm04]. 

DieVerwendungvonIFD-MappingsinVerbindungmitdenSHModeserlaubeneine 

maximale denempfangeneundgesandtenDatenistunmoglichohnevollstandigesVerstandnisder 

Flexibilitat im Datenaustausch. Ein automatisches IFD-Mapping zwischen 

SemantikderausgetauschtenInformationen.DieVerwendungvonIPsunterschiedlicher 

HerstellerunterAnnahmeeinerglobalenSemantikfurDatenistillusorisch.Dahersind 

IFD-Mappingsunverzichtbar. 

22

4 Automatische Verteilung 

Gemadesin3.3vorgestelltenModellsdesKommunikationsgraphen,bedeutetdasErstellen 

IFBs.DieIFBswiederummussenebenfallsaufChipsinderSystemarchitekturpositioniertundrealisiertwerden. 

eines Kommunikationsstruktur das Abbilden von Kommunikationsknoten auf 

IndiesemKapitelwirddaherzuerstbetrachtet,welcheAuswirkungendiePositioneines 

Kostenfunktionenvorgestellt,umdieArtundGroederbenotigenRessourcenfurdie 

IFBs auf die Ressourcen der Systemarchitektur hat. Dann werden entsprechende 

RealisierungeinerKommunikationsstrukturzubestimmen.DannfolgtdieVorstellung 

dereinzelnenAbschnitteeinesVerfahren,mitdemdiebenotigteVerteilungvonIFBs 

aufChipsautomatisiertwerdenkann. 

4.1 Systemtopologien unter Verwendung von IFBs 

VerschiedeneAnzahlenvonIFBsundverschiedenePositionierungeninnerhalbeinerSystemtopologiehabenAuswirkungenaufdieKommunikationsverbindungen.WelcheAuswirkungen 

beidenfolgendenAbschnittenaneinemBeispielerlautert. 

das sind und welche Systemressourcen davon betroen sind, wird in den 

4.1.1 Verwendung eines einzelnen IFBs 

Im stimmt.WenndieseinkompatibelsindundubereinenIFBkommunizierensollen,wird 

IFS-Flow wird eine Menge von interagierenden Kommunikationskomponenten be- 

diePositiondesIFBaufeinemChipinderSystemarchitekturvomEntwicklerfestgelegt. 

ChipaufdemsierealisiertsindbiszumIFBgefundenwerden(routing).DieMengeund 

VonallenKommunikationskomponentenmussennunentsprechendeVerbindungenvom 

LangederbenotigtenVerbindungenhangtstarkvonderPostiondesIFBsinnerhalbder 

Systemtopologieab. 

InAbbildung4.1isteineSystemarchitekturzusehen,inderaufdemChip3einIFBpositioniertwurde.DiePfeile,welchedirektTasksverbinden,gebenanwelcheKomponenten 

miteinanderkommunizierenwollen.DurchdieSystemarchitekturverbindenPfeileIFBs 

undTasks.DiesevisualisierendieAnzahlundLangederbenotigenVerbindungen.Die 

Breite(AnzahlBits)dieserVerbindungenistnichtangegeben. 

23

4 AutomatischeVerteilung 

Abbildung4.1:SystemtopologieunterVerwendungeineseinzelnenIFBs 

WirdderIFBaufeinemChippositioniert,aufdemsichKomponentenbenden,dieuber 

durch denIFBkommunizierensollen,somussenfurdieseKomponentenkeineVerbindungen 

VerbindungsmoglichkeitenzwischendenSchnittstellendesIFBsunddenKommunika- 

die Systemarchitektur bereitgestellt werden. Es mussen nur ausreichend lokale 

tionskomponentenbestehen.PositioniertmanhingegenfurdiegleicheMengeanKom- 

munikationskomponentendenIFBaufeinemChipimSystemaufdemsichkeineKom- 

ponentenbenden,dieuberdenIFBkommunizierensollen,soistdieAnzahlundLange 

derbenotigtenKommunikationsverbindungenhoher. 

DieAnzahlderzurVerfugungstehendenVerbindungenzwischendenKomponentender 

Systemarchitekturistbegrenzt.KannnichtvonallenKommunikationskomponenteneineVerbindungzumIFBhergestelltwerden,sokanndieKommunikationstrukturnicht 

umgesetztwerden.DurcheinegezieltePositionierungeinesIFBsinnerhalbderSystemtopologiewerdenwenigerVerbindungendurchdasSystembenotigt,undeslassensich 

komplexereKommunikationsstrukturenrealisieren. 

4.1.2 Verwendung mehrerer IFBs 

DiegezieltePositionierungeineseinzelnenIFBskanndieAnzahlderbenotigtenVerbindungenzwarreduzieren,allerdingsnurfureineTeilmengederinteragierendenKommunikationskomponenten.DieAnzahlderbenotigtenVerbindungenkannweiterminimiert 

24

4.2 AutomatischeVerteilungvonIFBs 

werden,indemmehrereIFBsverwendetwerden. UbereinenIFBkommuniziertdabei 

jeweilseineTeilmengederKomponentenderKommunikationsstruktur,welchealleuntereinanderinteragieren.EinBeispielistinAbbildung4.2zusehen.Dieinteragierenden 

KomponentensinddiegleichenwieinAbbildung4.1,aberdieAnzahlderbenotigten 

Verbindungenkonntestarkverringertwerden. 

Abbildung4.2:SystemtopologieunterVerwendungmehrererIFBs 

4.2 Automatische Verteilung von IFBs 

DieautomatischeVerteilungvonIFBsgehtvoneinerfestenZuordnungvonTaskszu 

ChipsundeinerstatischenZusammenstellungvonKommunikationspartnernaus.Diezu 

erstellende dadieSystemarchitekturnur Kommunikationsstruktur ubereinebegrenzteAnzahlvonelektrischenLeitungen 

ist physikalischen Einschrankungen unterworfen, 

verfugt.DieverschiedenenMoglichkeitenderZuordnungvonIFD-MappingszuIFBs, 

diePositionierungderIFBsaufeinemderChipsderSystemarchitekturunddiedaraus 

einDesignderKommunikationstrukturfest. 

resultierendeReservierungdernotwendigenVerbindungenlegendenLosungsraumfur 

DiePositioneinesIFBsinnerhalbderSystemarchitekturbestimmtimhohenMaedie 

AnzahlderbenotigtenVerbindungen.UmeinekomplexeKommunikationsstrukturzu 

realisierenisteinemoglichstezienteAusnutzungdergegebenenRessourcenunddaher 

25


eineoptimalePositionierungderIFBsinderSystemarchitekturerforderlich.DiesesZiel 

wirderreicht,indemeineKostenfunktionfurVerbindungs-undImplementierungkosten 

eines Kostenangegeben. IFBs aufgestellt wird. Anschlieend wird ein Verfahren zur Minimierung dieser 

4.2.1 Kostenfunktionen 

DieGesamtkostenderKommunikationsstrukturenineinerSystem-Architektursindde- 

niert werdenals vonSumme nun analler als Kommunkations- CSysArch bezeichnet. undEs Implementierungskosten. gilt CSysArch zu minimieren, Dieseum Kosten 

ErstelleneinerKommunikationsstrukturunterBerucksichtigungdergegebenenSystem- das 

Architekturzuermoglichen. 

