128 research outputs found

    Dagstuhl-Manifest zur Strategischen Bedeutung des Software Engineering in Deutschland

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    Im Rahmen des Dagstuhl Perspektiven Workshop 05402 "Challenges for Software Engineering Research" haben fĂƒÂŒhrende Software Engineering Professoren den derzeitigen Stand der Softwaretechnik in Deutschland charakterisiert und Handlungsempfehlungen fĂƒÂŒr Wirtschaft, Forschung und Politik abgeleitet. Das Manifest fasst die diese Empfehlungen und die Bedeutung und Entwicklung des Fachgebiets prÀgnant zusammen

    Zertifizierbarer Entwicklungsprozess fĂŒr komplexe Informationsverarbeitungssysteme in der WĂ€getechnik

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    ï»żThe dissertation is about principles, methods and techniques during the systematic development of embedded systems in the domain of measurement techniques. The considered domain contains fields of application with challenging and specific requirements of the information processing system. E.g. the dynamic weighing systems need solutions with very high resolution and lowest achievable measurement uncertainty in order to perform high-speed-measurements in a mechanically disturbed environment. In particular, the abilities for official calibration and metrologic reliability are considered. The complex and high-performance functions are required to guarantee measurement results. FPGA-based systems are used for the implementation of these functions.The especially designed certifiable development process (ZEfIRA) provides a procedural method for the development of complex embedded systems. The metrologic reliability, the legal requirements like calibratability, the validation and the verification are included as a general criteria in the entire development process. ZEfIRA is based on the 3W-model and is designed in an evolutionary manner. This process starts with the analysis of a predecessor system followed by the model-based development of a prototype, which leads into an optimized and application-specific product solution.The study emphasizes the influence of challenging requirements on the measurement system. It will be presented, how these can be integrated into the modelling level during the design and the implementation on a FPGA-based target platform. The stages of the functional and technical design of the system are analysed, whereas the realization of the partitions “FPGA logic” and “FPGA softcore solutions” are discussed in detail.Based on the preliminary design of the information processing in an electromagnetic force compensation (EMC) scale, the applicability of the process ZEfIRA and its developed methods and principles are proved. On the one hand, the optimal system-specific algorithms of signal processing, control and safety and on the other hand whose technical implementation are essential. This was realized with different performance parameters. In addition, the prototype allows the possible comprehensive analysis for embedding system. In the conclusion, the performance of ZEfIRA based on the prototype development is evaluated.Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete DomĂ€ne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen WĂ€getechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die EichfĂ€higkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfĂ€hige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafĂŒr vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise fĂŒr die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die EichfĂ€higkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berĂŒcksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionĂ€r angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen VorlĂ€ufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgefĂŒhrt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berĂŒcksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausfĂŒhrlich die Realisierungspartitionen „FPGA-Logik“ und „FPGA-Softcore-Lösungen“ betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, VerarbeitungskomplexitĂ€t und Genauigkeit realisiert. ErgĂ€nzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten fĂŒr das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine AbschĂ€tzung der LeistungsfĂ€higkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung

    Modellbasierte Entwicklung und Optimierung flexibler zeitgesteuerter Architekturen im Fahrzeugserienbereich

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    Zeitgenaue Simulation gemischt virtuell-realer Prototypen

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    Java in eingebetteten Systemen

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    Moderne, objektorientierte Sprachen spielen bei der Entwicklung von Software fĂŒr eingebettete Systeme bislang kaum eine Rolle. Die GrĂŒnde hierfĂŒr sind vielfĂ€ltig, meist wird jedoch die mangelnde Effizienz und der grĂ¶ĂŸere Speicherbedarf hervorgehoben. Obwohl Java viele Eigenschaften hat, die sehr fĂŒr einen Einsatz in eingebetteten Systemen sprechen, so hĂ€ngt doch gerade Java vielfach immer noch das Vorurteil an, in Systemen mit beschrĂ€nkter Rechenleistung und Speicher zu viele Ressourcen zu benötigen. Diese Arbeit soll dazu beitragen, diese Vorurteile abzutragen. Sie stellt insbesondere Techniken vor, die den Speicherbedarf einer JVM so gering wie möglich halten und diese effizient mit der zur VerfĂŒgung stehenden Rechenleistung umgehen lassen. Viele der dargestellten Verfahren und Algorithmen wurden in der Kertasarie VM implementiert, einer virtuellen Maschine, die speziell fĂŒr den Einsatz in eingebetteten Systemen konzipiert wurde. Durch die weit verbreitete Vernetzung eingebetteter Systeme ĂŒber das Internet stellt sich in vielen FĂ€llen zudem das Problem einer modernen, abstrakten und effizienten Form der Kommunikation. Aus diesem Grund liegt der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit auf dem Vergleich von objektorientierten Middleware-Architekturen, insbesondere von Java-RMI. Auch auf diesem Gebiet wird eine eigene, speziell an eingebettete Systeme angepasste RMI-Variante vorgestellt.Modern, object oriented languages do not play an important role when developing software for embedded systems. There are many reasons for it, most often an inadequate performance and a greater memory demand are mentioned. In spite of the fact that Java has many features suitable for embedded systems, Java often faces the prejudice to consume too much resources in systems with limited processing power and memory. This work is a contribution to diminish this prejudices. It presents techniques to limit the memory demands of a Java Virtual Machine and to effectively cope with limited computing power. Many of the presented methods and algorithms are implemented in the Kertasarie VM, a JVM designed to run in embedded systems.Due to the fact of increasing network capabilities embedded systems often face the problem of a modern, abstract and efficient communication. Therefore the second emphasis of this work is put on the comparison of object oriented middleware architectures, especially Java-RMI. An own implementation for embedded systems is also presented

