Aktuelle Fortschritte von MDAbasierten Entwicklungsansätzen im Bereich Fahrerassistenzsysteme

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1 Fakultät Informatik Institut f ür Angewandte Inf ormatik, Prof essur TIS Aktuelle Fortschritte von MDAbasierten Entwicklungsansätzen im Bereich Fahrerassistenzsysteme Hauptseminar Technische Informationssysteme Matthias Schmidt Dresden,

2 Agenda Beispiele Fahrzeugassistenzsysteme Anforderungen und Herausforderungen Neuer Ansatz in der SW-Entwicklung Lösungsansätze AUTOSAR Konsortium für Automotiv Standards SuReal Verifikation von Modellen Fazit 2/18

3 Beispiele Fahrzeugassistenzsysteme Motor / Antriebsstrang Teilautonome Spurhaltung Aktive Gefahrenbremsung Stop-and-Go Automatik Vorausschauende aktive Sicherheit Verkehrsleitassistenz 3/18

4 Anforderungen / Herausforderungen Eingebettete, zeitkritische Systeme Verteilter Funktionsumfang Verschiedenst geartete Sensoren und Aktoren Umgebungsmodelle 4/18

5 Sensorik und Umgebungserfassung 5/18

6 Traditioneller Ansatz Requirements Specification System Design Implementation / Integration Testing Traditionelle, textuelle Entwicklungsprozess Textuelle, teilweise grafisch unterstützte Funktionsspezifikation Manuelle Implementierung (meist C-Code) Spätes Testen, erst mit lauffähigem Code möglich + Methodisch fundiert durch klassische Software-Techniken - Zeitaufwendiger und fehleranfälliger Prozess - Zu spätes Testing gefährdet SW-Qualität und Projekt-Deadline 6/18

7 Modellbasierter Ansatz Requirements Specification Function & Control System Design Implementation / Integration Testing Modellbasierter Entwicklungsprozess Simulierbare Funktionsspezifikation (ausführbare Modelle) Automatische Modelltransformation und Codegenerierung Entwicklungbegleitendes Testen - Junge, unausgereifte Technologie + Effizient- und Qualitätsgewinn durch Codegenerierung + Durchgehende Methoden- und Toolkette 7/18

8 AUTOSAR - AUTomotive Open System ARchitecture Internat. Konsortium für Automotive Standards Gegründet 2003 Autofirmen, Zulieferer, Softwareunternehmen BMW, Daimler, Bosch, Continental, Volkswagen, General Motors, Toyota, IBM, Infineon, Standards zur Modellierung von Automotive SW unter Verwendung von OMG Technologien 8/18

9 AUTOSAR - Parallelen zu OMG s MDA Requirements Specification = Anforderungsspezifikation Strukt. Text / Systemverhaltensmodell PIM Platform Independent Model = Physikalisches Model Algorithmen ohne Realisierungsdetails PSM Platform Specific Model = Implementierungsmodell Notwendige Implementierungsdetails, bspw. Funktionsaufteilung auf Tasks Code Automatische Codegenerierung 9/18

10 SysML Anforderungen und Entwurf Anforderungen mit SysML spezifizieren E/E-Architektur mit SysML entwerfen SysML System Modeling Language UML-Beschreibungssprache (UML-Profile) Diagramme zur graf. Darstellung von Anforderungen und deren Abhängigkeiten SysML modellieren UML Profil anwenden Input Descriptions erzeugen Code generieren 10/18

11 UML Profile und OMG Standard DSLs UML Profil Menge mittels Stereotypen annotierter UML Klassen Definieren Constrains und Eigenschaften, welche UML domainspezifisch einschränken AUTOSAR UML Profil Bildet SysML auf AUTOSAR Konzepte ab SysML modellieren UML Profil anwenden Input Descriptions erzeugen Code generieren 11/18

12 AUTOSAR Input Descriptions Beschreiben E/E-Architektur Bspw. Angaben zu Kommunikationsverbindungen, Schnittstellen, Zeitverhalten, benötigte Hardware-Ressourcen SysML modellieren UML Profil anwenden Input Descriptions erzeugen Code generieren 12/18

13 AUTOSAR Input Descriptions Beschreiben E/E-Architektur Bspw. Angaben zu Kommunikationsverbindungen, Schnittstellen, Zeitverhalten, benötigte Hardware-Ressourcen Vorlage für Codeerzeugung SysML modellieren UML Profil anwenden Input Descriptions erzeugen Code generieren 13/18

14 SuReal Verifikation von Modellen SuReal Sicherheitsgarantie Unter REALzeitanforderung Dt. Projekt, Mai 2006 April 2009 Ziel: Erarbeitung eines speziellen MDA- Prozesses für eingebettete Systeme Verwendung von OMG Standards 14/18

15 SuReal Der Prozess Requirements Specification PIM PSM Code Timing Analysis Model Scheduling Model Erweiterter MDA Prozess Spezifikation von nicht-funktionalen Anforderungen mittels OMG Standard Profile auf Modellebene Frühzeitige Verifikation der Modelle 15/18

16 Fazit Modellgetriebene Entw. interessanter Ansatz Für manche Szenarien ungeeignet bspw. kleinere Projekte Aber geeignet für Produktlinien Erste Bestrebungen dies komplett unabhängig zur OMG zu tun verworfen Standards unabdingbar, AUTOSAR richtiger Ansatz 16/18

17 Quellen Projekt Webseiten der dt. Projekte invent & aktiv : Modellbasierte Softwareentwicklung für automobilspezif. Steuergerätenetzwerke ; Beeck, et all. Modellbasierte Entwicklung eingebetteter Fahrzeugsoftware bei DaimlerChrysler ; Klein, et all.; 2004 Modellbasierte Steuergerätesoftwareentwicklung für den Automobilbereich ; Schlingloff, Conrad, Dörr, Sühl Offizielle AUTOSAR Webseite: Offizielle SuReal Webseite: Magazin Automobil-Elektonik ; Jan Magazin Elektronik Praxis ; Okt /18

18 Vielen Dank, Fragen? 18/18

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