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Mixed Criticality Systems

Mixed Criticality Systems
type: Seminar (S) links:
semester: SS 2017
lecturer:

Marvin Damschen
Prof.Dr.Ing. Jörg Henkel

SWS: 2
ECTS: 3
information:

Course of Studies: Informatik Diplom/Master; Informationswirtschaft Diplom/Master.

Um die strengen nicht-funktionalen Anforderungen wie Kosten, Gewicht, Hitzeentwicklung oder Energieverbrauch erfüllen zu können, werden die meisten der in der Industrie eingesetzten Eingebetteten Systeme zunehmend als sog. Mixed Criticality Systeme (MCS) entwickelt. Dies ist zum Beispiel in Automobilen oder Flugzeugen der Fall. "Criticality" bezeichnet hierbei die Sicherheitsstufe (criticality level) für Fehlerfreiheit (etwa das Einhalten von Deadlines), die für eine Komponente garantiert werden muss. Ein MCS ist ein System, das Komponenten mit zwei oder mehr unterschiedlichen Sicherheitsstufen enthält. Beispielsweise könnte es in einem Automobil die Stufe 'Sicherheitskritisch' für das ABS und 'Unkritisch' für das Multimediasystem geben. Die grundlegende Forschungsfrage von MCS ist es, wie ein System partitioniert werden kann um Sicherheitsgarantien zu ermöglichen während Ressourcen für eine möglichst effiziente Nutzung geteilt werden.

In Echtzeitsystemen hat jeder Task genau eine, statisch bestimmte, maximale Ausführungszeit (worst-case execution time, WCET). In MCS hängt die WCET eines Tasks von der notwendigen Sicherheitsstufe ab. Eine stärkere Sicherheit bezieht mehr mögliche (gegebenenfalls sehr unwahrscheinliche) Beinträchtigungen ein, wodurch die WCET größer wird. Hierdurch bilden sie eine neue Forschungsrichtung mit theoretischen Herausforderungen in der Modellierung und Verifikation (bspw. Bestimmung der unterschiedlichen WCET oder Scheduling von Tasks unterschiedlicher Sicherheitsstufen). Gleichzeitig ist die Entwicklung und Implementierung von Kontrollsystemen in Hardware und Software notwendig (bspw. dürfen "unkritische" Tasks "kritische" Tasks nicht verlangsamen).

Im Rahmen dieser Seminarreihe werden in jedem Semester verschiedene Themen zum jeweiligen Stand der Forschung behandelt. Das Spektrum beinhaltete theoretische Konzepte und Algorithmen sowie Hardware und Software Entwürfe, die die Realisierung von Mixed Criticality Systemen ermöglichen.

Language: German or English

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