    Entwurfsoptimierung von selbst-adaptiven Wartungsmechanismen fĂŒr software-intensive technische Systeme

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    Diese Arbeit stellt neuartige Konzepte zur effizienten EntscheidungsunterstĂŒtzung in der Rekonfiguration software-intensiver technischer Systeme mit limitiertem Wartungszugriff vor. Entgegen rein redundanzorientierter AnsĂ€tze, basiert die verfolgte Methodik auf der prĂ€diktiven Vorausberechnung adĂ€quater Konfigurationsalternativen im relevanten Lösungsraum. Das Wissen ĂŒber Konfigurationsbeziehung wird frĂŒhzeitig manifestiert und zur autarken kosteneffizienten AbwĂ€gung der Alternativen eingesetzt

    Entwicklung und Evaluierung einer Erweiterung der BPMN-Spezifikation fĂŒr einen modellbasierten und automatisierten Regressionstest verteilter BIS

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    ï»żThe constantly growing complexity of hard- and software systems combined with increasing functional scope and steadily decreasing product lifecycles is leading to an increment of model based technology usage in development and testing. Many challenges come along with developing and testing such complex software systems. Top priority of each company is to deliver the required software solution in the agreed time and budget frame. But reality shows, that time and cost pressure is massively affecting the quality of the delivered software. Therefore new testing methods have to be introduced in an early stage of the development process. While model based development procedures have found their way into embedded software systems during the past view years, the model based testing (MBT) of distributed business information systems (BIS) has come more and more in the focus of research and industry. This dissertation provides an overview of the status quo of the technology MBT within the domain of distributed BIS and summarizes the actual research questions. Out of these research questions the requirements to such a test approach arise, which are being answered within the implementation section of this dissertation. As a modelling notation the Business Process Modelling Notation (BPMN) is being used, differentiating this MBT approach from other approaches within the domain of embedded systems, which are using UML. Based on this and with the example of a debtor process (IT supported payment process) from the business-to-business (B2B) it will be shown, how an MBT approach can contribute to sustainably increase quality as well as test coverage of distributed BIS. Therefore within the frame of the dissertation testing tools developed by Seppmed GmbH and MID GmbH are being evaluated and analyzed on praxis capability. In detail it is being investigated, how far the testing tools in combination with other applications are fulfilling the expectations of the dissertation. For this purpose the testing of the realizing methodic is necessary. A cost analysis as well as impacts of MBT implementation in existing development processes will be provided in the last part of this thesis.Die stetig wachsende KomplexitĂ€t von Hard- und Softwaresystemen sowie der steigende Funktionsumfang bei stets kĂŒrzer werdenden Produktzyklen fĂŒhren zunehmend zum Einsatz von modellbasierten Technologien in der Entwicklung und bei den Tests. Bei der Entwicklung und beim Test solcher komplexer Softwaresysteme werden Unternehmen heute mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Oberste Maxime eines jeden Unternehmens ist, dass die angeforderte Softwarelösung im vereinbarten Zeit- und Budgetrahmen geliefert werden muss. Die Praxis zeigt allerdings, dass sich Zeit- und Kostendruck massiv auf die QualitĂ€t der ausgelieferten Software auswirken. Neue Testmethoden mĂŒssen daher in einem frĂŒhen Stadium des Softwareentwicklungsprozesses Einzug halten. Nachdem modellbasierte Entwicklungsmethoden bereits in den letzten Jahren zunehmend in eingebetteten Softwaresystemen Einzug in die Entwicklungsabteilungen gehalten haben, ist das modellbasierte Testen (MBT) von verteilten betrieblichen Informationssystemen (BIS) verstĂ€rkt in den Fokus von Forschung und Industrie gerĂŒckt. Diese Dissertation gibt einen Überblick ĂŒber den Stand der Technik bezĂŒglich des MBT in der DomĂ€ne der BIS und fasst aktuelle Forschungsfragen zusammen. Aus den Forschungsfragen lassen sich Anforderungen an einen solchen Testansatz formulieren, die dann im technischen Realisierungsteil dieser Dissertation beantwortet werden. Anders als in den bisherigen MBTAnsĂ€tzen aus der DomĂ€ne der eingebetteten Systeme wird als Modellierungsnotation nicht auf UML, sondern auf Business Process Modeling Notation (BPMN) gesetzt. Basierend darauf wird anhand eines Fallbeispiels mit einem betriebswirtschaftlichen Debitorenprozess (IT-gestĂŒtzter Zahlungsabwicklungsprozess) aus dem Business-to-Business (B2B) gezeigt, wie ein MBT-Ansatz einen Beitrag dazu leisten kann, sowohl die Testabdeckung als auch die TestqualitĂ€t von verteilten BIS nachhaltig zu verbessern. Dazu werden im Rahmen dieser Dissertation Testwerkzeuge der Firmen Seppmed GmbH und der MID GmbH evaluiert und auf ihre Praxistauglichkeit untersucht. Dabei soll im Speziellen untersucht werden, inwiefern diese Werkzeuge in Kombination mit Testwerkzeugen die Anforderungen dieser Dissertation erfĂŒllen. FĂŒr die Modellierung der TestfĂ€lle in BPMN ist es notwendig, die BPMN-Spezifikation um Testspezifika zu erweitern. Die so gewonnenen manuellen TestfĂ€lle werden durch eine spezielle Adaptierung, welche im Rahmen dieser Dissertation entwickelt wurde, in fertig automatisierte und ausfĂŒhrbereite Testskripte ĂŒberfĂŒhrt. So entsteht eine Methode, welche es ermöglicht, GeschĂ€ftsprozesse, die verteilt ĂŒber mehrere verschiedene Softwaresysteme abgewickelt werden, End-to-End zu testen. Da die Notwendigkeit und die Motivation dieser Dissertation aus der Praxis entstanden, wird die entwickelte Methode dementsprechend unter Praxisbedingungen erprobt und evaluiert. Dabei konnte festgestellt werden, dass sowohl die Testabdeckung (Prozessabdeckung) als auch die TestqualitĂ€t am Fallbeispiel erhöht werden konnten und gleichzeitig eine Testzeitersparnis von ca. 50% erreicht wurde

