Auf dem Weg zum intelligenten Assistenten

Schwerpunktprogramm „Entwurf und Entwurfsmethodik eingebetteter Systeme“ legt Abschlussbericht vor

Ob Telefon, Navigationssystem, Videospiel oder Drucker – immer mehr entscheidet der Elektronikanteil über den Erfolg eines Produkts. Jedes Gerät soll mit jedem kommunizieren können, möglichst klein sein und wenig kosten. Intelligente Kleidung, Fahrassistenzprogramme im Auto und fotografierende Handys mit Laptopfunktionen sind nur einige der denkbaren Beispiele und in allen arbeiten so genannte eingebettete Systeme, englisch „embedded systems“: elektronische Systeme, die in größere Systeme oder Umgebungen integriert sind. In dem von der DFG geförderten Schwerpunktprogramm „Entwurf und Entwurfsmethodik eingebetteter Systeme“ entwarfen Wissenschaftler in 14 Projekten Methoden für die Entwicklung aktueller und zukünftiger eingebetteter Systeme. Dabei stand der Versuch im Vordergrund, möglichst viele intelligente Funktionen in einem System zu vereinen, unterschiedliche Komponenten optimal interagieren zu lassen sowie die Geräte zu verkleinern und den Stromverbrauch zu senken. Die Wissenschaftler legten jetzt nach sechs Jahren Forschungsarbeit ihren Abschlussbericht vor.

Beispiele für die Ergebnisse der Gruppe, die mit 34 Firmen und zwölf Hochschul- und Forschungsinstituten außerhalb des Schwerpunkts kooperierte, finden sich im Sektor der Automobilelektronik. Eingebettete Systeme sollen im Fahrzeug Sicherheit, Fahrgefühl und Wohlbefinden erhöhen. Am Beispiel eines Bremssystems entwickelte ein Projekt des Schwerpunkts an der Universität Frankfurt am Main ein Verfahren, um verschiedene Varianten des Systems miteinander zu vergleichen und anhand der Ergebnisse zu optimieren.

In einem Projekt am Wilhelm-Schickard-Institut der Universität Tübingen stand der Test vor der Inbetriebnahme von Systemen im Vordergrund. Unter dem Stichwort Emulation, dem Nachahmen der realen Bedingungen, entwickelten die Wissenschaftler ein verlässliches Werkzeug, die Emulationsumgebung „Spyder“, die beispielsweise im Auto Anwendung findet.

Am Beispiel des Bremssystems in einem Zug entwickelte ein Projekt am Institut für Informatik in München ein mathematisches Verfahren, um Systeme an Schnittstellen zwischen diskreten und kontinuierlichen Prozessen zu beschreiben. Diskret sind Vorgänge, die durch feste Werte charakterisiert werden können. Kontinuierlich sind sie, wenn sie jeden beliebigen Wert annehmen können. So genannte hybride eingebettete System erfordern daher eine besondere Beschreibung, die das Projekt erarbeitet hat.

Auch in der industriellen Automation spielen eingebettete Systeme eine große Rolle. An der Technischen Universität Ilmenau beschäftigte sich ein Projekt des Schwerpunktprogramms mit der Modellierung von Mehrkoordinatenantrieben. Diese Modellierung verbessert vor allem die Überprüfung von Zeitbedingungen.

Am Institut für Technik der Informationsverarbeitung in Karlsruhe beschäftigten sich Wissenschaftler mit einer einheitlichen Entwurfsmethodik für eingebettete Systeme. Diese Methodik begleitet den Weg eines Systems von der Idee bis zur Umsetzung. Erfolgreich getestet haben die Wissenschaftler ihre Methode an einem automatischen Probenehmer für ein chemisches Analysegerät.

Die DFG förderte das Schwerpunktprogramm mit der Nummer 1040 von 1997 bis 2003 mit insgesamt 8,6 Millionen Euro. Währenddessen entstanden mehr als hundert Publikationen sowie mehr als 20 Dissertationen.

Weiterführende Informationen:

Download des Abschlussberichts des Schwerpunktprogramms 1040 unter http://www.dfg.de/aktuelles_presse/publikationen/verzeichnis/download/abschlussbericht_spp1040.pdf.

Nähere Informationen zu dem Programm erteilen der Koordinator des Programms, Professor Dr. rer. nat. Wolfgang Rosenstiel, Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Sand 13, 72076 Tübingen, Tel.: 07071/29-75482, E-Mail: rosenstiel@informatik.uni-tuebingen.de,

oder Dr. Gerit Sonntag, Fachreferentin für Ingenieurwissenschaften bei der DFG, Tel.: 0228/885-2499, E-Mail: Gerit.Sonntag@dfg.de.