In der Ära des softwaredefinierten Fahrzeugs stoßen herkömmliche fehlersichere Konzepte an ihre Grenzen. Wenn mechanische Backups entfallen, ist eine ununterbrochene Funktionsfähigkeit zwingend erforderlich. Doch wie lässt sich maximale Systemverfügbarkeit erreichen, ohne die Kosten für Entwicklung und ASIL-D-Qualifizierung untragbar in die Höhe zu treiben?
Der Fachbeitrag „Highly reliable x-by-wire systems” von Elektrobit präsentiert eine effiziente Softwarearchitektur, die Sicherheit und Performance vereint. Durch eine konsequente Partitionierung der Software wird der sicherheitskritische Codeanteil auf ein absolutes Minimum reduziert, während die verbleibende Software nicht sicherheitsgerichtet und somit kosteneffizient integriert werden kann.
Der Schlüssel zur praktischen Umsetzung liegt in zwei innovativen Schutzmechanismen, die das Steuergerät zum sicheren Rechenzentrum machen. Diese werden vom Autor Johannes Reisinger, Chief Expert Automotive Middleware and Basic Software bei Elektrobit, nach einleitenden Erläuterungen zu Fehlertoleranz, Fehlervermeidung, fehlertoleranten und fehlersicheren Systemen ausführlicher vorgestellt.
- Spatial Firewalls (basierend auf MPU-Technologien) garantieren die räumliche Isolation kritischer Prozesse.
- Temporal Firewalls entkoppeln die Zeitplanung von sicherheitskritischen und unkritischen Prozessen und stellen sicher, dass auch bei Lastspitzen oder Fehlern in Komfortfunktionen die Echtzeit-Deadlines für sicherheitsrelevante Tasks stets eingehalten werden.
Der vorgestellte Ansatz senkt sowohl die Kosten für Entwicklung, Qualifizierung und Wartung der Software. Gleichzeitig erhöht er den Softwareumfang, die auf einer bestimmten MCU ausgeführt werden kann, indem er die Kombination von ausfallsicherer und weniger kritischer Software auf einem Kern ermöglicht und den Unterschied zwischen der tatsächlichen und der Worst-Case-Ausführungszeit von ausfallsicheren Aufgaben für die Ausführung weniger kritischer Aufgaben nutzt. (jr)
