Modellbasierte Software-Entwicklung für verteilte Echtzeitsysteme im Kraftfahrzeug:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Renningen
expert-Verl.
2006
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe des Instituts für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart
28 |
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| Online-Zugang: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 133 S. Ill., graph. Darst. |
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MODELLBASIERTE SOFTWARE-ENTWICKLUNG FUER VERTEILTE ECHTZEITSYSTEME IM
KRAFTFAHRZEUG RAINER MOSER SCHRIFTENREIHE DES INSTITUTS FUER
VERBRENNUNGSMOTOREN UND KRAFTFAHRWESEN DER UNIVERSITAET STUTTGART
LEHRSTUHL FUER KRAFTFAHRZEUGMECHATRONIK HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR.-ING.
HANS-CHRISTIAN REUSS BAND 28 -4- INHALTSVERZEICHNIS FORMELZEICHEN 7
ABKUERZUNGEN 9 ZUSAMMENFASSUNG 13 ABSTRACT 16 1 EINLEITUNG 18 1.1
MOTIVATION UND AUFGABE 18 1.2 STAND DER TECHNIK 20 1.2.1 EINZELNE
STEUERUNGSSYSTEME 21 1.2.2 VERTEILTE STEUERUNGSSYSTEME 23 1.3 INHALT UND
AUFBAU DER ARBEIT 28 2 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE 31 2.1 KLASSIFIZIERUNG
DER SYSTEME 31 2.2 DER AUFBAU EINES STEUERUNGSSYSTEMS 33 2.3
SOFTWARE-KOMPONENTEN UND STANDARDS 34 2.4 DER ENTWICKLUNGSPROZESS 35 2.5
KONVENTIONELLE SOFTWARE-ENTWICKLUNG FUER STEUERGERAETE . . 36 3
MODELLBASIERTE ENTWICKLUNG VON SOFTWARE FUER EINZELNE STEUERGERAETE 40 3.1
ENTWICKLUNGSWERKZEUGE 41 3.2 DAS SOFTWARE-ENTWICKLUNGSWERKZEUG ASCET-SD
42 3.2.1 DER ENTWICKLUNGSPROZESS 42 3.2.2 OBJEKTBASIERTE MODELLIERUNG 43
3.2.3 DAS DATEN- UND AUSFUEHRUNGSMODELL 44 3.2.4 CODEGENERIERUNG FUER
ZIELSYSTEME 46 3.2.5 KOMMUNIKATION DER PROZESSE 46 3.2.6 DIE
PROGRAMMIER-SCHNITTSTELLE VON ASCET-SD . . 47 3.3 STANDARDISIERUNG VON
MODELLBASIERTEN BASISBLOECKEN . . . 48 3.3.1 AUFBAU UND AUTOMATISIERTER
TEST EINER REFERENZ- BIBLIOTHEK 48 - 5 - 3.3.2 BEISPIEL TIEFPASSFILTER
50 4 ANALYTISCHE METHODEN DER ENTWICKLUNG VON VERTEILTEN STEUERGERAETEN
52 4.1 ANFORDERUNGEN AN VERTEILTE ECHTZEITSYSTEME 53 4.2 STATISCHE
ANALYSE VON RECHENZEITEN 54 4.2.1 ANALYSE DER PROGRAMMPFADE 55 4.2.2
MODELLIERUNG DER ARCHITEKTUR 55 4.2.3 BEWERTUNG 56 4.3 THEORETISCHE
ANALYSE VON BETRIEBSMITTELN 56 4.3.1 ECHZEITPLANUNG VON PROZESSOREN 57
4.3.2 UNTERBRECHBARE EINPROZESSORSYSTEME 60 4.3.3 NICHT UNTERBRECHBARE
EINPROZESSORSYSTEME . 64 4.3.4 MEHRPROZESSORSYSTEME 65 4.4 PROGRAMM
ZUR MACHBARKEITSANALYSE VON ABLAUFPLAENEN FUER PROZESSOREN 66 5
MODELLBASIERTE ENTWICKLUNG VERTEILTER SYSTEME 69 5.1 GRUNDLAGEN VON VCC
