Verfahren zur weitgehend automatisierten Erzeugung der Middleware für hoch ausfallsichere, integrierte Avioniksysteme mittels Model-Integrated Computing

Die Entwicklung von integrierten Avioniksystemen ist in der Regel aufwendig und kostenintensiv. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn auch sicherheitskritische Funktionen wie etwa die Flugsteuerung mit einem solchen System umzusetzen sind. Vor diesem Hintergrund entwickelt das Institut für Luftfahrtsysteme (ILS) die sogenannte Flexible Plattform. Hierbei handelt es sich um einen umfassenden Ansatz zur plattformbasierten Entwicklung von verteilten, fehlertoleranten integrierten Rechnersystemen zur Realisierung von Avioniksystemen. Der Ansatz zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die eigentlichen Regelfunktionen, beispielsweise ein Flugregelungsgesetz, von der Systemverwaltungsfunktion entkoppelt sind. Dies ist nur möglich, wenn die Systemkomplexität den Regelungsfunktionen gegenüber verborgen bleibt. Da aber die Systemverwaltungsfunktion funktionsbedingt sehr stark mit den Regelfunktionen verflochten ist, ist die Trennung von Regelfunktionen und Systemverwaltungsfunktionen die erste Herausforderung, die bereits in Vorarbeiten am ILS gelöst worden ist. Die zweite Herausforderung besteht darin, einen Weg zu finden, die äußerst komplexen Systemverwaltungsfunktionen möglichst effizient zu entwickeln und zukünftig auch effizient qualifizieren zu können. Die hier vorgestellte Lösung begegnet dieser Herausforderung, indem die anwendungsspezifische Systemverwaltungsfunktion in einem mehrstufigen Syntheseverfahren weitgehend automatisch generiert wird. Dem Anwender steht zur Spezifikation der Systemvorgabe eine besonders ausdrucksstarke Modellierungssprache zur Verfügung. Ausgehend von dieser Systemvorgabe entsteht die Systemverwaltungsfunktion durch automatisches mehrstufiges Verfeinern bis hin zur Komposition und Konfiguration von spezialisierbaren Verwaltungssoftware-Bausteinen. Aufgrund der hohen Komplexität des zugrundeliegenden Regelwerkes ist das Designwissen in Form grafischer Syntheseregeln hinterlegt.

In dieser Arbeit werden alle zur Umsetzung des Syntheseverfahrens verwendeten Konzepte und Werkzeuge, sämtliche Abstrahierungsebenen und Modellierungssprachen, die generischen Softwarekomponenten und auch die konkrete Ausgestaltung der grafischen Syntheseregeln dargelegt. Letzteres geschieht anhand eines repräsentativen Beispiels.