Technische Universität München Automotive Software Methoden und Technologien Zentralübung Übungsblatt 2: Domäne Antrieb 03. Mai 2012 Sascha Schwind.

Präsentation zum Thema: "Technische Universität München Automotive Software Methoden und Technologien Zentralübung Übungsblatt 2: Domäne Antrieb 03. Mai 2012 Sascha Schwind."—  Präsentation transkript:

1 Technische Universität München Automotive Software Methoden und Technologien Zentralübung Übungsblatt 2: Domäne Antrieb 03. Mai 2012 Sascha Schwind

2 Technische Universität München Aufgabe 1 Welche antriebsseitigen Faktoren waren für die massenhafte Verbreitung des Automobils entscheidend? Welche Faktoren sind heute für Antriebe entscheidend?

3 Technische Universität München Aufgabe 1 Welche antriebsseitigen Faktoren waren für die massenhafte Verbreitung des Automobils entscheidend? Kleine, leichte Antriebe mit ausreichend hoher spezifischer Leistung (schnelllaufende Ottomotoren) und Verfügbarkeit eines Energiespeichers mit ausreichend hoher Energiedichte (Benzin)

4 Technische Universität München Aufgabe 1 Welche antriebsseitigen Faktoren waren für die massenhafte Verbreitung des Automobils entscheidend? Kleine, leichte Antriebe mit ausreichend hoher spezifischer Leistung (schnelllaufende Ottomotoren) und Verfügbarkeit eines Energiespeichers mit ausreichend hoher Energiedichte (Benzin) Welche Faktoren sind heute für Antriebe entscheidend? Leistung, Verbrauch, Emissionen, Komfort

5 Technische Universität München Aufgabe 2 Nennen Sie fünf Meilensteine in der Entwicklung moderner Automobilantriebe. Welche Faktoren haben den Einsatz von Elektronik / Software in der Antriebsdomäne in jüngerer Zeit begünstigt ?

6 Technische Universität München Aufgabe 2: Nennen Sie fünf Meilensteine in der Entwicklung moderner Automobilantriebe. 1958 erster PKW (DeSoto) mit optionaler (und unzuverlässiger) elektronischer Benzineinspritzung (Bendix) 1964 erste Transistorzündung (Bosch), dadurch wesentlich verbesserte Störanfällligkeit, Präzision 1967 erste zuverlässige elektronische Benzineinspritzung (Bosch D-Jetronic -- analog, diskrete Bauteile) im VW 1600 1987 erster Diesel-PKW mit digital gesteuerter Direkteinspritzung 1991 Einführung CAN (Controller Area Network)-Bus erstes eigenständiges digitales Getriebesteuergerät

7 Technische Universität München Aufgabe 2 Welche Faktoren haben den Einsatz von Elektronik / Software in der Antriebsdomäne in jüngerer Zeit begünstigt ? (Gesetzliche) Emissionsanforderungen Verfügbarkeit integrierter Schaltkreise und somit preiswerter Microcontroller elektronische Eingriffe in Fahrdynamik allgemein gestiegener Anspruch an Leistung, Verbrauch, Emissionen, Komfort

8 Technische Universität München Aufgabe 3 Was unterscheidet die primäre Bedienoberfläche des Antriebs von anderen computergesteuerten Systemen z.B. im Infotainment oder beim PC? Welche Erwartungshaltung resultiert beim Benutzer des Systems daraus? Welche Anforderungen ergeben sich daraus für die Software- Entwicklung ?

9 Technische Universität München Aufgabe 3 Was unterscheidet die primäre Bedienoberfläche des Antriebs von anderen computergesteuerten Systemen z.B. im Infotainment oder beim PC? vergleichsweise simple Oberfläche (Gaspedal, Wählhebel) ohne GUI, Text etc., schon sehr lange etabliert, muss auch von nicht-computeraffinen Personen "im Schlaf" bedient werden können

10 Technische Universität München Aufgabe 3 Welche Erwartungshaltung resultiert beim Benutzer des Systems daraus? muss so funktionieren wie es schon immer funktioniert hat, Software / Elektronik muss "unsichtbar" bleiben

11 Technische Universität München Aufgabe 3 Welche Anforderungen ergeben sich daraus für die Software- Entwicklung ? genaue Abstimmung des (sich aus komplexem Zusammenspiel von Einzelkomponenten ergebenden) Gesamtverhaltens auf die Erwartungen des Benutzers, Beispiel sind Schaltrucke, die elektronisch "ausgebügelt" werden könnten, was z.T. aus Gründen der Kundenerwartung nicht realisiert wird

12 Technische Universität München Aufgabe 4 Nennen Sie fünf Merkmale eines Antriebssystems, die durch den Einsatz von Elektronik wesentlich verbessert werden konnten.

13 Technische Universität München Aufgabe 4 Nennen Sie fünf Merkmale eines Antriebssystems, die durch den Einsatz von Elektronik wesentlich verbessert werden konnten. Leistung, Verbrauch, Emissionen, Komfort, Sicherheit, Zuverlässigkeit, mechanische Komplexität

14 Technische Universität München Aufgabe 5 Nennen Sie zwei wesentliche technische Charakteristika von Software im Antriebsbereich. Wie ist ihre Ausprägung in der Antriebsdomäne jeweils begründet ?

15 Technische Universität München Aufgabe 5 Nennen Sie zwei wesentliche technische Charakteristika von Software im Antriebsbereich. Wie ist ihre Ausprägung in der Antriebsdomäne jeweils begründet ? Statisch definiert (effizient, physikalische/technische Umgebung bekannt) hohe Echtzeitanforderungen (enge Zeitraster, kurbelwellensynchrone Berechnungen, hohe Rechenlast) adaptierbar (Robustheit gegenüber Toleranzen, Verstellung) applizierbar (Variantenbildung)

16 Technische Universität München Aufgabe 6 Welche besonderen Anforderungen stellt die Antriebsdomäne bezüglich der Ausführung von Software? Inwiefern können diese Anforderungen durch etablierte Technologien wie OSEK/VDX, CAN, von-Neumann-Mikroprozessoren nicht optimal erfüllt werden?

17 Technische Universität München Aufgabe 6 Welche besonderen Anforderungen stellt die Antriebsdomäne bezüglich der Ausführung von Software? Echtzeitfähigkeit, Determinismus, Fehlertoleranz

18 Technische Universität München Aufgabe 6 Inwiefern können diese Anforderungen durch etablierte Technologien wie OSEK/VDX, CAN, von-Neumann-Mikroprozessoren nicht optimal erfüllt werden? Determinismus, Fehlertoleranz: OSEK/VDX und CAN sind jeweils prioritätsgesteuert, dadurch für alle niedrigeren Prioritäten (Tasks, Messages) schlechte Vorhersagbarkeit bzw. globale Abhängigkeit von anderen Tasks, Messages. Keine expliziten eigenständigen Mechanismen für Fehlertoleranz ("Babbling Idiot"/Bus Guardian, Nachrichtenreplikation) Echtzeitfähigkeit: von-Neumann-Prozessor bei hoher Interruptlast / kurzen Taskzyklen nur begrenzt leistungsfähig, da viele Kontextwechsel notwendig, schlechte Ausnutzung von Caching/Pipelining, schlechte Vorhersagbarkeit von Laufzeiten, deshalb "Vorverarbeitung" häufiger Berechnungen in spezialisierter Peripherie-Hardware

19 Technische Universität München Aufgabe 7: Start-Up Nennen Sie drei Arten des Hochlaufs zeitgesteuerter Netzwerke.

20 Technische Universität München Aufgabe 7: Start-Up