ISBN 9783843912730

978-3-8439-1273-0, Reihe Informationstechnik

Simon Görke
Eine flexible Plattform für Fly-by-Wire-Systeme - Spezialisierbarkeit als Schlüssel zur effizienten Entwicklung sicherheitskritischer Avionik

231 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2013), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Die Entwicklung von Fly-by-Wire-Systemen stellt eine komplexe Aufgabe dar, die in der Praxis häufig in sehr anwendungsspezifischen Lösungen resultiert. Diese Arbeit umfasst die grundlegende Konzeption einer Plattform-Technologie, bei welcher die Entwicklung funktionell hoch integrierter Fly-by-Wire-Systeme durch Instanziierung, also Ableitung aus einer generischen, aber flexibel spezialisierbaren „Bibliothek“ erfolgt.

Der gewählte Lösungsweg ist hierbei wie folgt charakterisiert: bezogen auf die Hardware wird von einem modularen Ansatz ausgegangen, in dem Rechnermodule über Netzwerke kommunizieren, und Sensoren und Aktuatoren über spezielle io-Module angebunden werden. Strukturell trennt der Ansatz klar zwischen der Systemseite, welche die (anwendungsspezifischen) Systemfunktionen mit zugehörigen Sensoren und Aktuatoren beinhaltet, und der Plattform, die auf Basis der vernetzten Rechnermodule eine Ablaufumgebung für die Systemfunktionen bereitstellt. Dieses „Plattformmanagement“ umfasst alle Ebenen der fehlertoleranten Verwaltung innerhalb der Rechnermodule, zwischen den vernetzten Rechnermodulen sowie für alle Sensoren und Aktuatoren.

Zur Lösung der bezüglich des Plattformmanagements sehr umfangreichen Instanziierungsaufgabe sieht die Arbeit eine weitreichende Automatisierung vor: Basierend auf einer auf hohem Abstraktionsniveau manuell erstellten System-„Beschreibung“ wählt ein regelbasiertes Werkzeug in einem mehrschrittigen Prozess für jedes der beteiligten Rechnermodule die erforderlichen Softwarekomponenten aus, kombiniert diese und legt schließlich ihre jeweiligen Parameter in geeigneter Form fest.

Die Arbeit stellt die Konzeption der Plattform-Technologie dar, umfasst die Modellierung von sicherheitsrelevanten Plattform-Eigenschaften, und führt in das grundlegende Konzept der Autoinstanziierung ein. Die Validierung des Ansatzes erfolgt anhand der ebenfalls im Rahmen der Arbeit beschriebenen Entwicklung eines "Fail/Operational"-Flugsteuerungssystems für ein Flugzeug der Zulassungsklasse CS23 (ATOL-fähiger Technologiedemonstrator).