PFIF-Kundenprojekt im Fokus: „KI-EDA“
PFIF betreut die Partner des geförderten Verbundprojektes „KI-EDA“ komplett in der Förderung: von der Skizzenerstellung über die Antragsausarbeitung bis hin zur Projektabwicklung.
Am 24.03.2020 fand das virtuelle Kick-off-Meeting zur Besprechung weiterer Details des am 01.01.2020 gestarteten Forschungsvorhabens statt.
Im Rahmen des vom BMBF geförderten FuE-Projektes „Künstliche Intelligenz für den Entwurf von mikroelektronischen Antriebssteuerchips als Schlüsselprodukte für Industrie 4.0 (KI-EDA)“ erforschen die Projektpartner, wie Werkzeuge der künstlichen Intelligenz für den schnellen und zuverlässigen Entwurf von maßgeschneiderten Encoder- und Sensorchips eingesetzt werden können.
Die mikroelektronischen Systeme finden Einsatz in neuartigen, intelligenten, autonomen Produktionssystemen, die Daten sicher und dezentral analysieren und somit Fertigungsszenarien prognostizieren und verbessern können.
Mit Encoder- und Sensorchips werden beispielsweise Drehbewegungen an Maschinen erfasst und in elektronische Signale für die digitale Verarbeitung umgewandelt. Diese Chips werden für Produktionsanlagen und -prozesse individuell angepasst und werden immer leistungsfähiger und komplexer. Der Entwurf und die Verifikation der Chips stößt mit herkömmlichen Methoden der elektronischen Design-Automation (EDA) an Grenzen und ist in weiten Teilen durch das Erfahrungswissen von Design-Ingenieuren geprägt.
Im Projekt KI-EDA arbeiten die Projektpartner
- iC-Haus GmbH,
- CENTITECH GmbH und die
- IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH
daher an KI-unterstützten Methoden der Entwurfsautomatisierung und an einem Baukastensystem für das Chipdesign. Individuelle Funktionen sollen sich in Form von Funktionsblöcken mit kurzen Designzeiten und geringer Fehlerquote schnell und kostengünstig auswählen, kombinieren, simulieren und in ein für die geplante Anwendung maßgeschneiderten Encoder- bzw. Sensorchip überführen lassen. Weiterhin wird es damit möglich, neue Funktionalitäten wie z. B. KI-basierte Predictive-Maintenance-Lösungen flexibel und schnell zu realisieren. Fehler im Entwurf und damit zeitaufwändige Redesigns sollen auf diese Weise reduziert werden. Es wird angestrebt, die Entwicklungszeit von kundenspezifischen Chips um bis zu zwei Drittel zu senken.
Expertise im Verbund
Die iC-Haus GmbH als weltweit führender Anbieter von optischen und magnetischen Encoder-Chips und die CENTITECH GmbH als Entwicklungsspezialist innerhalb der FRABA Gruppe für elektronische und mechanische Produkte für die Industrieautomation werden ihre Expertise bündeln, um intelligente Funktionen und energieautarke Lösungen für die neuen mikroelektronischen Systeme zu erforschen, zu realisieren und in anwendungsnahen Demonstratoren zu charakterisieren. Damit sollen die für einen flächendeckenden und breiten Einsatz in I4.0-Produktionsumgebungen erforderlichen Eigenschaften gewährleistet werden. Zudem stellen die Partner sicher, dass die Systeme in hohen Stückzahlen gefertigt werden können.
Das IMMS wird Algorithmen des maschinellen Lernens (ML) für ihre Anwendbarkeit im Chip-Design (EDA) erforschen und in ein neuartiges Designer-Assistenzsystem überführen, um die Entwurfsprozesse effizienter zu gestalten und zu beschleunigen. Die neu zu erforschenden ML-Methoden werden vor allem einer schnellen Entwurfsabsicherung dienen und damit die Designsicherheit erhöhen. Sie zielen insbesondere auf die modellbasierte Fehlersuche ab und sollen die Komplexität bei der Arbeit mit IP-Bibliotheken, d. h. mit Sammlungen von vorhandenen Schaltungskomponenten bzw. Elektronikblöcken, reduzieren. Neue Chips lassen sich so im Baukastensystem zusammenzusetzen. Darüber hinaus wird das IMMS „Smart-Models“ erforschen und realisieren. Erstmals werden damit Modelle dank neuer Algorithmik in die Lage versetzt, ihren eigenen Gültigkeitsbereich rechnerisch zu überprüfen und damit falsch-positive Verifikationsergebnisse auszuschließen.
Förderung für Forschung und Entwicklung
Das Projekt KI-EDA wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Maßnahme „Mikroelektronik für Industrie 4.0 (ElektroniK I4.0)“ unter der Verbundnummer es2eli4001 gefördert.
Das Projekt wird betreut von
Hendrik Elsenheimer
Marita Wendle
Natalie Hirschner
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Künstliche Intelligenz in der Automobilbranche
PFIF spielte eine entscheidende Rolle, indem es EZU mit der Forschungszulage unterstützte. Diese Förderung ermöglicht agilen Unternehmen wie EZU, rückwirkend ab 2020 Fördermittel zu beantragen. Die schnelle und reibungslose Kommunikation und Beantragung von PFIF ermöglichte es EZU, sich vollständig auf die Entwicklung ihrer Projekte zu konzentrieren.