FPL2000 PROGRAM und ORT Details: http://www.fpl.uni-kl.de/FPL/
bitte Anmeldeformular (Teilnahme frei gegen Presseausweis) von:
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KAISERSLAUTERN / VILLACH -- Wie im Goldrausch stürzt nun die Szene der rekonfigurierbaren Mikroelektronik-Schaltungen dem vorhergesagten Durchbruch entgegen. Configware statt Software heißt hier die Devise. In seinem für die FPL2000 angekündigten Keynote-Vortrag spricht der Senior-Chef-Technologe der Hitachi-Gruppe Dr. Tsugio Makimoto über die Auswirkungen dieses Durchbruchs, den er vor 14 Jahren vorhergesagt hatte. Angesichts der näher kommenden Grenzen der Silizium-Technologie könnte Makimoto's Gesetz bald die Gordon Moore-Kurve in den Schatten stellen, meint FPL2000-Programm-Chairman Reiner Hartenstein. (Gordon Moore, einer der Gründer von intel, sagte 1965 voraus: Die Zahl der Transistoren auf einem Mikrochip verdoppelt sich alle 18 bis 24 Monate. Dr. Tsugio Makimoto ist Senior Chief Technologist der Hitachi-Gruppe, IEEE fellow, Mitglied des Beirat von Japan's Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Mitglied des internationalen Beirat des National Science and Technology Board (NSTB) von Singapur, und Vorstandsmitglied und Direktor von Chartered Semiconductor Manufacturing, Singapur.)
Makimoto beobachtete 1986,
daß die dominante Mikrochip-Anwendung alle zehn Jahre wechselt: "Makimoto's
Welle". Makimoto sagte voraus, daß die dritte Welle den Trend
zu weicher" Hardware (rekonfigurierbarer Hardware) bringt. "Makimoto's
dritte Welle hat bereits begonnen", sagt Hartenstein: "der Configware-Goldrausch
hebt bereits ab von der Startbahn und führt den Mikroprozessor als
Methusalem vor". (Software wie wir sie kennen, kann nur sequentielle
Programme auf Hardware nach von-Neumann-Art laufen lassen, ist aber unbrauchbar
zur "räumlichen" Programmierung rekonfigurierbarer Hardware, wozu
nämlich ein anderes Programm-Medium nötig ist: "Configware".
Die Ausführung von "Software" basiert auf dem instruction fetch (Befehlszugriff)
zur Laufzeit, wohingegen Configware eine neue Art von "Befehls-Zugriff"
bereits vor dem Beginn der Laufzeit vorsieht: drastisch leistungsfähigere
komplexe "Befehle", geformt durch die Konfiguration "weicher" Hochleistungs-Datenpfade
[1], durch welche zur Laufzeit nur Datenströme hindurchgepumpt werden,
jedoch keine Befehlsströme). Rekonfigurierbare integrierte Schaltungen
([4], [5]) sind ein schnell wachsender Multi-Milliarden-Dollar-Markt, der
den ASIC-Markt rasch verdraengen wird. Analysten prophezeihen bis Ende
des Jahrzehnts einen 50-Milliarden-Dollar-Markt.
Was ist FPL2000. 1991
in Oxford (England) gegründet ist die FPL die älteste internationale
Konferenz über rekonfigurierbare Rechnerstrukturen. Die FPL2000,"
the 10th international conference on Field-Programmable Logic and Applications",
findet vom 27. bis 30 August in Villach in Kärnten statt. Deren gewaltige
Wachstumsrate bestätigt Makimoto's Prognose. Eine Verdopplung der
Teilnehmerzahl wird erwartet, zumal sich seit der FPL'99 in Glasgow die
Zahl der eingereichten Beiträge mehr als verdoppelte: http://www.fpl.uni-kl.de/FPL/
.
Unverzichtbar werden Rekonfigurierbare
Module beim Entwurf des "System on a Chip" (SoC), verkündet Jan
Rabaey, Chef des Wireless Research Center und Professor an der University
of Californa in Berkeley, in seiner Keynote: insbesondere für die
kommende Generation drahtloser Kommunikations-ICs. "Soap Chip statt SoC"
sagt Reiner Hartenstein aus Kaiserslautern: "System-on-a-programmable Chip".
Wir stehen vor einer Revolutionierung des Marktes für integrierte
Schaltungen, sagt der FPGA-Pionier Tom Kean von Algotronix (Edinburgh)
in seinem Keynote: durch Rekonfigurierbarkeit als Therapie gegen schrumpfende
Produkt-Lebenszyklen bei explodierenden Entwurfskosten zu Gunsten von Produkt-Langlebigkeit
durch Flexibilität.
Ohne Rekonfigurierbare "Maschinen"
gibt es keinen Ausweg aus der gegenwärtigen allgemeinen Entwurfskrise
der Mikroelektronik, sagt der Kaiserslauterer Reiner Hartenstein: da das
der Software zugrundeliegende von-Neumann-Schema 'weiche Datenpfade' wie
beispielsweise den KressArray nicht unterstützt, wird mit Makimoto's
dritter Welle ein grundlegend neues Maschinen-Paradigma hochgespült
werden, das Configware akzeptiert. Wegen der nötigen völlig andersartigen
Programmierung wird Configware zum Konkurrenten der Software und damit
des Mikroprozessors". Configware werde nicht nur die Fundamente des Programmierens
erschüttern, sondern die Informatik-Kurrikula insgesamt, meint Herbert
Gruenbacher, FPL2000 General Chair und Chef der School of Electronics am
"Carinthia Tech" in Villach.
