Softwareentwicklung eingebetteter Systeme

Eingebettete Systeme übernehmen komplexe Steuerungs-, Regelungs- und Datenverarbeitungsaufgaben für ihre technische Umgebung. Ihre Funktionalität wird durch das Zusammenspiel von Spezialhardware, Standardprozessoren, Peripherie und Software realisiert. Oft liegt der Schwerpunkt der Betrachtungen bei ihrer Entwicklung auf Hardwareaspekten. Tatsächlich spielen Softwareaspekte eine mindestens ebenso wichtige Rolle bei der Entwicklung. Hier setzt das Buch an und liefert einen guten Überblick über das Thema. Klassifikationen und zentrale Themen wie Nebenläufigkeit, Echtzeit und Echtzeitbetriebssysteme bilden die Grundlagen. Anhand der Sprachen C++, Java, Esterel, Giotto und Lustre wird die Programmierung eingebetteter Systeme erläutert. Mit Statecharts, UML, hybriden Systemen und Automaten sowie Hardware/Software-Codesign werden ausgewählte Techniken zum Softwareentwurf für diese Systeme vorgestellt. Bei eingebetteten Systemen handelt es sich oft um sicherheitskritische Systeme, deren Fehlfunktion ihre Umgebung massiv beeinträchtigen kann. Die Sicherung der Softwarequalität ist daher von zentraler Bedeutung und nimmt einen weiteren wichtigen Teil des Buches ein.

Einleitung.- Motivation.- Klassifikation, Charakteristika.- Anwendungen, Beispiele und Branchen.- Begriffsdefinitionen.- Besondere Herausforderungen.- Nebenläufige Systeme.- Echtzeit und Echtzeitbetriebssysteme.- Echtzeitsysteme.- Ereignissteuerung versus Zeitsteuerung.- Aufbau und Aufgaben von Betriebssystemen.- Scheduling.- Beispiele für Echtzeitbetriebssysteme.- Programmierung eingebetteter Systeme.- Der Einsatz von C++ für eingebettete Systeme.- Der Einsatz von Java für eingebettete Systeme.- Ereignisbasierter Ansatz am Beispiel Esterel.- Zeitgesteuerter Ansatz am Beispiel Giotto.- Softwareentwurf eingebetteter Systeme.- Statecharts.- Die Unified Modelling Language (UML).- Hybride Systeme und hybride Automaten.- Hardware Software Co-Design.- Sicherung der Softwarequalität eingebetteter Systeme.- Motivation und Begriffe.- Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Sicherheit, Risiko.- Risikomanagement.- Qualitätsmodelle.-Softwaremetriken.- Testen.- Manuelle Prüftechniken.- Verifikation