Transcript PowerPoint-Präsentation - Software and Systems Engineering

Technische Universität München
Automotive Software
Methoden und Technologien
Zentralübung 2
Übungsblatt 2: Domäne Antrieb
16. Mai 2013
Sascha Schwind
Technische Universität München
Aufgabe 1: Welche antriebsseitigen Faktoren waren für die massenhafte
Verbreitung des Automobils entscheidend?
Technische Universität München
Aufgabe 1: Welche antriebsseitigen Faktoren waren für die massenhafte
Verbreitung des Automobils entscheidend?
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Kleine, leichte Antriebe mit ausreichend hoher spezifischer Leistung
(schnelllaufende Ottomotoren) und Verfügbarkeit eines Energiespeichers
mit ausreichend hoher Energiedichte (Benzin)
Technische Universität München
Aufgabe 1: Welche Faktoren sind heute für Antriebe entscheidend?
Technische Universität München
Aufgabe 1: Welche Faktoren sind heute für Antriebe entscheidend?
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Leistung
Verbrauch
Emissionen
Komfort
Technische Universität München
Aufgabe 2: Nennen Sie fünf Meilensteine in der Entwicklung moderner
Automobilantriebe.
Technische Universität München
Aufgabe 2: Nennen Sie fünf Meilensteine in der Entwicklung moderner
Automobilantriebe.
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1958 erster PKW (DeSoto) mit optionaler (und unzuverlässiger)
elektronischer Benzineinspritzung (Bendix)
1964 erste Transistorzündung (Bosch), dadurch wesentlich verbesserte
Störanfällligkeit, Präzision
1967 erste zuverlässige elektronische Benzineinspritzung (Bosch DJetronic -- analog, diskrete Bauteile) im VW 1600
1987 erster Diesel-PKW mit digital gesteuerter Direkteinspritzung
1991 Einführung CAN (Controller Area Network)-Bus erstes
eigenständiges digitales Getriebesteuergerät
Technische Universität München
Aufgabe 2: Welche Faktoren haben den Einsatz von Elektronik /
Software in der Antriebsdomäne in jüngerer Zeit begünstigt ?
Technische Universität München
Aufgabe 2: Welche Faktoren haben den Einsatz von Elektronik / Software in
der Antriebsdomäne in jüngerer Zeit begünstigt ?
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(Gesetzliche) Emissionsanforderungen
Verfügbarkeit integrierter Schaltkreise und somit preiswerter
Microcontroller
elektronische Eingriffe in Fahrdynamik
allgemein gestiegener Anspruch an Leistung, Verbrauch, Emissionen,
Komfort
Großteil der heutigen Innovationen im Automobil werden durch Software
erreicht
Technische Universität München
Aufgabe 3: Was unterscheidet die primäre Bedienoberfläche des Antriebs von
anderen computergesteuerten Systemen z.B. im Infotainment oder beim PC?
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Aufgabe 3: Was unterscheidet die primäre Bedienoberfläche des Antriebs von
anderen computergesteuerten Systemen z.B. im Infotainment oder beim PC?
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vergleichsweise simple Oberfläche (Gaspedal, Wählhebel) ohne GUI, Text
etc., schon sehr lange etabliert,
muss auch von nicht-computeraffinen Personen "im Schlaf" bedient
werden können
Technische Universität München
Aufgabe 3: Welche Erwartungshaltung resultiert beim Benutzer des Systems
daraus?
Technische Universität München
Aufgabe 3: Welche Erwartungshaltung resultiert beim Benutzer des Systems
daraus?
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muss so funktionieren wie es “schon immer” funktioniert hat,
Software / Elektronik muss "unsichtbar" bleiben
Technische Universität München
Aufgabe 3: Welche Anforderungen ergeben sich daraus für die SoftwareEntwicklung ?
Technische Universität München
Aufgabe 3: Welche Anforderungen ergeben sich daraus für die SoftwareEntwicklung ?
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genaue Abstimmung des (sich aus komplexem Zusammenspiel von
Einzelkomponenten ergebenden) Gesamtverhaltens auf die Erwartungen
des Benutzers,
Beispiel sind Schaltrucke, die elektronisch "ausgebügelt" werden könnten,
was z.T. aus Gründen der Kundenerwartung nicht realisiert wird
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Aufgabe 4: Nennen Sie fünf Merkmale eines Antriebssystems, die durch den
Einsatz von Elektronik wesentlich verbessert werden konnten.
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Aufgabe 4: Nennen Sie fünf Merkmale eines Antriebssystems, die durch den
Einsatz von Elektronik wesentlich verbessert werden konnten.
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Leistung,
Verbrauch,
Emissionen,
Komfort,
Sicherheit,
Zuverlässigkeit,
mechanische Komplexität
Technische Universität München
Aufgabe 5: Nennen Sie zwei wesentliche technische Charakteristika von
Software im Antriebsbereich. Wie ist ihre Ausprägung in der Antriebsdomäne
jeweils begründet ?
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Aufgabe 5: Nennen Sie zwei wesentliche technische Charakteristika von
Software im Antriebsbereich. Wie ist ihre Ausprägung in der Antriebsdomäne
jeweils begründet ?
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Statisch definiert (effizient, physikalische/technische Umgebung bekannt)
hohe Echtzeitanforderungen (enge Zeitraster, kurbelwellensynchrone
Berechnungen, hohe Rechenlast)
adaptierbar (Robustheit gegenüber Toleranzen, Verstellung)
applizierbar (Variantenbildung)
Technische Universität München
Aufgabe 6: Welche besonderen Anforderungen stellt die Antriebsdomäne
bezüglich der Ausführung von Software?
Technische Universität München
Aufgabe 6: Welche besonderen Anforderungen stellt die Antriebsdomäne
bezüglich der Ausführung von Software?
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Echtzeitfähigkeit
Determinismus
Fehlertoleranz
Sicherheit
Technische Universität München
Aufgabe 6: Inwiefern können diese Anforderungen durch etablierte
Technologien wie OSEK/VDX, CAN, von-Neumann-Mikroprozessoren nicht
optimal erfüllt werden?
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Aufgabe 6: Inwiefern können diese Anforderungen durch etablierte
Technologien wie OSEK/VDX, CAN, von-Neumann-Mikroprozessoren nicht
optimal erfüllt werden?
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Determinismus, Fehlertoleranz: OSEK/VDX und CAN sind jeweils
prioritätsgesteuert, dadurch für alle niedrigeren Prioritäten (Tasks,
Messages) schlechte Vorhersagbarkeit bzw. globale Abhängigkeit von
anderen Tasks, Messages. Keine expliziten eigenständigen Mechanismen
für Fehlertoleranz ("Babbling Idiot"/Bus Guardian, Nachrichtenreplikation)
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Echtzeitfähigkeit: von-Neumann-Prozessor bei hoher Interruptlast / kurzen
Taskzyklen nur begrenzt leistungsfähig, da viele Kontextwechsel
notwendig, schlechte Ausnutzung von Caching/Pipelining, schlechte
Vorhersagbarkeit von Laufzeiten, deshalb "Vorverarbeitung" häufiger
Berechnungen in spezialisierter Peripherie-Hardware
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Aufgabe 7: Nennen Sie drei Arten des Hochlaufs zeitgesteuerter Netzwerke