vorlesung „embedded software-engineering im bereich...
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
Vorlesung „Embedded Software-Engineering im Bereich
Automotive“
Technische Universität Dresden, Fakultät Informatik, Professur Softwaretechnologie
WS 2008/2009
Dr. rer. nat. Bernhard [email protected]
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
Inhalt
1. Motivation und Überblick
2. Grundlagen Fahrzeugentwicklung, KFZ-Elektronik und Software
3. Übersicht Automotive Elektrik/Elektronik-Entwicklung (E/E)
4. Kernprozess zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software
5. Unterstützungsprozesse für die Embedded Software Entwicklung
6. Beispiele aus der Praxis
7. Wichtige Normen/Standards/Empfehlungen für die Embedded Software Entwicklung
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
7. Wichtige Normen/Standards/Empfehlungen für die Embedded Software Entwicklung
1. V-Modell und V-Modell XT
2. Schriftenreihe Verband der Automobilindustrie (VDA) Band 1-6
3. Herstellerinitiative Software (HIS)4. AUTOSAR
5. IEEE 12207, ISO 16949, IEC 61508 und ISO TR 15504
6. CMMI und SPICE
7. MISRA
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
Herstellerinitiative Software (HIS)
• Quelle: HIS: Herstellerinitiative Software, "http://www.automotive-his.de"
• Zusammenfassung
Innovationen in modernen Fahrzeugen werden in der Mehrheit durch Software in elektronischen Steuergeräten geprägt. Für die Fahrzeug hersteller spielt die Beherrschung der Grundlagen und Methoden der Softwareerstellung und der Qualitätssicherung für mikroprozessorbasierte Steuergeräte eine wichtige Rolle. Aus dieser Erkenntnis heraus haben die Automobilhersteller Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen ihre Aktivitäten bei Standardsoftwaremodulen für Netzwerke, der Prozessreifegradermittlung, dem Softwaretest, Softwaretools und dem Programmieren von Steuergeräten gebündelt. Das Ziel ist das Erarbeiten von einheitlichen Standards.
• Gliederung
• Arbeitsgruppen
• Ergebnisse
• Presse
• FAQ
• Kontakt
• Datenschutz
• Rechtliche Hinweise
• Stand: 26.10.2007
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Herstellerinitiative Software (HIS)Arbeitsgruppen (I)
• Steuerkreis
Der Steuerkreis führt die Arbeitsgruppen und überwacht deren Arbeitsfortschritt und Resultate. Aufgaben die nicht spezifischen Arbeitsgruppen zugeordnet sind werden von ihm direkt behandelt. Er veranlasst die Veröffentlichung von HIS-Ergebnissen. Die Bearbeitung neuer Aufgaben wird entweder durch den Steuerkreis direkt festgelegt, oder auf Vorschlag von Arbeitskreisen diskutiert und beschlossen.
• Standardsoftware
Der Arbeitskreis Standardsoftware ist zur Zeit inaktiv.Eine Liste der Resultate des Arbeitskreises (Beschlüsse und Dokumente) kann hier gefunden werden. (http://www.automotive-his.de/standardsoft.htm)
• Software Test
Der AK Test entwickelt ein Austauschformat um Tests in verschiedenen Testtools und Testsystemen verwenden zu können. Beteiligt sind Vertreter verschiedener deutscher Fahrzeughersteller, Zulieferer und Toolhersteller. Es ist seitens der HIS derzeit nicht geplant, diesen Expertenkreis um weitere Firmen oder Institute zu erweitern. Eine Standardisierung im Rahmen des ASAM e.V. wird jedoch angestrebt, um allen ASAM-Mitgliedern eine Beteiligung zu ermöglichen.Eine Liste der Resultate des Arbeitskreises (Beschlüsse und Dokumente) kann hier gefunden werden.(http://www.automotive-his.de/softtest.htm)
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Herstellerinitiative Software (HIS)Arbeitsgruppen (II)
• Process Assessment
Der HIS Arbeitskreis „Process Assessment“ beschäftigt sich mit:
• Prozessreifegradermittelung (Assessments)Methoden und Standards zur Prozessbewertung / -verbesserung in der Automobilindustrie
• Austausch von Asssessment-ErgebnissenVoraussetzungen und Rahmenbedingungen für den Austausch von Assessement-Ergebnissen
• Assessoren-QualifikationAnforderungen an die Qualifikation von Assessoren (z.B. für die Anerkennung von Assessments durch Dritte)
• Automotive SPICE Definition und Ausarbeitungen eines für die Automobilindustrie angepassten Standards auf Basis der ISO/IEC 12207 (Prozessreferenz- und Prozessassessment-Modell)
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Herstellerinitiative Software (HIS)Arbeitsgruppen (III)
Simulation und Tools
Das wichtigste Ziel des Arbeitskreises ist die Identifikation von Anforderungen an die Tools und an die Schnittstellen zwischen Tools anhandvon typischen repräsentativen Use Cases und nicht das Festlegen der Nutzung von bestimmten Tools.
