AutoFOCUS3 (AF3) ist ein modellbasiertes Werkzeug und eine Forschungsplattform für sicherheitskritische eingebettete Systeme. Es baut auf einem generischen Eclipse-basierten Tooling-Framework auf, ist Open Source (Apache 2.0-Lizenz) und wird halbjährlich für Windows und Linux veröffentlicht (64 Bit).

AutoFOCUS3 unterstützt das Design, die Entwicklung und Validierung sicherheitskritischer eingebetteter Systeme in vielen Entwicklungsphasen, einschließlich Architekturdesign, Implementierung, Hardware/Software-Integration und Safety-Argumentation auf der Grundlage formaler Modelle unter den folgenden Gesichtspunkten:

• Anforderungen
• Logische Architektur und Verhalten
• Technische (Hard- und Software-)Architektur
• Verteilung (Software/Hardware-Mapping, Scheduling)
• Safety-Argumentation

Fortgeschrittene Funktionen ermöglichen es, Design- und Implementierungsalternativen (z.B. Safety Patterns, Task-Verteilung/Mapping, Partitions-/Kompartmentarchitekturen) auf der Grundlage aktuellster formaler Methoden und Solver (z.B. Z3-Solver) zu untersuchen und Designs in einem frühen Stadium durch funktionale Simulation und Co-Simulation (per FMI) zu validieren. Die automatischen Artefaktsynthesefähigkeiten des Tools ermöglichen eine schnelle Entwicklung (z.B. Code- und Konfigurationsgenerierung, Scheduling-Synthese). Modulare Assurance Cases, die in der Goal-Structuring Notation (GSN) kodiert sind, ermöglichen es den Anwendern, die Zuverlässigkeit eines Systems zu dokumentieren, indem sie Informationen über seine Umgebung und den Entwicklungskontext einbringen. Sie liefern ein strukturiertes Argument, das eine systematische Beziehung zwischen einem Verlässlichkeitsziel und dessen Nachweis (z.B. Validierungsartefakt) herstellt.

• Bereitstellung eines modellbasierten Tools und einer Forschungsplattform für das Design, die Entwicklung und Validierung sicherheitskritischer eingebetteter Systeme
• Bereitstellung eines qualitativ hochwertigen und erweiterbaren Open-Source-Frameworks für Rapid Tool Prototyping (siehe z.B. SmartF-IT)
• Inkubator für fortschrittliche Methoden des System Engineerings
• Schließung der Lücke zwischen Wissenschaft und Industrie durch Transfer neuer Ansätze sowie realistischen Use-Cases und Anforderungen

Das Tool ist eine Forschungsplattform zur Erforschung neuartiger modellbasierter Systeme und Software-Engineering-Techniken in den folgenden Bereichen:

• Wie können Werkzeuge entwickelt werden, die die Expertise von Ingenieuren mit der Leistungsfähigkeit modernster formaler Methoden kombinieren?
• Definition von correct-by-construction computergestützten Designansätzen zur Optimierung von Hard- und Softwarearchitekturen, die industrielle Anforderungen berücksichtigen (z.B. Safety, Zuverlässigkeit, Echtzeit, etc.).
• Wie kann der Einsatz effizienter Solver oder einer Kombination von Solvern (z.B. SMT, MOEA) für modellbasierte Explorationstechniken ermöglicht werden, die auch in realistischen Use Cases skalieren?
• Wie kann man mit Hilfe von modularen Assurance Cases effizient Verlässlichkeitsargumente für Systeme in offenen Kontexten erstellen bzw. pflegen?
• Wie kann modellbasiertes Engineering dazu verwendet werden, Safety/Security Trade-Off Analysen durchzuführen, indem für eine gegebene Safety-Argumentation Attack-Defence Trees synthetisiert und analysiert werden?

Mit Hilfe des fortissimo-Demonstrators wird gezeigt, wie man Software- und Systemarchitekturen für autonome Fahrzeuge mit einem modellbasierten Ansatz konzipiert.