Vereinigung mit der Molekular-Biologie.
FPL2000 überbrückt erstmals die Kommunikations-Lücke zwischen
der Szene der mikroelektronischen Rekonfigurierbarkeit und Evolutionären
Systeme und der Szene der Molekular-Biologie und der Molekular-Computer
- durch eine Einführung in die aufregenden neuen Entwicklungen bei
der multi-disziplinären Kooperationen zwischen Informatik, Molekular-Biologie
und Nachbargebieten, welche die Fundamente der traditionellen Informatik
erschüttert, mit Unterstützung großer Konsortien: das European
Molecular Computing Consortium (EMCC), des US "Consortium for Biomolecular
Computing", und des Japanischen "Molecular Computer Project".
Biologie gegen Mikroelektronik.
Rekonfigurierbarkeit ist nicht nur die Basis biologisch inspirierter mikroelektronischer
Systeme, sondern expandiert jetzt weit über den Rahmen der traditionellen
Elektronik hinaus, wo Molekular-Biologie nur noch ein anderes rekonfigurierbares
Medium ist: zwar ein wenig langsamer, aber viel flexibler, meint in seinem
eingeladenen Beitrag Prof. John McCaskill, der einen rasch zunehmenden
Austausch erwartet zwischen Molekular-Biologie, Nano-Technologie, Mikrosystemen,
Elektronik and Informations-Technologie: im Übergang von rekonfigurierbaren
Systemen zu voll evolvierbaren Systemen - dank dem raschen Fortschritt
in der Erforschung der Parallelen zwischen biologischer Rekonfiguration
und Evolution, und Möglichkeiten zur Ausnutzung der Rekonfiguration
zur Evolution komplexer Nano-, Mikro- and elektronischer Komponenten und
Computer.
Prof. Dr. John McCaskill
ist Leiter des BioMIP Institut der GMD bei Bonn, das die Prinzipien und
Potentiale erforscht für natürlichen Entwurf und Programmierbarkeit
komplexer biomolekularer Synthese-Systeme, wie z. B. Mikroreaktoren. Seine
Gruppe arbeitet auch für die NASA über selbst-reproduzierende
molekulare Systeme und Darwinistische Chemie. McCaskill ist auch internationaler
Projekt-Koordinator und hat weitere Fördermittel eingeworben zur Arbeit
über DNA computing (molekulare Computer) and über Mustergenerierung
in molekularen Ökosystemen in Mikroreaktor-Netzwerken.
Mikroreaktoren beruhen
quasi auf der Schrumpfung von Reagenz-Gläsern, hinunter zu mikroskopischer
Größe, sodaß Tausende von Reaktionen gleichzeitig stattfinden
können auf einem Mikrochip, verwendbar für den Nachweis chemischer
Verbindungen, für gentechnische Tests, für klinische Diagnostik,
zur Grundlagenforschung, and für industrielle Chemische Anwendungen
- wobei in wenigen Minuten erledigt wird, wozu ein größeres
Labor Stunden oder Tage benötigt. Prof. Hartenstein aus Kaiserslautern
vergleicht: "Moderne Mikroreaktoren tun mit Flüssigkeiten, was Mikroprozessoren
und elektronische Schaltungen mit Elektronen tun, und werden bald für
den Nachweis chemischer Verbindungen und für die klinische Diagnostik
sein, was Pentium Prozessoren für die Informatik sind: chemische Bits
für elektronische Bits."
Rekonfigurierbare Mikroreaktoren
sind rekonfigurierbaren mikroelektronischen Systemen hart auf den Fersen,
sagt John McCaskill: Mikroreaktoren bestehen aus einem Schaltkreis-ähnlichen
Netzwerk von Mikrokanälen und Logikgatter-ähnlichen Reaktorkammern,
wo Mikroventile, die den Durchlauf von Flüssigkeiten oder geladenen
Molekülen kontrollieren, quasi die Rolle von Transistoren spielen.
Für die Rekonfigurierbarkeit sind die Mikroventile "das Flüssigkeits-Analogon
zum Transistor". Prof. McCaskill betont, daß auch die Zwischen-Ebenen
mikro-fluidischer Systeme offen sind für die Rekonfiguration and Evolution,
bereit für die Verknüpfung zwischen elektronischen und molekularen
Datenverarbeitungs-Welten.
[1] Reiner Hartenstein (eingeladener Beitrag): Der Mikroprozessor im Neuen Jahrtausend; ELEKTRONIK, 49, 1, (11. Jan. 2000)
[4] N. N.: Hardware goes soft; The Economist, 22-May-99
[5] J. Villasenor, W. H. Mangione-Smith:
Configurable Computing; Scientific American, June 1997, pp. 66 - 71