English

The ever guest for more computational capabilities leads to embedded systems which consist of multiple computational elements integrated on a single chip. An example is the integration of a reconfigurable fabric (FPGA) with a number of general purpose processors to form what so called a reconfigurable system on chip. These embedded systems are common to be distributed. This creates a flexible high performance distributed system. However, it is very complex when it comes to management. Applications running on such systems are expected to be dynamic in regard of arriving and leaving the system. This increases the complexity as the resources and the demands would change unpredictably. In this work, an OS service model, which efficiently adapts to the various changes in these systems, is presented. In addition, the algorithms and the methodologies, developed to allow this novel OS service model to interact with the application demands and the environment unpredictable dynamic variations, are discussed. Furthermore, the extensive evaluations of these algorithms are presented. Finally, a case study, which introduces the triple data encryption standard as prove of concept, is provided.

Deutsch

Das ständige Streben nach immer größeren Rechenkapazitäten führt zu eingebetteten Systemen, die aus mehreren Verarbeitungselementen bestehen, die auf einem Chip integriert sind. Ein Beispiel dafür ist die Integration eines rekonfigurierbaren Gewebes (FPGA) mit mehreren Universalprozessoren, um ein rekonfigurierbares System auf einem Chip zu bilden. Typischerweise werden diese Systeme verteilt. Dieses schafft flexible, verteilte Hochleistungssysteme. Allerdings sind diese Systeme aus Verwaltungssicht hochgradig komplex. Es wird erwartet, dass Anwendungen, die auf diesen Systemen laufen, dynamisch in das System hineinkommen und es verlassen. Dieses erhöht die Komplexität, da sich Ressourcen und Anforderungen unvorhersehbar verändern können. In dieser Arbeit wird ein Betriebssystemdienstmodell präsentiert, welches effizient eingesetzt werden kann und sich den verschiedenartigen Veränderungen in diesen Systemen anpasst. Darüber hinaus werden Algorithmen und Methodologien diskutiert, die es diesem neuartigen Betriebssystemmodell erlauben mit den unvorhersehbaren Variationen der Anforderungen der Anwendungen sowie der Umgebung zu interagieren. Ferner werden extensive Evaluationen dieser Algorithmen präsentiert. Das Dokument schließt mit einer Fallstudie des Triple Data Encryption Standards als Konzeptnachweis ab.