Automotive Software Engineering: Grundlagen, Prozesse, Methoden und Werkzeuge effizient einsetzen
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2013
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Ausgabe: | 5., überarb. und aktualisierte Aufl. |
Schriftenreihe: | ATZ-MTZ Fachbuch
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Schlagworte: | |
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Beschreibung: | XV, 334 S. Ill., graph. Darst. 240 mm x 170 mm |
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XI
INHALTSVERZEICHNIS
ZUR BEDEUTUNG VON SOFTWARE IM AUTOMOBIL V
VORWORT ZUR 5. AUFLAGE VII
1 EINFUEHRUNG UND UEBERBLICK 1
1.1 DAS SYSTEM FAHRER-FAHRZEUG-UMWELT 2
1.1.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE ELEKTRONISCHER SYSTEME 2
1.1.2 ELEKTRONISCHE SYSTEME DES FAHRZEUGS UND DER UMWELT 5
1.2 UEBERBLICK UEBER DIE ELEKTRONISCHEN SYSTEME DES FAHRZEUGS 6
1.2.1 ELEKTRONISCHE SYSTEME DES ANTRIEBSSTRANGS 8
1.2.2 ELEKTRONISCHE SYSTEME DES FAHRWERKS 9
1.2.3 ELEKTRONISCHE SYSTEME DER KAROSSERIE 11
1.2.4 MULTI-MEDIA-SYSTEME 13
1.2.5 VERTEILTE UND VERNETZTE ELEKTRONISCHE SYSTEME 14
1.2.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 15
1.3 UEBERBLICK UEBER DIE LOGISCHE SYSTEMARCHITEKTUR 16
1.3.1 FUNKTIONS-UND STEUERGERAETENETZWERK DES FAHRZEUGS 16
1.3.2 LOGISCHE SYSTEMARCHITEKTUR FUER STEUERUNGS-/REGELUNGS- UND
UEBERWACHUENGSSYSTEME 17
1.4 PROZESSE IN DER FAHRZEUGENTWICKLUNG 18
1.4.1 UEBERBLICK UEBER DIE FAHRZEUGENTWICKLUNG 18
1.4.2 UEBERBLICK UEBER DIE ENTWICKLUNG VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN 19
1.4.3 KERNPROZESS ZUR ENTWICKLUNG VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN UND
SOFTWARE 22
1.4.4 UNTERSTUETZUNGSPROZESSE ZUR ENTWICKLUNG VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN
UND SOFTWARE 24
1.4.5 PRODUKTION UND SERVICE VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN UND SOFTWARE 26
1.5 METHODEN UND WERKZEUGE IN DER FAHRZEUGENTWICKLUNG 27
1.5.1 MODELLBASIERTE ENTWICKLUNG 27
1.5.2 INTEGRIERTE QUALITAETSSICHERUNG 29
1.5.3 REDUZIERUNG DES ENTWICKLUNGSRISIKOS 30
1.5.4 STANDARDISIERUNG UND AUTOMATISIERUNG 31
1.5.5 ENTWICKLUNGSSCHRITTE IM FAHRZEUG 34
2 GRUNDLAGEN 35
2.1 STEUERUNGS-UND REGELUNGSTECHNISCHE SYSTEME 35
2.1.1 MODELLBILDUNG 35
2.1.2 BLOCKSCHALTBILDER 36
2.2 DISKRETE SYSTEME 40
2.2.1 ZEITDISKRETE SYSTEME UND SIGNALE 41
2.2.2 WERTDISKRETE SYSTEME UND SIGNALE 42
2.2.3 ZEIT- UND WERTDISKRETE SYSTEME UND SIGNALE 43
2.2.4 ZUSTANDSAUTOMATEN 43
