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EU-Projekt "Predator": Reagiert die Elektronik in Autos und Flugzeugen immer schnell genug?

30.01.2008
Die Rechnersteuerungen von Airbags, intelligenten Fahrwerken oder Bremssystemen müssen in wenigen Millisekunden reagieren. Sonst kann das zu Katastrophen führen.

Bei den modernen, leistungsstarken Prozessoren lässt sich aber nur schwer festzustellen, wie lange ein Programm braucht, bis es seine Reaktion berechnet hat. Im Rahmen des neuen europäischen Forschungsprojektes "Predator" unter Leitung von Informatik-Professor Reinhard Wilhelm von der Universität des Saarlandes sollen nun komplexe Systeme von vornherein so entworfen werden, dass ihr Zeitverhalten präzise vorhergesagt werden kann.

An dem Projekt, das über drei Jahre mit 2,8 Mio. Euro gefördert wird, sind verschiedene europäische Forschungsinstitute sowie die Flugzeug- und Automobilindustrie beteiligt, vertreten durch EADS Airbus und Bosch. Partner ist außerdem die mittelständische AbsInt Angewandte Informatik GmbH in Saarbrücken, die ein Werkzeug zur Zeitanalyse entwickelt, das derzeit weltweit als das beste seiner Art gilt.

Die Leistung von Prozessoren ist in den letzten zehn Jahren enorm gesteigert worden. Sie zielte vor allem auf die Benutzer von Personalcomputern, Workstations und Rechnern für wissenschaftliches Rechnen. Die dafür entwickelten Rechnerarchitekturen haben es jedoch enorm erschwert, die Laufzeiten von Programmen zu bestimmen und die Pünktlichkeit komplexer eingebetteter Systeme nachzuweisen, wie sie für sicherheitskritische Aufgaben in Flugzeugen und Automobilen zum Einsatz kommen.

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Denn dort geht der Trend dahin, die zahlreichen kleinen Prozessoren, die sich nur einer Aufgabe widmeten, durch leistungsstarke Hardware-Plattformen abzulösen. Diese sind jedoch so komplex, dass ihr Zeitverhalten durch bloßes Testen nicht mehr bestimmt werden kann. Im Rahmen des "Predator"-Projekts sollen daher neue Architekturen geschaffen werden, die es einfacher machen, ein System zu analysieren und die im schlechtesten Fall eintretende Ausführungszeit (worst case execution time) vorherzusagen.

Die Industrie hatte bis vor wenigen Jahren keine zuverlässigen Methoden, um für moderne, leistungsstarke Prozessoren festzustellen, wie lange die auf ihnen laufenden sicherheitskritischen Programme brauchen, bis sie ihre Reaktion berechnet haben. Das Team von Prof. Reinhard Wilhelm und das Spin-Off-Unternehmen AbsInt Angewandte Informatik GmbH haben eine Technologie und ein darauf basierendes Werkzeug entwickelt, das dieses Problem automatisiert behandelt. Bisher ist es das einzige Werkzeug, das im vergangenen Jahr die strengen Zertifizierungsverfahren der europäischen Luftfahrtbehörden erfolgreich bestanden hat. Für die Zeitanalyse etwa der Flugsteuerung neuer europäischer Modelle (Beispiel Airbus A 380) darf also nur diese Software eingesetzt werden.

Am neuen europäischen Forschungsprojekt "Predator" sind die Universität des Saarlandes, die ETH Zürich, die Technische Universität Dortmund, die Alma Mater Studiorum Università di Bologna, die Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa sowie als Industriepartner EADS Airbus, Bosch und AbsInt Angewandte Informatik beteiligt. Es startet am 1. Februar mit einer Tagung in Bologna.

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