Für die Modellierung verteilter Echtzeitanwendungen wird eine Methodik vorgestellt, bei der die zeitlichen Aspekte und Anforderungen kooperierender Funktionen im Vordergrund stehen. Ausgangsbasis hierfür bilden Kommunikationsgraphen. Es wird die Funktionsweise der beiden Busprotokolle CAN und FlexRay zur Vernetzung von Steuergeräten im Kraftfahrzeug erläutert. Neben diesen beiden Protokollen wird zudem die AUTOSAR-Spezifikation zur Standardisierung von Hardware und Software beschrieben, die die Voraussetzung für eine hardwareunabhängige Zuordnung funktionsorientierter Software auf verfügbare Steuergeräte darstellt . Weiterhin werden verschiedene Verfahren, die sich in die Gruppen selbstlernende neuronale Netze, Clustering- und Partitionierungsalgorithmen gliedern, hinsichtlich ihrer Eignung für die Zuordnung von Software auf Steuergeräte untersucht und Bewertungskriterien über die Güte von Zuordnungslösungen vorgestellt. Neben der Partitionierung wird auch die Parallelisierung funktionsorientierter Software behandelt. Hierzu werden im Vorfeld verschiedene Multiprozessor-Architekturen bezüglich ihrer Eignung im Kraftfahrzeugbereich untersucht. Anschließend werden zwei neue Methoden zur Parallelisierung von Software und deren statischer Zuordnung auf Multiprozessor-Systeme vorgestellt. Für die Implementierung sicherheitsrelevanter Systeme im Kraftfahrzeug werden verschiedene Möglichkeiten der Integration von Redundanz beschrieben. Dies beinhaltet zum einen die Bereitstellung zusätzlicher Hardware, zum anderen den Einsatz analytischer Redundanz basierend auf Schätzverfahren wie Partikelfiltern, die beispielsweise eine Kompensation fehlerhafter Sensoren ermöglichen. Die Eignung von Partikelfiltern zur Schätzung nichtlinearer Zustandsgrößen wird am Beispiel des nichtlinearen Zweispurmodells und der Schätzung der Zustandsgrößen Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate und Schwimmwinkel verifiziert. Anschließend wird eine verteilte Systemarchitektur mit inhärenter Redundanz vorgestellt, die eine automatisierte Fehlerkompensation während des Betriebs auf Basis einer Systemrekonfigurierung realisiert. Gegenüber klassischen, redundanten Systemarchitekturen wie beispielsweise Duo-Duplex oder Triple-Modular-Redundancy resultiert diese in einem reduzierten Aufwand trotz erreichter Fehlertoleranz. Letztendlich findet die Anwendung der neuen Partitionierungsverfahren statt. Hierzu wird die im Rahmen dieser Arbeit entworfene Toolkette zur automatisierten Konfigurierung verteilter Systeme vorgestellt. Diese beinhaltet neben der Integration der Algorithmen die automatisierte Konfigurierung des verwendeten Busprotokolls mit anschließender Simulation der Zuordnungslösung. Somit ist eine Bewertung der Interkommunikation vor der Implementierung des Systems möglich. Als praxisnahes Beispiel für die Zuordnung von Software auf Steuergeräte dient das Softwaremodell eines Kraftfahrzeugs, das unter anderem die Modellierung der Fahrdynamikregelung, des Antiblockiersystems, der Antriebsschlupfregelung sowie der Brems- und Motorsteuerung beinhaltet.


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    Titel :

    Konfigurierung verteilter, sicherheitsrelevanter Echtzeitsysteme im Kraftfahrzeug


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    298 Seiten, Bilder, Tabellen, 123 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






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