NECST Lab - Novel, Emerging Computing System Technologies
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Attività

Il NECST Lab (Novel, Emerging Computing System Technologies Laboratory) raggruppa diverse linee di ricerca su argomenti avanzati di tecnologie per sistemi informatici, che spaziano dalle caratteristiche architetturali, alle metodologie di disegno integrato hardware-software, alle problematiche di sicurezza e affidabilità delle architetture di sistema complesse (che variano in scala dai dispositivi mobili ai grandi data center virtualizzati). Inoltre, il laboratorio persegue le proprie tradizionali attività di ricerca nella definizione di metodologie e tecniche per la testabilità, l'autodiagnosi e la tolleranza ai guasti, sia per le architetture hardware sia per quelle hardware-software.
Alcuni argomenti di ricerca esemplificativi sono:

  • Metodologie di design per le architetture di sistemi embedded
    Questa linea di ricerca si focalizza sulla definizione di architetture per sistemi embedded con processori e bus che garantiscano bassi consumi di potenza ed elevate prestazioni, e di specifiche architetture per la classificazione e l'elaborazione dei segnali e delle immagini. La definizione di metodologie e framework software per il supporto allo sviluppo di sistemi hardware-software per applicazioni embedded nelle aree delle telecomunicazioni, industriali, veicolari e consumer caratterizzano le attività metodologiche. Un'attenzione speciale è rivolta alle metodologie di sviluppo per sistemi multiprocessore su chip (MPSoC), studiando le metodologie per modellare, simulare, progettare e ottimizzare tali architetture, sia in termini di prestazioni sia di consumo in potenza.

  • Sicurezza dei sistemi
    Ci focalizziamo sulla sicurezza informatica applicata, con un ampio spettro d’interessi. Principalmente ci concentriamo sull'analisi di malware e minacce, spaziando dall'automazione del reverse engineering dei campioni di malware allo studio delle minacce emergenti (nel social network, sui dispositivi mobili, nelle architetture cloud, nei sistemi cyber-fisici). Abbiamo un profondo interesse per ogni tipo di scenario realistico di attacco e di difesa. Inoltre, continuiamo a sviluppare la nostra linea di ricerca storica sui sistemi d’intrusion detection basati sull'individuazione di anomalie, applicando le nostre conoscenze a scenari emergenti quali gli utilizzi in ambito cloud, e applicando concetti chiave a domini applicativi diversi, come ad esempio la protezione dei dispositivi mobili.

  • Sistemi riconfigurabili
    Le architetture riconfigurabili sono un altro interessante campo d'applicazione (sia nei termini dei sistemi hardware che delle architetture multiprocessore cui sono aggiunti componenti software delle applicazioni). Lo studio di tali sistemi non riguarda solo la progettazione e lo sviluppo di nuove architetture, ma anche la definizione di nuove metodologie che siano in grado di tenere in conto la riconfigurabilità, interna o esterna, statica o dinamica, parziale o totale, nelle varie fasi di progetto dei sistemi embedded. Sono disponibili infrastrutture software, sviluppate nel laboratorio, che forniscono la base per lo sviluppo di nuovi tool di supporto al progettista di sistemi embedded.

  • Sistemi operativi e tecnologie self-aware
    Il "Self-Aware computing" è un'area di ricerca mirata a utilizzare il nuovo bilanciamento delle risorse per migliorare prestazioni, utilizzo, affidabilità e programmabilità, superando gli svantaggi imposti dall'aumentata complessità e dal carico di lavoro a essa connesso nei sistemi informatici moderni. Immaginate un sistema rivoluzionario, che può osservare la propria esecuzione e ottimizzare il proprio comportamento in base all'ambiente esterno, ai requisiti dell'utente e dell'applicazione. In quest'area desideriamo risolvere i principali requisiti alla realizzazione di quest'obiettivo, in altre parole: (i) la definizione di metodologie e strumenti per consentire a sviluppatori e utenti di specificare i comportamenti desiderati; (ii) l'aggiunta di capacità di self-awareness ai dispositivi digitali, consentendo loro di misurare la distanza tra gli obiettivi e il comportamento corrente; (iii) la definizione e l’analisi e l'implementazione dei componenti a livello di sistema operativo e di hardware che consentiranno ai dispositivi di modificare il proprio comportamento avvicinandosi agli obiettivi fissati.

