Ausfallsichere Embedded-Plattformen

Embedded Systems müssen auch bei Störfallen verlässlich funktionieren

Eingebettete Systeme dürfen sich in sicherheitskritischen Situationen oder bei Störungen nicht einfach abschalten. Kritische Funktionen müssen weiter zuverlässig ihren Dienst verrichten. Verlässliche Service-orientiere Architekturen (SOA) für eingebettete Systeme ermöglichen die dafür notwendige Flexibilität. Sie können sich in Echtzeit rekonfigurieren, sogar synchronisiert über mehrere Steuergeräte hinweg. Hierbei werden Funktionen von der Laufzeitumgebung entkoppelt und dynamisch innerhalb ihrer Betriebsumgebung verschoben, ohne ihre funktionale Sicherheit (Safety) zu verletzen.

Zukünftige Lösungen müssen immer komplexere und intelligentere Funktionen ausführen können. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit innovativer Technologien besteht außerdem immer häufiger die Anforderung, auf bereits verfügbare Komponenten und Systeme zurückgreifen zu können, beispielsweise auf ROS 2 (Robot Operating System Version 2) als Betriebssystem für autonome Systeme. Diese Lösungen sind jedoch nicht für sicherheitskritische Anwendungen ausgelegt und müssen entsprechend abgesichert werden.

Fail-operational-Ansätze für autonomes Fahren und Industrie 4.0

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E/E-Architekturen für das autonom fahrende Auto müssen so entwickelt werden, dass sich die Systeme im Störfall nicht einfach abschalten. Im Falle von Industrie 4.0-Anlagen können selbst kurze Stillstände zu erheblichen Umsatzeinbußen führen. Mit unseren kostengünstigen Fail-operational-Ansätzen bieten wir Ihnen verlässliche Architekturkonzepte, damit Ihre Systeme auch kritische Situationen erfolgreich meistern können.

Mit dem Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS können Sie beispielsweise

  • AUTOSAR-Systemmodelle um neue technische Sicherheitsanforderungen wie »Fail-Operational«-Verhalten automatisiert erweitern und Echtzeitanforderungen direkt im Systemdesign spezifizieren
  • Sicherheitsstandards wie ISO 26262 oder SOTIF (ISO PAS 21448) einfach umsetzen und von Beginn an in die Entwicklung einbeziehen
  • Automatisiert die Safety-Mechanismen und Sicherheitsfunktionen aufgrund technischer Änderungen anpassen

Das Fraunhofer IKS entwickelt ausfallsicher Embedded Systems

Das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS unterstützt Sie bei der Architekturkonzeptionierung, bei der Entwicklung Ihrer Systeme und bei der Architekturvalidierung. Zur Sicherstellung der funktionalen Sicherheit bieten wir:

  • Adaptive Mechanismen für die Hochverfügbarkeit kritischer Systeme, beispielsweise Recovery Mechanismen, Rekonfigurations- und Degradierungsmechanismen sowie das Health Monitoring
  • Die Absicherung unsicherer Betriebsumgebungen wie beispielsweise ROS2, Android oder Cloud-Dienste
  • Verlässliche Service-orientiere Architekturen (SOA) für eingebettete Systeme

Publikationen

2018 Weiß, Gereon; Schleiß, Philipp; Schneider, Daniel; Trapp, Mario:
Towards integrating undependable self-adaptive systems in safety-critical environments
2017 Schleiß, Philipp; Drabek, Christian; Weiß, Gereon; Bauer, Bernhard:
Generic management of availability in fail-operational automotive systems
2017 Weiß, Gereon; Schleiß, Philipp; Drabek, Christian; Ruiz, Alejandra; Radermacher, Ansgar:
Safe adaptation for reliable and energy-efficient E/E architectures
2016 Weiß, Gereon; Schleiß, Philipp; Drabek, Christian:
Towards flexible and dependable E/E-architectures for future vehicles
2015 Penha, Dulcineia ; Weiß, Gereon ; Stante, Alexander:
Pattern-based approach for designing fail-operational safety-critical embedded systems
2013 Weiß, Gereon ; Grigoleit, Florian ; Struss, Peter:
Context modeling for dynamic configuration of automotive functions
2013 Zeller, Marc; Prehofer, Christian; Krefft, Daniel; Weiß, Gereon:
Towards runtime adaptation in AUTOSAR