ISBN 9783868539448

978-3-86853-944-8, Reihe Informatik

Matthias Müller
Modellierung und Bewertung eingebetteter Hardware/Software-Systeme unter Berücksichtigung von Echtzeitbetriebssystemen

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

Zusammenfassung / Abstract

Moderne eingebettete Systeme sind zunehmend softwaredominiert, das heißt, ein Großteil der Systemfunktionalität wird durch Software erbracht, die von einer prozessorzentrischen Hardwareplattform ausgeführt wird. Dabei kommen immer häufiger Echtzeitbetriebssysteme zur Verwaltung der Systemressourcen und Koordination der Softwareausführung zum Einsatz.

Der Entwurf moderner eingebetteter Systeme sieht sich mit vielfältigen Randbedingungen und Freiheitsgraden konfrontiert. Bereits in frühen Entwurfsphasen müssen wichtige Entwurfsentscheidungen getroffen werden, deren Auswirkungen oftmals erst viel später im Entwurfsprozess sichtbar werden. Falsche Entwurfsentscheidungen führen dabei zu zeit- und kostenintensiven Entwurfsüberarbeitungszyklen. Daher bedient man sich häufig modellbasierter Entwurfsparadigmen. Das zu entwickelnde System wird zunächst auf hohen Abstraktionsebenen modelliert und bewertet, und anschließend schrittweise verfeinert. Beim Entwurf softwaredominierter eingebetteter Systeme sind Modelle erforderlich, die das Verhalten von Software unter Kontrolle eines Echtzeitbetriebssystems adäquat wiedergeben können.

Der in der vorliegenden Arbeit entwickelte Ansatz ermöglicht die modellbasierte Erfassung des Verhaltens von Software und Echtzeitbetriebssystemen in frühen Phasen eines Entwurfs. Ausgehend von einem abstrakten Anwendungsmodell wird automatisch ein generisches Systemmodell erzeugt und mit analytisch bestimmten Software- und Echtzeitbetriebssystemlaufzeiten angereichert. Dadurch ermöglicht der Ansatz die frühzeitige Verfügbarkeit eines zur Systembewertung geeigneten Modells. Zu Beginn der Simulation lässt sich das generische Systemmodell zunächst flexibel und mit geringem Aufwand hinsichtlich einer zu bewertenden Systemarchitektur konfigurieren, bevor anschließend das reale funktionale sowie zeitliche Verhalten des Systems simuliert und bewertet werden kann.

Mithilfe verschiedener Anwendungen wurde die hohe Genauigkeit des Ansatzes bei der Simulation des zeitlichen Systemverhaltens belegt. Am Beispiel eines Fahrerassistenzsystems wurde die Anwendbarkeit des Ansatzes für die Bewertung verschiedener Systemkonfigurationen und damit für frühzeitige Entwurfsraumexplorationen demonstriert.