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21.01.2013
Folge 352

ERNEST findet frühzeitig Fehler im Softwareentwurf

Eingebettete Systeme werden aufgrund steigender Anforderungen und Funktionalität stetig komplexer. Ohne eine frühzeitige Absicherung solch komplexer Systeme bleiben Fehler unerkannt und führen in späteren Entwicklungsphasen zu Problemen. Je später im Entwicklungsprozess Fehler in einem System erkannt werden, desto höher sind die Kosten für deren Behebung.

Das Framework ERNEST (framework for the EaRly verification and validation of Networked Embedded SysTems) der Wissenschaftler der Fraunhofer ESK ist eine offene Plattform zur frühen Analyse von komponentenbasierten Softwaresystemen von vernetzten, eingebetteten Systemen. Es richtet sich vor allem an Softwareentwickler, die mit vernetzten eingebetteten Systemen arbeiten und modellbasierte Software z.B. für Fahrzeuge entwerfen. Das Framework simuliert die entworfene Software und überprüft ihr Zeitverhalten. Wenn eine Bremse zum Beispiel zwar schließt, dafür aber zu viel Zeit benötigt, ist das Auto nicht verkehrssicher. Diese nicht funktionalen Anforderungen wie das Zeitverhalten hilft Ernest aufzudecken.


Mit Ernest kann das Zeitverhalten von eingebetteten komplexen Systemen analysiert und Fehler frühzeitig erkannt werden. (Quelle: Fraunhofer ESK)

Dafür nutzt ERNEST ein eigens entwickeltes Simulationsframework und bindet dieses zur flexiblen Anwendung in den modellgetriebenen Entwurf mit der Entwicklungsumgebung Eclipse ein. Derzeit existiert eine Transformation, die Modelle aus der Architekturbeschreibungssprache EAST-ADL unterstützt. Diese findet vor allem in der Automobil-Branche Anwendung und beschreibt dort die relevanten Hardware- und Softwarebeziehungen. Weitere Transformationen werden sukzessive für andere Modellierungssprachen, z.B. UML/MARTE und AUTOSAR/Artop, realisiert.

Kernstück von ERNEST ist eine simulationsbasierte Analyse. Dafür wurde mit der Systembeschreibungssprache SystemC ein Simulationsframework entwickelt, das dabei hilft, das Verhalten (Hardware, Software und Kommunikation) des modellierten eingebetteten Systems möglichst genau nachzubilden. Dazu wird mit einer Modell-zu-Text Transformation C++ Quellcode erzeugt, der mithilfe von ERNEST die ausführbare Simulation bildet. Während der Ausführung der Simulation werden Traces aufgezeichnet. Die Aufzeichnung findet an den Ports der Komponenten statt, an denen nicht-funktionale Anforderungen definiert werden.

Auf der Fraunhofer ESK  Webseite (http://www.esk.fraunhofer.de/de/projekte/ERNEST.html) ist die erste Version des -Frameworks ERNEST frei zugänglich und kann kostenlos heruntergeladen werden




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