Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Bremer DFKI-Projekt mit 1,6 Mio. Euro

In den nächsten drei Jahren hat das Projekt „SPECifIC“ zum Ziel, einen neuartigen Entwurfsablauf für sogenannte eingebettete und cyber-physikalische Systeme zu entwickeln. Damit sind elektronische Systeme gemeint, die in Geräte eingebettet sind, miteinander kombiniert werden und untereinander kommunizieren. Mit Hilfe des elaborierten Entwurfsablaufs wird festgelegt, wie die einzelnen Komponenten im Zusammenspiel agieren.

Was kompliziert klingt, bestimmt unseren Alltag in zunehmendem Maße. Ob im Auto, Flugzeug, Handy oder Haushalt: Eingebettete Systeme steuern viele Geräte und werden in sich immer komplexer. „Damit steigen auch die Anforderungen an Qualität und Sicherheit dieser Systeme“, beschreibt Professor Dr. Rolf Drechsler, Direktor des Forschungsbereichs am DFKI, die Herausforderung. „Wir wollen einen neuartigen Entwurfsablauf entwickeln, der die Qualität und Sicherheit eingebetteter Systeme erhöht und damit dazu beitragen, neue Methoden und Techniken voranzutreiben.“ Das Projekt der Bremer DFKI-Forscher ist insbesondere für die Chipindustrie von Interesse: Der neue Entwurfsablauf samt Software-Tools könnte künftig helfen, Zeit und Kosten bei der Chipentwicklung zu senken. Denn er ermöglicht, Sicherheit und Funktionalität bereits in der Entwurfsphase zu prüfen.

Das Smartphone illustriert, wie stark eingebettete Systeme unseren Alltag bestimmen. Es ermöglicht neben dem Telefonieren eine Vielzahl von Tätigkeiten – vom Fotografieren über die Kalenderfunktion bis zum Abrufen von E-Mails. Dass alle Funktionen der eingebetteten Systeme möglichst reibungsfrei ablaufen, ist in den hochkomplexen, aber nur daumennagelgroßen Mikroprozessoren hinterlegt. Funktionieren einzelne Komponenten nicht einwandfrei, gleicht das Aufspüren der Fehlerquelle heute oft noch der berühmten Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Darauf folgen zahlreiche Korrekturen im Gesamtablauf, weil die einzelnen Komponenten in Wechselwirkung zueinander stehen. Das ist zeit- und kostenaufwändig.

Der neue Entwurfsablauf soll dagegen früher ansetzen. „Die Einführung einer zusätzlichen formalen Spezifikationsebene soll künftig ermöglichen, eingebettete Systeme bereits vor ihrer Implementierung auf Korrektheit und Widerspruchsfreiheit zu prüfen“, beschreibt Rolf Drechsler die Aufgabe seines Teams. So können Fehler an der Wurzel aufgespürt und korrigiert werden, bevor sie – anders als bislang – in elektronische Schaltkreise einfließen.

Die neue Spezifikationsebene ist dabei nur ein Teil von „SPECifIC“. Zusätzlich soll ein durchgängiges Änderungsmanagement zur Anwendung kommen, dass eine automatische Fehlerkorrektur im gesamten Entwurfsablauf gewährleistet. Ein weiterer Arbeitsbereich des Forscherteams liegt darin, eine natürlichsprachliche Systemspezifikation zu Beginn des Entwurfs einzubeziehen. Hier geht es um die widerspruchsfreie Übersetzung der Anforderungen an das System in Computersprache.

Das Thema Sicherheit wird Informatiker auch in Zukunft weiter beschäftigen. „Denn klar ist: Eingebettete Systeme werden nicht nur komplexer, sondern auch immer mehr eingesetzt“, so Rolf Drechsler. Und das in Bereichen, in denen die Sicherheit von großer Bedeutung ist: in den Kommunikationsmedien, aber auch in Flugzeugen oder medizinischen Geräten.

Der Forschungsbereich CPS kooperiert bei dem Projekt mit der Universität Bremen, insbesondere dem Reinhart-Koselleck-Projekt „Entwicklung eines durchgängigen Verifikationsablaufes für den ESL Entwurf“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Gefördert vom: Bundesministerium für Bildung und Forschung (Fördernummer: 01IW13001)

Projektdaten auf einen Blick:
• Projekt: SPECifIC – Quality-driven Design Flow using Formal Specifications and Functional Change Management
• Laufzeit: 1.08.2013–31.07.2016
• Fördersumme: 1,6 Mio. Euro
• Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Rolf Drechsler
Direktor DFKI Cyber Physical Systems
E-Mail: rolf.drechsler@dfki.de
Telefon: 0421 – 218 63932
http://www.dfki.de/cps
Team Unternehmenskommunikation Bremen
E-Mail: uk-hb@dfki.de
Telefon: 0421 – 178 45 4121