Zu den weiteren Zielen gehören:
• die gemeinsame Kommunikation der Anforderungen gegenüber denToolherstellern
• die gemeinsame Übergabe der Anforderungen an Schnittstellen an bestehende Standardisierungsgremien. Z.B.: ASAM, MSR, SAE, ISO, IEC
• die gemeinsame Evaluierung von Tools
• eine gemeinsame IT-Infrastruktur zur Erstellung von HIS Spezifikationen
Eine Liste der Resultate des Arbeitskreises kann hier gefunden werden.
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Herstellerinitiative Software (HIS)Arbeitsgruppen (IV)
• Flash Programmierung
Der HIS-Arbeitskreis Flash Programmierung bearbeitet folgende Themen:
• Optimierung des Flash-Prozesses
• Reduktion der Flashzeiten
• Erhöhung der Robustheit
• Standardisierung relevanter Software-Module auf Steuergeräten
• Flash Treiber (hier)
• Bootloader (in Arbeit)
• Software Security
• Spezifikation gemeinsamer Sicherheitsklassen
• Empfohlene Verfahren
• Public Key Infrastrukturen
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Herstellerinitiative Software (HIS)Arbeitsgruppen (V)
• Kompatibilitätsmanagement
Der HIS-Arbeitskreis Kompatibilitätsmanagement bearbeitet folgende Themen:
• Entwicklung einer Standard-Änderungsdokumentation zur Beschreibung der HW / SW-Änderungen von Steuergeräten
• Einbindung dieser Information in OEM-interne Systeme / Prozesse
Diese Änderungsdokumentation dient dem Informationsaustausch zwischen Lieferanten und Herstellern und gibt Auskunft über die Art und den Umfang der Änderungen von Steuergeräten.
Diese Angaben sollen den Steuergeräteentwickler des Herstellers bei der Bewertung der internen Kompatibilitätsaussagen unterstützen.
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Steuerkreis
• Präsentation HIS_Praesentation_2007_v13.pdf
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Standardsoftware
• List of official results of the sandard software group
• HIS_CAN_Specification_V1_0.pdf
• API_IOLibrary 2.0.3.pdf
• API_IODriver 2.1.3.pdf
• HIS Software Supplier Identifications v.15 (NEU)
• HIS Speicherschutz.pdf
• HIS Protected OS.pdf
• HIS_ProtectedOSEK10.pdf
• HIS_CAN_driver_overview_V1.01.pdf
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Software Test (1)
• HIS_Vortrag_TPI_automotive.pdf
Eine Präsentation über TPI Automotive aus der Perspektive eines Fahrzeugherstellers.TPI (test process improvement) ist eine Methode zur Bewertung und Verbesserung von Software-Testprozessen.TPI Automotive erweitert diese Methode unter Berücksichtigung der Belange und der Situation bei Automobil typischen Steuergeräte Entwicklungen:
• Multilaterale Beziehungsgeflechte in den Projekten
• Integration der einzelnen Steuergeräte zu Systemen
• Einsatz von Standard Core, COTS Komponenten, etc.