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XII INHALTSVERZEICHNIS
2.3 EINGEBETTETE SYSTEME 45
2.3.1 AUFBAU VON MIKROCONTROLLERN 46
YY2.3.2 SPEICHERTECHNOLOGIEN 48
2.3.3 PROGRAMMIERUNG VON MIKROCONTROLLERN 51
2.4 ECHTZEITSYSTEME 58
2.4.1 FESTLEGUNG VON TASKS 58
2.4.2 FESTLEGUNG VON ECHTZEITANFORDERUNGEN 60
2.4.3 ZUSTAENDE VON TASKS 63
2.4.4 STRATEGIEN FUER DIE ZUTEILUNG DES PROZESSORS 64
2.4.5 AUFBAU VON ECHTZEITBETRIEBSSYSTEMEN 69
2.4.6 INTERAKTION .ZWISCHEN TASKS 70
2.5 VERTEILTE UND VERNETZTE SYSTEME 75
2.5.1 LOGISCHE UND TECHNISCHE SYSTEMARCHITEKTUR 78
2.5.2 FESTLEGUNG DER LOGISCHEN KOMMUNIKATIONSBEZIEHUNGEN 79
2.5.3 FESTLEGUNG DER TECHNISCHEN NETZWERKTOPOLOGIE 81
2.5.4 FESTLEGUNG VON NACHRICHTEN 82
2.5.5 AUFBAU DER KOMMUNIKATION UND DES NETZWERKMANAGEMENTS 84
2.5.6 STRATEGIEN FUER DIE ZUTEILUNG DES BUSSES 87
2.6 ZUVERLAESSIGKEIT, SICHERHEIT, UEBERWACHUNG UND DIAGNOSE VON SYSTEMEN
90
2.6.1 GRUNDBEGRIFFE 91
2.6.2 ZUVERLAESSIGKEIT UND VERFUEGBARKEIT VON SYSTEMEN 92
2.6.3 SICHERHEIT VON SYSTEMEN : 96
2.6.4 UEBERWACHUNG UND DIAGNOSE VON SYSTEMEN 98
2.6.5 AUFBAU DES UEBERWACHUNGSSYSTEMS ELEKTRONISCHER STEUERGERAETE 103
2.6.6 AUFBAU DES DIAGNOSESYSTEMS ELEKTRONISCHER STEUERGERAETE 106
2.7 ELEKTRIK-/ELEKTRONIK- UND SOFTWARE-ARCHITEKTUR 111
3 UNTERSTUETZUNGSPROZESSE ZUR ENTWICKLUNG VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN
UND SOFTWARE 113
3.1 GRUNDBEGRIFFE DER SYSTEMTHEORIE 113
3.2 VORGEHENSMODELLE UND STANDARDS 116
3.3 KONFIGURATIONSMANAGEMENT 118
3.3.1 PRODUKT UND LEBENSZYKLUS 118
3.3.2 VARIANTEN UND SKALIERBARKEIT 119
3.3.3 VERSIONEN UND KONFIGURATIONEN 120
3.4 PROJEKTMANAGEMENT 123
3.4.1 PROJEKTPLANUNG 123
3.4.2 PROJEKTVERFOLGUNG UND RISIKOMANAGEMENT 129
3.5 LIEFERANTENMANAGEMENT 129
3.5.1 SYSTEM-UND KOMPONENTENVERANTWORTUNG 129
3.5.2 SCHNITTSTELLEN FUER DIE SPEZIFIKATION UND INTEGRATION 129
3.5.3 FESTLEGUNG DES FIRMENUEBERGREIFENDEN ENTWICKLUNGSPROZESSES 130
3.6 ANFORDERUNGSMANAGEMENT 132
3.6.1 ERFASSEN DER BENUTZERANFORDERUNGEN 132
3.6.2 VERFOLGEN VON ANFORDERUNGEN 136
3.7 QUALITAETSSICHERUNG 137
3.7.1 INTEGRATIONS-UND TESTSCHRITTE 138
3.7.2 MASSNAHMEN ZUR QUALITAETSSICHERUNG VON SOFTWARE 138
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
4 KERNPROZESS ZUR ENTWICKLUNG VON ELEKTRONISCHEN SYSTEMEN UND SOFTWARE
141
4.1 ANFORDERUNGEN UND RANDBEDINGUNGEN 142
4.1.1 SYSTEM- UND KOMPONENTENVERANTWORTUNG 142
4.1.2 ABSTIMMUNG ZWISCHEN SYSTEM-UND SOFTWARE-ENTWICKLUNG 143
4.1.3 MODELLBASIERTE SOFTWARE-ENTWICKLUNG 145
4.2 GRUNDBEGRIFFE 145
4.2.1 PROZESSE 145
4.2.2 METHODEN UND WERKZEUGE 146
