IAA PKW 2005 – Fehlerfreie Soft- und Hardware in Auto-Elektronik

Informatiker führen für automatischen Autonotruf eCall den Beweis, dass Soft- und Hardware garantiert keine Entwurfsfehler enthalten – Thema des 2. Saarbrücker IT-Dialogs „Das 100% sichere Auto aus dem Saarland“ auf der IAA PKW 2005 in Frankfurt

Für die Sicherheit von Autos wird immer mehr Elektronik eingesetzt. Leider ist damit jedoch auch die Fehlerquote gestiegen. Laut ADAC sind ein Drittel aller Autopannen auf Mängel in der Elektronik zurückzuführen, rund 80 Prozent davon sind Softwarefehler. Um die aufwändige und teure Suche nach diesen Fehlern zu vermeiden, setzen Forscher im Verisoft-Projekt unter Leitung des Saarbrücker Informatik-Professors Wolfgang Paul schon vor der Produktion an. Sie zeigen, dass die Soft- und Hardware im Fahrzeug exakte Vorgaben erfüllt, die zudem in sich schlüssig sind. Damit wird mit mathematischer Präzision nachgewiesen, dass Soft- und Hardware im Fahrzeug keine Entwurfsfehler enthalten. Zur Zeit kann kein Hersteller solche Sicherheiten garantieren. Die Informatiker um Professor Paul führen anhand des von der Europäischen Union geforderten automatischen Autonotrufs eCall erstmals den dafür notwendigen Beweis. Ihre Forschungsergebnisse stellen die Wissenschaftler am 16. September auf der IAA 2005 in Frankfurt im Rahmen des 2. Saarbrücker IT-Dialogs „Das 100% sichere Auto aus dem Saarland“ vor.

Wenn bewiesen wird, dass Computersysteme ihre mathematisch exakten Vorgaben korrekt erfüllen, spricht man von formaler Verifikation. Die Methoden für die formale Verifikation von komplexen Computersystemen, die Soft- und Hardware umfassen, haben Wissenschaftler im Rahmen des Forschungsprojektes Verisoft entwickelt, das seit zwei Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird und jetzt aufgrund seines Erfolgs mit weiteren 7,3 Mio. Euro ausgestattet wurde. Die Wissenschaftler des Verisoft-Projekts nehmen derzeit den automatischen Autonotruf eCall als Beispiel für ein komplexes verteiltes System unter die Lupe und packen das Sollverhalten in mathematische Formeln. Diese exakte Modellierung schafft die Grundlage, um nicht nur für die einzelnen Komponenten, sondern sogar deren Zusammenspiel über ein Kommunikationssystem ein fehlerfreies Design nachweisen zu können.

Der automatische Autonotruf eCall soll nach dem Willen der Europäischen Union schon ab 2009 in alle Neuwagen eingebaut werden. Bei einem Unfall wählt das Auto automatisch eine Notrufzentrale an und sendet die genauen Koordinaten des Unfallorts sowie weitere Fahrzeugdaten. Damit dies wie geplant funktioniert, müssen nicht nur zahlreiche Elektroniksysteme, wie Navigationssystem oder Mobiltelefon, im Fahrzeug für sich allein korrekt funktionieren, sondern auch die darauf laufenden Programme fehlerfrei zusammenarbeiten. Für den Autonotruf eCall zeigen die Informatiker um Professor Paul, dass das System im Notfall schnell genug reagiert und auch nur dann einen Notruf sendet, wenn tatsächlich ein Unfall passiert ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das System in vier Schichten zerlegt, für die man separat bestimmte Eigenschaften zeigt. Die Schichten sind der FlexRay-Bus (das Kommunikationssystem zukünftiger Fahrzeuge), die Prozessoren, ein Osektime-ähnliches Betriebssystem und die Anwendungsprogramme.

„Bisher verwendet die Industrie viel Zeit darauf, Rechnersysteme zu testen, um dabei oft nur kleine Fehler zu entdecken. Sie sucht also sprichwörtlich die Nadel im Heuhaufen. Durch unser Verfahren können wir schon bei der Konstruktion jede auch noch so winzige Nadel im Heuhaufen finden“, erläutert Professor Wolfgang Paul. Für die Industrie habe die Verifikation enorme Vorteile. Neue Systeme könnten schneller und günstiger entwickelt werden. Außerdem ersparten sich zum Beispiel die Autohersteller teure Rückrufaktionen wegen Fehlern in der Fahrzeugelektronik. „Hier erhoffen wir uns einen Wettbewerbsvorteil für die bundesdeutsche Industrie, da die hiesige Forschung beim Thema Verifikation weltweit die Nase vorn hat“, sagt der Saarbrücker Informatik-Professor.

Das Forschungsprojekt Verisoft wird von Professor Wolfgang Paul an der Universität des Saarlandes sowie Professor Manfred Broy an der TU München geleitet. Die akademischen Partner sind die Universität Koblenz, die Technischen Universitäten Darmstadt und München sowie das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken und das Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatikwerkzeuge und -systeme (OFFIS). Industrielle Partner sind die Infineon Technologies AG, die T-Systems International GmbH, die BMW Group AG und die mittelständische AbsInt GmbH.

Der Leiter des Projektmanagements des BMBF-Forschungsprojekts Verisoft, Tom In der Rieden, wird die „Garantiert fehlerfreie Kfz-Elektronik am Beispiel des automatischen Autonotrufs (eCall) “ im 2. Saarbrücker IT-Dialog Automobilindustrie auf der IAA PKW 2005 (Congress Center Messe Frankfurt) am 16. September um 11 Uhr 15 vorstellen. Sein Vortrag wird ergänzt durch Dr. Christian Ferdinand, Geschäftsführer der AbsInt Angewandte Informatik GmbH, der über die Frage referieren wird: „Ist Ihr Programm immer schnell genug?“. Weitere Informationen gibt es am saarländischen Gemeinschaftsstand (Halle 4.1, Stand E 15). Termine können im Vorfeld der IAA unter Tel. 0681/302-3585 vereinbart werden.

Im 2. Saarbrücker IT-Dialog Automobilindustrie „Das 100 % sichere Auto“ geht es außerdem um die photorealistische Visualisierung von Automodellen und um Kommunikations- und Fahrerassistenzsysteme. Das Programm des Symposiums mit Experten aus Wissenschaft und Industrie steht unter: http://www.informatik-saarland.de/001.AktuellTop/

Fragen beantworten Ihnen:

Projektleitung Verisoft
Tom In der Rieden
Tel. 0681/302-3585
Email: idr@cs.uni-saarland.de

Friederike Meyer zu Tittingdorf
Kompetenzzentrum Informatik an der Universität des Saarlandes
Tel. 0681/302-58099
Email: presse@cs.uni-sb.de