Durchgängige Absicherung von Infotainment-Funktionen im Automobil

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Die Ausstattung des Fahrzeugs mit modernen Fahrerassistenz- und Infotainment-Funktionen wird für Kunden ein immer wichtigeres Kaufkriterium. Daher gewinnt dieser Bereich für Automobilhersteller und Zulieferer zunehmend an Bedeutung. Durch die ständig steigende Zahl an Diensten im Automobil und die zunehmende Vernetzung wächst auch die Komplexität der eingebetteten Systeme in Fahrzeugen. Ein weiterer Trend im Automobilbereich sind sog. Multivendor-Systeme, wie sie z.B. durch die GENIVI-Standardisierung vorangetrieben werden, bei denen Dienste unterschiedlicher Anbieter auf einer Hardware-Plattform integriert werden. Im Kontext solcher Systeme ist die automatisierte, werkzeuggestützte Absicherung während des Entwurfsprozesses aufgrund ihrer offenen Systemarchitektur bedeutend. Um eine hohe Qualität der Fahrzeugfunktionen zu gewährleisten, werden neue Absicherungsstrategien im Entwicklungsprozess automobiler Infotainment- und Fahrerassistenz-Dienste benötigt.

Durchgängige Absicherung

© Foto Fraunhofer ESK

Im Rahmen des DANA-Projektes entwickeln die Wissenschaftler des Fraunhofer ESK in Zusammenarbeit mit der BMW AG, der BMW Forschung und Technik GmbH, der Elektrobit Automotive GmbH sowie der itestra GmbH eine offene und erweiterbare Werkzeugplattform für die durchgängige Absicherung von Infotainment- und Fahrerassistenzfunktionen im Automobil. Diese Plattform soll zukünftig für die Entwicklung von Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise GENIVI-Systemen, eingesetzt werden. Die Absicherung von Diensten im Automobil umfasst dabei verschiedene Aspekte wie die Kommunikationsinfrastruktur, die Applikationslogik und die Nutzdaten, die bei der Absicherung jeweils unterschiedlich behandelt werden müssen.

Modellbasierte Entwicklung

Hierzu wird im Rahmen des Projektes eine Methodik entwickelt, mit der man Dienste im Automobil bezüglich des Kommunikationsverhaltens und der Applikationslogik modellieren kann. Durch die Trennung von Funktion und Kommunikation können diese jeweils spezifisch modelliert und die Modelle besser wiederverwendet werden. Außerdem wird die syntaktische und semantische Absicherung von Schnittstellen sowie die Absicherung des Zusammenspiels von verteilten Komponenten und Diensten integriert berücksichtigt. Zudem unterscheiden sich die im Infotainment-Bereich charakteristischen Nutzdaten von den restlichen Steuerdaten im Fahrzeug. Deshalb wird im DANA-Projekt nicht nur die Modellierung des Kontrollflusses, sondern auch die Modellierung der Nutzdaten für Infotainment- und Fahrerassistenzdienste gezielt adressiert.

Mehrschichtige Referenzmodelle

Im Projekt wird eine mehrschichtige Modellstruktur für die Spezifikation von Fahrerassistenz- bzw. Infotainment-Diensten erarbeitet. Durch neu entwickelte Konzepte können diese Modelle in den weiteren Phasen der Entwicklung wiederverwendet werden. Durch die Generierung von Simulations-Code aus den Modellen, kann die Interaktion unterschiedlicher Dienste bereits früh im Entwicklungsprozess getestet werden. Die automatische Generierung von  Testfällen und Testdaten ermöglicht die Überprüfung einfacher Abläufe und Testsequenzen. Die Modelle können zusätzlich als Referenzmodelle eingesetzt werden, die zur Laufzeit das zu testende System überwachen und die korrekte Funktion des Dienstes verifizieren. Vorteile einer automatisierten, durchgängigen Absicherung von Infotainment- und Fahrerassistenzdiensten liegen in der verkürzten Entwicklungszeit und der Verbesserung der Qualität der entwickelten Software.

Eclipse-basierte Plattform

Um die Absicherung künftiger Fahrzeugdienste effizient in den Entwurfsprozess automobiler Softwaresysteme zu integrieren, ist eine entsprechende Werkzeugplattform notwendig. Aktuell werden für den modellbasierten Entwurf und die Absicherung von Funktionen im Automobil monolithische Einzellösungen eingesetzt. Dies führt zu einer Abhängigkeit von Werkzeugherstellern und macht eine Integration in bestehende Werkzeugketten schwierig. Auch die Anpassung und Erweiterung dieser Werkzeuge für spezifische Problemstellungen ist nur eingeschränkt möglich. Als alternatives Werkzeug zur modellbasierten Entwicklung und Absicherung von Diensten im Automobil bietet sich eine offene Entwicklungsplattform, wie Eclipse, an. Diese ermöglicht eine einfache Integration der Absicherung in eine bestehende Werkzeugkette sowie die herstellerunabhängige Nutzung von grundlegenden Funktionen wie z.B. die Speicherung des Modells. Im Rahmen des DANA-Projektes wird daher eine auf Eclipse basierende Werkzeugumgebung zur Modellierung, zur Simulation und zum Test von Fahrerassistenz- bzw. Infotainment-Diensten zukünftiger Fahrzeuge entwickelt.

Das Fraunhofer ESK baut durch das DANA-Projekt sein bestehendes Know-how im Bereich der modellbasierten Entwicklung und Absicherung von automobilen Softwaresystemen weiter aus. In diesem Bereich beraten die ESK-Wissenschaftler Automobilhersteller und Zulieferer beim Aufbau von Werkzeugplattformen. Darüber hinaus unterstützen sie Kunden von der Konzeption bis zur Umsetzung von Werkzeugplattformen für die iterative modellbasierte Entwicklung von Software im Automobilbereich sowie auch bei der Integration einzelner Entwicklungswerkzeuge in bereits bestehende Werkzeugketten.

Das Projekt wurde durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie gefördert.