Robustness Validation Dem Worst Case auf der Spur (Teil 2)

Im Zusammenhang von Qualität, Robustheit, Lebensdauer und Sicherheit ist es unverzichtbar, zu überprüfen, ob die Systemimplementierung den Anforderungen der Spezifikation entspricht. Hierzu gehört natürlich auch die Frage nach dem Worst-Case-Verhalten der Implementierung. Häufig werden Annahmen bezüglich des Worst Case gemacht, anstatt diesen wirklich korrekt zu ermitteln. Häufig ist es auch gar nicht möglich, den Worst Case messtechnisch zu ermitteln, und speziell in der Spezifikationsphase ist die Simulation für den Entwickler ein entscheidendes Handwerkszeug. Teil 2 dieses Artikels beschreibt eine Simulationstechnik zur Ermittlung des Worst-Case-Verhaltens, welche Synopsys kürzlich in der Version 2009.12 von Saber auf den Markt gebracht hat.

Der berühmten Frage „Was ist eigentlich das Worst-Case- Verhalten unserer Implementierung?“ sieht sich der Entwickler nur zu häufig gegenüber. Und nicht selten bleibt die Frage entweder teilweise oder komplett unbeantwortet beziehungsweise leider auch immer wieder zu häufig falsch beantwortet. Die Problematik darin: Aufgrund von Fertigungstoleranzen oder anderen äußeren Einflüssen (z.B. Temperatur) unterliegt das Verhalten einer elektrischen Schaltung offensichtlich Schwankungen. Wir groß der maximale Effekt dauraus ist, ist eine der Fragen, die bei der Untersuchung des Worst Case ermittelt werden soll. Bevor der Entwickler diese Erkenntnis in Händen halten kann, ist zunächst die erste Hürde zu nehmen. Die Herausforderung besteht darin, im ersten Schritt zu ermitteln, unter welchen Bedingungen der Worst Case denn überhaupt auftritt. Bereits hier werden im Vorfeld immer wieder Annahmen getroffen, die im Anschluss zu einem falschen Ergebnis führen. Eine der klassischen Fehlannahmen ist es, ausschließlich die Randgebiete der toleranzbehafteten Design-Parameter zu untersuchen. Also zum Beispiel für einen Widerstand nur den unteren und den oberen Toleranzwert in Betracht zu ziehen. Der Worst Case für das Gesamtsystemverhalten kann ebenso gut irgendwo innerhalb dieser Grenzen auftreten. Für die Ermittlung des Worst Case kommen zudem häufig immer noch proprietäre Lösungen zum Einsatz, was maßgeblich daran liegt, dass bis heute noch keine zufriedenstellende Lösung für diese Aufgabenstellung vorlag. Im Folgenden werden die bekanntesten Methoden, die in der täglichen Praxis eingesetzt werden, aufgeführt und deren Vor- und Nachteile aufgezeigt.