CSysArch=CTasks+CStaticIO+ X k i=1 C(IFBi) (4.1) 

DieZahlkistdieAnzahlderverwendetenIFBsundentsprichtdemkausderGleichung 

(2.4.2).FurdieSynthesederTasksunddieAllokationvondirektenVerbindungenentstehenstatischeKosten,welcheaberfurdieOptimierungderGesamtkostennichtberucksichtigtwerdenmussen.NurdieKosten,welchebeiderUmsetzungvonIFBsanfallen, 

sindvariabel.ImfolgendenwirdzwischenzweiArtenvonKostenunterschieden: 

1. EinIFBbenotigtRessourceninFormvonkongurierbarenLogikblocken(CLB) 

oderSpeicherplatztfurseineImplementierung()ImplementierungskostenCImpl). 

2. ZumAufbauderKommunikationzwischendemIFBunddenverbundenenTasks 

werdenLeitungenbenotigt,umdieseVerbindungenzuermoglichen() dungskostenCConnect). 

Verbin- 

C(IFBi)=CImpl(IFBi)+CConnect(IFBi) (4.2) 

DieHohedereinzelnenKostenistvonderAnzahlderIFD-Mappings,welcheineinem 

IFBrealisiertwerden,abhangig.FurdieweitereErlauterungvonCImpl giltfureinenIFBi: 

undCConnect, 

n=#IFD-MappingzugewiesenzuIFBi (4.3) 

26


Implementierungskosten 

DieImplementierungskosten CImplsindwiefolgtdeniert: 

CImpl(IFBi)=(1+n¡IFBMappingKosten)¡IFBStruktur 

+ #PHM odes 

X 

x=1 C(PHMx)+ #SHM odes 

X 

x=1 C(SHMx) (4.4) 

Der tierung erste derSummand IFB Grundstruktur der Gleichung anfallen. beschreibt Dazudie gehoren Kosten, diewelche CU, der furSpeicher die Implemen- 

Zwischenspeicherung der Datenpakete gema dem IFD-Mapping sowie Bussysysteme fur die 

undSteuerleitungenfurinterneSignale.FurjedesIFD-Mappingwerdeneineerweiterte 

Kontrollstrukutr,weitererSpeicherplatzundzusatzlicheSteuerleitungenbenotigt. 

DieKostenerhohensichumdenFaktorIFBMappingKosten,welcherkleinereinsist.Ist 

keinIFD-Mappingvorhanden(n=0),soistdieserTeildennochgroerNull,daauch 

ohneIFD-MappingsGrundkostenfurdieCUanfallen.IndiesemFallkanndieImplementierungdesIFBjedochentfallen.DerzweiteTeilderGleichungsummiertdieKosten 

allerbenotigtenPHundSHModesauf. 

Verbindungskosten 

DieVerbindungskosten CConnectsindwiefolgtdeniert: 

CConnect(IFBi)= X n m=1 #conductionsm¡Langem (4.5) 

DieAnzahlderKantenaufdemPfaddurchdenSystemarchitekturgraphenergibtdie 

LangeeinerVerbindungm(Langem).FurdieBerechnungderVerbindungskostenkonntenauchweitereEigenschaften,welcheinderIFDzurVerfugungstehen,indieGleichung 

Eigenschaftensindz.B.dieFrequenzoderderWertfurdenJitter.DieseEigenschaften 

eingehen.SokonnenbestimmteKonstellationenbevorzugtwerden.Beispielefurdiese 

wurdenaberimRahmendieserArbeitnichtweiterbetrachtet. 

MitHilfederangegebenenGleichungenkonnendieKostenC(IFB)fureinenIFBbestimmtwerden. 

4.2.2 Strategien fur die Verteilung von IFBs 

InheutigenChipsundFPGAssteheneineriesigeMengeanTransistorenundanderer 

ImplementierungseinheitenzurVerfugung.DieRessourcenderKommunikationwurden 

imLaufederZeitimmermehreinbegrenzenderAspektdesSoC-Design(System-on- 

Chip). 

27

28 

1. MinimaleVerbindungskosten 


BeiEntwicklungenaufFPGAssteheninnerhalbeinesFPGAsnureinesehrbegrenzte 

AnzahlvonlangenLeitungen,welcheuberdiegesammteAusdehnungderFPGAStrukturlaufen,zurVerfugung,zurVerfugung.DieI/OPinsfurdieo-chipKommunikation 

einesFPGAssindebenfallseinebegrenzteRessource.BesondersKommunikationsverbindungeno-chipdurchdieSystem-Architektursinddaherextremkostenintensivund 

mussensomitminimiertwerden. 

DieReduzierungderVerbindungskostenistdahereinHauptzielbeiderVerteilungvon 

IFBs.ReduzierteVerbindungskostenfuhrenjedochzueinererhohtenAnzahlvonIFBs, 

waswiederuminhoherenImplementierungskostenresultiert.AbhangigvondergegebenenSystemarchitekturunddemaktuellenDesignzielkonnenverschiedeneStrategien 

derVerteilungangemessensein,wieinAbbildung4.3dargestelltwird. 

FurjedeKommunikationzwischeneinerMengevoninteragierendenTaskswird 

einIFBzurVerfugunggestelltundsoaufeinemderChipsaufdemsichdieTasks 

bendenpositioniert,dassdieVerbindungskostenminimalsind.DieseStrategie 

benotigtenAnzahlanVerbindungenbendet. 

wirddenIFBaufdemChipplatzieren,aufwelchemsichdieTaskmitderhochsten 

DerNachteildieserStrategieist,dassjederMengekommunizierenderTasksein 

IFBzurVerfugunggestelltwirdunddaherdieImplementierungskostensehrhoch 

sind. 

