ISBN 978-3-8439-2865-6

978-3-8439-2865-6, Reihe Informatik

Heike Rolfs
Partitionierung und Bewertung MARTE-spezifizierter Hardware/Software-Systeme

179 Seiten, Dissertation Universität der Bundeswehr München (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Einen der wichtigsten und auch schwierigsten Schritte beim Entwurf eingebetteter Systeme stellt die Partitionierung in Hardware- und Software-Komponenten dar. Die Partitionierungsentscheidung ist fundamental, da hiermit sowohl die internen Abläufe als auch die Leistungsparameter festgelegt werden. Da der Entwurf solcher Systeme immer komplexer und kostspieliger wird, spielt die Wiederverwendbarkeit existierender Hardware und Software eine immer größer werdende Rolle. Die Entscheidung, welche Komponenten und Funktionen unverändert übernommen und welche Teile angepasst werden müssen, beeinflusst maßgeblich die Entwicklungszeit und -kosten. Um im Falle einer nötigen Neuentwicklung diese zeitnah beginnen zu können muss diese Entscheidung so früh wie möglich im Entwurfsprozess getroffen werden.

Daher wird für den Entwurf solcher Systeme ein Verfahren benötigt das auf Basis einer abstrakten Spezifikation eine Bewertung durch eine Analyse der quantitativen Aspekte oder eine Simulation des Systems ermöglicht. Ein solches Verfahren sollte dabei eine durchgängige Verwendung auf allen Ebenen unterstützen und die erforderlichen Daten und die Ergebnisse verständlich aufbereiten.

In dieser Arbeit werden, auf Basis einer UML-Spezifikation unter Verwendung des MARTE-Profils, verschiedene Design-Alternativen spezifiziert, die jeweils aus einer Auswahl aus verfügbaren Hardware-Komponenten und aus einer Abbildung eines spezifizierten Verhaltens auf die gewählten Komponenten besteht.

Mittels gemischt-ganzzahliger linearer Programmierung (Mixed Integer Linear Programming, MILP), wird, unter Berücksichtigung von Beschränkungen wie Performanz, Fläche und Verlustleistung, die Auswahl an Komponenten und deren Verknüpfung ermittelt und eine für diese Architektur gültige Ablaufplanung berechnet. Auf diese Weise können geeignete Design-Alternativen ausgewählt werden.

Aus den ausgewählten Design-Alternativen werden im Anschluss simulierbare Erweiterte Warteschlangennetze (Extended Queueing Network, EQNs) automatisch generiert, um eine detailliertere Analyse dieser Systeme zu ermöglichen. Die Generierung der EQNs beruht dabei auf einem Verfahren der modularen Spezifikation von EQN-Komponentenmodellen, das in diesem Rahmen ebenfalls vorgestellt wird.