• Spezielle Charakteristik der Testumgebungen (z.B. Nichtverfügbarkeit alter Musterstände)
• Verwendung automotive typischer Begriffe
• TPI_automotive_scoring_tool_1.1.xls
Es ist sinnvoll, TPI Automotive Analysen durch erfahrene Interviewer durchführen zu lassen. TPI und damit auch TPI Automotive bieten jedoch prinzipiell auch die Möglichkeit einer Selbstanalyse, mit der eine erste Reifegradabschätzung des Testprozesses erstellt und sinnvolle Optimierungsmassnahmen ermittelt werden können. Für eine Selbstanalyse des Testprozesses mit Hilfe von TPI Automotive kann das vorliegende Analyse Tool verwendet werden. Es enthält alle Kontrollfragen und Optimierungsvorschläge von TPI Automotive Version 1.01.
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Software Test (2)
HIS-SC-Metriken.1.3.1.pdf
Software-Metriken sind die Grundlage für effizientes Projekt- und Qualitätsmanagement.Mit Software-Metriken können Aussagen über die Qualität des Software-Produkts und des Software-Entwicklungsprozesses gemacht werden.
Die HIS legt in diesem Dokument eine Grundmenge von Metriken zur Bewertung von Software fest.
• HIS_SubSet_MISRA_C_2.0.pdf
Dieses Dokument listet alle Regeln der MISRA 2004 "Guidelines for the use of the C language in critical systems" auf, die bei Neuentwicklungen von Steuergerätesoftware für Kraftfahrzeuge berücksichtigt werden müssen.
• HIS_SubSet_MISRA_C_1.0.3.pdf
Dieses Dokument listet alle Regeln der MISRA 1998 "Guidelines For The Use Of The C Language In Vehicle Based Software" auf, die bei Neuentwicklungen von Steuergerätesoftware für Kraftfahrzeuge berücksichtigt werden müssen
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Dr. B. Hohlfeld: Embedded Software-Engineering im Bereich Automotive, TU Dresden, WS 2008/2009
Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Process Assessment
• HIS-WG-Assessments v.31 (neu)
• HIS_Process-Scope_SPICE v.04
• HIS_Process-Scope_automotiveSPICE v.01
Die HIS erkennt das iNTACS-Schema zur Zertifizierung von SPICE-Assessoren an, um die Qualität und Vergleichbarkeit von Assessments zu fördern. Die Umsetzung für die Automobilindustrie wird durch den VDA als unabhängiger Zertifizierer ab Herbst 2006 erfolgen.
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Simulation und Tools (1)
• Was ist RIF?
RIF ist...
• ist die Abkürzung für „Requirements Interchange Format“
• der zukünftige Standard für den Austausch von Anforderungs-Daten
• ein Ersatz / eine Ergänzung zu MS-Word, CSV oder PDF Dateien wenn Anforderungen verlustfrei ausgetauscht werden sollen
• durch ein XML Schema definiert
• ein Format / Datenmodell, das Strukturen für Anforderungen, deren Attribute, Typen, Zugriffsrechte, Relationen (Links) usw. enthält
• toolunabhängig. Die Hersteller der großen RM-Tools haben die Unterstützung des RIF zugesagt
Aufgrund der immer offensichtlicher werdenden Notwendigkeit, Anforderungen zwischen Verschiedenen Partnern, die unterschiedliche RM Tool einsetzen, auszutauschen, wurde 2004 im Rahmen der HIS die Initiative zur Definition des RIF gestartet.
Seit der Veröffentlichung wurden nur kleinere Korrekturen am Schema durchgeführt. Die aktuellste Version ist die Version 1.0a. Die Implementierung von Interfaces für die gängigsten RM-Tools ist in Arbeit.
Implementierung der Interfaces schreitet derzeit voran.
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Simulation und Tools (2)
• RIF im Internet
Auf der HIS-Internet-Seite www.automotive-his.de finden Sie Informationen zu einzelnen Arbeitsergebnissen der HIS-Arbeitsgruppe Simulation & Tools.
• RIF Ansprechpartner
Für Fragen zum Thema RIF ist die Arbeitsgruppe RE/RM der HIS per Email über rif(-at-)automotive-his.de erreichbar.
