Forschungsgebiete
Das Institut forscht an neuartigen FPGA-basierten Architekturen für spezifische rechenintensive Anwendungen sowie an Netzwerk-artig verbundenen FPGA- und Prozessorstrukturen, die als Basis für Parallelrechnerarchitekturen dienen.
Hardware-Software Codesign
beschäftigt sich mit Methoden und Algorithmen zum gemeinsamen Entwurf der Hardware- und Softwarekomponenten eines Systems. Wir verfolgen einen einheitlichen Ansatz für den Entwurf von aus Prozessoren und FPGAs bestehenden Zielarchitekturen.
Intellectual Property (IP) Cores
Auf der Basis von programmierbaren integrierten Logikbausteinen (FPGAs) und Signalprozessoren (DSPs) konzipieren wir Chip-Designs im Sinne von Bauplänen für eingebettete Systeme. Zielanwendungen sind neben Paritätsmaschinen auch bioinformatische und bioinspirierte Algorithmen, die wir in effiziente Soft-IP-Cores umsetzen.
Nanomaschinen
DNA-basierte Automaten, die Information anhand von DNA codieren und mittels Enzymen verarbeiten, sind prinzipiell in der Lage, DNA in vitro zu analysieren und Vorgänge in der Zelle zu steuern. Wir forschen auf dem Gebiet der programmierbaren, autonomen DNA-basierten Automaten und an der effizienten Codierung von Daten durch DNA-Strings.
Graphikprozessoren
erzielen gegenüber General Purpose CPUs deutlich höhere Performanz und werden deshalb auch für rechenintensive Aufgaben benutzt. Wir beschäftigen uns mit der Programmierung von Graphic Processor Units (GPUs) für wissenschaftliche Anwendungen, untersuchen die Parallelisierbarkeit von Algorithmen für GPUs und entwickeln Front- und Backends für GPUs.
Paritätsmaschinen
sind künstliche neuronale Netze, die die Parität ihrer Gewichte ausgeben. Zwei oder mehr Paritätsmaschinen können voneinander lernen und so für die Synchronisation von Bausteinen oder die Vereinbarung von Sitzungsschlüsseln im Sinne einer leichtgewichtigen Systemsicherheit verwendet werden. Wir untersuchen Struktur und Verhalten derartiger Maschinen.
Bioinformatik
Wir entwickeln neuartige Algorithmen für die Hybridisierung von DNA-Strings unter Einbeziehung von Sekundästrukturen wie etwa Loops und Hairpins und für die Bestimmung von phylogenetischen Bäumen (Neighbor Joining).
Simulation von Schwarmverhalten
Es wird die Frage untersucht, nach welchen Regeln oder Mechanismen autonome Objekte ihre Bewegung so koordinieren können, so dass die Bewegung des ganzen Systems für einen äußeren Betrachter als aneinander abgestimmt erscheint.
Wir forschen an einem Agentenmodell, das eine Simulation von Schwärmen ermöglicht.
Algebraische Codes
Wir untersuchen Gruppenalgebracodes in kommutativen multivariaten Polynomringen mit Hilfe von Gröbnerbasen. Derartige Basen garantieren eine effiziente Codierung. An einer effizienten Decodierung wird gerade gearbeitet.
Symbolisch-numerisches Rechnen
wird verwendet, um die Bestimmung exakter mathematischer Prädikate zu beschleunigen. Die algebraische Beschreibung isolierter Situationen wird in die kontinuierliche Gesamtlage eingebettet, um eine stabile Grundlage für ingenieurliche Konstruktions- und Entwurfsverfahren zu bilden. Wir forschen an schnellen, nie versagenden Verfahren.
