Laboratory for Safe and Secure Systems (LAS³)/ Hochschule Regensburg
Das LAS³ an der Hochschule Regensburg forscht aktuell an den Themen "Qualifikation und Zertifikation von Entwicklungswerkzeugen für sicherheitskritische Applikationen", "Automotive domain moves to multi-core" sowie "Safely embedded software (SES) im Umfeld der Normen für funktionale Sicherheit.
Prof. Dr. Jürgen Mottok (l.) und sein Team vom Laboratory for Safe and Secure Systems (LAS³).
Das LAS³ beschäftigte sich mit den unterschiedlichen Standards für Funktionale Sicherheit. Die Untersuchung ergab, dass folgende Bewertungs- und Zertifizierungs-Arten der Entwicklungswerkzeuge möglich sind:
a) Zertifizierung des Entwicklungs- und Implementierungsprozesses des Werkzeuges z.B. nach IEC 61508 Teil 1 und 3 oder DO-178B
b) „Fitness for Purpose“ Zertifizierung: Werkzeug ist „fit for intended purpose“
- Bewertung des SW-Entwicklungsprozesses (inkl. Modifikations- Prozess) für die Werkzeugentwicklung (in Anlehnung an einen Sicherheitsstandard) inkl. geeigneter Teststrategie
- Bewertung des Bug-Reporting- & Bug-Tracking-Prozesses inkl. Customer Information (Alarmsystem)
- Verwendung eines geeigneten Referenzworkflows auf der Projektebene (with usage of a result checker / Model Checking, Back To Back Testing)
c) Formale Verifikation: Nachweis der Richtigkeit des Software-Werkzeuges unter Verwendung mathematischer Beweisverfahren
d) NooM-Architecture as confidence approach
Automotive domain moves to Multi-Core
Embedded Real-Time Systeme im Automotive Bereich zeichnen sich durch effiziente Ressourcen-Nutzung (Rechenzeit, Speicher und Peripherie), extreme Umgebungsbedingungen (z.B. Einsatztemperatur von -30 bis 120°C bei Motorsteuerungen) und hohe Zeitanforderungen (Antwortzeiten im μs Bereich bei Kern Taktraten von 10^7-10^8 Hz) aus. Technologische Neuerungen in diesen Systemen, wie Car-to-Car Kommunikation oder hybride Antriebstechniken, bringen einen stetig steigenden Bedarf an Rechenzeit-Kapazität, welcher bisweilen über eine Erhöhung der Prozessor-Taktrate gedeckt wurde. Durch die Umgebungsbedingungen sind dem jedoch Grenzen gesetzt und neuartige Konzepte zur Performancesteigerung werden benötigt. Dies führte dazu, dass der Einsatz von Multi-Cores in das Interesse der Automobilindustrie gerückt ist. Im Rahmen des Forschungsprojekts DynaS³ am LaS³ beschäftigen sich deshalb die Forscher mit der Frage „Wie können die Tasks auf Multi-Cores verteilt „geschedult“ - werden, so dass die Systeme effizient genutzt werden aber dennoch alle Echtzeitanforderungen eingehalten werden?“
Safely Embedded Software (SES) im Umfeld der Normen für funktionale Sicherheit
Der Safely Embedded Software (SES) Absicherung zugrunde liegende Idee wird Vital Coded Monoprocessor genannt. Am LaS³ wurde das Absicherungsverfahren Safely Embedded Software zusammen mit der TU München für die Programmiersprache C und C++ entwickelt. Safely Embedded Software ermöglicht durch Implementierung eines diversitär redundanten Softwarekanals auf Hardware Redundanz zu verzichten bzw. diese zu reduzieren. Damit kann eine höhere Flexibilität in der Gestaltung sicherer, software-intensiver (Embedded) Systeme erreicht werden.
SES erlaubt dabei unter anderem eine Absicherung des kompletten Speicherbereichs. Diese wird von einschlägigen Normen gefordert und ist in der Praxis im Allgemeinen nur schwer zu erfüllen. Auch können weitere Anforderungen wie z.B. Op-Code Diagnose und Programmfluss-Überwachung durch die Einführung entsprechender Signaturen zuverlässig erfüllt werden. Indirekt bietet SES auch die Möglichkeit, die Konfigurationsregister des Prozessors zu überwachen und dadurch ständigen Schreibzugriff auf diese Speicherbereiche zu vermeiden. Durch eine gezielte Anwendung können durch SES weite Teile der normativen Anforderungen ohne zusätzliche Maßnahmen erfüllt werden. Dadurch kann der Mehraufwand an Laufzeit und Ressourcen im Vergleich zu einer alternativen NooM-Voting-Architektur mehr als kompensiert werden.
Download der vollständigen Veröffentlichungen unter:
www.las3.de
Kontakt:
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