Ausfallsichere Embedded Systems

Embedded Systems in Automotive, Industrie und Medizintechnik müssen auch bei Störfallen verlässlich funktionieren

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Software-Architekturen für das autonome Fahrzeug dürfen sich in sicherheitskritischen Situationen oder bei Störungen nicht einfach abschalten, sondern müssen weiter funktionieren. Bei Produktionsanlagen im Zuge von Industrie 4.0 führen selbst kurze Stillstände mitunter zu erheblichen Umsatzeinbußen. Embedded Systems und darin enthaltene, wichtige Funktionen müssen daher stets zuverlässig ihren Dienst verrichten.

Zukünftige Lösungen in den Bereichen Automotive, Industrie und Medizintechnik erfordern jedoch immer komplexere und intelligentere Software-Funktionen. Um innovative Technologien wirtschaftlich umzusetzen, müssen Unternehmen gleichzeitig auf bereits verfügbare Komponenten und Systeme zugreifen, wie beispielsweise ROS2 als Betriebssystem für autonome Systeme. Entsprechende Lösungen sind jedoch nicht für sicherheitskritische Anwendungen ausgelegt und müssen daher abgesichert werden.

Das Fraunhofer IKS entwickelt sichere Software-Architekturen für Ihre Embedded Systems

Die Forschung des Fraunhofer IKS gewährleistet die funktionale Sicherheit (Safety) Ihrer Embedded Systems, damit diese auch kritische Situationen erfolgreich meistern. Dafür entwickeln wir verlässliche Architekturkonzepte, welche bei sicherheitskritischen Anwendungen in Industrie, Medizintechnik und Automotive für mehr Flexibilität sorgen. Ihre Systeme können sich dadurch in Echtzeit rekonfigurieren, sogar über mehrere Steuergeräte hinweg. Hierbei lassen sich Funktionen von Lautzeitumgebung entkoppeln und dynamisch innerhalb ihrer Betriebsumgebung verschieben, ohne die funktionale Sicherheit zu verletzen. Wir bieten Ihnen

  • verlässliche Service-orientierte Architekturen (SOA) für Embedded Systems: Unterstützung bei Architekturkonzeptionierung, Entwicklung Ihrer Systeme und Architekturvalidierung
  • kostengünstige Fail-operational-Ansätze
  • adaptive Mechanismen für die Hochverfügbarkeit kritischer Systeme, beispielsweise Recovery Mechanismen, Rekonfigurations- und Degradierungsmechanismen sowie Health Monitoring
  • die Absicherung unsicherer Betriebsumgebungen wie beispielsweise ROS2, Android oder Cloud-Dienste

Ihr Nutzen: Mehr Sicherheit für Ihre Embedded Systems

Durch die Forschung des Fraunhofer IKS können Sie

  • kostenschonend Systeme mit flexibel anpassbaren Architekturbausteinen entwickeln
  • Safety-Mechanismen und Sicherheitsfunktionen automatisiert an technische Änderungen anpassen
  • die Software-Architektur adaptiver Systeme nachvollziehbar beschreiben
  • AUTOSAR-Systemmodelle um neue technische Sicherheitsanforderungen wie »Fail-Operational«-Verhalten automatisiert erweitern und Echtzeitanforderungen direkt im Systemdesign spezifizieren
  • Hardware-Redundanzen durch einen Software-basierten Systemansatz verringern
  • Sicherheitsstandards wie ISO 26262 oder SOTIF (ISO PAS 21448) einfach umsetzen und von Beginn an in die Entwicklung einbeziehen
  • die Zulassung Ihrer Systeme systematisch vorbereiten

Referenzprojekte

 

Adaptive Software-Architektur für Fahrzeuge

Im von der Europäischen Union geförderten Projekt SafeAdapt überarbeiten 9 Partner aus sechs Ländern die E/E-Architektur in Fahrzeugen. Dadurch soll die Komplexität auf das notwendige Maß reduziert sowie Kosten- und Energieeffizienz erhöht werden.

 

Zukünftige Softwarearchitekturen für Fahrzeuge

Autos haben heutzutage circa hundert Steuergeräte und somit eine aufwendige System- und Softwarearchtiektur, die ressourceneffiizient, zuverlässig und erweiterbar sein soll. Deswegen erforscht das Fraunhofer IKS (früher: Fraunhofer ESK) Konzepte für ein selbst-adaptives automobiles E/E-System.

Zusammenarbeit

Wir bieten Ihnen verschiedene Möglichkeiten der Zusammenarbeit, wie zum Beispiel:

  • Auftragsforschung und Entwicklung
  • Gemeinsame Innovationsteams
  • Rapid Virtual Prototyping
  • Studien und Potenzialanalysen

Hier erfahren Sie, wie Sie mit uns kooperieren können:

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