4.3 SPEZIFIKATION DER LOGISCHEN SYSTEMARCHITEKTUR 147
4.4 SPEZIFIKATION DER TECHNISCHEN SYSTEMARCHITEKTUR 150
4.4.1 ANALYSE UND SPEZIFIKATION STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNISCHER
SYSTEME 154
4.4.2 ANALYSE UND SPEZIFIKATION VON ECHTZEITSYSTEMEN 155
4.4.3 ANALYSE UND SPEZIFIKATION VERTEILTER UND VERNETZTER SYSTEME 156
4.4.4 ANALYSE UND SPEZIFIKATION ZUVERLAESSIGER UND SICHERER SYSTEME 157
4.5 SPEZIFIKATION DER SOFTWARE-ARCHITEKTUR 158
4.5.1 SPEZIFIKATION DER SOFTWARE-KOMPONENTEN UND IHRER SCHNITTSTELLEN
158
4.5.2 SPEZIFIKATION DER SOFTWARE-SCHICHTEN 161
4.5.3 SPEZIFIKATION DER BETRIEBSZUSTAENDE 162
4.6 SPEZIFIKATION DER SOFTWARE-KOMPONENTEN 163
4.6.1 SPEZIFIKATION DES DATENMODELLS 163
4.6.2 SPEZIFIKATION DES VERHALTENSMODELLS 164
4.6.3 SPEZIFIKATION DES ECHTZEITMODELLS 167
4.7 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DER SOFTWARE-KOMPONENTEN 170
4.7.1 BERUECKSICHTIGUNG DER GEFORDERTEN NICHTFUNKTIONALEN
PRODUKTEIGENSCHAFTEN 170
4.7.2 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DES DATENMODELLS 172
4.7.3 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DES VERHALTENSMODELLS 173
4.7.4 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DES ECHTZEITMODEILS 175
4.8 TEST DER SOFTWARE-KOMPONENTEN 175
4.9 INTEGRATION DER SOFTWARE-KOMPONENTEN 175
4.9.1 ERZEUGUNG DES PROGRAMM- UND DATENSTANDS 176
4.9.2 ERZEUGUNG DER BESCHREIBUNGSDATEIEN 178
4.9.3 ERZEUGUNG DER DOKUMENTATION 179
4.10 INTEGRATIONSTEST DER SOFTWARE 180
4.11 INTEGRATION DER SYSTEMKOMPONENTEN 181
4.11.1 INTEGRATION VON SOFTWARE UND HARDWARE 181
4.11.2 INTEGRATION VON STEUERGERAETEN, SOLLWERTGEBERN, SENSOREN UND
AKTUATOREN 182
4.12 INTEGRATIONSTEST DES SYSTEMS 184
4.13 KALIBRIERUNG 186
4.14 SYSTEM-UND AKZEPTANZTEST 187
5 METHODEN UND WERKZEUGE IN DER ENTWICKLUNG 189
5.1 OFFBOARD-SCHNITTSTELLE ZWISCHEN STEUERGERAET UND WERKZEUG 190
5.2 SPEZIFIKATION DER TECHNISCHEN SYSTEMARCHITEKTUR 192
5.2.1 ANALYSE UND SPEZIFIKATION STEUERUNGS- UND REGELUNGSTECHNISCHER
SYSTEME 192
5.2.2 ANALYSE UND SPEZIFIKATION VON ECHTZEITSYSTEMEN 196
5.2.3 ANALYSE UND SPEZIFIKATION VERTEILTER UND VERNETZTER SYSTEME 202
5.2.4 ANALYSE UND SPEZIFIKATION ZUVERLAESSIGER UND SICHERER SYSTEME 207
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
5.3 SPEZIFIKATION VON SOFTWARE-FUNKTIPNEN UND DEREN VALIDIERUNG 214
5.3.1 SPEZIFIKATION DER SOFTWARE-ARCHITEKTUR UND DER
SOFTWARE-KOMPONENTEN 216
5.3.2 SPEZIFIKATION DES DATENMODELLS 220
5.3.3 SPEZIFIKATION DES VERHALTENSMODELLS MIT BLOCKDIAGRAMMEN 220
