Echtzeit-Systemdesign mit Hilfe der AUTOSAR-Methodik Echtzeitfähigkeit ist alles

Moderne Kraftfahrzeuge enthalten immer mehr Software. Autos der 1980er und 1990er Jahre enthielten nur einige wenige elektrische Funktionen, die zudem noch mehr oder weniger unabhängig voneinander waren. Heute haben wir es mit komplexeren Netzwerken aus vielfältigen Funktionen zu tun, die sich über mehrere elektronische Steuergeräte (Electronic Control Units — ECUs) im Auto verteilen und zudem in enormem Maße miteinander interagieren. Hieraus resultiert ein Zuwachs an Komplexität, der sich nur mit Hilfe einer neuen Designmethodik — nämlich AUTOSAR — bewältigen lässt.

Moderne Kraftfahrzeuge enthalten immer mehr Software. Autos der 1980er und 1990er Jahre enthielten nur einige wenige elektrische Funktionen, die zudem noch mehr oder weniger unabhängig voneinander waren. Heute haben wir es mit komplexeren Netzwerken aus vielfältigen Funktionen zu tun, die sich über mehrere elektronische Steuergeräte (Electronic Control Units — ECUs) im Auto verteilen und zudem in enormem Maße miteinander interagieren. Hieraus resultiert ein Zuwachs an Komplexität, der sich nur mit Hilfe einer neuen Designmethodik — nämlich AUTOSAR — bewältigen lässt.

Allein die Anzahl der Funktionen macht deutlich, dass das bisherige Paradigma, für jede Funktion ein eigenes Steuergerät vorzusehen, schon wegen des begrenzten Bauraums im Auto nicht mehr aufrecht erhalten werden kann. Allerdings muss bei der Zusammenfassung mehrerer Funktionen in einem elektronischen Steuergerät darauf geachtet werden, dass sich die verschiedenen Funktionen nicht gegenseitig stören (Bild 1).

Ein weiteres Beispiel für die Funktionsintegration ist die Wiederverwendung von Software-Komponenten in verschiedenen Produktlinien.

Die Automobilhersteller führen neue, innovative Funktionen zunächst meist in Fahrzeugen der Oberklasse ein (z.B. der 7er-Serie von BMW). Mit der Zeit werden diese Funktionen jedoch auch in künftigen kleineren Serien nachgefragt. Die aktuelle 3er-Reihe etwa weist ungefähr denselben Funktionsumfang auf wie die bisherige 7er-Reihe. Da der Kostenrahmen in den kleineren Serien enger gesteckt ist, führt um die Wiederverwendung der Funktionen kein Weg herum, denn eine Neuentwicklung für jede Baureihe scheidet von vornherein aus.

Für die Automobilhersteller kommt es schlicht nicht in Frage, nur wegen der abweichenden Hardware-Architektur einer neuen Modellreihe die gesamte Software neu zu entwickeln. Die Wiederverwendung ist deshalb ein Muss. Änderungen der Hardware können allerdings nicht in jedem Fall vermieden werden, sondern sind sogar zwingend notwendig, da die Kostenstruktur und der verfügbare Platz bei Limousinen der Oberklasse und bei Kompaktfahrzeugen zwangsläufig unterschiedlich sind.

Gefragt ist eine gewisse Flexibilität hinsichtlich des Designs des Gesamtsystems. Es sollte möglich sein, eine Gruppe von Software-Komponenten, die im Fahrzeugmodell A in einem bestimmten elektronischen Steuergerät installiert ist, in Modell B mit Hilfe anderer Steuergeräte zu implementieren. Diese Neugruppierung der Funktionen sollte zudem ohne großen manuellen Entwicklungs und Prüfaufwand möglich sein.

Lösungsmöglichkeiten hierfür bietet AUTOSAR, eine Entwicklungspartnerschaft zwischen mehreren Fahrzeugherstellern, prominenten Zulieferern und Tool-Anbietern, die einen offenen Standard für Embedded-Middleware definiert. Von dieser Middleware wird die Fähigkeit zur Wiederverwendung, zur einfachen Umpartitionierung von Funktionen und die Abstraktion von der zugrunde liegenden Hardware und des Kommunikations-Busses gefordert.