• RIF Dokumentation
Die RIF-Dokumentation beschreibt einzelne Aspekte des Formats.Folgene RIF-Publikationen sind derzeit verfügbar:RIF Version 1.0a (freigegeben / Release):
• Beschreibung des RIF Formats
• RIF Model und Beschreibung
• RIF Schema und Beispiele
• RIF Anforderungen (Telelogic DOORS Archiv)
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Flash Programmierung
• HIS flash driver v130.pdf
• HIS calling conventions v100.pdf
• presentation-baden-baden-2003-german.zip
• HIS Flashen WWW_V1_Rev1.pdf
• HIS AK Flashen Foilensatz V1.0.zip
• HIS Flashloader Specification v1.1.pdf
• HIS Security Module Specification V1.1.pdf
• HIS FlashCom Specification V1.0 (neu)
• CAL Crypto Abstraction Layer v1.0
• Freischaltung Format v1.7
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Herstellerinitiative Software (HIS)Ergebnisse Kompatibilitätsmanagement
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Herstellerinitiative Software (HIS)Presse
• Presseveröffentlichungen
• Artikel in Elektronik Automotive, Ausgabe 4/2004
• Artikel in Elektronik Automotive, Ausgabe 6/2004
• Artikel in Elektronik Automotive, Ausgabe 4/2005
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Herstellerinitiative Software (HIS)FAQ (1)
• Was ist HIS, wer sind die HIS Mitglieder, was sind die Ziele von HIS?Die Antwort zu diesen Fragen finden Sie hier (Home).
• Ist HIS ein Konsortium?Nein. HIS ist eine Gruppe von Firmen, welche auf Arbeitsebene zusammenarbeitet. Allerdings beabsichtigen alle HIS Mitglieder, die offiziellen Ergebnisse der HIS Arbeitsgruppen bei sich einzusetzen.
• Nimmt HIS neue Mitglieder auf?Nein. HIS arbeitet jedoch themenbezogen mit geeigneten anderen Firmen zusammen und informiert andere Kraftfahrzeughersteller regelmäßig über aktuelle Ergebnisse sowie Arbeitsfortschritte bei neuen Themen.
• Welche Terminvorstellungen hat HIS bei der Bearbeitung von Themen?HIS bearbeitet nur solche Themen, für welche ein Ergebnis sowohl kurzfristig benötigt wird als auch für alle HIS Mitglieder von hohem Nutzen ist.
• Warum gibt es beispielsweise für LIN keine HIS Spezifikation?HIS will auf keinen Fall bereits existierende Standardisierungsgremien wie das LIN Konsortium ersetzen. Wo solche Gremien existieren, vertritt die HIS stattdessen in diesen eine einheitliche abgestimmte Position. Falls sich ein neues Gremium bildet wie z.B. AutoSAR, werden thematisch passende bestehende Spezifikationen und Vorarbeiten eingebracht, und die HIS Mitglieder arbeiten in dem neuen Gremium mit.
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Herstellerinitiative Software (HIS)FAQ (2)
• Warum schreibt das HIS Mitglied A bereits eine bestimmte HIS Spezifikation vor und HIS Mitglied B nicht?Die Einführung von HIS Resultaten ist innerhalb der einzelnen Firmen stark abhängig von äußeren Rahmenbedingungen wie dem Zeitpunkt der Einführung neuer Technologien, den Terminen von Baureihen usw. und wird deshalb individuell geplant.
• Auf den HIS Dokumenten gibt es einen Copyright Vermerk. Kann ich die Dokumente trotzdem benutzen?Alle HIS Dokumente dürfen nicht verändert werden. Ansonsten ist die Nutzung frei, zum Beispiel um Produkte auf Basis der Spezifikationen zu erstellen.Der Nutzer der Spezifikation ist selbst für die Überprüfung der Patentsituation verantwortlich.
• Meine Firma möchte immer sofort über neue HIS Ergebnisse informiert werden. Was soll ich tun?HIS führt einen Email Verteiler zur Versendung von Resultaten. Falls eine Firma auf den Verteiler möchte, kann dies durch Mail zum Kontakt auf der Webseite initiiert werden. Allerdings wird pro Firma nur eine Person aufgenommen. Diese Person ist dann für die Weiterverteilung in der entsprechenden Firma verantwortlich. Falls dies anders gewünscht wird, kann die Firma einen internen Mailverteiler einrichten und diesen auf den HIS Verteiler setzen lassen.
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