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CeBIT 2007: Damit der Airbag verläßlich reagiert

26.02.2007 - (idw) Universität des Saarlandes

Zeit-Analyse von sicherheitskritischen Systemen

In Autos werden Airbags und Bremssysteme durch viele kleine Rechner gesteuert. Auch im Flugzeug sorgen Tausende dieser Mini-Computer für Sicherheit. Das Netzwerk dieser kleinen Rechner muss absolut pünktlich reagieren, sonst verfehlt es seine Aufgabe. Man kann jedoch nur mit hohem Aufwand feststellen, wie lange ein System braucht, bis es alle Probleme gelöst hat. Informatiker der Universität des Saarlandes haben nun ein Programm entwickelt, das als das weltweit beste Werkzeug gilt, um die zeitkritischen Teile in Flugzeugen und Autos zu analysieren und zu optimieren. Auf der CeBIT 2007 vom 15. bis 21. März in Hannover wird es am Forschungsstand des Saarlandes (Halle 9, Stand B 65) präsentiert. "Eingebettete" Systeme nennen Ingenieure die Rechnersysteme, die nicht in die klassische Datenverarbeitung einzuordnen sind, sondern die in Geräte und Maschinen integriert sind und diese steuern. Diese Mikro-Computer sind unter anderem in Mikrowellengeräten, CD-Playern und Herzschrittmachern zu finden - und eben auch in Autos und Flugzeugen. Meist ist ein Rechner nur einer einzigen Aufgabe gewidmet. Diese muss er aber zuverlässig und pünktlich erfüllen. Ein Airbag sollte zum Beispiel nicht bei Tempo 100 einfach aufgehen, sondern nur, wenn Sensoren einen Aufprall festgestellt haben - dann aber im Bruchteil von Sekunden. Die Garantie für die Pünktlichkeit der Reaktion der Computerprogramme stellt die Entwickler in der Automobil- und Flugzeugindustrie immer noch vor große Probleme. Informatiker an der Universität des Saarlandes haben daher in Kooperation mit EADS Airbus eine Software entwickelt, die solche Laufzeitgarantien abgibt. Sie kann auf der Basis beweisbar korrekter Methoden vorhersagen, wann ein Computer in einem eingebetteten System seine Aufgabe spätestens ausgeführt haben wird.

Der aiT-Laufzeit-Analysator ist weltweit das erste Werkzeug, das automatisch das korrekte Zeitverhalten von Software in eingebetteten Systemen garantieren kann. Für seine Entwicklung wurden die Mitarbeiter der AbsInt Angewandte Informatik GmbH (www.AbsInt.de) im Jahre 2004 mit dem europäischen IST-Preis, dem bedeutendsten Wissenschaftspreis der Europäischen Union, ausgezeichnet. Die AbsInt GmbH ist aus dem Saarbrücker Lehrstuhl für Programmiersprachen von Prof. Reinhard Wilhelm hervorgegangen und hat ihren Sitz im Science Park 1 neben dem Campus der Universität des Saarlandes.

Technischer Hintergrund:
aiT Worst-Case Execution Time Analyzer ermöglicht die Berechnung von
Laufzeitschranken für Realzeitsysteme und stellt so sicher, dass Programme
unter allen Umständen schnell genug reagieren. Es ist weltweit das erste
Werkzeug, das automatisch das korrekte Zeitverhalten von Software in
eingebetteten Systemen gewährleisten kann.

aiT basiert auf einer statischen Analyse des Cache- und Pipeline-Verhaltens
einzelner Tasks. Es berechnet korrekte und präzise obere Schranken für die
längstmögliche Ausführungszeit. Diese Schranken gelten für alle Eingaben
und jede mögliche Taskausführung. Die verbreiteten, aber fehlerträchtigen
und zeitraubenden Messverfahren können verkürzt oder ersetzt werden. Das
erhöht die Systemsicherheit und trägt zu einer Kostenreduktion bei. Die
präzisen Laufzeitschranken ermöglichen eine bessere Systemauslastung ohne
Kompromisse bei der Sicherheit. aiT unterstützt die folgenden Prozessoren:
ARM7, Motorola Star12/HCS12, PowerPC 555 und 565, Texas Instruments TMS320C3x, C16x/ST10, HCS12X sowie demnächst auch Renesas M32C und TriCore 1796.

Der StackAnalyzer berechnet automatisch den maximalen Stackverbrauch von
eingebetteten Anwendungen für jeden Programmpunkt. Die Ergebnisse werden
anschaulich im Aufruf- und Kontrollflussgraphen repräsentiert.
Laufzeitfehler wegen Stack Overflow gehören somit der Vergangenheit an.
StackAnalyzer unterstützt die folgenden Prozessoren: C16x, XC16x, ST10,
PowerPC, M68k, TMS320C3x, NEC V850, x86, x86rm, TriCore, ARM, H8/300 + H8S/2x00, HCS12 und HCS12X.

Auf der CeBIT 2007 wird die Technologie am Messestand der Universität des Saarlandes (Halle 9, Stand B 65) erläutert. Bärbel Franzen von AbsInt Angewandte Informatik GmbH wird am Freitag, 16. März um 15.40 Uhr im Future Talk (Halle 9, Stand A 60) einen Vortrag halten zum Thema "Analyse von sicherheitskritischen Systemen: Ist Ihr Programm immer schnell genug? Wie Stackverbrauch und Laufzeit durch eine statische Programmanalyse automatisch bestimmt werden".


Fragen beantworten Ihnen:
Prof. Dr. Reinhard Wilhelm
Tel.: 0681/302-3434
Email: wilhelm@cs.uni-sb.de
oder
Friederike Meyer zu Tittingdorf
Tel. 0681/302-58099
Email: presse@cs.uni-sb.de
Weitere Informationen: http://www.informatik-saarland.de http://www.absint.com
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