(VIRTUAL COMPONENT CO-DESIGN) . . 70 5.1.1 EINORDNUNG IN DAS V-MODELL 72
5.1.2 BESCHREIBUNG DER KONZEPTE UND KOMPONENTEN . . 73 5.2 ABBILDUNG DER
KOMPONENTEN VON ASCET-SD AUF VCC . . 75 5.3 AUTOMATISCHE INTEGRATION
MODELLBASIERTER SPEZIFIKATION . . 76 5.3.1 ANFORDERUNGEN 76 5.3.2
REALISIERUNG DER CODEGENERIERUNG 77 5.3.3 IMPORT IN VCC 82 5.4
SYSTEMINTEGRATION UND EVALUIERUNG DER ARCHITEKTUR . 83 5.4.1
VERTEILUNG DER SOFTWARE AUF DIE HARDWARE 83 5.4.2 EVALUIERUNG DER
ARCHITEKTUR 85 5.5 BEWERTUNG 86 6 IMPLEMENTIERUNG EINES VERTEILTEN
SYSTEMS BASIEREND AUF DEM ZEITGESTEUERTEN PROTOKOLL 87 6.1 DAS
ZEITGESTEUERTE PROTOKOLL TTP (TIME TRIGGERED PROTOCOL) 87 6.1.1
ENTSTEHUNGSGESCHICHTE 87 6.1.2 TECHNISCHE GRUNDPRINZIPIEN 88 6.1.3 DIE
ZEITGESTEUERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG . 92 6.2 MODELLBASIERTE
ENTWICKLUNG ZEITGESTEUERTER SYSTEME . 94 6.2.1 BESTIMMUNG DES GLOBALEN
ABLAUFPLANS 96 6.2.2 BESTIMMUNG DES LOKALEN ABLAUFPLANS 97 6.2.3
CODEGENERIERUNG DER ANWENDUNG 98 6.3 EVALUIERUNG DER MODELLBASIERTEN
UMGEBUNG 99 -6- 7 SCHLUSSFOLGERUNG UND AUSBLICK 101 7.1 SCHLUSSFOLGERUNG
101 7.2 DISKUSSION UND AUSBLICK 104 A ANHANG 107 A.1 DEFINITION EINER
STANDARDBIBLIOTHEK 107 A.1.1 FORMALE BESCHREIBUNG DER BASISBLOECKE 107
A.2 DAS LINEARE PROGRAMMIERUNGSPROBLEM DER WCET-ANALYSE 108 A.3
MACHBARKEITSANALYSEN UND ABLAUFPLAENE 112 A.3.1 UNTERBRECHBARE PROZESSE
113 A.3.2 BEGRENZT UNTERBRECHBARE PROZESSE 116 A.3.3 BEISPIEL
MEHRPROZESSORSYSTEME 118 A.4 VCC 120 A.4.1 ZEITBEHAFTETE SIMULATION 120
A.4.2 ANSI-C IMPORT SCHNITTSTELLE 123 LITERATURVERZEICHNIS 125 |
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MODELLBASIERTE SOFTWARE-ENTWICKLUNG FUER VERTEILTE ECHTZEITSYSTEME IM
KRAFTFAHRZEUG RAINER MOSER SCHRIFTENREIHE DES INSTITUTS FUER
VERBRENNUNGSMOTOREN UND KRAFTFAHRWESEN DER UNIVERSITAET STUTTGART
LEHRSTUHL FUER KRAFTFAHRZEUGMECHATRONIK HERAUSGEGEBEN VON PROF. DR.-ING.
HANS-CHRISTIAN REUSS BAND 28 -4- INHALTSVERZEICHNIS FORMELZEICHEN 7
ABKUERZUNGEN 9 ZUSAMMENFASSUNG 13 ABSTRACT 16 1 EINLEITUNG 18 1.1
MOTIVATION UND AUFGABE 18 1.2 STAND DER TECHNIK 20 1.2.1 EINZELNE
STEUERUNGSSYSTEME 21 1.2.2 VERTEILTE STEUERUNGSSYSTEME 23 1.3 INHALT UND
AUFBAU DER ARBEIT 28 2 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE 31 2.1 KLASSIFIZIERUNG
DER SYSTEME 31 2.2 DER AUFBAU EINES STEUERUNGSSYSTEMS 33 2.3
SOFTWARE-KOMPONENTEN UND STANDARDS 34 2.4 DER ENTWICKLUNGSPROZESS 35 2.5
KONVENTIONELLE SOFTWARE-ENTWICKLUNG FUER STEUERGERAETE . . 36 3
MODELLBASIERTE ENTWICKLUNG VON SOFTWARE FUER EINZELNE STEUERGERAETE 40 3.1