  • Tecnologie mobili in ambienti smart
    I dispositivi mobili, grazie alla loro ubiqua presenza e alla loro crescente potenza di calcolo, possono diventare il punto d’interazione tra gli utenti e l'ambiente circostante. Tuttavia, gli attuali sistemi operativi mobili non hanno le capacità per prevedere e superare i cambiamenti interni e nell'ambiente esterno. L'integrazione di meccanismi di self-awareness e adattabilità negli smartphone di oggi è una prospettiva attraente. Inoltre i comportamenti adattativi possono migliorare la gestione da parte del dispositivo stesso delle risorse disponibili (ad esempio, la carica della batteria). L'area di ricerca ipotizza varie situazioni in cui un dispositivo mobile con queste capacità potrebbe interagire con l'ambiente circostante e supportare l'utente nella vita di tutti i giorni.

  • Architetture crittografiche
    Studiamo architetture crittografiche efficienti e sicure, che spaziano dal disegno integrato hardware-software per l'implementazione di algoritmi crittografici alla valutazione della loro resistenza contro attacchi hardware (come l'analisi in potenza o di resistenza a guasti).

  • Valutazione delle prestazioni
    Siamo interessati nella valutazione delle prestazioni e nella progettazione di sistemi di calcolo ad alte prestazioni. L'analisi è effettuata con strumenti di misura e metodi di modellazione matematica basati sulla teoria delle reti di code e sulla ricerca operativa. Le aree di particolare interesse corrente sono, specificamente, i modelli di prestazioni dei sistemi virtualizzati e di cloud computing.

  • Televisione e video su tecnologia IP
    Un'area d’interesse applicativo (anche grazie al supporto industriale) in cui s’incontrano la valutazione delle prestazioni e la progettazione per l'alta capacità da un lato, e dall'altro l'uso di un ampio spettro di sistemi e algoritmi intelligenti per fornire raccomandazioni all'utente su contenuti video di probabile interesse.

  • Metodologie di progetto per RFId e reti di sensori
    Questa ricerca ruota attorno agli aspetti metodologici, applicativi ed implementativi delle tecnologie RFId passive e delle reti di sensori wireless. Le tecnologie RFId passive con capacità sensoriali (SRFID) e di elaborazione (SPRFId) sono studiate sia a livello metodologico (es. autolocalizzazione, gestione del consumo in potenza) sia applicativo. Nel campo delle reti di sensori, la ricerca si focalizza sulla fornitura di energia (es. pannelli solari) e sull'integrazione di sensori ad hoc su piattaforme hardware, sull'autolocalizzazione dei nodi di rete sia indoor sia outdoor, sui meccanismi di ripartenza dei nodi a caldo o a freddo, e sulla definizione di algoritmi di routing a molti hop con gestione della localizzazione e del consumo in potenza. Le metodologie e i sistemi embedded sono orientati sia al mondo industriale, sia ad applicazione di sicurezza pubblica o privata.















Fig. 1 e 2. Schede per la realizzazione di sistemi embedded riconfigurabili e di MPSoC
Fig. 3. Scheda JTST, JigTeST for Diopsis740, per lo studio di sistemi multi-processore misti, DSP-ARM
Fig. 4. Sonda sviluppata per stimare lo stato della neve (prevenzione delle valanghe e stima quantità acqua in terreni sciolti)
Fig. 5. Sistema embedded per la valutazione della complessità assistenziale nei pazienti

Fig. 1 e 2. copyright © Ing. Giorgio Uccellini 2009

  Area di Ricerca
Linee di ricerca

Informazioni di servizio


Il NECST Lab si trova presso la sede principale del DEIB, in via Ponzio, 34/5.
L’accesso è consentito negli orari di apertura e chiusura del Dipartimento.
Una parte di questo laboratorio è dislocata presso la sede del Politecnico del Polo di Lecco e si appoggia, per strumentazione specifica, al laboratorio di Misure Meccaniche e Termiche.
Ulteriori informazioni sono disponibili al sito http://sagroup.elet.polimi.it