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Trends und Herausforderungen bei der Entwicklung von Echtzeitsystemen im Fahrzeugumfeld

Quo vadis Echtzeitsysteme?

17. August 2012, 9:07 Uhr | Tapio Kramer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Integration von Entwicklungswerkzeugen erhöht Produktivität

Der hohe Integrationsbedarf bei Entwicklungswerkzeugen, aber auch die Nachfrage nach verbesserter Zusammenarbeit verschiedener Entwicklungsgruppen sind anhaltende Trends in der Entwicklung von E/E-Systemen. In einer Kundenumfrage wurde mehrheitlich geäußert, dass das bessere Zusammenspiel der verwendeten Entwicklungswerkzeuge die Produktivität der Mitarbeiter steigert und damit den ausschlaggebenden Kostenfaktor Arbeit senkt. Für die Echtzeitwerkzeuge bedeutet dies, dass vorhandene Methoden und Werkzeuge für den Funktionsentwurf durch enge Integration auch Timing- und Performance-Aspekte abdecken können müssen. Für eine bessere Kollaboration der Nutzer müssen sie Abstraktion und Transparenz des Echtzeitverhaltens bieten.
Im Anforderungs-Management beispielsweise mit Doors werden funktionsrelevante und nicht-funktionsrelevante Anforderungen erfasst und beschrieben. Diese eher informellen Anforderungen müssen für eine Beschreibung und Überprüfung der Echtzeitanforderungen formalisiert und verfeinert werden, ohne dabei die Rückverfolgbarkeit einzubüßen. Hierzu bietet es sich an, die Anforderungen über eine standardisierte Schnittstelle wie OSLC (Open Services for Lifecycle Collaboration) auszutauschen, um sie domänenspezifisch hinsichtlich Timing und Leistungsfähigkeit zu verfeinern. Mit Hilfe der Echtzeitsimulation und -validierung können anschließend die Echtzeitanforderungen bereits in frühen Entwicklungsphasen überprüft werden. Die Ergebnisse werden wieder über OSLC in das Anforderungs-Management übertragen.
Liegt die Funktionsbeschreibung des Systems bereits als UML-Modell vor, bietet es sich an, auch das dynamische Verhalten im selben Modell zu beschreiben. Das bietet die Vorteile, in nur einer Umgebung zu modellieren, Aufwand zu sparen und die Konsistenz sicherzustellen. Mittels Code-Generierung wird ein Timing-Modell erzeugt und in den Echtzeitwerkzeugen analysiert. Der Systemarchitekt kann so auch das dynamische Echtzeitverhalten in seine Architekturentscheidungen mit einbeziehen.
AUTOSAR definiert XML-basierte Datenaustauschformate u.a. für die Beschreibung der Steuergeräte und der Kommunikation. Durch Import der Steuergerätebeschreibung (ECU-Description) können für die Timing-Analyse wesentliche Kenngrößen des Systems bezüglich Tasks, Runnables, aber auch des Schedulings leicht importiert werden. Allerdings liegen nicht immer auch alle Angaben hinsichtlich des Rechenleistungsbedarfs der Software-Komponenten vor, so dass für ein vollständiges Timing-Modell manchmal noch weitere Angaben über das System erfasst und in das Modell eingebracht werden müssen. Die von AUTOSAR standardisierte Austauschbarkeit der Daten zwischen Entwicklern und Werkzeugen wird auch noch nicht überall voll unterstützt, so dass ein Timing-Werkzeug es offen ermöglichen sollte, auch proprietäre Daten leicht zu importieren.