Möglichkeiten zur Verbesserung eingebetteter Steuersysteme
Eingebettete Steuerungssysteme (Embedded Control Systems) – im Allgemeinen durch Mikroprozessoren als Bauteile in größeren Geräten oder Bauelementen verkörpert – sind für das Betreiben von jeglicher Technik, vom Mobiltelefon bis zum Auto, von äußerster Wichtigkeit. Da die Benutzeranforderungen in der hochtechnisierten Welt von heute immer komplexer werden und das Internet der Dinge mehr Steuerungen für alle Arten von Geräten mit sich bringt, ist der Bau zukunftsweisender, zuverlässiger eingebetteter Steuerungssysteme zu einer großen Herausforderung geworden. Das EU-finanzierte Projekt VERISTAB (Formal Verification of Stability of Embedded Control Systems) arbeitete an der Steigerung der Stabilität, der wichtigsten Eigenschaft jedes Steuerungssystementwurfs. Im Einzelnen entwickelte das Projektteam automatisierte Verfahren, um die Stabilität von eingebetteten Steuerungssystemen zu validieren. Es formulierte einen neuen Ansatz zur Verifizierung von Stabilität auf Grundlage von Modellüberprüfung, was ein erfolgreiches Prüfparadigma aus dem Bereich der formalen Methoden darstellt. Das Verfahren übertrifft andere, da es eher algorithmisch als deduktiv funktioniert und eine skalierbare, automatisierte Stabilitätsüberprüfung ermöglicht, welche die Grenzen der deduktiven Verfahren überwindet. Um seine Ziele zu erreichen, entwarf das Projekt quantitative Prädikatabstraktionen, die eine Abstraktion des endlichen Zustands mit quantitativen Informationen kombinieren, um die Stabilität zu fördern. Es entwickelte überdies ein Softwareinstrument mit der Bezeichnung Averist(öffnet in neuem Fenster), das über die Projektwebsite online für Ingenieure und Forscher zur Verfügung steht, die an Stabilitätsproblemen arbeiten. In technischer Hinsicht bietet die Averist-Software ein automatisches Framework für den Stabilitätsnachweis. Es reagiert auf Gegenbeispiele in der Abstraktionsverfeinerung und verbessert parallelisierbare Berechnungen durch inkrementellen Aufbau, wobei auch die Möglichkeit numerischer Fehler erheblich minimiert wird. Averist konnte als Softwareinstrument für die Stabilitätsanalyse von Hybridsystemen und echter algorithmischer Verifizierer für Stabilität bereits dazu beitragen, eingebettete Steuerungssysteme zu neuen Erfolgen zu führen.