    Eine Methode zur effizienten und effektiven UnterstĂŒtzung der kontinuierlichen Validierung im Kontext der PGE - Produktgenerationsentwicklung = A Method for an Efficient and Effective Support of Continuous Validation in the Context of PGE - Product Generation Engineering

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    In Zeiten immer komplexer werdender Produkte, die gleichzeitig hĂ€ufig einen höchst multi-disziplinĂ€ren Charakter aufweisen, wird es fĂŒr die Produktentwickler immer schwieriger, die Funktionsweisen und ZusammenhĂ€nge der Systeme ĂŒbergreifend und im Detail zu durchdringen. So lĂ€sst sich das Verhalten eines Teilsystems im Kontext des Übersystems im Verlauf der Entwicklung nur sehr schwer und mit hoher Unsicherheit voraussagen. Durch kontinuierliche ValidierungsaktivitĂ€ten können die Produktentwickler diese WissenslĂŒcken kompensieren und die Unsicherheit reduzieren. Jedoch sind die Produktentwicklungsprozesse aufgrund der immer kĂŒrzer werden Entwicklungszyklen einem großen Effizienzdruck unterworfen. Die Herausforderung ist dabei, dass eine Steigerung der Effizienz auch und vor allem der sehr aufwendigen AktivitĂ€t der Validierung nicht zu einem unverhĂ€ltnismĂ€ĂŸig ansteigenden Entwicklungsrisiko fĂŒhren darf. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Priorisierung von ValidierungsaktivitĂ€ten entwickelt, die auf der Bestimmung der KritikalitĂ€t einzelner Teilsysteme / Funktionen basiert. HierfĂŒr werden unterschiedliche Kriterien ermittelt und in geeigneter Weise zusammengefĂŒhrt. Die Unsicherheit der Entwickler bzgl. der Funktionsweise einzelner Teilsysteme sowie die Auswirkungen einer notwendigen Änderung werden dabei berĂŒcksichtigt. Der auf diese Auswahl bzw. Priorisierung folgende Schritt der Definition der durchzufĂŒhrenden Tests wird ebenfalls methodisch unterstĂŒtzt. Hierbei kann keine konkrete und gleichzeitig allgemeingĂŒltige Herangehensweise definiert werden. Vielmehr wird in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, die die Entwickler dabei unterstĂŒtzt, die in den Unternehmen und einzelnen Abteilungen vorhandene Erfahrung bei der Testdefinition zielfĂŒhrend einzusetzen. Zu diesem Zweck wird ein Test-Beschreibungsmodell entwickelt, mit dem Tests beschrieben und dokumentiert werden können um daraus Referenzprozesse fĂŒr die zukĂŒnftige Validierung abzuleiten

    Effizienter Regressionstest von E/E-Systemen nach ISO 26262

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    Selektive Regressionstestmethodiken analysieren auf Basis einer auf eine Systemdarstellung abgebildeten Modifikation, welche TestfĂ€lle fĂŒr eine systematische ÜberprĂŒfung der Änderung selbst sowie aller potentiellen durch eine mögliche Fehlwirkung betroffenen Teilbereiche des Systems notwendig sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird erstmals eine effiziente und spezifikationsbasierte Regressionstestmethodik nach ISO 26262 fĂŒr die E/E-Systemebene entwickelt
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