5.3.4 SPEZIFIKATION DES VERHALTENSMODELLS MIT ENTSCHEIDUNGSTABELLEN 223
5.3.5 SPEZIFIKATION DES VERHALTENSMODELLS MIT ZUSTANDSAUTOMATEN 226
5.3.6 SPEZIFIKATION DES VERHALTENSMODELLS MIT PROGRAMMIERSPRACHEN 231
5.3.7 SPEZIFIKATION DES ECHTZEITMODELLS 231
5.3.8 VALIDIERUNG DER SPEZIFIKATION DURCH SIMULATION UND
RAPID-PROTOTYPING . 231
5.4 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG VON SOFTWARE-FUNKTIONEN 243
5.4.1 BERUECKSICHTIGUNG DER GEFORDERTEN NICHTFUNKTIONALEN
PRODUKTEIGENSCHAFTEN 243
5.4.2 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG VON ALGORITHMEN IN FESTPUNKT- UND
GLEITPUNKTARITHMETIK 251
5.4.3 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DER SOFTWARE-ARCHITEKTUR 266
5.4.4 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DES DATENMODELLS 270
5.4.5 DESIGN UND IMPLEMENTIERUNG DES VERHALTENSMODELLS 273
5.5 INTEGRATION UND TEST VON SOFTWARE-FUNKTIONEN 276
5.5.1 SOFTWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATIONEN 277
5.5.2 LABORFAHRZEUGE UND PRUEFSTAENDE 1 279
5.5.3 EXPERIMENTAL-, PROTOTYPEN- UND SERIENFAHRZEUGE 285
5.5.4 DESIGN UND AUTOMATISIERUNG VON EXPERIMENTEN 286
5.6 KALIBRIERUNG VON SOFTWARE-FUNKTIONEN 287
5.6.1 ARBEITSWEISEN BEI DER OFFLINE-UND ONLINE-KALIBRIERUNG 288
5.6.2 SOFTWARERUPDATE DURCH FLASH-PROGRAMMIERUNG 290
5.6.3 SYNCHRONES MESSEN VON SIGNALEN DES MIKROCONTROLLERS UND
DER INSTRUMENTIERUNG 291
5.6.4 AUSLESEN UND AUSWERTEN VON ONBOARD-DIAGNOSEDATEN 291
5.6.5 OFFLINE-VERSTELLEN VON PARAMETERN 292
5.6.6 ONLINE-VERSTELLEN VON PARAMETERN 293
5.6.7 KLASSIFIZIERUNG DER OFFBOARD-SCHNITTSTELLEN FUER DAS
ONLINE-VERSTELLEN 294
5.6.8 MANAGEMENT DES CAL-RAM 299
5.6.9 MANAGEMENT DER PARAMETER UND DATENSTAENDE 302
5.6.10 DESIGN UND AUTOMATISIERUNG VON EXPERIMENTEN 303
6 METHODEN UND WERKZEUGE IN PRODUKTION UND SERVICE 305
6.1 OFFBOARD-DIAGNOSE ! 306
6.2 PARAMETRIERUNG VON SOFTWARE-FUNKTIONEN 307
6.3 SOFTWARE-UPDATE DURCH FLASH-PROGRAMMIERUNG 309
6.3.1 LOESCHEN UND PROGRAMMIEREN VON FLASH-SPEICHERN 309
6.3.2 FLASH-PROGRAMMIERUNG UEBER DIE OFFBOARD-DIAGNOSESCHNITTSTELLE 309
6.3.3 SICHERHEITSANFORDERUNGEN 311
6.3.4 VERFUGBARKEITSANFORDERUNGEN 312
6.3.5 AUSLAGERUNG UND FLASH-PROGRAMMIERUNG DES BOOT-BLOCKS 314
6.4 INBETRIEBNAHME UND PRUEFUNG ELEKTRONISCHER SYSTEME 315
INHALTSVERZEICHNIS XV
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 317
LITERATURVERZEICHNIS 319
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 325
SAECHWORTVERZEICHNIS 327 |
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