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  • Publication
    Resumption of runtime verification monitors: Method, approach and application
    ( 2018) ; ;
    Bauer, Bernhard
    Runtime verification checks if the behavior of a system under observation in a certain run satisfies a given correctness property. While a positive description of the system's behavior is often available from specification, it contains no information for the monitor how it should continue in case the system deviates from this behavior. If the monitor does not resume its operation in the right way, test coverage will be unnecessarily low or further observations are misclassified. To close this gap, we present a new method for extending state-based runtime monitors in an automated way, called resumption. Therefore, this paper examines how runtime verification monitors based on a positive behavior description can be resumed to find all detectable deviations instead of reporting only invalid traces. Moreover, we examine when resumption can be applied successfully and we present alternative resumption algorithms. Using an evaluation framework, their precision and recall for detecting different kinds of deviations are compared. While the algorithm seeking expected behavior for resumption works very well in all evaluated cases, the framework can also be used to find the best suited resumption extension for a specific application scenario. Further, two real world application scenarios are introduced where resumption has been successfully applied.
  • Publication
    Verification of network end-to-end latencies for adaptive ethernet-based cyber-physical systems
    ( 2018)
    Manderscheid, Martin
    ;
    ;
    Knorr, Rudi
    As Cyber-Physical Systems (CPS) are evolving towards flexible and smart systems, their dependable communication becomes a decisive factor. In order to still guarantee a predictive and real-time behavior, verifying the network performance of such adaptive systems is vital. Therefore, the performance-verification has to consider the runtime variability while scaling for larger number of applications and networks in CPS. We introduce a novel performance-verification approach with integrated variability enabling the analysis of adaptive Ethernet-based CPS. It incorporates a formal model capturing all relevant characteristics for deriving safe communication bounds. Its soundness has been evaluated in an extensive automotive case study and several changing test setups targeting scalability. The results show that this integrated variability approach is superior to a common static analysis and previously utilized heuristic. In direct comparison it outperforms static analysis by up to 95 percent within the evaluated automotive system. Moreover, the results show that it scales well and provides a profound basis for analyzing larger adaptive networked systems.
  • Publication
    Verlässliche Adaptive Software-Architekturen im Auto: Von Fail-Silent zu Fail-Operational
    Durch die zunehmende Automatisierung bis hin zum autonomen Fahren verändern sich auch die elektrisch-elektronischen (E/E) Architekturen sowie die Anforderungen an die Funktionalität von Fahrzeugen. Das hat zur Folge, dass Software-Architekturen eine zunehmende Flexibilität aufweisen und gleichzeitig eine erhöhte Zuverlässigkeit garantieren müssen.
  • Publication
    Software implementieren und absichern
    Ein plötzliches Verkehrshindernis kann zur Gefahr werden. Vor allem dann, wenn es Autofahrer zu spät wahrnehmen und es nicht schaffen, rechtzeitig darauf zu reagieren. Ein Gefahrenwarner kann dem vorbeugen. Jedoch sind solche fahrzeugübergreifenden Funktionen sehr komplex: Sie erfordern neue Entwicklungsansätze und Entwicklungswerkzeuge. Das heißt vor allem, dass vernetzte Fahrfunktionen schon früh im Entwurf simuliert und getestet werden sollten.
  • Publication
    Ausfallsichere E/E-Architektur für hochautomatisierte Fahrfunktionen
    Die Hochautomatisierung erfordert neue Ansätze zur Ausfallsicherheit von Fahrzeugbordnetzen: Wird der Fahrer künftig von der Überwachung des Fahrzeugs befreit, müssen die E/E-Architekturen eine höhere Ausfallsicherheit bereitstellen. Im Rahmen des EU Projekts SafeAdapt wird hierzu ein ganzheitlicher Ansatz vorgestellt.
  • Publication
    Ausfallsicherheit mit AUTOSAR: Ressourcen neu verteilen
    Zukünftiges hochautomatisiertes Fahren stellt völlig neue Anforderungen an die Verfügbarkeit der Software-Architektur im Fahrzeug. Mit derzeitigen Entwicklungsmethoden sind diese Ansprüche nicht zu erfüllen. Die Lösung: eine neue Form des Redundanzmanagements verbunden mit einem automatisierten Entwicklungsprozess.
  • Publication
    Neue Konzepte für zukünftige E/E-Architekturen
    ( 2016) ;
    Rosenthal, Thorsten
    Zukünftige Fahrzeuge stehen aufgrund der sich rasant wandelnden Mobilität völlig neuen Herausforderungen gegenüber. Insbesondere die Anforderungen an die kommenden E/E-Architekturen verändern sich ständig. Im EU-geförderten Projekt SafeAdapt haben neun Partner aus sechs Ländern untersucht, inwiefern Adaptivität für flexible und zuverlässige E/E-Architekturen genutzt werden kann.
  • Publication
    Planetares Zusammenspiel
    ( 2014)
    Zeller, Marc
    ;
    Die zunehmende Anzahl an Funktionen in vernetzten eingebetteten Systemen erhöht auch die Komplexität der Software kontinuierlich. Die Modularisierung der Funktionen in einzelne Softwarekomponenten und standardisierte Softwarearchitekturen sollen dem entgegenwirken. Dabei ist es wichtig, die Softwareschnittstellen frühzeitig im Entwicklungsprozess zu definieren und abzusichern, um die Qualität und Fehlerfreiheit des Systems zu gewährleisten.
  • Publication
    Memory concepts for enabling adaptivity in distributed embedded systems
    ( 2014) ;
    Zeller, Marc
    ;
    Establishing cost and resource efficient dependability through means of adaptivity in safety-critical distributed embedded systems is a strenuous endeavour, as the varying requirements on resilience, control and efficiency across domains prohibits a single solution to suit all needs. To assist the process of determining a safe and efficient system architecture with satisfactory precision, this work exemplifies the importance of differentiation by only addressing distributed embedded systems that perform multiple functions with alternating levels of criticality. Further, they do not require full fail-operational behaviour, thus allowing to sacrifice less important functions in the pursuit of preserving safety. Herein, a dynamic instantiation and graceful degradation strategy is developed to subsequently study its effect on cost when implemented in conjunction with execute-in-place (NOR-flash) or block-addressable (NAND-flash) memory concepts. Even though NOR-flash is generally considered to be a better candidate for such systems, this qualitative research produces evidence that NAND-flash memory concepts are likely to financially outperform traditional architectures when considering adaptivity.
  • Publication
    Modellbasierte Absicherung von GENIVI-Schnittstellen
    ( 2013)
    Meyer, Daniel
    ;
    ; ;
    Zeller, Marc
    Da in Multi-Vendor-Plattformen wie GENIVI einzelne Komponenten von unterschiedlichen Zulieferern stammen können, müssen die Schnittstellen bereits frühzeitig im Entwurfsprozess definiert und abgesichert werden. Dazu wird ein modellbasierter Ansatz vorgestellt, der eine Modellierung, Simulation und Überprüfung der Komponenten-Schnittstellen ermöglicht.