In Automobilen Elektrik /Elektronik (E/E) Systemen sowie in der Flugzeugavionik gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die den Fahrzeugführer/Piloten bei seinen Aufgaben unterstützen können.
Die Anzahl und Verbreitung der Funktionen nahm in den letzten Jahren sehr stark zu und ein Ende dieses Trends ist nicht in Sicht. Neue Technologien, wie komplett autonomes Fahren bei
Fahrzeugen sowie eine stetige Erhöhung des Autonomie Levels von Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in der Avionik bringen das heutige E/E Konzept an die Grenzen des Vertretbaren. Das
klassische, statisch konfigurierte E/E Konzept steht somit vor einer neuen Herausforderung, nämlich eine Vielzahl von neuen, zusätzlichen Funktion zu integrieren und dabei die gleiche
Funktionalität, Determinismus und Zuverlässigkeit an den Tag zu legen, wie in der Vergangenheit. Mit dem klassischen statischen Konzept ist diese Anforderung nur zu gewährleisten, wenn für jede neue Funktion ein eigenes Steuergerät in das System Automobil/Flugzeug integriert wird. Da dieses Konzept aber hohe Kosten und erweiterten Bauraum nach sich zieht, ist es nicht mehr vertretbar und es wird nach neuen Optimierungsansätzen gesucht. Ein Optimierungsansatz ist der Übergang vom statischen zum semi-statischen Scheduling unter Berücksichtigung der Multi-Core Prozessortechnologie. Dieser Ansatz wird im Hierarchical Asynchronous Multi-Core System (HAMS) mit der statisch generierten Knowledgebase (KB) für Multi-Core Steuergeräte beschrieben.
Diese Dissertation zeigt die Konzepte und Ideen hinter HAMS auf und erörtert wie diese schon in den heutigen Domänen umgesetzt werden können. Dabei werden Funktionen in unterschiedliche
Phasen eingeteilt, die sich unter anderem an den aktuellen Fahr-/Flugzustand anlehnen. Des Weiteren werden Funktionen logisch miteinander verknüpft, um konträre Aktivierungszustände zu
finden. Aus diesen Eingaben und der Konfiguration des Multi-Core Systems wird das Konzept für die HAMS Knowledgebase entwickelt. Mit der Knowledgebase wird es nun ermöglicht, dass sich
das System zur Laufzeit semi-statisch rekonfigurieren kann, ohne dabei den Determinismus von statischen Steuergeräten aus den Domänen Automotive und Avionik zu verletzen. In einer
abschließenden Evaluation wird das Konzept an einem realen Beispiel umgesetzt und so die Vorteile und Grenzen aufgezeigt. / In the current automotive electric /electronic (E/E) systems as well as in aircraft avionics a magnitude of functions does exist to assist the driver/pilot fulfilling its tasks. The quantity and
distribution of assistant functions has continuously increased over the last few years and an end of this trend is not in sight. New emerging technologies like complete autonomous driving and an
increase in the autonomy levels of Unmanned Areal Vehicles (UAVs) push the current E/E architecture towards its limits. The classic, statically configured E/E concept is facing new challenges like integrating a variety of new and additional functions and still displaying the same functionality, determinism and reliability as it has done in the past. Meeting this challenge with the classic, statically configured E/E concept is only possible, by integrating a new electronic control module (ECM) for each of this functions. This approach comes along with high costs for electronic
control modules and a need for more installation space. Thus this configuration is not reasonable any more and a search for optimized solutions is ongoing. One strategy is to dissolve the static
configurations and evolve into a semi-static configured system with Multi-Core Technology. This approach is described in the Hierarchical Asynchronous Multi-Core System (HAMS) and its
statically generated Knowledgebase (KB) for Multi-Core electronic control modules.
This dissertation illustrates the concept and ideas behind HAMS and demonstrates how it can already be implemented in today's systems. To do so functions are allocated in distinct phases which
reflect the current driving or flying situation. Additionally functions are logically linked together to highlight contrary activation states. Depending on this input and the configuration of the Multi-Core ECM the Knowledgebase concept is developed. Having this Knowledgebase at hand it is now possible to reconfigure a system during run-time without violating the deterministic behavior of
ECMs of the automotive and avionic domain. In the final evaluation the concept is realized based on a real example and the advantages as well as the limits are demonstrated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:32640 |
| Date | 24 October 2019 |
| Creators | Hanti, Thomas |
| Contributors | Hardt, Wolfram, Frey, Andreas, Hardt, Wolfram, Frey, Andreas, Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Informatik, Professur Technische Informatik |
| Publisher | Universitätsverlag Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-111676, qucosa:19874 |
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