OPEN-NEXT

Nell’industria moderna, i sistemi di elaborazione dati aggregano ed elaborano informazioni provenienti da fonti diverse per realizzare attività’ complesse di controllo e coordinamento della produzione. Esempi ne sono il monitoraggio in tempo reale della qualità’ dei prodotti, l’automazione delle linee di produzione, i sistemi intelligenti di trasporto merci. La sempre più stretta integrazione di sensori nelle piattaforme computazionali ha dato origine negli ultimi anni ai cosiddetti Cyber-Physical Systems (CPS) che sono utilizzati in diversi ambiti, dalla domotica ai settori automobilistico e avionico e, appunto, a settori industriali e manifatturieri (Industry 4.0 e Manufacturing 2.0).

Le crescenti necessita’ di elaborazione di dati provenienti da molteplici sensori richiedono una notevole potenza di calcolo che difficilmente puo’ essere fornita dalle tradizionali architetture a singolo processore: esse hanno ormai esaurito le possibilità di scaling prestazionale e non sono piu’ in grado di soddisfare le nuove esigenze dell’industria. Allo stesso tempo, la riduzione delle dimensioni dei dispositivi di controllo e l’ottimizzazione dei consumi energetici sono requisiti imprescindibili che non possono essere soddisfatti attraverso il semplice utilizzo di un numero maggiore di elementi computazionali (resource over-provisioning).

Contestualmente si affacciano sul mercato dei sistemi embedded nuove applicazioni industriali che impongono requisiti difficili da soddisfare con la tecnologia esistente:

• maggiori carichi computazionali, per l’elaborazione rapida e la fusione di molteplici dati sensoriali;
• ridotto consumo energetico, per consentire l’utilizzo di batterie più piccole associate a fonti energetiche rinnovabili;
• più rapida ed affidabile interazione con l’ambiente circostante, con una capacità di reazione in tempi predicibili;
• maggiore criticità, con sistemi che partecipano ad attività safety-critical anche in stretta interazione con l’uomo: in questi sistemi non e’ ammissibile mirare ad elevate prestazioni medie senza garantire il rispetto dei vincoli sul tempo di risposta.

Emerge quindi la necessità di nuove architetture computazionali che possano fornire alte prestazioni in maniera predicibile su piattaforme embedded di nuova generazione, che richiedono complessi stack di sistemi operativi per essere utilizzati in modo ottimale.

Obiettivi Realizzativi

OPEN-NEXT affronterà tre tematiche tecnologiche:

• Modelli di programmazione per architetture eterogenee multi/many-core con vincoli real-time;
• Stack complessi di sistemi operativi per il supporto di applicazioni real-time su architetture eterogenee multi/many-core;
• Strumenti per il build e la configurazione di stack complessi di sistemi operativi e per l’analisi di schedulabilità dei moduli SW di una applicazione real-time.

Ciascuna di queste tematiche sara’ affrontata in un OR dedicato che comprenderà tutte le attività ad esso correlate, dalla fase di analisi e di studio a quella implementativa e di test. I moduli tecnologici prodotti da OR2, OR3 e OR4 forniranno la base per la realizzazione dei dimostratori che saranno sviluppati in collaborazione con i partner aziendali nell’ambito di OR1. La realizzazione di questi dimostratori costituirà anche l’occasione per trasferire verso le singole aziende il know-how sviluppato dai laboratori. Il progetto prevede anche una rilevante attività di diffusione dei risultati che daranno un significativo contributo per la massimizzazione dell’impatto del progetto sul sistema industriale regionale.