Einführung der ersten zertifizierungsfähigen Lösung für die Mehrkern-Timing-Analyse
Ob Flug oder Autofahrt – um unseren Zielort sicher zu erreichen, sind wir zunehmend von Computern und der auf ihnen laufenden komplexen Software abhängig. Software, die zur Steuerung fortschrittlicher Funktionen wie dem Flugmanagementsystem eines Flugzeugs oder dem Einparkhilfesystem eines Autos benötigt wird, kann nur von Mehrkernprozessoren bewältigt werden, welche die gleichzeitige Nutzung mehrerer Anwendungen gestatten. Diese Fähigkeit wirkt sich jedoch störend auf die Timing-Analyse aus, mit der ermittelt wird, ob Softwarekomponenten in Verbindung mit einem bestimmten Mehrkernsystem korrekt funktionieren und ob sie ihre Ausführung innerhalb bestimmter Zeitvorgaben abschließen können. Das EU-finanzierte Projekt MASTECS hat nun die erste zertifizierungsfähige Timing-Analyse-Lösung entwickelt, mit der die Komplexität sicherheitskritischer Mehrkernsysteme beherrscht werden kann – Systeme, deren Ausfall oder Fehlfunktion zu Tod, schweren Verletzungen oder Sachschäden führen könnte. Die Lösung kombiniert modernste Software-Analyse-Werkzeuge, Werkzeug-Qualifizierung und Dokumentation zur Unterstützung von Zertifizierungs- und Sicherheitsbewertungen sowie fachtechnische Dienstleistungen zur Unterstützung der Zeitverhaltensanalyse von Mehrkernprozessoren. Diese Werkzeuge und Dienstleistungen sind sowohl für die Luft- und Raumfahrtindustrie als auch für den Automobilsektor von Nutzen, da hier Sicherheitsstandards und Zertifizierungsanforderungen eine große Bedeutung zukommt. „Der Arbeitsablauf der Mehrkern-Timing-Analyse stützt sich auf die Verwendung spezieller Mikro-Benchmarks, welche die Interferenzen auf Mehrkernprozessoren erzeugen und die möglichen Auswirkungen solcher Interferenzen auf Software demonstrieren“, heißt es in einer Pressemitteilung auf der MASTECS-Projektwebsite. „Der Arbeitsablauf beinhaltet auch ein ‚Task Contention Model‘, das frühe Schätzungen zur Verzögerung von Applikationen liefert, durch die Aufgaben beeinträchtigt werden. Außerdem wurde eine siebenstufige Entwurfsmethodik entwickelt, um die Auswirkungen von Interferenzen auf das Zeitverhalten vollständig verstehen und charakterisieren zu können.“
Enorme Vorteile für die Automobil- und Avionikindustrie
Die MASTECS-Lösung wird die Sicherheit verbessern, indem die Zahl der Unfälle auf den Straßen und in der Luft verringert wird, sowie die Effizienz von Fahrzeugen und Flugzeugen steigern, indem ihr CO2-Profil verringert wird. Außerdem soll sie zu einer zugänglicheren und weniger zeitaufwändigen Verkehrssituation beitragen. „Trotz der Pandemie hat MASTECS sein Ziel erreicht, die Mehrkern-Technologie so weit voranzubringen, dass sie nun kommerziell verfügbar ist“, erklärt Francisco J. Cazorla vom MASTECS-Projektkoordinator Barcelona Supercomputing Center, Spanien, in derselben Pressemitteilung. „Dies wird den Unternehmen in der EU in Bereichen wie dem Avionik- und dem Automobilsektor enorme Vorteile bringen, da es ihnen ermöglicht, Mehrkernprozessoren in ihren Produkten einzusetzen.“ Seit seinem Start im Dezember 2019 hat das Zweijahresprojekt MASTECS (Multicore Analysis Service and Tools for Embedded Critical Systems) neue kommerzielle Technologien auf den Markt gebracht, mit denen die Herausforderungen der Mehrkern-Timing-Analyse bewältigt werden. Zudem hat es zur Gründung des neuen Spin-off-Unternehmens Maspatechnologies geführt, das Dienstleistungen im Bereich der Mehrkern-Analyse im Hinblick auf Leistung und Timing anbietet. Zu den weiteren Erfolgen zählen die Schaffung neuer Hochtechnologie-Arbeitsplätze und die Verbesserung der Fähigkeiten der Projektpartner im Hinblick auf neue Instrumente und Technologien sowie ein neues Verständnis für zuverlässige Mehrkern-Systeme. Weitere Informationen: MASTECS-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
MASTECS, Prozessor, Mehrkernprozessor, Timing-Analyse, Software, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Avionik