Airbus A 380 startet zum Jungfernflug mit Technik aus Saarbrücken

Wenn in Kürze der neue Airbus A 380 zum ersten Mal abhebt, wird er mit Hilfe von Saarbrücker Informatikern sicher gesteuert werden. Sie haben ein Programm entwickelt, das dafür sorgt, dass die Steuerungs-Software des Riesenfliegers immer zur richtigen Zeit die Befehle des Piloten weiterleitet. Schon im Testlauf am Boden konnte dadurch nachgewiesen werden, dass alle sicherheitskritischen Abläufe reibungslos funktionieren. Die jungen Wissenschaftler haben für ihre Entwicklung, die auch in der Autoindustrie auf Interesse stößt, den IST-Preis 2004, den bedeutendsten Wissenschaftspreis der Europäischen Union, erhalten.

Der neue Airbus wird nicht mehr, wie bei älteren Flugzeugen üblich, über einen Steuerknüppel mit Hydraulik gelenkt, der Pilot und Flügel direkt verbindet. Stattdessen sorgt ein komplexes System von Software und Prozessoren dafür, dass der riesige Flieger sicher durch die Lüfte schwebt. Beim Zusammenspiel dieser einzelnen Prozessoren kommt es entscheidend darauf an, dass jedes einzelne Teilsystem genau zur richtigen Zeit seine Aufgabe erledigt und damit auch pünktlich fertig wird. Um dies zu überprüfen, haben die Saarbrücker Informatiker für die Airbus France SA eine Software entwickelt, die so genannte „Laufzeitgarantien“ für zeitkritische Systeme abgibt. Sie kann durch beweisbar korrekte Methoden vorhersagen, wann ein Computer in einem Rechnersystem seine Aufgabe spätestens ausgeführt hat.

Das Programm mit dem komplizierten Namen „aiT Worst-Case Execution Time Analyzer“ ist weltweit das erste Werkzeug, das automatisch das korrekte Zeitverhalten von Software in eingebetteteten Systemen garantieren kann, also in Rechnersystemen, mit denen Geräte und Maschinen gesteuert werden. Diese Systeme sind in jedem Auto zu finden, und wie im Flugzeug auch dort, wo es um die Sicherheit von Menschen geht. Damit Airbag und Bremssysteme korrekt funktionieren, kann das Werkzeug der Saarbrücker Informatiker vorhersagen, wie spät ihre Systeme im ungünstigsten Fall reagieren. Dass die Autoelektronik hier noch Nachholbedarf hat, zeigen die zahlreichen Rückrufaktionen der Automobilhersteller in letzter Zeit, die zum großen Teil wegen Softwarefehlern ausgelöst wurden. Das Werkzeug aiT ist ein Produkt des Unternehmens AbsInt Angewandte Informatik GmbH (http://www.absint.de), das sich im Science Park vor den Toren der Universität des Saarlandes angesiedelt hat. Christian Ferdinand ist der Geschäftsführer dieser 20-Angestellten-Firma. Sie ist aus dem Saarbrücker Informatik-Lehrstuhl von Prof. Reinhard Wilhelm hervorgegangen. Dort wird im Sonderforschungsbereich AVACS (Automatische Verifikation und Analyse komplexer Systeme) gemeinsam mit den Universitäten Freiburg und Oldenburg sowie dem Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken daran geforscht, wie die Verlässlichkeit komplexer Systeme noch erhöht werden kann.

Technischer Hintergrund der Software:

Der aiT Worst-Case Execution Time Analyzer ermöglicht die Berechnung von Laufzeitschranken für Echtzeitsysteme 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, 565 und 755, Motorola Coldfire 5307, Texas Instruments TMS320C3x und seit neuestem auch C16x und ST10, in Entwicklung für 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.

Fragen beantworten Ihnen:

Prof. Dr. Reinhard Wilhelm
Lehrstuhl für Programmiersprachen
Tel.: 0681/302-3434
Email: wilhelm@cs.uni-sb.de

Dr. Christian Ferdinand
AbsInt Angewandte Informatik GmbH
Tel.:0681/831 83 17
Email: ferdinand@AbsInt.com

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