Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme

Tlatlik J, Hansen T, Lachmair J, Hagemeyer J (2017)
In: Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017. Schulze S-O, Tschirner C, Kaffenberger R, Ackva S (Eds); Carl Hanser Verlag GmbH Co KG: 55-- 64.

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Schulze, Sven-Olaf ; Tschirner, Christian ; Kaffenberger, Rüdiger ; Ackva, Sascha
Abstract
Der zunehmende Automatisierungsgrad in der Gebäudetechnik und die Integration intelligenter technischer Systeme aus dem IoT-Bereich führen zu einem massiven Anstieg vernetzter Sensoren und Aktoren bei gleichzeitiger Zunahme sensitiver, personenbezogener Daten. Als Konsequenz erfordert die Installation eines modernen Gebäudeautomationssystems die Vernetzung einer großen Anzahl an Teilsystemen mit verschiedenen Kommunikationsstandards unter Berücksichtigung aktueller Verschlüsselungs-technologien. Unter dem Aspekt der Zukunftsfähigkeit muss auch die Nachrüstbarkeit der Verarbeitungseinheiten sichergestellt werden. Um diesen Anforderungen zu begegnen, wurde ein erweiterbarer Verbindungsknoten entworfen und für den Einsatz als Prototypensystem für energieeffizente und sichere Gebäudeautomationssysteme vorbereitet. Hierzu wurde der Ansatz einer klassischen, mikrocontroller-basierten Systemarchitektur um die Möglichkeiten der FPGA-Technologie erweitert. Auf Basis der FPGA-Technologie ist es möglich hocheffiziente, spezialisierte Verarbeitungseinheiten einzusetzen und ein hohes Maß an Flexibilität zu gewährleisten. Zum Schutz sensibler Daten wurde eine hardware-beschleunigte AES128-Verschlüsselung umgesetzt und ein Durchsatz von bis zu 206 Mbit/s bei 100 MHz und einer relativen Energieeffizienz von 3,16 µJ pro AES-Operation erreicht.
Publishing Year
Conference
Tag des Systems Engineering 2017
Location
Paderborn
Conference Date
2017-11-08 – 2017-11-10
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Tlatlik J, Hansen T, Lachmair J, Hagemeyer J. Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme. In: Schulze S-O, Tschirner C, Kaffenberger R, Ackva S, eds. Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG; 2017: 55-- 64.
Tlatlik, J., Hansen, T., Lachmair, J., & Hagemeyer, J. (2017). Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme. In S. - O. Schulze, C. Tschirner, R. Kaffenberger, & S. Ackva (Eds.), Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017 (pp. 55-- 64). Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.
Tlatlik, J., Hansen, T., Lachmair, J., and Hagemeyer, J. (2017). “Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme” in Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017, Schulze, S. - O., Tschirner, C., Kaffenberger, R., and Ackva, S. eds. (Carl Hanser Verlag GmbH Co KG), 55-- 64.
Tlatlik, J., et al., 2017. Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme. In S. - O. Schulze, et al., eds. Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, pp. 55-- 64.
J. Tlatlik, et al., “Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme”, Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017, S.-O. Schulze, et al., eds., Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2017, pp.55-- 64.
Tlatlik, J., Hansen, T., Lachmair, J., Hagemeyer, J.: Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme. In: Schulze, S.-O., Tschirner, C., Kaffenberger, R., and Ackva, S. (eds.) Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017. p. 55-- 64. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG (2017).
Tlatlik, Jan, Hansen, Thomas, Lachmair, Jan, and Hagemeyer, Jens. “Entwurf eines FPGA-basierten Verbindungsknotens als Prototypenumgebung für energieeffiziente und sichere Gebäudeautomationssysteme”. Tag des Systems Engineering: Paderborn, 8. -10. November 2017. Ed. Sven-Olaf Schulze, Christian Tschirner, Rüdiger Kaffenberger, and Sascha Ackva. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2017. 55-- 64.
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