Feltoleranta och säkra inbyggda system i fordon
- Diarienummer
- RIT08-0056
- Start- och slutdatum
- 090101-111230
- Beviljat belopp
- 11 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Linköping University
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Den föreslagna forskningen ämnar att utveckla designtekniker för feltoleranta och säkra inbyggda system för fordonsapplikationer. Särskilt kommer följande tre projekt att genomföras: 1. Utveckling av mjukvarubaserade metoder för att hantera övergående fel i system med strikta tids- och QoS-krav; analys och integrering av nya felmodeller som är typiska för nästa generations integrerade kretsar för fordonsapplikationer; samt integrering av feltoleransmetoder i global analys, design och optimering på systemnivå. 2. Det andra projektet behandlar två säkerhetsaspekter. Den första aspekten handlar om hur man kan förhindra att säkerhetshål introduceras i mjukvara för inbyggda fordonssystem. Den andra aspekten handlar om att utveckla mekanismer som under exekvering upptäcker och hanterar säkerhetsfel. 3. Utveckling av ett flexibelt mellanlager som, under exekvering, fördelar arbetet på beräknings- och kommunikationsenheter samt som hanterar upptäckta fel, säkerhetshot och oväntade belastningar på processorer och kommunikationslänkar. Detta mellanlager kommer att ansvara för att upprätthålla de förutbestämda kraven på global QoS, pålitlighet och säkerhet. Resultatet av de olika forskningsaktiviteterna kommer att integreras i en demonstrator som simulerar fordonsapplikationer exekverade på en heterogen plattform bestående av flera processorer och kommunikationslänkar.
Populärvetenskaplig beskrivning
Inbyggda datorsystem existerar i alla aspekter av vårt vardagliga liv, allt ifrån hemelektronik och kommunikationstillbehör till multimediatillbehör och fordon. Moderna fordon innehåller en hel del elektronik och mjukvara utvecklade för styrsystem, säkerhet och förarassistans. Nyare finesser är automatisk parkeringsassistans, system för att hitta information om döda vinklar samt navigationsdatorer med realtidsuppdatering av trafikinformation. Eftersom inbyggda system tar över mer och mer funktionalitet så är det ytterst viktigt att dessa är pålitliga, feltoleranta och säkra. En annan tydlig trend i det här sammanhanget är bytet till nätverksbaserade arkitekturer med flera processorer. Fordonsapplikationer har tidigare och i dagsläget bestått av funktioner som exekverar på tillägnade hårdvarunoder. Denna restriktiva mappning av funktionalitet har medfört flera problem: antalet hårdvarunoder har ökat dramatiskt, vilket har lett till höga kostnader och prestandaförsämringar; lösningarna är icke-optimala med avseende på ett flertal aspekter, till exempel icke-optimal användning av de tillgängliga beräknings- och kommunikationsresurserna; ny funktionalitet, till exempel “brake-by-wire”, är en naturligt distribuerad applikation och kan därför inte implementeras med en hårdvarunod. Det har därför blivit viktigt att minska antalet hårdvarunoder genom att integrera flera funktioner på en nod och samtidigt distribuera viss funktionalitet över flera noder. Den nätverksbaserade arkitekturen med flera processorer och kommunikationslänkar för fordonsapplikationer är en plattform som möjliggör implementation av effektiva feltolerans- och säkerhetsmekanismer eftersom denna arkitektur innehåller hårdvaruredundans. Samtidigt skapar denna typ av arkitektur en enorm designkomplexitet och ytterligare säkerhetshål som möjliggör uppsåtliga attacker. För sådana komplexa inbyggda system behövs därför kraftfulla designmetoder som på ett integrerat sätt tar hänsyn till feltolerans- och säkerhetsaspekter för att möjliggöra uppfyllandet av krav på tillförlitlighet och säkerhet. Detta projekt ämnar att, med ett tydligt fokus på fordonsapplikationer, utveckla designmetoder för feltoleranta och säkra inbyggda system med nuvarande och framtida arkitekturer bestånde av flera processorer.