CD-Labor for Embedded Software Systems

Forschungsschwerpunkt sind Konzepte, Methoden und Werkzeuge für die – zum Teil – automatisierte Konstruktion von sicherheitskritischen, eingebetteten Softwaresystemen (Embedded Systems). Anwendungsbereiche sind vor allem Automatisierungs- und Regelsysteme der Automobilindustrie.

Embedded Systems sind Computer, die Teil eines anderen technischen Systems sind, wie zum Beispiel eines Autos oder Flugzeugs. Ein solches Computersystem hat die Aufgabe, die relevanten Veränderungen des technischen Systems über Sensoren zu erfassen. Darauf basierend steuert es das System, in das es eingebettet ist, mit sogenannten Aktuatoren. Bei der Entwicklung besteht zwischen eingebetteter und sonstiger Software eine signifikante technologische und methodische Lücke, die es zu schließen gilt. Dazu sollen die hier durchgeführten Forschungsarbeiten beitragen, indem innovative Softwaretechnik zur Konstruktion von zuverlässigen, sicherheitskritischen, eingebetteten Automatisierungs- und Regelungssoftwaresystemen erfunden und entwickelt wird.

Ein zentraler Aspekt der Korrektheit eines eingebetteten Systems ist das temporale Verhalten. Eine sogenannte Modell-basierte Entwicklung erfordert geeignete Abstraktionen zur expliziten Beschreibung des Zeitverhaltens von eingebetteter Software, sodass daraus der ausführbare Programmcode generiert werden kann. In den vorherrschenden Programmiermodellen ergibt sich das Zeitverhalten von Software oft implizit durch die Ausführungsplattform. Das Ziel ist es, dass das Zeitverhalten ein explizit spezifizierter Aspekt des Entwurfs wird und der entsprechende Code für eine spezifische Ausführungsplattform automatisch generiert wird. Dadurch kann die Embedded Software bei unverändertem Zeitverhalten auf eine andere Plattform portiert werden.

Nicht nur diese Portabilität wird dank der Forschungsarbeiten hier geschaffen, sondern auch die Möglichkeit, dass Softwaredienste auf verteilten Plattformen komponiert werden, ohne ihr zeitliches Verhalten zu ändern. Das ist unter anderem ein wichtiges Ziel in der Automobilindustrie, um die Anzahl der Rechnerknoten (Electronic Control Units) im Fahrzeug verringern zu können. Weitere Forschungsergebnisse ermöglichen die Beschreibung der Hard- und Software-Komponenten eines Embedded Systems und darauf aufbauend auch die Überprüfung, ob bestimmte Produktkonfigurationen korrekt sind.