DieAnzahlderIFBswirdaufeinMinimumreduziert,unddieAnzahlderIFD- 

Mappings wirddadurcherhohtunddieImplementierungskostenaufeinMinimumreduziert. 

pro IFB wird maximiert. Die Auslastung der ubrig bleibenden IFBs 

DerNachteildieserStrategieist,dasssiezusehrhohenVerbindungskostenfuhren 

kann. 

gegebenenoberenSchrankefurdieAnzahlderIFBs. 

DieseStrategieoptimiertdieVerbindungskostenunterderBerucksichtigungeiner 

DieseStrategiebegrenztdielokalenImplementierungskostendurchdasSetzeneineroberenSchrankefurdieImplementierungskosteneinesIFBs. 

Uberschreitetein 

IFB anderenIFBrealisiert,indemnochausreichendRessourcenzurVerfugungstehen. 

diese Schranke werden IFD-Mappings aus dem IFB entfernt und in einem 

Mit erfulltseinmuss,werdenextremeWertefurVerbindungs-undImplementierungskostenvermieden.EinwichtigesZiel,welchesmitdieserStrategieerreichtwerden 

Hilfe einer Ausgeglichenheitsfunktion, welche von jedem IFB des Systems 

2. MinimaleImplementierungskosten 

3. ObereSchrankefurdieAnzahlanIFBs 

4. ObereSchrankefurdieImplementierungskosteneinesIFB 

5. EinhalteneinerAusgeglichenheitsfunktion


kann,isteineMindestauslastungallerIFBs.DazukannmaneineAusgeglichenheitsfunktionangeben,welcheeineMindestanzahlvonIFD-MappingsproIFBfordert.SindineinemIFBnichtausreichendvieleIFD-Mappingsrealisiert,sowerden 

dienochvorhandenenIFD-MappingsentferntundinbenachbarteIFBsverschoben.DurchdieseStrategiewirdz.B.dasVerwendeneinesIFBfurnureineinziges 

IFD-Mappingvermieden. 

Abbildung4.3:StrategienfurdieVerteilungvonIFBs 

fureinefesteAnzahlanIFBs.DerKreisbogendeniertdieLinieaufwelcherdieGesamtkostencalsSummevonVerbindungs-undImplementierungskostenentsprechend 

j !pjdeniertdie 

KosteneinerLosung,welchefurdenPunktP mierungsstrategienkonnenindieKostenfunktionintegriertwerden.Dazuwerdendie desLosungsraumesanfallen.DieOpti- 

JedesKreuzinderAbbildung4.3reprasentierteinemoglicheparetooptimaleLosung 

derGleichung(4.1)gleichsind(Aquipotentiallinie).DerAbsolutwert 

QuantorenaundbindieTermederImplementations-undVerbindungskostenderGleichung(4.2)eingefugt.DieGesamtkostenwerdendadurchzueinergewichtetenSumme, 

diesichjenachWahlderQuantorenandieStrategie1-5anpassenlasst. 

C(IFBi)=a¡CImpl(IFBi)+b¡CConnect(IFBi) (4.6) 

29

4.3 Ablauf der Verteilung von IFBs 

NachdemindenvorangehendenAbschnittenAspektewieStrategien,ZieleundKosten 

furdieautomatischeVerteilungvonIFBserlautertwurden,wirdnunderAblaufdes 

Verfahrensselbstdargestellt. 

4.3.1 Erstellen einer initialen Verteilung 


4.2.3 Clustering als Verfahren zur Reduktion der IFB-Anzahl 

DasProblemderVerteilungeinerAnzahlvonIFBsuberdieSystemarchitekturunddie 

EntscheidungwelchesIFD-MappinginwelchemIFBimplementiertwird,kannabstrakt 

alsPartitionierendesClusteringProblemaufgefasstwerden. 

die DieGleichung Anzahl der (2.4.2) moglichen beschrieben. Aufteilungen Alle moglichen von n Elementen Aufteilungen auf kzuCluster berechnen wirdund durch 

bewertenistmeistnichtmoglich,dadieAnzahldermoglichenAufteilungensehrhoch zu 

seinkann.DasBerechnenallerMoglichkeitenwirdnochzusatzlichdadurcherschwert, 

dassdieAnzahlderClusterkindemhierbetrachtetenAnsatzTeildesErgebnissesist. 

Eswirdeinpartitionierendesbottom-upClusteringverwendet,umdiesesProblemzu 

umgehen.DerAlgorithmus,welcherdiesesClusteringrealisiert,verwendeteineHeuristik,sodassnureinkleineAnzahlallermoglichenAufteilungenbetrachtetwird.Das 

Ergebnis durcheinenIFBreprasentiert.DieaufdieClusterverteiltenElementesinddieIFD- 

ist eine Anzahl disjunkter Cluster ohne eine Hierarchie. Jedes Cluster wird 

Mapping-GleichungenwelcheindenIFBsimplementiertwerden. 

DerheuristischeAlgorithmusbeginntmitdemErstelleneinerinitialenVerteilungder 

IFBsmiteinerentsprechendenZuordnungderIFD-Mappings.EinIFD-Mappingwird 

gefuhrtenTasksbestimmt.Welchedassind,gehtausdenAngabendesIFD-Mappings 

genommenunddieChipsderSender-undEmpfangerseitederimIFD-Mappingauf- 

einesIFD-Mappingsenthalt. hervor.EinIFB(= Cluster)wirdaufdemChipplatziert,welcherdieEmpfangerTask 

DerIFBwirdnuraufdemChipplatziert,wenndieVerbindungs-undImplementationskosten 

derEmpfangerseitenichtmoglichist,wirdderIFBzurSenderseitemigriert.Solltedas 

die vorhandenen Ressourcen nicht uberschreiten. Wenn das Platzieren auf 

ebenfallsnichtmoglichsein,wirdderIFBnichtplatziertunddasIFD-Mapping,nach 

VerteilungalleranderenIFBs,imnachstgelegenenIFBimplementiert. 

Welcher dieseeineIFD-Mappingenstehen,bestimmtwerden.FureinIFD-Mappingmsinddie 

IFB der nachstgelegene ist kann mit den Verbindungskosten, welche nur fur 

30

4.3 AblaufderVerteilungvonIFBs 

VerbindungskostenfurdieRealisierungimIFBi: 

CConnect(IFBi)=#conductionsm¡Langem (4.7) 

DerIFB,beimdemdiegeringstenVerbindungskostenentstehen,istdernachstgelegene 

IFB. 

