Förutsägbara inbyggda mjukvarusystem

Diarienummer: FFL09-0075
Start- och slutdatum: 110101-161231
Beviljat belopp: 10 000 000 kr
Förvaltande organisation: Mälardalen University, Västerås
Forskningsområde: Informations-, kommunikations- och systemteknik

Summary

Korrekthet för en stor del av den programvara som finns inbyggd i produkter förutsätter inte bara korrekt funktion, utan även att ett antal ickefunktionella krav och egenskaper är uppfyllda; ofta relatede till resursutnyttjande eller timing. Målet med detta projekt är att utveckla nya metoder för resurshantering för distribuerade inbyggda mjukvarusystem; metoder som möjliggör hantering av ickefunktionella krav och egenskaper både under design och körning av dessa system. Vi kommer att utveckla ett ramverk för förutsägbar timing och resursanvändande för inbyggda mjukvarusystem. Vårt övergripande mål är att utveckla hierarkiska schemaläggningstekniker så att dessa blir en kostnadseffektiv lösning tillämpbar i många tillämpningsområden, inkluderande fordon, automation, flyg och konsumentelektronik. Utmaningen ligger i att kunna garantera ickefunktionella krav och egenskaper som sträcker sig över nätverket från en nod till en annan.

Populärvetenskaplig beskrivning

I detta projekt utvecklas metoder för delsystembaserad utveckling av komplexa inbyggda realtidssystem. Utgående från en generaliserad hierarkisk struktur av delsystem utvecklar vi kostnadseffektiva protokoll och analysmetoder som kan garantera tidsmässig och resursmässig korrekthet för komplexa inbyggda system. Dessa hierarkiska tekniker och metoder kommer att öka tillförlitligheten och reducera utvecklingstiden för komplexa inbyggda realtidssystem bestående av flera delsystem. Många av dagens produkter innehåller små datorer och är därmed så kallade inbyggda system. Inbyggda system kan vara små eldrivna tandborstar eller större avancerade och mer komplexa system som bilar och robotar. Ofta har dessa inbyggda system förutom funktionella krav också ickefunktionella krav, såsom krav på låg energiförbrukning, förutsägbar timing och minnesförbrukning. Till exempel är en airbag inte speciellt nyttig om den inte fylls med gas vid exakt rätt tillfälle; inte för tidigt och inte för sent. System med strikta tidsmässiga krav kallas för realtidssystem . Ett annat exempel är MP3-spelare som behöver minne för att tillfälligt lagra och avkoda musikdata. Avkodningen får inte störa de tidsmässig krav som ställs för att användaren ska uppleva perfekt ljuduppspelning, och avkodningen får inte ta för mycket energi ur MP3-spelarens batteri. Större inbyggda system innehåller idag så pass mycket elektronik och programvara att de blivit svåra att utveckla och underhålla. För att komma till rätta med komplexitetsproblemen delar man ofta upp systemet i ett antal delsystem, som var och en uträttar någon specifik funktion. Delsystemen utvecklas separat, och integreras sedan i systemet. Tack vare detta kan man utveckla delsystemen parallellt och/eller köpa in delsystem från underleverantörer, vilket reducerar komplexiteten och snabbar upp utvecklingsprocessen. Integration av delsystem är idag en stor utmaning som kräver omfattande insatser för att säkerställa att de olika delsystemen inte interagerar med varandra på oönskade sätt. De metoder som utvecklas i detta projekt reducerar integrationskostnaden avsevärt genom att de omöjliggör oönskade interaktioner genom att isolera delsystemen från varandra.