In Embedded Systemen ist die Zeitsteuerung schon seit mehreren Jahren ein etabliertes Konzept für verteilte Regelungen. Sie wird in der Flugzeugindustrie bereits in Serie eingesetzt. In der Automobilindustrie laufen bereits zahlreiche Vorentwicklungen auf Basis des Kommunikationsprotokolls FlexRay, das sich als de-facto Standard durchgesetzt hat. Die Zeitsteuerung ermöglicht die Zusammensetzbarkeit auf der Ebene des Kommunikationsprotokolls und darüber hinaus auf der Ebene von verteilten Algorithmen. Durch die Zeitsteuerung wird die enorme Komplexität, die in ereignisgesteuerten Systemen durch eine ständig steigende Zahl von miteinander kommunizierenden Funktionen entsteht, stark reduziert. Auf der Ebene der Applikation bedeutet Zeitsteuerung, dass Prozesse nicht aufgrund von Ereignissen z.B. Interrupts, Timeouts, freigegebene Semaphoren usw. ausgeführt werden, sondern aufgrund eines statischen Ablaufplans. Hierfür ist keine spezielle CPU erforderlich. Hingegen ist für die zeitgesteuerte Kommunikation ein eigenständiger Kommunikations-Controller notwendig, der das zeitgesteuerte Protokoll ausführt (in der Automobilindustrie meist ein FlexRay Controller). Weil der Ablaufplan allen Subsystemen voneinander getrennte Zeitschlitze zuordnet, sorgt er auf der Ebene des Kommunikationssystems für die Zusammensetzbarkeit im Bussystem. Das ist aber keine ausreichende Voraussetzung für funktionale Zusammensetzbarkeit, denn diese soll die Software-Module und Komponenten ebenso umfassen wie die reine Datenkommunikation. Daher ist es notwendig, den Entwicklungsprozess sowohl der Software als auch der Kommunikation systematisch, d.h. von der globalen zur lokalen Ebene, durchzuführen: zuerst die globale Planung, danach die lokale Validierung, die strikt auf der globalen Planung beruht. Diese Vorgehensweise wird in der zeitgesteuerten Technologie als zweistufiger Entwicklungsansatz (Two-Level Design Approach) bezeichnet. Zeitsteuerung bringt bessere verteilte Regler, mehr Zuverlässigkeit und hohe Vorteile bei der Integration unterschiedlicher Komponenten im Fahrzeug. Die dafür notwendige Vorausplanung kann durch Tools beherrscht werden, auch die Entwicklung von Fahrzeugplattformen mit einer großen Anzahl gemeinsamer Komponenten für unterschiedliche Fahrzeugtypen kann effizient durchgeführt werden.
Design zeitgesteuerter Systeme für die Automobilindustrie - Zweistufige Entwicklung und Management zeitgesteuerter Plattformen
Design of automotive time controlled systems - two stages development and management of time controlled platforms
2005
9 Seiten, 6 Bilder
Conference paper
German
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