WennbeiderInitialisierungzweiIFBsaufdemselbenChipplatziertwerdensollten, 

werdensiezueinemeinzigenIFBzusammengefuhrt,indemalleIFD-Mappingsineinem 

IFBzusammengefasstwerden.Dieswirdabernurvorgenommen,wenndieSchedulability 

AnalysefurdiesenzusammengefasstenIFBerfolgreichist.DieSchedulabilityAnalyse 

istTeildesIFS-Design-Flows. 

DassoerzeugteinitialeClusterunddieweiterenOptimierungsschrittefuhrendazu,dass 

einGroteildesLosungsraumesfurdieVerteilungvonIFBsnichtbetrachtetwird. 

4.3.2 Optimierung 

Nach Verbindungskostenzuminimieren.EinIFD-MappingwelchesnurTasksverbindet,die 

Erstellen der initialen Verteilung wird eine Optimierung vorgenommen, um die 

aufdemselbenChippositioniertsind,wirdalslokalesIFD-Mapping bezeichnet. 

LokaleIFD-MappingserzeugenkeineVerbindungskostenfurdenIFB,dadieLangeder 

VerbindungengleichNullist.DasMigriereneineslokalenIFD-MappingszueinenanderenIFBaufeinemanderenChipresultiertimmerineinemAnstiegderVerbindungskosten.DaherwerdenbeiderOptimierungderinitialenVerteilungvonIFBsnurIFBs 

berucksichtigt,welchenurnichtlokaleIFD-Mappingsbeinhalten. 

BeisolchenIFBswirdversuchtallebeinhaltetenIFD-MappingsinandereIFBszumigrieren.DieseMigrationwirdnurdurchgefuhrt,wenndieVerbindungskostendadurch 

werdenkonnten,wirdderIFBausdemSystementfernt. 

nichterhohtwerden.WennaufdieseWeisealleIFD-MappingsauseinemIFBentfernt 

NachdieserOptimierungerfulltdiesoerreichteVerteilungdieZielsetzungderStrategie 

"MinimaleVerbindungskosten\. 

4.3.3 Auswahl der Strategie 

rithmusausgewahlt.DieStrategiebeeinusstdenClustering-AlgorithmusinBezugauf 

NachderOptimierungwirddieStrategiefurdenweiterenAblaufdesClustering-Algo- 

dieModikationderKostenfunktionwieinAbschnitt4.2.2beschrieben.Diegewahlte 

StrategiehatauchAuswirkungenaufdieverwendeteAbbruchbedingungdesAlgorithmus. 

31


4.3.4 Clustering Algorithmus 

DerClusterAlgorithmusversuchtdieImplementierungskostenderinitialenVerteilung 

soweitzureduzieren,bisdieVorgabendergewahltenStrategieerfulltsindoderkeine 

weitereReduktionmehrmoglichist. 

ZumReduzierenderImplementierungskostenwerdenalleIFD-Mappingsvoneinemausgewahlten 

IFBentfernt.EineverringerteAnzahlanIFBsfuhrtzuverringertenImplementierungskosten. 

derIFD-MappingsdieVerbindungskostenerhoht.UmdieVerbindungskostensowenig 

Da die Tasks fest an den Chip gebunden sind, werden durch die Migration 

IFB migriert. Wenn alle IFD-Mappings migriert werden konnten wird der 

wiemoglichzuerhohenundumuberhauptalleIFD-MappingseinesIFBentfernenzu 

konnen,mussenverschiedeneAspekteberucksichtigtwerden: 

DieMigrationvonlokalenIFD-MappingszuanderenIFBsfuhrtmeistenszueiner 

groerenZunahmederVerbindungskostenalsdasMigrierenvonnichtlokalenIFD- 

Mappings. 

Die pingseinesIFBmigriertwerdenkonnenundderIFBanschlieendentferntwird. 

Implementierungskosten konnen nur reduziert werden, wenn alle IFD-Map- 

DadieRessourcenzurImplementationderIFD-Mappingsbeschranktsind,istesnicht 

WahrscheinlichkeiteinenIFBmitwenigenIFD-Mappingszuleerengroeralsbeiei- 

immermoglichalleIFD-MappingseinesausgewahltenIFBzumigrieren.Daheristdie 

nemIFBmitvielenIFD-Mappings.FurdieEntscheidungvonwelchemIFBdieIFD- 

Mappingsmigriertwerdensollen,wirddasEntscheidungskriterium nerGrad einesIFBdeniert. 

interner undexter- 

DerWertdesinternenGradesergibtsichausderAnzahlallerVerbindungendie,aufgrundvonlokalenIFD-MappingseinesIFBszwischenTasksundPH-Modes,benotigt 

werden.DerexterneGradreprasentiertdieAnzahlderbenotigtenVerbindungenfuralle 

nichtlokalenIFD-MappingseinesIFB. 

DerAlgorithmusstartetmitdemIFB,welcherdenniedrigsteninternenGradhat.Falls 

esmehrereIFBsmitdemniedrigsteninternenGradgibt,wirddavonderIFBmitdem 

niedrigstenexternenGradausgewahlt.DieMigrationderIFD-MappingsdiesessoausgewahltenIFBsndetunterdengleichenBedingungenstattwieinAbschnitt4.3.1und 

4.3.2beschrieben. 

Wenn nachsteder IFB IFBuber entfernt den Grad werden bestimmt. konnteWenn wird die derAbbruchbedingung IFB nicht entferntgepruft werdenund konnte, der 

wirdermarkiertdamiternichtsofortnochmalsausgewahltwerdenkann.Dannwird 

dernachsteIFBbestimmt. 

32

4.4 IntegrationimIFS-Editor 

4.4 Integration im IFS-Editor 

Derin3.1ErwahnteIFS-EditorermoglichtinweitenBereichenbereitsdietechnische 

RealisierungdesIFS-Flow.DieErstellungundmanuellePositionierungeineseinzelnen 

dasin4.3erstellteVerfahreneingebunden(sieheAbbildung).DerAssistentwirdauch 

IFBsistmitHilfeeinesAssistentenimIFS-Editormoglich.IndiesemAssistentenist 

dieAuswahldergewunschtenStrategiezurVerteilungermoglichen. 

