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Werkzeugkette für die Software-Entwicklung eingebetteter Systeme

Forscher von der Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK arbeiten an einer durchgängigen Werkzeugkette für die Software-Entwicklung eingebetteter Systeme. Mit deren Hilfe sollen nicht-funktionale Eigenschaften sowohl modelliert als auch analysiert werden können. Entwickelt wurde die Werkzeugkette im Projekt Chess der Europäischen Union (EU). Sie unterstützt Entwickler bei der Zusammenstellung verschiedener Softwarekomponenten, indem sie einzelne Aspekte des Modells, wie Zeitverhalten und Verlässlichkeit, darstellt. Einsetzbar ist sie beispielsweise in der Automobildomäne für Autosar.

Die umfangreiche Elektronikausstattung moderner Fahrzeuge macht die Softwareentwicklung immer komplexer, weiß die Fraunhofer ESK. Insbesondere, wenn nicht-funktionale Eigenschaften wie Zuverlässigkeit oder Zeitverhalten garantiert werden sollen. Bisherige Lösungen werden diesen Anforderungen nicht gerecht. Im EU-Projekt Chess arbeitet die Fraunhofer ESK daher mit Projektpartnern an einer durchgängigen, domänenübergreifenden Werkzeugkette für die Software-Entwicklung eingebetteter Systeme. Ziel ist es, den Entwicklungsprozess hinsichtlich Durchgängigkeit und Komplexität zu optimieren und die Qualität der Software zu verbessern. Dazu integrieren die Wissenschaftler die Modellierung nicht-funktionaler Eigenschaften in die komponentenbasierte Entwicklungsmethodik. Mit dem entstandenen Modellierungswerkzeug können Entwickler funktionale und nicht-funktionale Eigenschaften modellieren, validieren und als Target-Code ausgeben.

Den Entwicklungsaufwand reduzieren die Projektpartner einerseits, indem sie die Komplexität der Software-Entwicklung beherrschbar machen. So ermöglicht der Chess-Editor die getrennte Bearbeitung der funktionalen und nicht-funktionalen Eigenschaften und schränkt die Ansicht mit so genannten "Views" auf einzelne Aspekte des Modells, wie Verlässlichkeit, ein. Andererseits ermöglichen Analyse- und Simulationsmethoden eine Fehlererkennung bereits in einer frühen Phase des Entwurfs, in der Änderungen noch günstig durchführbar sind. Neben statischen Analyseverfahren kommt hier auch das Simulationsframework Dynasim der Fraunhofer ESK zum Einsatz. Dieses Framework ermöglicht neben der Analyse des Zeitverhaltens auch die Simulation von adaptivem Funktionsverhalten. Zudem können Automobilhersteller durch die Kombination aus modell- und komponentenbasierten Entwurf und der Berücksichtigung nicht-funktionaler Eigenschaften komplexe Funktionen wesentlich einfacher in das Automobil integrieren. Die Hersteller erhalten so neue Möglichkeiten zur Optimierung des Bordnetzes und zur Integration von neuartigen Diensten.

Anlässlich der Messe Embedded World 2012, die von Dienstag, 28. Februar 2012, bis Donnerstag, 1. März 2012, in Nürnberg stattfindet, stellen die Wissenschaftler die Werkzeugkette am Beispiel der Automotive-Domäne vor, bei welcher der erzeugte Target-Code direkt an dem Modell eines Elektroautos erprobt wird. Die Fraunhofer ESK forscht anwendungsorientiert an vernetzten Informations- und Kommunikationssystemen, die sie ressourceneffizient, flexibel und zuverlässig gestaltet. Dabei greift sie auf die Kernkompetenzen Leitungsgebundene Übertragungstechnik, Lokale Funknetze, Zuverlässige Ethernet/IP-Kommunikation, Adaptive Systeme, Modellbasierter Software-Entwurf und Absicherung sowie Multicore-Software zurück. Diese Kompetenzen kommen in den Anwendungsfeldern Automotive, Industrial Communication und Telecommunication zum Einsatz.
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