Dr. rer. nat.

Weiß, Gereon

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Verlässliche Adaptive Software-Architekturen im Auto: Von Fail-Silent zu Fail-Operational

2017 , Weiß, Gereon

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.

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Adaptive Software für sicherheitskritische Funktionen in Batterie-elektrischen Fahrzeugen

2016 , Rosenthal, Thorsten , Feismann, Timo , Schleiß, Philipp , Weiß, Gereon , Klein, Cornel

Der Einzug von immer mehr Assistenz- und (teil-) autonomen Systemen in heutige und insbesondere in zukünftige Fahrzeuge verlangt höhere Sicherheitsanforderungen bis hin zu fehlertoleranten Systemen. Eine adaptive Software-Architektur für sicherheitskritische Funktionen hilft diese Fehlertoleranz in einem Fahrzeug robust, kostengünstig und auch energieeffizient umzusetzen. Diese Software bedient sich dabei der ohnehin vorhandenen Steuergeräte im Fahrzeug und ermöglicht dadurch eine Redundanz ohne die Einbringung von zusätzlichen Steuergeräten. Durch die Konformität zu AUTOSAR ist das Konzept universell auf jeder automotive-tauglichen Hardware realisierbar.

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Adaptive Software-Architekturen für automatisierte Systeme

2016 , Weiß, Gereon , Schleiß, Philipp

Die zunehmende Automatisierung von Systemen erfordert neue Ansätze zur Steigerung deren Verlässlichkeit und Flexibilität. In zukünftig hochautomatisierten Fahrzeugen kann der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug vollständig abgeben und muss erst nach 10 Sekunden wieder übernehmen können. Hierfür müssen die hochautomatisierten Fahrfunktionen auch im Fehlerfall weiter funktionieren, d.h. fail-operational sein. Der Beitrag stellt ein neues Konzept und Lösung für zukünftige adaptive Fahrzeugsoftware-Architekturen vor. Dies ermöglicht kosteneffizient, die Ausfallsicherheit in eingebetteten, sicherheitskritischen Systemen zu realisieren. Es werden die grundsätzlichen Herausforderungen, neuen Mechanismen und die Integration in die heutige Entwicklung (u.a. mit AUTOSAR) dargestellt. Das Konzept wurde unter anderem in einem E-Fahrzeug implementiert und evaluiert.

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Generic management of availability in fail-operational automotive systems

2017 , Schleiß, Philipp , Drabek, Christian , Weiß, Gereon , Bauer, Bernhard

The availability of functionality is a crucial aspect of mission- and safety-critical systems. This is for instance demonstrated by the pursuit to automate road transportation. Here, the driver is not obligated to be part of the control loop, thereby requiring the underlying system to remain operational even after a critical component failure. Advances in the field of mixed-criticality research have allowed to address this topic of fail-operational system behaviour more efficiently. For instance, general purpose computing platforms may relinquish the need for dedicated backup units, as their purpose can be redefined at runtime. Based on this, a deterministic and resource-efficient reconfiguration mechanism is developed, in order to address safety concerns with respect to availability in a generic manner. To find a configuration for this mechanism that can ensure all availability-related safety properties, a design-time method to automatically generate schedules for different modes of operations from declaratively defined requirements is established. To cope with the inherent computational complexity, heuristics are developed to effectively narrow the problem space. Subsequently, this method's applicability and scalability are respectively evaluated qualitatively within an automotive case study and quantitatively by means of a tool performance analysis.

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Fail-operational in-vehicle E/E-architectures - dependable basis for automated driving

2016 , Weiß, Gereon , Klein, Cornel

The presentation explains challenges and solutions for future adaptive e/e-architectures, generic enhanced software-driven dependability and flexibility for future vehicles, methods and architectures for fail-operational in-vehicle safety as well as a supplier independent solution through exploitation of AUTOSAR standard allowing for incorporating heterogeneous platforms.

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Towards runtime adaptation in AUTOSAR

2013 , Zeller, Marc , Prehofer, Christian , Krefft, Daniel , Weiß, Gereon

In many industrial application domains networked embedded systems realize safety-critical applications. In such systems, adapting the software distribution at runtime can be used to optimize system configurations, to add new features or to handle failure cases. The main objective of this paper is to devise a flexible and efficient solution for runtime adaptation in AUTOSAR, which requires minimal changes to the current architecture. We elaborate the main challenges for extending AUTOSAR and argue that small changes in the architecture and design process are feasible and effective for this purpose. Our work is validated by a proof of concept implementation.

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Ausfallsicherheit mit AUTOSAR: Ressourcen neu verteilen

2016 , Schleiß, Philipp , Drabek, Christian , Weiß, Gereon

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.

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Neue Konzepte für zukünftige E/E-Architekturen

2016 , Weiß, Gereon , 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.

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Towards runtime adaptation in AUTOSAR

2013 , Zeller, Marc , Prehofer, Christian , Krefft, Daniel , Weiß, Gereon

In many industrial application domains networked embedded systems realize safety-critical applications. In such systems, adapting the software distribution at runtime can be used to optimize system configurations, to add new features or to handle failure cases. The main objective of this paper is to devise a flexible and efficient solution for runtime adaptation in AUTOSAR, which requires minimal changes to the current architecture. We elaborate the main challenges for extending AUTOSAR and argue that small changes in the architecture and design process are feasible and effective for this purpose. Our work is validated by a proof of concept implementation.

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