ENTWICKLUNGSWERKZEUGE 41 3.2 DAS SOFTWARE-ENTWICKLUNGSWERKZEUG ASCET-SD
42 3.2.1 DER ENTWICKLUNGSPROZESS 42 3.2.2 OBJEKTBASIERTE MODELLIERUNG 43
3.2.3 DAS DATEN- UND AUSFUEHRUNGSMODELL 44 3.2.4 CODEGENERIERUNG FUER
ZIELSYSTEME 46 3.2.5 KOMMUNIKATION DER PROZESSE 46 3.2.6 DIE
PROGRAMMIER-SCHNITTSTELLE VON ASCET-SD . . 47 3.3 STANDARDISIERUNG VON
MODELLBASIERTEN BASISBLOECKEN . . . 48 3.3.1 AUFBAU UND AUTOMATISIERTER
TEST EINER REFERENZ- BIBLIOTHEK 48 - 5 - 3.3.2 BEISPIEL TIEFPASSFILTER
50 4 ANALYTISCHE METHODEN DER ENTWICKLUNG VON VERTEILTEN STEUERGERAETEN
52 4.1 ANFORDERUNGEN AN VERTEILTE ECHTZEITSYSTEME 53 4.2 STATISCHE
ANALYSE VON RECHENZEITEN 54 4.2.1 ANALYSE DER PROGRAMMPFADE 55 4.2.2
MODELLIERUNG DER ARCHITEKTUR 55 4.2.3 BEWERTUNG 56 4.3 THEORETISCHE
ANALYSE VON BETRIEBSMITTELN 56 4.3.1 ECHZEITPLANUNG VON PROZESSOREN 57
4.3.2 UNTERBRECHBARE EINPROZESSORSYSTEME 60 4.3.3 NICHT UNTERBRECHBARE
EINPROZESSORSYSTEME . 64 4.3.4 MEHRPROZESSORSYSTEME 65 4.4 PROGRAMM
ZUR MACHBARKEITSANALYSE VON ABLAUFPLAENEN FUER PROZESSOREN 66 5
MODELLBASIERTE ENTWICKLUNG VERTEILTER SYSTEME 69 5.1 GRUNDLAGEN VON VCC
(VIRTUAL COMPONENT CO-DESIGN) . . 70 5.1.1 EINORDNUNG IN DAS V-MODELL 72
5.1.2 BESCHREIBUNG DER KONZEPTE UND KOMPONENTEN . . 73 5.2 ABBILDUNG DER
KOMPONENTEN VON ASCET-SD AUF VCC . . 75 5.3 AUTOMATISCHE INTEGRATION
MODELLBASIERTER SPEZIFIKATION . . 76 5.3.1 ANFORDERUNGEN 76 5.3.2
REALISIERUNG DER CODEGENERIERUNG 77 5.3.3 IMPORT IN VCC 82 5.4
SYSTEMINTEGRATION UND EVALUIERUNG DER ARCHITEKTUR . 83 5.4.1
VERTEILUNG DER SOFTWARE AUF DIE HARDWARE 83 5.4.2 EVALUIERUNG DER
ARCHITEKTUR 85 5.5 BEWERTUNG 86 6 IMPLEMENTIERUNG EINES VERTEILTEN
SYSTEMS BASIEREND AUF DEM ZEITGESTEUERTEN PROTOKOLL 87 6.1 DAS
ZEITGESTEUERTE PROTOKOLL TTP (TIME TRIGGERED PROTOCOL) 87 6.1.1
ENTSTEHUNGSGESCHICHTE 87 6.1.2 TECHNISCHE GRUNDPRINZIPIEN 88 6.1.3 DIE
ZEITGESTEUERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG . 92 6.2 MODELLBASIERTE
ENTWICKLUNG ZEITGESTEUERTER SYSTEME . 94 6.2.1 BESTIMMUNG DES GLOBALEN
ABLAUFPLANS 96 6.2.2 BESTIMMUNG DES LOKALEN ABLAUFPLANS 97 6.2.3
CODEGENERIERUNG DER ANWENDUNG 98 6.3 EVALUIERUNG DER MODELLBASIERTEN
UMGEBUNG 99 -6- 7 SCHLUSSFOLGERUNG UND AUSBLICK 101 7.1 SCHLUSSFOLGERUNG
101 7.2 DISKUSSION UND AUSBLICK 104 A ANHANG 107 A.1 DEFINITION EINER
STANDARDBIBLIOTHEK 107 A.1.1 FORMALE BESCHREIBUNG DER BASISBLOECKE 107
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MACHBARKEITSANALYSEN UND ABLAUFPLAENE 112 A.3.1 UNTERBRECHBARE PROZESSE
113 A.3.2 BEGRENZT UNTERBRECHBARE PROZESSE 116 A.3.3 BEISPIEL
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