Verbundprojekt ARAMIS II - Entwicklungsprozesse, Werkzeuge, Plattformen für Sicherheitskritische Multicoresysteme: Schlussbericht

abstract

Sicherheitskritische Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, aber auch das Zukunftsthema Industrie 4.0 zeigen einen deutlich steigenden Bedarf an digitaler Rechenleistung. Sie wird beispielsweise für hoch automatisierte Fahrzeuge und echtzeitfähig vernetzte Maschinen benötigt. Weiterhin wird dieser Bedarf durch eine immer größere Integration und Interaktion mit anderen Systemen und Services verstärkt. Daraus resultiert, dass auch die Prozessoren von eingebetteten Systemen in nächster Zeit auf Multicore-Technologie basieren werden, die in anderen Anwendungsgebieten wie PCs, Tablets und Smartphones längst erfolgreich verwendet werden. Sicherheitskritische Anwendungen in den genannten Domänen bringen jedoch zusätzliche komplexe Anforderungen mit sich, die zuvor nicht oder nur teilweise mit unverhältnismäßig hohem Aufwand erfüllt werden konnten. In ARAMiS haben führende Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen die grundsätzliche Verwendbarkeit von Multicore Architekturen in sicherheitskritischen Anwendungen prototypisch gezeigt. ARAMiS II hat sich daran anknüpfend die Optimierung und Weiterentwicklung der Entwicklungsprozesse, vor allem aber geeignete Entwicklungswerkzeuge und Plattformen für den effizienten Einsatz der Multicore-Technologie zum Ziel gesetzt. Hier fehlte insbesondere ein systematischer und strukturierter Ansatz zur Entwicklung von Multicore-Software und Plattformen („Strukturierter Multicore Entwicklungsprozess“). Der zweite Projektschwerpunkt war die Entwicklung von notwendigen neuen Methoden und Werkzeugen, welche diesen neuen durchgängigen strukturierten Multicore-Entwicklungsprozess realisieren. Unabdingbar für zukünftige sicherheitskritische Systeme waren auch die Entwicklung und Erweiterung von etablierten industriellen Plattformen unter Berücksichtigung multicore-spezifischer Anforderungen – diese bildeten den dritten Schwerpunkt. Der erarbeitete Entwicklungsprozess mit seinen erweiterten und neuen Methoden, Werkzeugen und Plattformadaptionen wurde über insgesamt zehn repräsentativen Demonstratoren aus den Anwendungsfeldern Automotive, Avionik und Industrie-automatisierung evaluiert. Die Anwendungsbeispiele reichten im Automobilbereich von „Chassis“ (Fahrgestell) über „Powertrain“ (Antriebsstrang) bis hin zu neuen E/E-Architekturen für Elektro-fahrzeuge. Im Avionikbereich wurde eine Erweiterung des in ARAMiS entstandenen Multicore Observers und eine Triebwerks-steuerung betrachtet, sowie Anwendungsbeispiele im Bereich der Flugsteuerung und eines Cockpit Displaysystems. In der Industrieautomatisierung schließlich standen Anwendungen aus den Bereichen mobile Maschinen und vernetzte Pumpen für die Evaluation der Ansätze und Ergebnisse zur Verfügung.