Open Source Hardware

Für den dritten Forschungsschwerpunkt werden Kompetenzen im Bereich neuer Prozessorarchitekturen und offener Austauschformate aufgebaut. Weiterhin besteht großes Knowhow im Bereich des Entwurfs von Multi- und Many-Core-Systemen, u.a. aus dem Ende 2022 erfolgreich abgeschlossenen DFG SFB/TRR 89 („Invasives Rechnen“), der untersucht, wie man 1000 und mehr Prozessoren auf einem Chip integrieren, verwalten und programmieren kann auf allen Ebenen der Hard- und Software.

Es existiert die große Sorge vieler Industrieunternehmen, dass die Abhängigkeit von Hardware-Komponenten in ihren Produkten von vornehmlich amerikanischen und asiatischen Firmen zu starken Abhängigkeiten führt. Daher besteht eine immer größere Nachfrage an eigenen nationalen und europäischen Prozessor- und Systementwicklungen, die nicht proprietär sind bzw. nicht komplexen Schutzrechten unterliegen. Ein Beispiel ist hier die RISC-V-Prozessorinitiative. Damit Deutschland als auch ganz Europa in Zukunft Hardware-Komponenten, insb. vollständige Prozessorsysteme, selbst entwickeln oder aber bestehende Hardware in ihre Produkte einfacher einsetzen und vermarkten kann, ist es wichtig, auch vielversprechende Alternativen in Richtung Open Source Hardware zu untersuchen. Während heute im Software-Bereich Open Source selbst im Bereich eingebetteter Systeme eher die Norm denn Ausnahme ist, sieht dies im Bereich von Hardware-Komponenten genau umgekehrt aus.

Wichtige Forschungsfragen betreffen hier Formate zum wiederverwendbaren Austausch von sog. IP- (intellectual property) Blöcken, Fragen der Portierbarkeit solcher Module zwischen Werkzeugen, Fragen der Lizensierung als auch die Erforschung neuer Geschäftsmodelle und Vermarktung trotz oder gerade wegen Open Source Hardware. Umgekehrt stellen sich Fragen der unbedenklichen Nutzung frei verfügbarer Hardware, insb. hinsichtlich der Sicherheit. Dies betrifft z.B. Fragen der Absicherung gegen Angriffe, wenn die Hardware nicht mehr per se Vertrauensanker ist, sondern wie heruntergeladene Hardware-Module auf Vertrauenswürdigkeit, Freiheit von Seitenkanal-Angriffen oder Trojanern überprüft werden können. Dies gilt auch für die Überprüfung entsprechende Synthesewerkzeuge auf Vertrauenswürdigkeit. Des Weiteren gilt es zu untersuchen, wie Bibliotheken von Open Source Hardware aufgebaut werden können, und wie geeignete Bausteine in diesen gesucht und gefunden werden können. Auch stellt sich die Frage, wie OSH-Module automatisch in Synthese-Flüsse und Entwurfswerkzeuge integriert werden können.