Lehrstuhl Embedded Systems

Prof. Dr.-Ing. habil. Roman Obermaisser

Eingebettete Systeme ermöglichen in Echtzeit die computerunterstützte Kontrolle physikalischer Geräte und Systeme, welche von medizinischen Gräten zu Automobilmotoren und Industrierobotern reichen. Sie führen zu enormen Vorteilen bei Sicherheit, Komfort und Energieeffizienz. Gleichzeitig kommt es heute beim Design eingebetteter Systeme zu einer enormen Steigerung der Komplexität auf der Systemebene, da neben dem Druck einer unentwegten Steigerung der Funktionalität auch nicht-funktionale Anforderungen vorliegen. 

Unsere Forschung bietet Lösungen für diese Herausforderungen durch signifikante Fortschritte im Bereich eingebetteter Systemarchitekturen, welche die wissenschaftliche und ingenieursmäßige Grundlage für die Konstruktion eingebetteter Systeme bilden. Das Ziel unserer Forschung ist das Entwickeln von Systemmodellen, Designprinzipien und Plattformdiensten zur komponentenbasierten Realisierung eingebetteter Systeme wobei die resultierenden Systeme kosteneffektiv realisiert werden können und nicht-funktionale Schlüsseleigenschaften aufweisen (z.B. Robustheit, Composability, Adaptivität).

Unsere Forschungsschwerpunkte widmen sich besonders folgenden erfolgskritischen Bereichen:

Architekturunterstützung als Grundlage zur Entwicklung robuster eingebetteter Systeme
Eingebettete Computersysteme sind einer Vielzahl von Fehlerquellen ausgesetzt. Insbesondere in sicherheitsrelevanten Applikationen (z.B. Automobilelektronik, Flugzeug) ist ein kontrolliertes Verhalten auch bei Designfehlern, physikalischen Fehlern (z.B. Blitzeinschlag) und fehlerhaften Benutzereingaben erforderlich. Beispiele konkreter Forschungsgebiete sind Lösungen zum Erkennen und der Analyse von Anomalitäten, sowie Mechanismen für aktive Diagnose zur Rekonfiguration nach permanenten Fehlern oder zum Wiederanlauf nach transienten Fehlern.

·    Composability
Das Ziel dieses Forschungsschwerpunkts ist die konstruktive Realisierung großer Systemen aus Komponenten und Subsystemen ohne unkontrolliertes emergentes Verhalten und Seiteneffekte. Die Forschung befasst sich mit Lösungen zur computerunterstützten Architekturexploration basierend auf einer formalen Repräsentation nicht-funktionaler Komponenteneigenschaften. Ein Schlüsselaspekt ist die Analyse der Auswirkung einer Auswahl von Komponenten und Plattformdiensten auf relevante Systemeigenschaften.

Adaptivität
Dynamisches Ressourcenmanagement ermöglicht die Anpassung an verschiedene Umgebungsbedingungen und -anforderungen (z.B. Landevorgang/Flugmodus in einem Flugzeug oder Limphome-, Standby- und normaler Betriebsmodus in einem Fahrzeug). Ein weiterer Vorteil ist die Anpassung an Veränderungen bei der Verfügbarkeit und dem Bedarf bei Ressourcen wie Energie, Zeit und Kommunikationsbandbreite. Dieser Forschungsschwerpunkt widmet sich den spezifischen Anforderungen an dynamisches Ressourcenmanagement in eingebetteten Systemen. Wichtige Themen sind die Einhaltung zeitlicher Schranken für die Berechnung und Aktivierung neuer Konfigurationen und die Vorhersagbarkeit der resultierenden Eigenschaften (z.B. garantierte Ressourcen für sicherheitsrelevante Dienste).