Safe Oriented Programming of Software-Intensive Embedded Systems – A Safely Embedded Software Approach

Dieses Forschungsvorhaben will einen Beitrag dazu leisten, die Fehlertoleranz und Zuverlässigkeit von Software-intensiven Systemen zu erhöhen. Dabei liegt zunächst der Fokus bei den Embedded Systemen. Grundsätzlich werden sich die Ergebnisse auch auf Industrie-PCs übertragen lassen.

Aus dem non-funktionalen Requirement Safety leiten sich Anforderungen an die Programmierung, die verwendeten Datenstrukturen und die darauf operierenden Algorithmen, sowie sichere und trotzdem performante Floating-Point-Bibliotheken ab. In diesem Forschungsprojekt soll eine tiefergehende Forschung für die sichere Programmierung in den Programmier-sprachen C und C++ erfolgen. Auch sollen sichere Design Pattern beschrieben werden. Zusätzlich werden anwendungsnahe Konzepte zur sicheren Programmierung Software-intensiver Systeme formuliert, exemplarisch angewandt und mittels Fault-Injectionstrategien (Einspeisung zufälliger und systematischer Fehler) validiert werden. Die Fault-Injection soll dabei auf einer Ziel-Plattform erfolgen.

Arbeitsziele

Darlegung des Standes der Wissenschaft/Stand der Technik der Software-Codierungsverfahren
Studie zur Analyse des Safe Object Oriented Programming Paradigm
Studie zur Analyse des Safe Object Oriented Programming Paradigm
Entwicklung eines Fehlermodells
Ableitung von Markov Modellen
Bestimmung sicherheits-relevanter Metriken (z.B. MTTF, PFD, SFF, …)
Code-Metriken (Performance: Laufzeit, Resourcenverbrauch: RAM und ROM)
Safe Design Pattern – An adoption of the Safe Object Oriented Programming Paradigm
Validation des Safe Object Oriented Programming Paradigm auf einer Zielplattform
(Standard Controller mit Fault Injection per JTAG oder Incircuit-Emulator oder FPGA mit IP-Core Prozessormodell)
Machbarkeitsstudie zu Code Generator for Safe Object Oriented Programming in C++
Evaluation der aufgestellten Konzepte mit den Anforderungen eines Automotive Embedded Systems (iNTENCE Automotive GmbH) und Mobiler Roboter Systeme (Manu Systems AG)