OPTINUM GRID VARIANTENSIMULATION IM GRID

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1 VARIANTENSIMULATION IM GRID André Schneider, Manfred Dietrich Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS OPTINUM GRID André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

2 Übersicht Anwendungsbeispiele Modellierungssprachen und Simulatoren Typische Aufgaben im Systementwurf Gesamtszenario für Variantensimulation im Grid Probleme und Aufgaben OptiNum-Grid-Szenarien 7 Zusammenfassung André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

3 Anwendungsbeispiele R0 VAC? R1 Ra R2 C1 R3 C2 R4 C3 C4?? André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

4 Modellierungssprachen und Simulatoren Modellierungssprachen Modelica VHDL, VHDL-AMS Verilog, Verilog-AMS SystemC, SystemC-AMS HDL-A, MAST, SPICE Matlab C, C++, FORTRAN, Java Modell SPICE Simulatoren ANSYS, COMSOL Alaska, SimPack Dymola, SimulationX SPICE, Saber, ModelSim, Spectre Rhapsody, Artisan Matlab/Simulink C-Programm Simulator Ergebnisse André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

5 Typische Aufgaben im Systementwurf Modell Einzelsimulationen für vorgegebene Parameterwerte simulation P 0 Simulator Ergebnisse André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

6 Typische Aufgaben im Systementwurf Modell Einzelsimulationen für vorgegebene Parameterwerte simulation P i Simulator Ergebnisse André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

7 Typische Aufgaben im Systementwurf Modell P i Simulator Einzelsimulationen für vorgegebene Parameterwerte simulation Systematische Untersuchung des Einflusses einzelner Parameter auf bestimmte Zielgrößen des Modells sensitivity analysis Untersuchung des Modellverhaltens bei zufälligen Paramaterschwankungen monte carlo simulation Entwurfsoptimierung optimization Ergebnisse Entwurfszentrierung unter Berücksichtigung von Bauelemente- und Fertigungstoleranzen corner case analysis André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

8 Rosa-Filter: Simulation, Optimierung, Empfindlichkeitsanalyse R 0 R 1 R 2 R 3 R 4 V AC R a C 1 C 2 C 3 C 4 André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

9 Variantensimulation im Grid: Gesamtszenario User Problem Front-End Results André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

10 Variantensimulation im Grid: Gesamtszenario User Problem Front-End Results Jobs Results Dispatcher Postprocessor André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

11 Variantensimulation im Grid: Gesamtszenario User Problem Front-End Results Jobs Dispatcher Scheduler Collector Postprocessor Grid Results André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

12 Variantensimulation im Grid: Probleme/Aufgaben? User? Problem Front-End Results???? Jobs Results Dispatcher Scheduler Collector Postprocessor Grid André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November ?

13 Variantensimulation im Grid: Probleme/Aufgaben Grid-spezifische Problembeschreibung Modellierungssprachen-neutrale Beschreibungen von Parametervariationen [André Schneider, Peter Schneider, Manfred Dietrich: Grid-spezifische Problembeschreibung und -aufbereitung im Systementwurf. 3. Workshop»Grid- Technologie für den Entwurf technischer Systeme«, Dresden, 12. Oktober 2007] Was ist ein Job? Modell, Modellhierarchien, Bibliotheken, Toolboxen, Simulator, Laufzeitbibliotheken, Solver,..., virtuelle Maschine (Container, vergleichbar zu JAR, WAR, EAR,...) D-Grid-Dienste, API s Welche vorhandenen D-Grid-Dienste können genutzt werden? Welche API s sind hinreichend leistungsfähig und bieten langfristig Investitionsschutz? (Globus Toolkit 4.0/4.2/5.x, JGlobus, CoG, SAGA/JSAGA, GAT,...) André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

14 Variantensimulation im Grid: Probleme/Aufgaben Vorverarbeitung der Simulationsergebnisse Datenverdichtung, Filterung Speicherung, Caching Nutzung von Storage-/Cache-Diensten Visualisierung Front-end Grid-Workflows Einige wenige Workflows werden benötigt: Monte-Carlo-Simulation, Optimierung,... André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

15 OptiNum-Grid-Szenarien Einzelne Modelldatei wird simuliert. Simulator ist installiert. Simulation von SPICE-Netzlisten Modell wird vorkompiliert und mit Simulatorlaufzeitsystem statisch gelinkt. Simulation von Modelica-Modellen (Dymola, Mosilab) Verhaltens- und Strukturmodelle werden mit speziellen Technologiebibliotheken simuliert. Simulation von MAST-/Spectre-Modellen Modelle und Simulator werden als Job verpackt. Experimente mit SPICE, Octave und Mosilab Virtuelle Maschine inkl. Modelle und Simulationsumgebung Experimente evtl. mit Saber, ANSYS oder Matlab/Simulink André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

16 Zusammenfassung Die Konzeptionsphase für Grid-basierte Variantensimulation ist weitestgehend abgeschlossen. Der Schwerpunkt liegt nun auf der Implementierung flexibler, generischer Dienste. Größtes Problem: Welche Middleware und welche API s sind als Basis sinnvoll? André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

17 Weitere Informationen André Schneider Dr. Manfred Dietrich Leiter der Abteilung Mixed-Signal-Systeme Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS Zeunerstraße 38, Dresden André Schneider Variantensimulation im Grid, OptiNum-Workshop, Göttingen, 26. November

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