Abstract

Laufzeitgarantien für Echtzeitsysteme

Prof. Wilhelm

Viele eingebettete Systeme in sicherheitskritischen Anwendungen müssen harte Echtzeitbedingungen erfüllen, man denke an Airbag, ABS, intelligentes Fahrwerk, Flugzeugstabilisierung usw. Die jeweilige Anwendung legt fest, in welchem Zeitraum die Reaktion des Systems erfolgen muss. Der Ersteller des Systems muss dem Abnehmer garantieren, dass das Systeme diese Fristen (deadlines) einhält. Dazu gehört insbesondere der Nachweis, dass die vorhandene Hardware schnell genug ist, um die notwendigen Berechnungen innerhalb der vorgegebenen Fristen zu beenden. Diese Art von Garantie kann nicht mit Messen der Laufzeit gegeben werden, da man i.A. nicht sicher sein kann, dass man den schlechtesten Fall gemessen hat. Zusätzlich haben die Errungenschaften moderner Prozessoren wie Caches und Pipelines das Problem erschwert, indem sie eine große Variabilität der Ausführungszeit sogar einer einzelnen Instruktion bewirken. Diese kann zwischen einem Takt und mehreren Hundert Takten schwanken.

Der Vortrag stellt Methoden und Systeme vor, die unter diesen Umständen sichere und präzise obere Schranken für die Laufzeit von Prozessen bestimmen. Die erreichbare Präzision der Schranken hängt stark von der Systemarchitektur und Eigenschaften der Software ab. Es wird im Vortrag gezeigt, welche Eigenschaften einem System gute Voraussagbarkeit des Zeitverhaltens verleihen und welche nicht. Eine Disziplin "Entwurf von Systemen mit voraussagbarem Zeitverhalten" ist dringend erforderlich, um sichere harte Echtzeitsysteme entwickeln zu können.

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