Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer."—  Präsentation transkript:

1 Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer Institut für offene Kommunikationssysteme FOKUS

2 Folie 2 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Wiederholung Was ist ein „System“? Was ist ein „eingebettetes System“? Welche Marktbereiche gibt es für ES? Wie ist die Marktrelevanz im Vergleich zu PCs/Tablets/Workstations? Welche gesellschaftlichen Herausforderungen kann man damit anpacken? Welche Merkmale kennzeichnen ein ES, welche sekundären Merkmale gibt es?

3 Folie 3 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Merkmale eingebetteter Systeme kennzeichnende Merkmale  fester Bestandteil eines technischen Systems  Zweckbestimmtheit (im Gegensatz zum Universalrechner)  Interaktion mit Umgebung durch Sensorik und Aktuatorik  Reaktivität, meistens Realzeitabhängigkeit sekundäre Merkmale  oft für Regelungs- / Steuerungsaufgaben vorgesehen  häufig Massenware, Konsumgut  vielfach schlecht bzw. nicht wartbar und nicht erweiterbar  für viele unverzichtbar, manchmal auch sicherheitskritisch  zunehmend auch vernetzt

4 Folie 4 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Cyber-physische Systeme Merkmal eingebetteter Systeme: vielfach vernetzt  WLAN, Bluetooth, GSM/UMTS/LTE, Zigbee, … Ein cyber-physisches System (am.: cyber-physical system) ist eine Menge eingebetteter Systeme, die miteinander und/oder mit anderen Informatiksystemen vernetzt sind. Beispiele  das Netz der Steuergeräte in einem KFZ  die Steuergeräte einer industriellen Produktionsstraße  ein Sensornetz zur Erdbebenfrühwarnung  ein Fußballteam humanoider Roboter

5 Folie 5 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme prognostizierte Entwicklung Kleiner, besser, billiger...  bereits heute mehr eingebettete Systeme als Menschen auf der Welt  Elektronik als Wegwerf-Artikel (z.B. RFID, Grusspostkarten) „Ubiquitous Computing“: Der allgegenwärtige Computer  Brille mit Hörgerät  Jacke mit eingebautem MP3-Spieler  Uhr, GPS im Ärmel?  sprechende Krawatten? SoC, „System-on-Chip“ „Smart Dust“, Sensornetzwerke Intelligente autonome Systeme …

6 Folie 6 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Vision? Bilder: Marwedel, © Dobelle Institute

7 Folie 7 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme „Nationale Roadmap“ Hausaufgabe: lesen!

8 Folie 8 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme hohe Marktrelevanz  71 Mrd.€ Weltmarktvolumen  25-35% Wertanteil im Auto  10-20% FuE-Kostenanteil Querschnittstechnologie für  alternde Gesellschaft  nachhaltige Mobilität  Sicherheit, Schutz  Umwelt und Energie  Wissensgesellschaft, Globalisierung, Urbanisierung  Forschungsbedarfe!

9 Folie 9 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme spezifische Problemstellungen fester Bestandteil eines technischen Systems  Notwendigkeit des mechanischen Einbaus, oft in unmittelbarer Nähe der Umgebung (Hohlräume, Motorraum, Ölwanne, Reifeninneres)  physikalische Belastungen, Platz- und Energieprobleme Zweckbestimmtheit  Effizienz der Funktionserbringung, minimaler Ressourceneinsatz  Systemschnittstellen liegen i.a. vorher fest, nicht definierbar Interaktion mit Umgebung durch Sensorik und Aktuatorik  Kenntnis der Umgebung, Schnittstellenbeschreibung  Sensor- und Aktuatorverhalten, mechanische Ungenauigkeiten  Rückkopplungseffekte  Ausfallproblematik Reaktivität, meistens Realzeitabhängigkeit  Forderungen an Betriebssystem

10 Folie 10 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme weitere Problemstellungen oft für Regelungs- / Steuerungsaufgaben vorgesehen  Interaktion Informatiker / Ingenieure häufig Massenware, Konsumgut, billig („Kommodität“)  Kostendruck für die Produktion (Optimierungen im Cent-Bereich)  Ressourcenbeschränktheit (z.B. Verarbeitungsbreite, Energie) vielfach schlecht bzw. nicht wartbar und nicht erweiterbar  Instandsetzungskosten höher als Produktionskosten  keine „Patches“, alles muss beim ersten Mal richtig funktionieren  Rückruf / Garantieleistung kann Firma ruinieren für viele unverzichtbar, manchmal auch sicherheitskritisch  Verlässlichkeit, Verfügbarkeit, Wiederverwendbarkeit (RAM)  Fehlertoleranz zunehmend auch vernetzt (ubiquitär)  Synchronisationsprobleme, Feature Interaction

11 Folie 11 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Realzeitsysteme „meistens Realzeitabhängigkeit“ als kennzeichnendes Merkmal  Begriffe „eingebettetes System“ und „Realzeitsystem“ werden manchmal gleichgesetzt umgangssprachlich  „in Echtzeit“ heißt die Transformation von Daten (Encoding/Decoding) erfolgt in der selben Geschwindigkeit wie der Dateneingang Hier allgemeinere Definition  nicht nur korrekte, sondern auch zeitgerechte Erbringung einer Leistung ist wichtig  nicht: „möglichst schnell“ Definition nach DIN  Ein Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind.

12 Folie 12 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Prinzipieller Aufbau eines ES Interaktion mit der Umwelt über Sensoren und Aktuatoren (Aktoren) Gehäuse und Stecker AD- und DA-Wandler digitale Kommunikationsschnittstellen (Bussysteme, Displays) Prozessor (Flash-) Speicher (ROM) ADDA Prozessor Speicher Bus SensorAktuator Display Umgebung

13 Folie 13 H. Schlingloff, SS2014 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Software für eingebettete Systeme IDE HostTarget Layered Software Architecture OS HAL Applikationen


Herunterladen ppt "Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen