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Optimierung eingebetteter Systeme durch Wiederverwendung validierter Softwarekomponenten

Eingebettete Systeme (in Hardware eingebettete Software) kommen in einer Vielzahl von Geräten zum Einsatz, von Mobiltelefonen bis hin zu Flugzeugen. Wissenschaftler haben neuartige Werkzeuge für die Softwareentwicklung ausgearbeitet, die sowohl Zeit- als auch Kosteneinsparungen versprechen.
Optimierung eingebetteter Systeme durch Wiederverwendung validierter Softwarekomponenten
Software- und Hardwarelösungen für eingebettete Systeme müssen immer komplexere Anforderungen hinsichtlich Zentraleinheit (CPU), Energieverbrauch, Speicher und Bandbreite erfüllen. Die sogenannte komponentenbasierte Softwareentwicklung fördert die Wiederverwendung validierter Softwarekomponenten oder -einheiten und ermöglicht damit eine deutliche Reduzierung von Zeit und Kosten.

Die modellgetriebene Softwareentwicklung nutzt Modelle für die automatisierte Entwicklung von Softwaresystemen. Die Kombination von komponentenbasierter und modellgetriebener Softwareentwicklung ist das Ziel des EU-finanzierten Projekts COMING.

Mit einem herkömmlichen Komponentenmodell werden Funktionalitäten und Qualitätsmerkmale für eine bestimmte Softwareeinheit definiert. Die Forscher übernahmen ein allgemeines Rahmenkonzept für die domänenübergreifende bzw. domänenunabhängige Definition von Komponentenmerkmalen mit Spezifikation der Container und Konnektoren für domänenspezifische Auswertungen. Sie entwickelten gemeinsame bzw. kompatible Sprachen mit Modelltransformationen, um die Komponentenmodelle für die Umgebung der modellgetriebenen Softwareentwicklung übersetzen und die Struktur der eingebetteten Systeme unterstützen zu können.

Im Rahmen von COMING entwickelten die Wissenschaftler einen Codegenerator, mit dem 100 % Implementierungscode für die Kommunikationsdomäne erzeugt werden kann. Mithilfe von Backpropagation-Algorithmen wurden Analyseergebnisse aus wechselnden Implementierungsszenarien, mit denen die Auswirkungen auf Systemeigenschaften überwacht und ausgewertet werden konnten, automatisch im Modell aktualisiert. Diese Automatisierung ermöglichte Zeit- und Kosteneinsparungen und konnte die Fehlerquote durch manuelle Dateneingabe erheblich senken.

COMING zeigt, dass die Komplexität der Softwareentwicklung durch die Kombination von komponentenbasierter und modellgetriebener Softwareentwicklung reduziert werden kann. Darüber hinaus unterstützt diese die Weiterentwicklung von eingebetteten Systemen. Deutliche Zeit- und Kosteneinsparungen zusammen mit einer effizienten und effektiven Nutzung von Ressourcen bergen großes Potenzial für eine Reihe von Branchen, wie Verkehrswesen, Energie und Telekommunikation.

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