DaserstellteVerfahrenbringtauchVorteile,wennmannureineneinzigenIFBerzeugen 

will.MankannalsStrategiefurdieVerteilungdieobereSchrankefurdieAnzahlanIFBs 

automatischePositionierung. wahlenunddanndieseSchrankeaufeinssetzen.Soerhaltmaneinekonstenminimale 

Die kommunizierenwirdimIFD-Mappingangegeben.IFD-Mappingssindnichtvollstandig 

Menge der Kommunikationskomponenten und welche Komponenten miteinander 

imIFS-FormatspeziziertundkonnennochnichtmitdemIFS-Editorerstelltoderverarbeitetwerden(Stand:08.03.2005).DaherwardaserstellteVerfahrenzumZeitpunkt 

derFertigstellungdieserArbeitnochnichtvollstandigfunktionalimIFS-Editoreingebunden. 

DieImplementierungundIntegrationdesIFD-MappingsindenIFS-Editorwirdaber 

voraussichtlichimzweitenQuartal2005abgeschlossen,sodassdiefunktionaleIntegrationderautomatischenVerteilungkurzeZeitspaterabgeschlossenwerdenkann. 

33


34

5 Dedicated Protocol 

5.1 Ansatze fur die Verwendung eines Dedicated 

Protocols 

WennderClusteringAlgorithmusstoppt,weilkeineweitereMigrationvonIFD-Mappingsmehrmoglichist,kannderGrunddafurdasFehlenfreierVerbindungeninder 

umdieVerbindungskostenzwischenvorhandenenIFBszureduzieren.Dieswirddurch 

Systemarchitektursein.IndiesemFallkonnteeinDedicatedProtocolverwendetwerden, 

dasZusammenfassenvonzweiProtokollenzueinemDedicatedProtocolerreicht. 

Ein beidengegebenenProtokolle,anstellederSumme.WenndurchdieVerwendungeines 

solches Protokoll verwendet nur das Maximum der benotigten Verbindungen der 

DedicatedProtocolsdieAnzahlderverwendetenVerbindungenreduziertwerdenkonnte, 

kannderClusteringAlgorithmusfortgesetztwerden. 

5.2 Merged Protocol als Realisierung eines Dedicated 

Protocols 

FurdieBerechnungeinesMergedProtocolsauszweiProtokollenmussendiefolgenden 

Beschrankungeneingehaltenwerden: 

DiegemeinsameVerwendungvonVerbindungenerlaubtnurdieAusfuhrungeines 

Protokollwartenmuss. Grundblocks aus einem Protokoll zu einem Zeitpunkt, wahrend das andere 

tenbeinhalten. DieTransitionenzwischendenGrundblockendurfenkeinezeitlichenAbhangigkei- 

DasWechselnderAusfuhrungvoneinemProtokollzueinemanderenistnuram 

EndeeinesGrundblocksmoglich,damitdieVerarbeitungvonDatenpaketennicht 

unterbrochenwird. 

DasMergedProtocolmusseindeterministischesVerhaltenaufweisen. 

35

5 DedicatedProtocol 

DerhiervorgestellteAnsatzfurDedicatedProtocolskombiniertzweiProtokollezueinem 

neuensogenannten Merged Protocol.DazuwerdendieCFGsderbeidenProtokollezu 

einemneuenCFGkombiniert.KombinierenzweierCFGsbedeutetdasEinfugengultiger 

Transitionen nichtmoglichvoneineminnerenZustandeinesGrundblockszwischen zwischendieGrundblockederbeidenProtokollePAundPB.Daheristes 

wechseln. 

PA undPB zu 

EinMergedProtocolkannnichtdurcheinfachesErzeugenderVerbindungderbeiden 

CFGserstelltwerden.DasErgebniswaredieVereinigungderbeidenGraphenmiteinerneuenKantevonjedemKnotendeserstenGraphenzujedemKnotendeszweiten 

Graphen.MitAusnahmevontrivialenFallen(nureinGrundblockimCFG)wurdedieserneueGraphungultigePfadeenthalten.DiePfadeineinemMergedProtokoll 

mussenallegultigsein. 

PAB 

EineinzelnerPfadineinemGrapheneinesMergedProtocolsPABistgultig,genaudann, 

wennalleAbfolgenvonGrundblockenausPA oder PB entsprechen. Es darf also im MergedundPB ProtocoleinermoglichenAbfolgein keine von Zustanden PA 

auftreten,dieindenursprunglichenProtokollennichtmoglichwar. 

Abbildung5.1:VerbindungvonPAundPBmitungultigenPfaden 

In ProtokollBangegeben(PA+PB).DieseVerbindungenthaltungultigePfade.DerPfad 

Abbildung 5.1 ist ein Beispiel fur die Verbindung der CFGs von Protokoll A und 

A2;B2;A2 GrundblockA1vorkam.DieseAbfolgeistimUrsprungsprotokollPAnichtmoglichund 

wurdezweimaldenGrundblock A2 besuchen,ohnedaszwischendurchder 

daherungultig. 

Ansatze: UmkeineungultigenPfadeineinemMergedProtocolzuerzeugen,gibteszweimogliche 

1. DieTransitionsbedingungeinerneueingefugtenTransitionwirdumeinezusatzlicheBedingungerweitert.DazuwirdeinzusatzlichesElement,welchesdenletzten 

ausgefuhrtenGrundblockfurjedesProtokollspeichert,mitinderTransitionsbedingung 

berucksichtigt. Die erweiterte Transitionsbedingung wird dann zusatzlichzudenursprunglichenBedingungenbeachtet.EineTransitionschaltetdann 

36

5.3 ProtokollParser 

abhangigdavon,obderletztefureinProtokollausgefuhrteGrundblockeinlegaler 

VorgangerzudemZiel-GrundblockderTransitonist.DerausdieserMethoderesultierendeGraphist,bisaufdiegeandertenTransitionsbedingungen,vergleichbar 

mitderVerbindungvonzweiGraphen. 

2. Transitionen,diezueinerungultigenAbfolgevonGrundblockenfuhren,darfeszu 

keinemZeitpunktderAusfuhrunggeben.BeimEinfugeneinerneuenTransition 

zu demgleichenProtokollberucksichtigtwerden.IndieserFormderLosungwerden 

einem Grundblock aus Protokoll A mussen daher immer die Vorganger aus 

Grundblocke imPfadselbstkodiertwird.DerresultierendeCFGenthaltdaherallemoglichen 

geklont, so dass die Information uber die Abfolgen der Vorganger 

gultigenAbfolgenvonGrundblockenausbeidenProtokollen.ZusatzlicheElemente 

zumSpeichernderVorgangeroderErweiterungenderTransitionsbedingungensind 

nichterforderlich.DasErgebnisdiesesVerfahrensisteinProtokoll,welchesvonden 

vorhandenenStrukturendesIFS-Flowsausgefuhrtundinterpretiertwerdenkann. 

