ISBN 978-3-86853-887-8

978-3-86853-887-8, Reihe Informatik

Matthias Krause
Automatisierte Erstellung und Verfeinerung virtueller Prototypen für den Entwurf verteilter eingebetteter Systeme

208 Seiten, Dissertation Eberhard-Karls-Universität Tübingen (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit wurde ein Ansatz zur automatischen Erstellung und Verfeinerung virtueller Prototypen für den Entwurf verteilter eingebetteter Systeme vorgestellt, bei dem der Fokus auf eingebetteter Software liegt. Das Ziel dabei war, einen durchgängigen Entwurfsablauf zu erstellen und die einzelnen Entwurfsschritte zu automatisieren. Aus diesem Grund wurde zunächst ein allgemeiner Ansatz zur Integration von Softwarekomponenten in den virtuellen Prototyp vorgestellt, der ein Modell des virtuellen Prototyps bereits auf einer noch von der Zielplattform unabhängigen Modellierungsebene erstellt. Von dieser Ebene ausgehend wird der virtuelle Prototyp anschließend bezüglich der Kommunikation und bezüglich der Software verfeinert. Hierzu wurden automatisierte Verfahren vorgestellt. Durch das in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren zur Verfeinerung des Softwareanteils eines virtuellen Prototyps, kann die Anwendungssoftware auf ein RTOS-Modell abgebildet, anschließend für den Simulationsrechner kompiliert und schließlich zur Simulation des Systems ausgeführt werden. Sie lässt sich allerdings auch in Target-Software überführen, was die Ausführung auf einem Instruktionssatz- Simulator ermöglicht und für die Integration der Software in den realen Prototyp sowie in das reale System notwendig ist. Somit wurde ein durchgängiger Ablauf für die Software, von der Integration des rein funktionalen Codes in den virtuellen Prototyp bis zur Erstellung der Target- Software, geschaffen. Da der Entwurfsablauf sowohl die auf Host-kompiliertem Code basierte Simulation als auch die auf Zielplattform-kompiliertem Code basierte Simulation unterstützt, kann der Anwender die für ihn am besten geeignete Methode auswählen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde außerdem die Simulation von RTOS-Modellen dahingehend verbessert, dass durch den hier vorgestellten Ansatz nun eine taktzyklengenaue Unterbrechung der Software bei einem durch den Scheduler hervorgerufenen Kontextwechsels möglich ist. Schließlich wurde die vorgestellte Methodik an einem Anwendungsbeispiel aus dem Automobilbereich durchgeführt. Hierbei wurde gezeigt, dass virtuelle Prototypen auch für die Entwicklung verteilter feldbusbasierter Systeme, wie sie im Automobil vorkommen, einsetzbar sind. Der Einstiegspunkt der Modellierung auf CP-Ebene sowie die Ausrichtung auf softwarebasierte Kommunikationsaufrufe sind wichtige Faktoren im Hinblick auf verteilte Anwendungssoftware.