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Description, Analysis and Evaluation of a Novel Architecture Concept for Fault-Tolerant Control Systems
Die Frage, wie sicherheitskritische Steuerungen fehlertolerant gestaltet werden können, kann als grundsĂ€tzlich beantwortet angesehen werden (Echtle, 1990). Teils seit Jahrzehnten existieren Verfahren zur Fehlererkennung, Wiederholung misslungener Rechenoperationen oder paralleler ProgrammausfĂŒhrung auf mehreren Rechnern.
Auf ein Gesamtsystem, wie z. B. ein Automobil bezogen, wurde jedoch bislang meist jedes einzelne Teilsystem (Lenkanlage, Bremsen etc.) isoliert betrachtet, was im Ergebnis zu massiver, aus Fehlertoleranzsicht aber entbehrlicher, struktureller Redundanz fĂŒhrte.
Aus dieser Ăberlegung heraus entstand das Konzept der "Entfernten Redundanz", welches es erlaubt, im Gesamtsystem vorhandene Ressourcen unabhĂ€ngig vom Ort ihres Vorhandenseins nutzbar zu machen. Als Folge können Hardwarekomponenten durch auf einem fremden Teilsystem ausgefĂŒhrte Software ersetzt werden, was im Hinblick auf die fĂŒr das Gesamtsystem entstehenden Kosten ein wesentliches Einsparpotenzial darstellt. Aber auch in Bezug auf ein einzelnes Teilsystem ermöglicht es der Einsatz Entfernter Redundanz, aufwĂ€ndige (und darĂŒber hinaus fehleranfĂ€llige) Verkabelungsstrukturen in betrĂ€chtlichem Umfang zu reduzieren.
Die durch Entfernte Redundanz entstehende Systemarchitektur ist dabei nahezu frei skalierbar und nicht etwa auf einen bestimmten Fehlertoleranzgrad eingeschrĂ€nkt. Realisierbar sind dementsprechend neben den beiden in der Praxis hĂ€ufigsten Anforderungen â Ausfallsicherheit und Einfehlertoleranz â beliebige n-von-m-Systeme.The general problem of designing safety-critical control systems in a fault-tolerant manner may be regarded as largely solved (Echtle, 1990). Methods allowing for fault detection, forward/backward error recovery or fault masking using redundant computers partly exist since decades.
As to a complete system, e. g. an automobile, usually each subsystem (steering system, brakes etc.) has, however, been treated and analyzed separately so far, leading to massive, but, from a fault tolerance point of view, superfluous, structural redundancy.
Against this background, the concept of "remote redundancy" has been developed in order to enable the use of computing resources regardless of the location of their presence. As a consequence, formerly necessary hardware components may be replaced by a piece of software running on a different node, leading to a substantial savings potential for the production of the overall system. Even with regard to a single subsystem, remote redundancy allows to reduce complex and error-prone wiring structures to a considerable degree.
The system architecture resulting from the appliance of remote redundancy is highly scalable and not at all restricted to a certain degree of fault tolerance. In addition to the most common requirements of single-fault tolerance and fail-safe behavior, any n-out-of-m-system is feasible
Innovative Informatikanwendungen : Informatik 2003 ; 29. September - 2. Oktober 2003 in Frankfurt am Main
Tagungsprogramm INFORMATIK 2003 Innovative Informatikanwendungen. 33. Jahrestagung der Gesellschaft fĂŒr Informatik e.V. (GI) 29. September bis 2. Oktober 2003 Frankfurt am Mai
Eine Entwicklungsmethodik fĂŒr sicherheitsrelevante Elektroniksysteme im Automobil
Es wird eine neue Entwicklungsmethodik fĂŒr sicherheitsrelevante Elektroniksysteme im Automobil vorgestellt.
Die im Automobilbereich gÀngige Methodik wird um Inhalte bzgl. Sicherheit und ZuverlÀssigkeit erweitert, die an den Luftfahrt-Standard SAE ARP 4761 angelehnt an die Anforderungen im Automobilbereich angepasst wurden.
Wesentliche Erweiterungen sind neben dem Einsatz einer GefÀhrdungsanalyse der intensive Einsatz von FTA und FMEA zum Nachweis der Sicherheitseigenschaften des Systems
Dynamisch und partiell rekonfigurierbare Hardwarearchitektur mit adaptivem hardwaregestĂŒtzten Routing zur Laufzeit
Die Vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer rekonfigurierbaren Hardwarearchitektur fĂŒr dynamische Funktionsmuster. Hierbei war die Zielsetzung neue und bestehende adaptive Konzepte in einer neuen Hardwarearchitektur, der HoneyComb-Architektur, zu vereinen und die Machbarkeit zu prĂ€sentieren. Zu den neuen Features dieser Architektur gehören MultikontextfĂ€higkeiten, multigranulare Datentypen, programmierbare Ein-/Ausgabelogik und adaptives Routing zur Laufzeit
Leistungsbasierte Steuerung der Dienstleistungsnetzwerke von Service-Integratoren in der Logistik
Die vorliegende Arbeit setzt sich mit den Steuerungsanforderungen in einem WertschoÌpfungsnetzwerk eines Service-Integrators auseinander. Hierzu wird zunaÌchst das GeschaÌftsmodell des Service-Integrators abgegrenzt und eine Einordnung in eine Typologie von Netzwerkunternehmen vorgenommen. AnschlieĂend erfolgt eine Untersuchung der Steuerungsbedarfe aus organisationstheoretischer Sicht und ein Abgleich mit entsprechenden Instrumenten von bestehenden Arbeiten aus dem Bereich der Steuerung von Unternehmensnetzwerken. Es wird dabei gezeigt, dass die Konzepte Vertrauen und Reputation nicht inkludiert sind, woraufhin ein leistungsbasiertes VerstaÌndnis von Reputation, auf Basis von Vertragsverletzungen, aufgebaut wird, nachdem ein entsprechendes VerstaÌndnis von Vertrauen und Reputation aus betriebswirtschaftlicher Literatur abgeleitet wurde.
Dieses Instrument wird, im Rahmen eines auf Basis von SCOR entwickelten Kennzahlenmodells, als Instrument zur Steuerung von Netzwerken von Service Integratoren aufgebaut. AbschlieĂend erfolgt eine prototypische Umsetzung und damit die Evaluierung der Machbarkeit und GuÌltigkeit unter den getroffenen Annahmen, dieses Instruments im Rahmen eines Instruments fuÌr einen logistischen Service-Integrator.
Im Zuge der Arbeit wird gezeigt, dass die Steuerung des Netzwerks eines Service-Integrators besondere Anforderungen an eine Netzwerksteuerung stellt, welche durch ein erweitertes, leistungsbasiertes Instrument, auf Basis der Verhaltenshistorie erfuÌllt werden koÌnnen