Vorlesung

Gliederung und Vorlesungsfolien

Die Vorlesungsfolien werden im PDF-Format als animierte Folien und als Handout im Format DIN A4 angeboten.

All slides are copyrighted © 2012-13 by Fabian Scheler, © 2014-20 by Peter Ulbrich, and © 2020-22 by Peter Wägemann University of
Erlangen-Nürnberg, Germany. Use without prior written permission of the authors
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Kapitel Start Thema
1 KW42

Kapitel Folien Video Screencast
0. EZS Grundlagen (in 10 Minuten) |
1. Organisatorisches |
2 KW42
Kapitel Folien Video Screencast
2. Einleitung |
2.1. Therac-25
2.2. Ariane 5
2.3. Mars Climate Orbiter
3 KW43
Kapitel Folien Video Screencast
3. Grundlagen |
3.1. Begriffsdefinition: Fehler
3.2. Verlässlichkeitsmodelle
3.3. Fehler und Systementwurf
3.4. Software- und Hardwarefehler
Fehlertoleranz
4 KW44
Kapitel Folien Video Screencast
4. Fehlertoleranz durch Redundanz |
4.1. Grundlagen
4.2. Strukturelle Redundanz
4.3. Umsetzungsalternativen und Beispiele
4.4. Diversität
5 KW45
Kapitel Folien Video Screencast
5. Codierung |
5.1. Grundlagen
5.2. Arithmetische Codierung
5.3. Heterogener Einsatz von Redundanz
6 KW46
Kapitel Folien Video Screencast
6. Fehlerinjektion |
6.1. Grundlagen
6.2. Fehlerinjektionstechniken
6.3. Auswertung und Interpretation
Fehlervermeidung
7 KW47
Kapitel Folien Video Screencast
7. Dynamisches Testen |
7.1. Testarten und Konzepte
7.2. Bewertung von Testfällen
7.3. Durchführung und Testumgebung
8 KW48
Kapitel Folien Video Screencast
8. Grundlagen der statischen Programmanalyse |
8.1. Vom Testen zur Verifikation
8.2. Abstraktion der Programmsemantik
8.3. Analyse & Vereinfachung
9 KW49
Kapitel Folien Video Screencast
9. Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften |
9.1. Speicherverbrauch
9.2. Ausführungszeit
10 KW50
Kapitel Folien Video Screencast
10. Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract |
10.1. Grundlagen
10.2. Formale Spezifikation
10.3. Praktische Überlegungen
Abschluss
X KW02
Kapitel Folien Video Screencast
Industrievortrag: Platform Software for Safety-Critical Multicore Systems

Vortragende

Isabella Stilkerich, Schaeffler AG, Herzogenaurach

Kurzfassung

Die Mechantronik-Abteilung der Firma Schaeffler Technologies beschäftigt sich u. a. mit der Plattform- Entwicklung von Software für den Antrieb elektrischer Maschinen. Hierbei werden sowohl Basissoftware (z. B. Treiber, Kommunikations- und Betriebsystemdienste) als auch Regelungsalgorithmen auf Anwedungsebene geschaffen. Schaeffler möchte mit dieser Herangehensweise die Wiederverwendung von Software-Bestandteilen in den Projekten erhöhen. Kontinuierlich werden einzelne Regelungsalgorithmen für eine Anwendungsbibliothek modellbasiert entwickelt. Die Modelle müssen so generisch wie möglich für den Plattformansatz gehalten werden, um möglichst viele Anwendungsvarianten bedienen zu können. Hierbei setzt sich eine Variante aus einer projektspezifischen Kombination von Modulen aus der Regelungsbibliothek und maßgeschneiderten aus der Basissoftware zusammen. Diese werden dann integriert auf ein Steuergerät gebracht. Dieses Vorgehen ist aktuell zwar vorteilhaft für Flexibilität und Wiederverwendbarkeit, es bringt aber viele Herausforderungen mit sich. Die generischen Modelle berücksichtigen zum einen nicht die Zielrechen-Hardware. In den verschiedenen Projekten kann beispielsweise immer wieder ein anderes Mikrokontrollerderivat eingesetzt werden, bei dem die Speicherausstattung variiert. Zum anderen hat jedes Projekt unterschiedliche Anforderungen an funktionale Sicherheit und Laufzeiteffizienz. In diesem Vortrag soll dargelegt werden, wie diese verschiedenen Qualitätsziele der Plattform-Architektur berücksichtigt werden können.

11 KW03
Kapitel Folien Video Screencast
11. Fallstudie Reaktorschutzsystem |
11.1. Sizewell B
12 KW04
Kapitel Folien Video Screencast
12. Benchmark |
13 KW05
Kapitel Folien Video Screencast
13. Zusammenfassung |

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©2014-19 by Peter Ulbrich, FAU Erlangen-Nürnberg, Germany, ©2022 by Peter Wägemann, FAU Erlangen-Nürnberg, Germany.
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Fragestunde

Die von uns jeweils am Anfang der Woche bereitgestellten Materialen (Vorlesung und Übung) werden eigenverantwortlich bearbeitet. Die ursprüngliche Präsenzveranstaltung (Vorlesung) wird in der virtuellen Auslegung zu einer Fragestunde beziehungsweise zum gemeinsamen Erarbeiten von praktischen Lehrinhalten genutzt. Das aktuelle Thema der Fragestunde richtet sich nach dem Fortschritt in den bereitgestellten Materialien, d.h. also stets zum aktuellen Kapitel der Vorlesung und zu den noch offenen Übungsaufgaben. Zudem werden die Lernziele der Übungsaufgaben nach Abgabe diskutiert.

Literatur

Zur Begleitung und Vertiefung des Vorlesungsinhalts kann auf folgende Fachbücher zurückgegriffen werden:

  • Michael Lyu, editor.
    Software Fault Tolerance, volume 3 of Trends in Software.
    John Wiley & Sons, Inc., 1995.
    http://www.cse.cuhk.edu.hk/~lyu/book/sft/.
  • Shubu Mukherjee.
    Architecture Design for Soft Errors.
    Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA, 2008.
  • Olga Goloubeva, Maurizia Rebaudengo, Matteo Sonza Reorda, and Massimo Violante.
    Software-Implemented Hardware Fault Tolerance.
    Springer-Verlag, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA, 2006.

Hierbei ist aber zu beachten, dass sich der Inhalt der Vorlesung nicht streng
an einem dieser Bücher orientiert und sich keineswegs auf diese Bücher
beschränkt. Die gezielte Aufarbeitung der einzelnen Vorlesungskapitel kann
anhand der Literaturhinweise am Ende der jeweiligen Foliensätze
erfolgen. Grundlegende Erläuterungen zu den Fachbegriffen und Grundtechniken
fehlertoleranter Systeme sollten darüber hinaus in jedem Fachbuch vermittelt
werden, das sich mit diesem Themengebiet befasst.