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Simulationsverfahren macht komplexe Hard- und Software kompatibel

| Redakteur: Franz Graser

Die Kaiserslauterer Forscher Dr. Thomas Kuhn (vorne) und Matthias Jung können mit ihrer Technik virtuell überprüfen, ob Hardware- und Softwarekomponenten zusammenpassen.
Die Kaiserslauterer Forscher Dr. Thomas Kuhn (vorne) und Matthias Jung können mit ihrer Technik virtuell überprüfen, ob Hardware- und Softwarekomponenten zusammenpassen. (Bild: Thomas Koziel/Technische Universität Kaiserslautern)

Mit Hilfe des Simulationsverfahrens FERAL überprüfen Kaiserslauterer Forscher, ob Hard- und Softwarekomponenten eines Systems miteinander harmonieren. Auch das Verhalten sicherheitskritischer Systeme lässt sich auf diese Weise untersuchen.

Moderne Autos bestehen aus vielen Hardware- und Softwarekomponenten: Läuft alles reibungslos, erkennt beispielsweise ein Sensor am Rad des Autos, ob es blockiert oder rutscht. Zugleich überwachen andere Sensoren, ob die Bremsen funktionieren. Dabei kommunizieren diese Systeme gleichzeitig miteinander.

Softwaresysteme werden aus einer Vielzahl von Komponenten zusammengesetzt. Entwickler müssen prüfen, ob diese miteinander kompatibel sind. „Dies wird mit neuer Hard- und Software jedoch immer komplexer“, sagt Matthias Jung, Doktorand an der Technischen Universität Kaiserslautern: „Es gibt unzählig viele Möglichkeiten, solche Systeme miteinander zu kombinieren. Dabei muss auch immer die Frage beantwortet werden, ob die Technik mit den gewünschten Anforderungen fehlerfrei läuft.“

Gemeinsam mit Kollegen um Dr. Thomas Kuhn vom Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE haben die Forscher im Kaiserslauterer Leistungszentrum „Simulations- und Software-basierte Innovation“ ein Verfahren entwickelt, in dem sie sich solchen Fragestellungen widmen.

„Mit unserer Simulationsplattform FERAL können wir schon während der Entwicklung überprüfen, ob Hard- und Softwarekomponenten zusammen funktionieren werden“, sagt Dr. Kuhn, der am Fraunhofer IESE die Abteilung „Embedded Software Engineering“ leitet. Die Abkürzung FERAL steht für Fast Evaluation on Requirements and Architectural Level.

„Wir können hiermit verschiedenste Szenarien durchrechnen, sei es für bereits bestehende Systeme oder für neue Varianten“, so Dr. Kuhn weiter. „Außerdem können wir in unserer virtuellen Plattform zum Beispiel Software und Hardware testen, die es noch gar nicht gibt.“

Mit ihrem Verfahren spüren die Wissenschaftler auch mögliche Fehler auf, die in der Technik eingebaut sind. „Das macht die Methode für die virtuelle Produktentwicklung interessant“, sagt Matthias Jung. Die Forscher stellen ihr System mittelständischen Unternehmen und großen Konzernen als Dienstleistung zur Verfügung.

Vor allem zum Testen von eingebetteten Systemen ist die Technik wichtig. Diese Mikrocomputer, die mit ihrer technischen Umgebung interagieren, sind mittlerweile in einer Vielzahl von Produkten verbaut, zum Beispiel in Autos, Flugzeugen, Smartphones, aber auch in Herzschrittmachern oder Dialysegeräten.

Darüber hinaus können die Wissenschaftler damit die Reaktion von sicherheitskritischen Systemen, wie sie in Flugzeugen, aber auch in Produktionsanlagen in der Industrie vorkommen, beim Auftreten von Fehlern untersuchen.

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