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Methoden und Prozesse für die Steuergerätekonfiguration in AUTOSAR-Anwendungen

Echtzeit in AUTOSAR in Serie

12. August 2011, 12:45 Uhr | Von Christoph Ficek und Dr. Kai Richter

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Last, Zyklus- und Ausführungszeiten

Die prozentuale Auslastung einer CPU ergibt sich aus der Summe der Last aller ausgeführten Funktionen und Komponenten. Die Last einer einzelnen Funktion wiederum ergibt sich aus dem Quotienten von Laufzeit und Zykluszeit der Funktion.

Die Zykluszeit einer Funktion ist in der Funktionsmodellierung, z.B. in Matlab/Simulink oder Ascet, bekannt und als Periode oder Sample Time beschrieben. Bei nicht periodischen Prozessen können die Aktivierungshäufigkeiten aus der Funktionssimulation abgeleitet werden.

Für die Ermittlung der Laufzeit einer Funktion stehen je nach Fortschritt der Entwicklung verschiedene Methoden zur Verfügung. Aus früheren Projekten können Laufzeiten-Schätzungen am Anfang der Entwicklung verwendet werden. Budgetierung ist ebenfalls eine häufig eingesetzte Methode. Stehen im Laufe des Projektes erste Implementierungen zur Verfügung, können diese auf Prozessorsimulatoren (z.B. von Vast), auf Prototypen-Hardware oder später auf der echten Ziel-Hardware ausgemessen werden (z.B. mit Gliwa T1). Eine statische Laufzeitanalyse (z.B. von AbsInt) liefert zudem zuverlässige obere Laufzeitschranken.

In Bild 1 ist ein Beispiel mit drei Software-Komponenten (SW-C) mit jeweils mehreren Runnables und den entsprechenden Laufzeiten (execution time, et) und Zykluszeiten (time sample, ts) zu sehen. Die Tabelle zeigt die Auswertung einer Lastanalyse für das gesamte System (71 Prozent) sowie für die einzelnen, dazu beitragenden Teile.

Die Laufzeit einzelner Funktionen und Komponenten wird im Projektverlauf durch eine immer detailreichere Systembeschreibung zunehmend genauer; so wird auch das Lastmodell im Projektverlauf verfeinert. Damit kann man kritische Lastsituationen frühzeitig erkennen und gezielt entgegenwirken, beispielsweise durch Reduzierung der Laufzeit-Budgets und/oder Erhöhung der Zykluszeiten.

Die Aussage über die erwartete Last stellt einen ersten Anhaltspunkt für die Realisierbarkeit eines Systems dar, jedoch keine hinreichende Garantie. Integrations- und Scheduling-Effekte wie Jitter, Wirkketten-Latenzen oder temporäre Lastspitzen werden innerhalb einer reinen Lastbetrachtung nicht berücksichtigt und müssen gesondert untersucht werden.