Knowledgebase basiertes Scheduling für hierarchisch asynchrone Multi-Core Scheduler im Systembereich Automotive und Avionik

In Automobilen Elektrik /Elektronik (E/E) Systemen sowie in der Flugzeugavionik gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die den Fahrzeugführer/Piloten bei seinen Aufgaben unterstützen können. Die Anzahl und Verbreitung der Funktionen nahm in den letzten Jahren sehr stark zu und ein Ende dieses Trends ist nicht in Sicht. Neue Technologien, wie komplett autonomes Fahren bei Fahrzeugen sowie eine stetige Erhöhung des Autonomie Levels von Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in der Avionik bringen das heutige E/E Konzept an die Grenzen des Vertretbaren. Das klassische, statisch konfigurierte E/E Konzept steht somit vor einer neuen Herausforderung, nämlich eine Vielzahl von neuen, zusätzlichen Funktion zu integrieren und dabei die gleiche Funktionalität, Determinismus und Zuverlässigkeit an den Tag zu legen, wie in der Vergangenheit. Mit dem klassischen statischen Konzept ist diese Anforderung nur zu gewährleisten, wenn für jede neue Funktion ein eigenes Steuergerät in das System Automobil/Flugzeug integriert wird. Da dieses Konzept aber hohe Kosten und erweiterten Bauraum nach sich zieht, ist es nicht mehr vertretbar und es wird nach neuen Optimierungsansätzen gesucht. Ein Optimierungsansatz ist der Übergang vom statischen zum semi-statischen Scheduling unter Berücksichtigung der Multi-Core Prozessortechnologie. Dieser Ansatz wird im Hierarchical Asynchronous Multi-Core System (HAMS) mit der statisch generierten Knowledgebase (KB) für Multi-Core Steuergeräte beschrieben. Diese Dissertation zeigt die Konzepte und Ideen hinter HAMS auf und erörtert wie diese schon in den heutigen Domänen umgesetzt werden können. Dabei werden Funktionen in unterschiedliche Phasen eingeteilt, die sich unter anderem an den aktuellen Fahr-/Flugzustand anlehnen. Des Weiteren werden Funktionen logisch miteinander verknüpft, um konträre Aktivierungszustände zu finden. Aus diesen Eingaben und der Konfiguration des Multi-Core Systems wird das Konzept für die HAMS Knowledgebase entwickelt. Mit der Knowledgebase wird es nun ermöglicht, dass sich das System zur Laufzeit semi-statisch rekonfigurieren kann, ohne dabei den Determinismus von statischen Steuergeräten aus den Domänen Automotive und Avionik zu verletzen. In einer abschließenden Evaluation wird das Konzept an einem realen Beispiel umgesetzt und so die Vorteile und Grenzen aufgezeigt.