1.4 Gemeinsame Eigenschaften
19
• Eingebettete Systeme sind in der Lehre und in der öffentlichen Diskussion
unterrepräsentiert. Reale eingebettete Systeme sind komplex. Daher wird eine
umfangreiche Ausstattung benötigt, um das Thema realistisch zu unterrichten.
Allerdings kann die Lehre des CPS-Entwurfs aufgrund des sichtbaren Einflusses
auf das physische Verhalten auch attraktiv sein.
• Diese Systeme sind meist für eine bestimmte Anwendung ausgelegt. Prozessoren, die Steuerungssoftware in einem Auto oder einem Zug ausführen, werden
i.d.R. nur diese Software ausführen. Es wird niemand versuchen, ein Computerspiel oder eine Tabellenkalkulation auf diesen Prozessoren auszuführen. Dafür
gibt es hauptsächlich zwei Gründe:
1. Die Ausführung zusätzlicher Programme würde diese Systeme weniger verlässlich machen.
2. Die Ausführung zusätzlicher Programme ist nur möglich, wenn es ungenutzte
Ressourcen, wie z.B. Speicher, gibt. In einem effizienten System sollten aber
keine ungenutzten Ressourcen vorkommen.
Allerdings ändert sich die Situation langsam. Beispielsweise zeigt die AUTOSARInitiative mehr Dynamik in der Automobilindustrie [27].
• Die meisten eingebetteten Systeme verwenden weder Tastaturen, Mäuse noch
große Bildschirme für ihre Benutzerschnittstellen. Stattdessen existiert eine dedizierte Benutzerschnittstelle, bestehend aus Schaltern, Lenkrädern, Pedalen
usw. Daher nimmt der Benutzer meist nicht wahr, dass in solchen Systemen Informationen verarbeitet werden. Aus diesem Grund wird diese neue Ära der Rechner
auch als Ära des verschwindenden Rechners bezeichnet.
Die Tabelle in 1.2 stellt einige herausragende Unterschiede zwischen dem Entwurf
PC-ähnlicher Systeme und dem Entwurf eingebetteter Systeme dar, die bei der
Abbildung von Anwendungen auf Hardwareplattformen relevant sind.
Tabelle 1.2 Unterschiede zwischen PC/Server-ähnlichen und eingebetteten Systemen
Eingebettet
PC/Server-ähnlich
Architekturen
Häufig heterogen,
Meist homogen,
sehr kompakt
nicht kompakt (x86 usw.)
x86-Kompatibilität
Weniger wichtig
Sehr wichtig
Festgelegte Architektur?
Selten
Ja
BerechnungsC+div. Modelle (Datenfluss,
Meist von Neumann
modell (MoC)
diskrete Ereignisse, ...)
(C, C++, Java)
Optimerungsziele
Mehrere (Energie, Größe, ...)
Durchschnittliche Performanz
überwiegt
Sicherheitskritisch?
Möglicherweise
Kaum
Echtzeitsystem?
Häufig
Selten
Anwendungen zur Entwurfszeit bekannt
Die meisten oder alle
Nur einige (z.B. WORD)
19
• Eingebettete Systeme sind in der Lehre und in der öffentlichen Diskussion
unterrepräsentiert. Reale eingebettete Systeme sind komplex. Daher wird eine
umfangreiche Ausstattung benötigt, um das Thema realistisch zu unterrichten.
Allerdings kann die Lehre des CPS-Entwurfs aufgrund des sichtbaren Einflusses
auf das physische Verhalten auch attraktiv sein.
• Diese Systeme sind meist für eine bestimmte Anwendung ausgelegt. Prozessoren, die Steuerungssoftware in einem Auto oder einem Zug ausführen, werden
i.d.R. nur diese Software ausführen. Es wird niemand versuchen, ein Computerspiel oder eine Tabellenkalkulation auf diesen Prozessoren auszuführen. Dafür
gibt es hauptsächlich zwei Gründe:
1. Die Ausführung zusätzlicher Programme würde diese Systeme weniger verlässlich machen.
2. Die Ausführung zusätzlicher Programme ist nur möglich, wenn es ungenutzte
Ressourcen, wie z.B. Speicher, gibt. In einem effizienten System sollten aber
keine ungenutzten Ressourcen vorkommen.
Allerdings ändert sich die Situation langsam. Beispielsweise zeigt die AUTOSARInitiative mehr Dynamik in der Automobilindustrie [27].
• Die meisten eingebetteten Systeme verwenden weder Tastaturen, Mäuse noch
große Bildschirme für ihre Benutzerschnittstellen. Stattdessen existiert eine dedizierte Benutzerschnittstelle, bestehend aus Schaltern, Lenkrädern, Pedalen
usw. Daher nimmt der Benutzer meist nicht wahr, dass in solchen Systemen Informationen verarbeitet werden. Aus diesem Grund wird diese neue Ära der Rechner
auch als Ära des verschwindenden Rechners bezeichnet.
Die Tabelle in 1.2 stellt einige herausragende Unterschiede zwischen dem Entwurf
PC-ähnlicher Systeme und dem Entwurf eingebetteter Systeme dar, die bei der
Abbildung von Anwendungen auf Hardwareplattformen relevant sind.
Tabelle 1.2 Unterschiede zwischen PC/Server-ähnlichen und eingebetteten Systemen
Eingebettet
PC/Server-ähnlich
Architekturen
Häufig heterogen,
Meist homogen,
sehr kompakt
nicht kompakt (x86 usw.)
x86-Kompatibilität
Weniger wichtig
Sehr wichtig
Festgelegte Architektur?
Selten
Ja
BerechnungsC+div. Modelle (Datenfluss,
Meist von Neumann
modell (MoC)
diskrete Ereignisse, ...)
(C, C++, Java)
Optimerungsziele
Mehrere (Energie, Größe, ...)
Durchschnittliche Performanz
überwiegt
Sicherheitskritisch?
Möglicherweise
Kaum
Echtzeitsystem?
Häufig
Selten
Anwendungen zur Entwurfszeit bekannt
Die meisten oder alle
Nur einige (z.B. WORD)