Frischer Wind in den Segeln der Kommunikationsindustrie

Lehrstuhl Informatik 7 präsentiert "Corsair" auf der CeBIT

Exakt alle zehn Millisekunden muss ein modernes schnurloses Telefon ein Funksignal senden, damit keine Verzögerungen oder Verzerrungen die Gesprächspartner irritieren. Für derartige Anforderungen sind eingebettete Echtzeitsysteme mit eng verzahnter Hard- und Software konstruiert, an deren Weiterentwicklung ein enormer Bedarf besteht. Auf der Computermesse CeBIT vom 22. bis 28. März 2001 in Hannover stellt der Lehrstuhl Informatik 7 von Prof. Dr. Ulrich Herzog am Stand von Bayern Innovativ unter dem Kürzel „Corsair“ eine ganzheitliche Entwurfs- und Entwicklungsmethodik vor, die Verfahren aus der Elektrotechnik und der Informatik zusammenführt. Ein eigens entwickeltes Zeitmodell ermöglicht es erstmals, das für solche Systeme charakteristische Zeitverhalten formal ausreichend zu beschreiben.

Mobiltelefone, Navigationshilfen im Auto, die Infrastruktur des Internet – vieles, was im Alltag sehr schnell selbstverständlich geworden ist, basiert auf komplexen Kommunikationssystemen. Hohe Ansprüche an Vielseitigkeit und Qualität steigern die Komplexität der Systeme; zugleich sind immer kürzere Entwicklungszeiten gefragt, da Schnelligkeit einen entscheidenden Vorteil im Wettbewerb sichern kann. Der bisher übliche Entwurfsprozess mit getrennter Entwicklung von Hardware- und Softwarekomponenten stößt damit an seine Grenzen.

In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt wurde am Erlanger Informatik-Lehrstuhl in bisher fünfjähriger Forschungsarbeit ein Weg gefunden, den Entwurfsprozess erheblich zu erleichtern, zu verbessern und zu beschleunigen. Die Bezeichnung „Corsair“ steht für „Co-Design and Rapid-Prototyping System for Applications with Real-Time Constraints“: eine durchgängige Entwurfsmethodik für die Spezifikation, Synthese, Implementierung und Validierung von eingebetteten, echtzeitfähigen Systemen.

Getrennte Entwürfe für Hardware und Software münden häufig in Entscheidungen, die zwar für sich gesehen sinnvoll erscheinen, für das Gesamtsystem aber unzweckmäßig sind. Eine ganzheitliche Betrachtungsweise in allen Phasen des Systementwurfs vermeidet diese Fehlerquelle. Das speziell für die neue Methodik entwickelte Entwurfssystem führt zudem Teilaufgaben automatisiert durch. Es übernimmt damit fehleranfällige Routineaufgaben und verkürzt zugleich die Zeitspanne bis zum Erstellen des Prototypen.

Der Entwurfsprozess beginnt mit der Beschreibung des Gesamtsystems in einer Spezifikationssprache, die von der konkreten Realisierung unabhängig ist und erstmals zeitliche Anforderungen an Echtzeitsysteme formuliert. Erst danach folgt die Aufteilung in Hardware- und Softwarekomponenten mittels eines Optimierungswerkzeugs, das die kostengünstigste Lösung auswählt. Ein Code-Generator erlaubt dann die automatische und schnelle Erzeugung konkreter Prototypen. So können viele unterschiedliche Hardware/Software-Alternativen in sehr kurzer Zeit erzeugt und in einer frühen Entwicklungsphase getestet werden.

Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. Frank Slomka, Institut für Informatik 7
Lehrstuhl für Rechnernetze und Kommunikationssysteme
Martensstrasse 3, 91058 Erlangen
Tel.: 09131/85- 27041, Fax: 09131/85- 27409
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