Saarbrücker Informatiker machen Elektronik im Auto sicherer

Werkzeuge zur Qualitätssicherung von eingebetteten Systemen werden auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) in Frankfurt vorgestellt.

In Autos werden Airbag, Türschloss oder Bremssysteme durch Rechner gesteuert. Diese müssen pünktlich reagieren, sonst verfehlen sie ihre Aufgabe. Man kann jedoch nur mit hohem Aufwand feststellen, wie lange ein eingebettetes System braucht, bis es seine Aufgabe gelöst hat. Informatiker an der Universität des Saarlandes haben dafür ein Programm entwickelt, das den Praxistest in der Flugzeug- und Autoindustrie schon bestanden hat. Es wird jetzt auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA PKW 2005) in Frankfurt vorgestellt.

Embedded systems, „Eingebettete Systeme“, nennen die Ingenieure Rechnersysteme, mit denen Geräte und Maschinen gesteuert werden. Diese Mikro-Computer sind in Mikrowellengeräten, CD-Playern und Herzschrittmachern zu finden, in großer Zahl auch in Autos und Flugzeugen. Meist ist ein Rechner nur einer einzigen Aufgabe gewidmet. Diese muss er aber zuverlässig und pünktlich erfüllen. Ein Airbag sollte zum Beispiel nicht bei Tempo 100 einfach aufgehen, sondern nur, wenn Sensoren einen Aufprall festgestellt haben, dann aber im Bruchteil von Sekunden. Die Garantie für die Pünktlichkeit der Reaktion der Computerprogramme stellt die Entwickler in der Automobilindustrie und anderen sicherheitskritischen Branchen immer noch vor große Probleme. Informatiker an der Universität des Saarlandes haben eine Software entwickelt, die solche Laufzeitgarantien abgibt. Sie kann auf der Basis beweisbar korrekter Methoden vorhersagen, wann ein Computer in einem eingebetteten System seine Aufgabe spätestens ausgeführt hat.

Die Werkzeuge werden in der Automobilindustrie bereits eingesetzt. Für die großen Automobilunternehmen und verschiedene Zuliefererfirmen überprüft die AbsInt Angewandte Informatik GmbH, ein Spin-Off-Unternehmen der Universität des Saarlandes, die Reaktionsgeschwindigkeit etwa der Bremsregelungs- oder Motorsteuerungs-Software. Aber auch andere Bereiche können von der Entwicklung profitieren. Überall dort, wo es um Systeme geht, von denen das Leben vieler Menschen abhängt, kann der Laufzeitanalysator nachweisen, dass alle sicherheitskritischen Abläufe immer schnell genug funktionieren, zum Beispiel in der Flugüberwachung, im Schienenverkehr oder in großen Industrieanlagen.

Der aiT-Laufzeit-Analysator ist weltweit das erste Werkzeug, das automatisch das korrekte Zeitverhalten von Software in eingebetteten Systemen garantieren kann. Für seine Entwicklung wurden die Mitarbeiter der AbsInt GmbH mit dem europäischen IST-Preis 2004, dem bedeutendsten Wissenschaftspreis der Europäischen Union, ausgezeichnet. Die AbsInt GmbH ist aus dem Saarbrücker Lehrstuhl für Programmiersprachen hervorgegangen und hat ihren Sitz im Science Park neben dem Campus der Universität des Saarlandes. Auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA PKW) präsentiert die AbsInt GmbH verschiedene innovative Werkzeuge für die Programmanalyse und Programmoptimierung.

Technischer Hintergrund:

Der aiT Worst-Case Execution Time Analyzer ermöglicht die Berechnung von Laufzeitschranken für Realzeitsysteme und stellt so sicher, dass Programme unter allen Umständen schnell genug reagieren. aiT basiert auf einer statischen Analyse des Cache- und Pipeline-Verhaltens einzelner Tasks. Es berechnet korrekte und präzise obere Schranken für die längstmögliche Ausführungszeit. Diese Schranken gelten für alle Eingaben und jede mögliche Taskausführung. Die verbreiteten, aber fehlerträchtigen und zeitraubenden Messverfahren können verkürzt oder ersetzt werden. Das erhöht die Systemsicherheit und reduziert die Kosten. Durch präzise Laufzeitschranken wird ein System besser ausgelastet und bleibt dennoch sicher.

aiT unterstützt die folgenden Prozessoren: ARM7, Motorola Star12/HCS12, PowerPC 555 und 565, Motorola ColdFire 5307, Texas Instruments TMS320C3x und seit neuestem auch C16x und ST10 sowie TriCore. StackAnalyzer berechnet automatisch den maximalen Stackverbrauch von eingebetteten Anwendungen für jeden Programmpunkt. Die Ergebnisse werden anschaulich im Aufruf- und Kontrollflussgraphen gezeigt. Laufzeitfehler wegen Stack Overflow gehören somit der Vergangenheit an.

Dr. Christian Ferdinand, Geschäftsführer des Spin-off-Unternehmens AbsInt Angewandte Informatik GmbH wird auf dem 2. Saarbrücker IT-Dialog „Das 100% sichere Auto aus dem Saarland“ am 16. September, um 11 Uhr 15 auf der IAA (CongressCenter Messe Frankfurt) einen Vortrag zum Thema „Ist Ihr Programm immer schnell genug?“ halten. In dem Symposium geht es außerdem um die photorealistische Visualisierung von Automodellen, um Kommunikations- und Fahrerassistenzsysteme sowie um die Regelung und Steuerung aktiver Fahrwerkskomponenten. Das Programm des Symposiums steht unter: www.informatik-saarland.de/001.AktuellTop/

Vertreter der Presse haben von 11 bis 13 Uhr Gelegenheit, sich über alle Vortragsthemen zu informieren und die Experten aus Wissenschaft und Industrie zu befragen.

Weitere Informationen gibt es am saarländischen Gemeinschaftsstand (Halle 4.1, Stand E 15) bei der Firma AbsInt GmbH. Termine können im Vorfeld der IAA unter Tel. 0681/8 31 83 17 vereinbart werden.

Fragen beantworten Ihnen:
Dr. Christian Ferdinand
Tel: 06 81/8 31 83 17
E-Mail: Ferdinand@absint.com

oder

Friederike Meyer zu Tittingdorf
Tel. 0681/302-58099
Email: presse@cs.uni-sb.de