DasErweiternderTransitionsbedingungenwareverhaltnismaigaufwandig.Furjedes 

Merged VerlaufsProtocol der beinhalteten waren zusatzliche ProtokolleHistoryelemente notwendig. Diesezum Elementen Speichern mussten des vergangenen 

beschriebenundletztendlichsynthetisiertwerden. aufwandig 

DaskodierenderInformationen berechneteMergedProtocolwiejedesandereProtokollbehandeltundmitvorhandenen 

uberdenVerlaufimCFGselbstisteleganter,dadas 

Methodensynthetisiertwerdenkann.DaherwurdederzweitenMethodederVorrang 

gegeben entwickelt. und ein Algorithmus zur automatischen Berechnung eines Merged Protocols 

EinBeispielfureinberechnetesMergedProtocolistinAbbildung5.2zusehen.Oben 

inderAbbildungsinddieCFGsderbeidenAusgangsprotokolle DerStartgrundblockistderGrundblock,welchermitdemStartzustanddesProtokolls PA undPB zusehen. 

leenthaltennebeneinfachenTransitionenzunachfolgendenGrundblockenjeweilseine 

beginnt.InPA undPB hatderStartgrundblockjeweilsdenIndex1.BeideProtokol- 

Selbsttransition.DasausdiesenbeidenProtokollenberechneteMergedProtocolistim 

unterenTeilderAbbildungzusehen.InjedemZustanddesGraphen eine Nummer in runden Klammern unter der Bezeichnung des Zustandes PABaufgefuhrt. 

istjeweils 

DiesgibtdieReihenfolgean,inwelcherdieZustandebeimErstellendesGraphenerzeugtwurden.DieAnzahlderGrundblockeimMergedProtocolhatsicherhoht,umalle 

gultigenAbfolgenvonZustandendesCFGvonPAundPBabbildenzukonnen. 

5.3 Protokoll Parser 

DerAlgorithmuszumErstelleneinesMergedProtocolbenotigtalsEingabedieCFGs 

derbeidenProtokolle.EswerdendaherdieGrundblockederbeidenProtokollebenotigt. 

37


Abbildung5.2:MergedProtocol 

FurdieseAufgabewurdeimRahmendieserStudienarbeitdasVerfahrendes Parsersentwickelt. 

Protokoll 

Dieses blocken.ZurIntegrationdiesesVerfahrensindenIFS-EditorwurdeeineImplementation 

Verfahren liefert zu einer gegebenen Protokoll-FSM eine Menge mit Grund- 

vonMergedProtokollsevaluiert.ZudemkannderProtokollParsernochfureineReiheandererBereicheimIFS-Editorverwendetwerden,welcheebenfallsdieGrundblocke 

einerProtokoll-FSMbenotigen. 

inJavaerstellt.MitdieserJavaMethodewurdenverschiedeneAspektefurdieErstellung 

DazugehorendieVisualisierungvonProtokollenimIFS-EditorunddieExtraktionvon 

DatenpaketenfurdasErstelleneinesIFD-Mappings.ZusatzlichwerdenbeimDurchfuhrendesVerfahrensyntaktischeFehlereineseingegebenenProtokollsermittelt,wenndiese 

sichinFormvonunerreichbarenZustandeninderProtokoll-FSMbemerkbarmachen. 

DieseArtvonsyntaktischenFehlernkonnendurch Uberspezikation entstehen[PS91]. 

folgendenSequenzvonAbbildungenistderAblaufdesAlgorithmusaneinemGraphen 

DasPrinzipdesAblaufsbeimProtokolParserentsprichtdemder Tiefensuche.Inder 

einerProtkoll-FSMexemplarischdargestellt.DieEllipsenB1-B4entsprechendabeiden 

gefundenenGrundblocken. 

DerAlgorithmuserstelltzunachsteinenGrundblockindemnurderStartzustanddes 

Protokollsliegt(Schritt1).SolangeesnureinennachfolgendenZustandgibtunddieser 

nochnichtineinemGrundblockliegt,werdendieNachfolgermitindenGrundblock 

38

5.3 ProtokollParser 

Abbildung5.3:ProtokollParser,Ablauf 

aufgenommen.SobaldesmehrereTransitionengibt,wirdderaktuelleGrundblockals 

abgeschlossen (Schritt2). markiertundfurjedenNachfolgezustandeinneuerGrundblockerstellt 

WennderNachfolgezustandbereitsineinemGrundblockliegt(sieheS4inSchritt4), 

GrundblockdesNachfolgezustandsaufgeteilt(Bild5).Dieswirdsolangedurchgefuhrt, 

dannwirdderaktuellbearbeitetGrundbockebenfallsalsabgeschlossenmarkiertundder 

bisallevorhandenenGrundblockealsabgeschlossenmarkiertwurden. 

39


Sind keinemalleGrundblock Grundblocke gehoren, als abgeschlossen so handelt es markiert sich umund nicht es gibt erreichbare noch Zustande Zustande die zu 

Zustande).DieseZustandenkonnendurchFehlerindereingegebenenSpezikationdes (tote 

Protokollsentstehen. 

5.4 Berechnung eines Merged Protocols 

Die gorithmuserfolgen.ZuerstwerdendafurdieCFGsvonzwei Berechnung eines Merged Protocols kann automatisch durch ubergebenenProtokollen einen iterativen Al- 

erzeugt.DiesgeschiehtmitHilfedesProtocolParsers.DannwirdeinePfadKompositionderbeidenCFGsvorgenommen.DasErgebnisistderCFGeinesMergedProtocols. 

DerfolgendeAlgorithmusarbeitetaufListenvonGrundblocken.EinGrundblockkann 

zweiverschiedeneZustandehaben:unbehandeltoderabgeschlossen.Anfangsistjederneu 

gendenGrundblockengeneriertwurdenundallefehlendennachfolgendenGrundblocke 

erzeugteGrundblockimZustandunbehandelt.WennalleTransitionenzuallennachfol- 

desaktuellbearbeitetenGrundblockserstelltsind,dannwirdderaktuelleGrundblock 

(BBcurr)alsabgeschlossenmarkiert. 

