Elektronik hat einen immer größeren Anteil an den Herstellungskosten eines Fahrzeugs. Bei den bisher entwickelten Systemen wurden primär Informationen über das eigene Fahrzeug ermittelt und verarbeitet. Zunehmend wird aber an Systemen zur Erkennung der Fahrzeugumwelt gearbeitet. Dabei treten Datenmengen auf, die mit einzelnen Microcontrollern nicht mehr verarbeitete werden können. Daher sind diese Fahrerassistenzfunktionen aufzuteilen und auf mehrere Recheneinheiten zu verteilen. Darüber hinaus gibt es Bestrebungen die lokalen Fahrzeugfunktionen mit globalen zu kombinieren. Ein Beispiel ist die Kombination von ESP, Dämpferregelung und aktiver Lenkung zu einer globalen Fahrwerksregelung. Daran lässt sich erkennen, dass der Trend in der Automobilindustrie in Richtung sicherheitsrelevanter Systeme mit harten Echtzeitanforderungen geht. Für diese verteilten Systeme gibt es aber eine Reihe von Anforderungen, die sich mit einer Time-Triggered Architecture (TTA) erfüllen lassen. Die Anforderungen nach Synchronität und Nachweis der Erfüllung harter Echzeitanforderungen lässt sich mit zeitgesteuerter Kommunikation und Taskaktivierung sowie den dazugehörigen Schedules umsetzen. Mit der dazwischen liegenden fehlertoleranten Kommunikationsschicht und entsprechenden Redundanzen sind die Anforderungen an Fehlertoleranz und Transparenz erfüllbar. Neben diesen Produktanforderungen existieren aber auch Anforderungen an die Entwicklung eines sicherheitsrelevanten Systems. Diese bestehen auf Grund von Sicherheitsstandards und -normen und stellen z.B. Anforderungen an die Eindeutigkeit von Anforderungen, Architekturen und Implementierungen sowie an die Vollständigkeit des Nachweises, dass die Anforderungen vollständig umgesetzt sind. Die Erfüllung dieser Anforderungen kann mit formalen Methoden unterstütz werden. Dazu kann eine formale Beschreibungssprache kombiniert mit einer formalen Verifikation eingesetzt werden. Bei der Verteilung einer Funktion auf eine TTA besteht aber die Frage, ob die formal verifizierten Eigenschaften auch nach der Verteilung noch erfüllt sind. Hier können verschiedene Einflüsse durch die Taskschedules, den Kommunikationsschedule und der Konfiguration des FTCom Layers dazu führen, dass die formalen Eigenschaften nach der Verteilung nicht mehr erfüllt sind. In der vorliegenden Arbeit werden diese Einflüsse untersucht. Hierbei sind z.B. die Ausführungsreihenfolge der verteilten Tasks, der ausgewählte und parametrierte Algorithmus für das Agreement redundant empfangener Signale, die Kommunikationsverzögerung während des normalen Betriebs und der Hochlaufphase identifiziert worden. Dafür wird ein Ansatz entwickelt, der auch bei der Erfüllung der Anforderungen von Sicherheitsstandards unterstützt, die Randbedingungen der Automobilindustrie berücksichtigt und in dieser Branche anwendbar ist. Dazu gehört zum einen, dass sich die Komponenten der TTA als auch die Applikation in der gleichen Sprache beschreiben lassen. Zum anderen soll der Nachweis, dass die verteilte Applikation die Anforderungen erfüllt, vollständig und automatisiert in einer angemessenen Form durchführbar sein. Dazu wurde eine synchrone Beschreibungssprache gewählt, die sich mit einem Model Checker automatisiert verifizieren lässt. Mit der gewählten formalen Sprache werden alle erkannten Faktoren, die einen Einfluss auf das Verhalten der verteilten Applikation haben, modelliert. Die Modellierung erfolgt für n Ein- und Ausgänge sowie zugehörige Parameter und es wird gekennzeichnet, an welchen Stellen die entsprechende Komponente erweitert werden kann. Für die spezielle Applikation können die modellierten Komponenten zu einer Systemarchitektur konfiguriert und parametriert werden, so dass eine erneute Verfikation der verteilten Applikation möglich ist. Dabei kann erkannt werden, ob die Einflüsse, die bei der Verteilung entstehen können, zur Nichterfüllung der funktionalen Sicherheitseigenschaften führen.


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    Titel :

    Analyse und Modellierung der Einflüsse bei der Verteilung von Applikationssoftware auf Basis einer zeitgesteuerten Architektur im Automobilbereich


    Beteiligte:
    Kant, Dietmar (Autor:in)

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    178 Seiten, 68 Bilder, 9 Tabellen, Quellen


    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch