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Qualitätssicherung ERNEST deckt Fehler schon in der Entwicklungsphase auf

Autor / Redakteur: Annette Paulić * / Franz Graser

Das offene Framework ERNEST bietet eine simulationsbasierte Analyse von Softwaresystemen im Entwicklungsprozess. Wesentliches Merkmal ist seine breite Einsatzfähigkeit.

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Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS
Axivion GmbH
Parasoft® Deutschland GmbH
Der Aufbau von ERNEST: Durch Modelltransformationen wird der Code für die Simulation erzeugt.
Der Aufbau von ERNEST: Durch Modelltransformationen wird der Code für die Simulation erzeugt.
(Grafik: Fraunhofer ESK)

Komplexität hat ihren Preis, auch in der Entwicklung: Durch die vermehrte Integration unterschiedlicher Komponenten innerhalb eines vernetzten eingebetteten Systems wird es immer schwieriger, Fehler rechtzeitig im Entwicklungsprozess zu finden und zu beheben.

Dieses frühzeitige Auffinden von Fehlern ist das Ziel von ERNEST, einem vom Fraunhofer-Institut für Eingebettete Systeme und Kommunikationstechnik ESK entwickelten offenen Framework. Es besteht aus einem Meta-Modell, diversen Eclipse-Plug-Ins und einem auf SystemC basierenden Simulations-Framework.

Die offene Architektur ermöglicht es jedem Benutzer, ERNEST nach seinen eigenen Bedürfnissen zu erweitern und anzupassen. Durch das Meta-Modell können verschiedene Modell-Formate unterstützt werden, die mithilfe von Modell-zu-Modell-Transformationen in ERNEST integriert werden können.

Insbesondere geht es darum, nicht-funktionale Eigenschaften von Systemen zu analysieren, und das möglichst frühzeitig. Ein wichtiges Beispiel für eine solche Eigenschaft ist das Zeitverhalten.

Gerade in komplexen eingebetteten Systemen müssen bestimmte Zeitvorgaben eingehalten werden, da es fatale Auswirkungen haben kann, wenn eine Systemmeldung zu spät kommt. So kann ein Bremsvorgang nur dann erfolgreich ausgeführt werden, wenn alle benötigten Informationen innerhalb eines begrenzten Zeitintervalls weitergeleitet werden.

Das Modell ermöglicht die Simulation

Erster Schritt einer solchen Analyse ist es, ein Modell des Systems, das unter die Lupe genommen werden soll, zu erstellen. Veranschaulichen lässt sich das am Beispiel eines Brake-by-Wire-Systems, also eines Bremssystems, in dem die Bremse nicht mehr hydraulisch, sondern elektronisch ausgelöst wird.

Das Diagramm zeigt ein vereinfachtes Beispiel-Modell eines Bremssystems.
Das Diagramm zeigt ein vereinfachtes Beispiel-Modell eines Bremssystems.
(Bild: Fraunhofer ESK)

In dem Architekturmodell dieses Bremssystems ist der BremsController die zentrale Instanz. Er bekommt über Sensoren die Geschwindigkeit des Fahrzeugs übermittelt. Der BremsmomentRechner berechnet aus dem aktuellen Bremspedalwinkel (PedalValue), der ebenfalls von einem Sensor gemessen wird, das bisherige Bremsmoment und schickt dies an den BremsController.

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