DieListederNachfolgerdesaktuellenGrundblocksergibtsichausdenNachfolgernwelchederGrundblockimeigenenProtokollhat.HinterdiesekommendieNachfolgerlisten 

seinerVorganger,wobeideraktuelleGrundblocknichtselbstausdiesenNachfolgerlisten 

AlgorithmusbekommtderersteGrundblockdenStartgrundblockdesanderenProtokolls 

ubernommenwird,dasonstjederGrundblockeineSelbstransitionhatte.AmAnfangdes 

mitindieNachfolgerliste. 

40

5.4 BerechnungeinesMergedProtocols 

PseudoCodefurdieGenerierungeinesMergedProtocol 

01 BBcurr=ersterBBdeserstenProtokoll 

02 WHILE(BBcurr!=null)DO 

03 

04 

FOR(iinsucc(BBcurr))f 

05 

IF(succ(BBcurr)[i]passtzueinemBBabgeschlossen)f 

erzeugeTransitionzuBBpassend 06 

07 

aktualisiere(succ(BBcurr),pred(BBpassend))g 

08 

ELSEIF(succ(BBcurr)passtzueinemBBunbehandelt)f 

erzeugeTransitionzuBBpassend 09 

10 

aktualisiere(succ(BBcurr),pred(BBpassend))g 

11 

ELSEf 

erzeugeneuenBBneu 12 unbehandeltBBList.add(BBneu) 

13 

14 g//ENDFOR 

aktualisiere(succ(BBcurr),pred(BBneu)g 

15 markiereBBcurralsabgeschlossen 

16 BBcurr=unbehandeltBBList.getNext() 

17 g//ENDWHILE 

DerAlgorithmusverwendetdiefolgendenDenitionenundFunktionen: 

DiebeidenubergebenenProtokollewerdenmitP1undP2bezeichnet 

succ(BBx)lieferteineListemitallennachfolgendenGrundblockenvonx 

pred(BBx)lieferteineListemitallenvorangehendenGrundblockenvonx 

BBa2P1istpassendzuBBabgeschlossenbwennsucc(b)=succ(a)/b 

BBa2P1istpassendzuBBunbehandeltbwenngilt: 

succ(8BB:(pred(b)2P1))succ(a) 

{ 8(pred(b)2P2)2pred(a) 

InderTabelle5.1istderAblaufdesAlgorithmusundderAufbauderverschiedenen 

ListenbeimErstellendesMergedProtocolsaus um die gleichen Protokolle PA und PB wie in Abbildung PAundPB5.2. zusehen.Eshandeltsich 

Zustand der einzelnen Listen jeweils nachdem der aktuelle Grundblock Die Tabelle abgearbeitet zeigt den 

undalsabgeschlossenmarkiertwurde. 

41


Nr. abgeschlossen 

unbehandelt aktuellerBB Nachfolger 

12 11,2 2,3 3,4 A1(1) A2(2) A1,A2,B1 

3 1,2,3 4,5,6,7 B1(3) A1,B1 

4 1,2,3,4 5,6,7,8,9 B1(4) B2,A1,A2 

5 1,2,3,4,5 6,7,8,9,10,11 B2(5) B2,A1 

6 1,2,3,4,5,6 7,8,9,10,11 A1(6) B1,B2,A1,A2 

7 1,2,3,4,5,6,7 8,9,10,11 A2(7) A1,A2,B2 

8 1,2,3,4,5,6,7,8 9,10,11,12 B2(8) A1,B2 

9 1,2,3,4,5,6,7,8,9 10,11,12 A1(9) B1,B2,A1 

10 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 11,12 A1(10) A1,A2,B2 

11 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 12 A2(11) A1,A2,B1,B2 

12 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 - A1(12) A1,B1,B2 A1,A2,B1,B2 

Tabelle5.1:MergeAlgorithmus 

DieerstendreiSchrittedesMergedAlgorithmussindin5.4zusehen.ImerstenSchritt 

wirdderStartgrundblockdesProtokollAindenneuenMergedProtokollGrapheneingefugt.ErerhaltdieNummer1(aktuellerBB: 

ausdenNachfolgernvonA1(A1;A2)unddemStartgrundblockausProtkollB(B1). A1(1)).DieNachfolgerlisteergibtsich 

AlsnachsteswerdendieTransitionenzudenGrundblockenderNachfolgerlisteeingefugt. 

Dabeiwirdalserstesversuchteinenpassenden Existiert solch ein passender Grundblock nicht, abgeschlossenen wird in der Liste Grundblockzunden. 

Grundblockeweitergesucht.FurdenNachfolgerA1desaktuellenGrundblockswirdnun der unbehandelten 

einpassenderGrundblockgefunden.IndiesemFallA1(1)selbst. 

FurdierestlichenNachfolgerA2undB1wirdkeinvorhandenerGrundblockgefunden, 

daherwerdenentsprechendneueGrundblocke(A2(2)undB1(3))erstellt.DanunTransitionenzuallenGrundblockenderNachfolgerlisteerstelltwurden,wirdA1(1)alsabgeschlossenmarkiert.DieBearbeitunggehtmitdemnachstenunbehandeltenGrundblock 

(A2(2))weiter. 

42

5.5 AuswirkungaufdenIFB 

Abbildung5.4:MergedProtocol1-3 

5.5 Auswirkung auf den IFB 

Abbildung5.5zeigtzweiIFBszwischendenenviaeinesMergedProtocolskommuniziert 

AlleTasksverwendeninkompatibleProtokolle.DieKonvertierungderProtokollewird 

wird. In dem angegebenen Beispiel interagieren T1 $ T3 und T2 $ T4 miteinander. 

fur genommen.Dasbedeutetnurdiekosten-minimalenProtokolle T1 $ T3 und T2 $ T4 auf der fur die VerbindungskostenPA optimalen =min(P1;P3)und Seite vor- 

PB den. =min(P2;P4)mussenalsVerbindungendurchdieSystemarchitekturgefuhrtwer- 

Aus neriert.EsexistiertnurzwischendenbeidenIFBsundistsomit den so bestimmten Protokollen PA und PB wird das Merged 

"transparent\ Protocol PAB furdie ge- 

max(#Verbindungen(PA);#Verbindungen(PB)). 

Tasks.DieAnzahlderbenotigtenVerbindungenfurPABreduziertsichaufdasMaximum 

Dabeiistzubeachten,dassessichumeineKommunikationzwischenzweiIFBshandelt 

unddieDatennureinmalgemademMappingumgewandeltwerdenmussen.Aufder 

Seite welchedieDateneinfachunverandertweiterreichen(trivialeSH-Modes). 

wo das Mapping nicht durchgefuhrt werden muss, werden SH-Modes generiert, 

43


DieAnzahlderbenotigenVerbindungen(Verbindungskosten)wirdreduziert,eswerden 

aber plementierungskosten.DadieVerbindungeninderSystemarchitekturdiebegrenztere 

mehr PH-Modes benotigt. Daher kommt es zu einem leichten Anstieg der Im- 

Ressourcesind,istdasnichtkritisch. 

EinMergedProtocolausmehralszweiProtokollenkanndurchiterativesAnwendendes 

AlgorithmusaufjeweilszweiProtokolleerstelltwerden.DabeireduziertsichdieAnzahl 

derbenotigtenVerbindungenfurPA::Xauf 

max(#Verbindungen(PA);:::;#Verbindungen(PX)). 

Abbildung5.5:IFBsmitMergedProtocol 

44

6 Zusammenfassung und Ausblick 

6.1 Zusammenfassung der Arbeit 

DasZieldieserArbeitwardieErstellungvonVerfahrenzurUnterstutzungderSynthese 

vonKommunikationsstruktureninverteilteneingebettetenSystemenmitHilfedesIFS- 

Flows. 

DazuwurdezunachstdasModelldesKommunikationsgraphenbasierendaufdemSpezikationsgraphModellvorgestellt.FurdieErstellungeinerKommunikationsstruktur 

gemademModelldesKommunikationsgraphen,ergabensichdieAnforderungenfureineautomatischeVerteilungundAbbildungderKommunikationsknoten(realisiertdurch 

IFBs)aufdieSystemarchitektur. 

ImweiterenVerlaufwurdendieAuswirkungenderPositionierungvonIFBsanunterschiedlichen 

inderErstellungderverwendetenKostenfunktionen.FurdieautomatisierteVerteilung 

Stellen der Systemarchitektur erlautert. Diese Auswirkungen resultierten 

wurdedanneinClusteringverfahrenerstellt,dassdieautomatischeVerteilungvonIFBs 

unddieZuordnungvonIFD-Mappingsermoglicht.BasierenddaraufwurdenfunfverschiedeneVerteilungsstrategienundihreAuswirkungenaufdieKostendargelegtschranken,wurdedasPrinzipdesMergedProtocolsvorgestellt.DazuwurdederAlogorithmusdeniertmitdemeinMergedProtocolautomatischberechnetwerdenkann. 

Die zientenSynthesevonKommunikationstrukturen.DerIntegrationindasKonzeptdes 

erstellten Verfahren verbessern den IFS-Flow aufgrund der vereinfachten und ef- 

UmKommunikations-Engpassezuuberwinden,welchedieautomatischeVerteilungein- 

IFS-Design-Flowwurdevorgestellt. 

6.2 Ausblick auf weitere Modellierung 

DiePrasentationderangegebenenVerfahrenhatgezeigt,dassderIFS-Flowhinsichtlich 

derSynthesevonKommunikationsstrukturenerweitertwerdenkonnte. 

einzelnenDesignschritteunddieSynthesevorgenommenwerden.TeilederindieserArbeiterstelltenVerfahrensindbereitsimIFS-Editorumgesetzt.DerimRahmendieser 

ArbeitentstandeneProtokollParserwurdebereitsvollstandig.Erwirdauchvonande- 

FurdieUmsetzungdesIFS-FlowswirdderIFS-Editorverwendet.Mitihmkonnendie 

45

6 ZusammenfassungundAusblick 

renBereichendesIFS-Editorsverwendet.ImIFS-EditorkonnenProtokollemitHilfedes 

ProtokollParsersvisualisiertwerden.EinweitererwichtigerBereich,furdenderProtokollParserzukunftigbenotigtwird,istdieErstellungderIFD-MappingEquations. 

Die lensindbereitsanentsprechendenStellenimIFS-Editorpositioniert,abernochnicht 

Verfahren zur automatisierten Verteilung und Erstellung von Merged Protokol- 

vollstandig stehen.Insbesondere funktional, fehlenIFD-Mappingequations. da andere benotigte Komponenten Ohnediesekannnichtermittelt noch nicht zur Verfugung 

werden,welcheKomponenten lisierungvonIFD-MappingequationswirdaberinKurzezurVerfugungstehen. 

uberhauptmiteinanderkommunizierenwollen.DieRea- 

NachdemIFD-MappingsmitdemIFS-Editorerstelltwerdenkonnen,wirddiezukunftige 

ArbeitimBereichderSynthesevonKommunikationsstrukturensichmitderErstellung 

einesBeispielSzenariosbeschaftigen,umrealeWertefurdievorgestelltenKostenfunktionenzuerhalten.DamitlassensichdanndieGroenordnungenfurdenRessourcenbedarf 

dereinzelnenKomponenten(wiez.B.PH-ModesoderControlUnit)ermitteln. 

6.3 Ausblick fur mogliche Erweiterungen 

NachderErmittlungvonWertenfurdieKostenfunktionsindnochweitereForschungsarbeitenimRahmenvonStudien-undDiplomarbeitendenkbar.InsbesonderesinddiefolgeAusarbeitungaberauszeitlichenoderthematischenGrundennichtmoglichwargendenThemengeeignet,diesichimVerlaufderArbeitergebenhaben,derenvollstandi- 

OptimierungderangegebenenStrategienfurdieautomatischeVerteilungvonIFBs 

tenStrategienichterreichenlasst. miteinerautomatisiertenAbanderungderStrategie,fallssichdasZieldergewahl- 

ErweiterungdesVerfahrenszurautomatisiertenVerteilungvonIFBs,sodassdie 

positioniertenIFBsgeforderteKriterienfurharteRealzeiteinhaltenkonnen. 

VisualisierungderVerteilungbzw.desClusteringsvonIFBs.Dabeikonntedem 

BenutzerdieMoglichkeitzurInteraktionermoglichtwerden,umdasErgebnisaktiv 

zubeeinussen. 

ErstellungeinesMergedProtocolsunterVerwendungderErweiterungderTransitionsbedingungen.DiesewurdedasSynthetisierenvonElementenerforderndieden 

Verlauf(History)vonProtokollenspeichernkonnen.DiesesVerfahrenkonnteVorteilebeimErstelleneinesMergedProtocolsausmehralszweiProtokollenbieten, 

dasichbeidiesemVerfahrendieentstehendeAnzahlderZustandeimwesentlichen 

aufdieSummederZustandedereinzelnenProtokollebeschrankt. 

46

Literaturverzeichnis 

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Synthese von Kommunikationsstrukturen in verteilten ... - Stefan Ihmor

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