Sie sind hier
E-Book

Automotive Software Engineering

Grundlagen, Prozesse, Methoden und Werkzeuge effizient einsetzen

AutorJörg Schäuffele, Thomas Zurawka
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl344 Seiten
ISBN9783834890856
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis32,99 EUR
Nahezu alle Funktionen des Fahrzeugs werden inzwischen elektronisch gesteuert, geregelt oder überwacht. Die Realisierung von Funktionen durch Software bietet einzigartige Freiheitsgrade beim Entwurf. In der Fahrzeugentwicklung müssen jedoch Randbedingungen wie hohe Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen, vergleichsweise lange Produktlebenszyklen, begrenzte Kosten, verkürzte Entwicklungszeiten und zunehmende Variantenvielfalt berücksichtigt werden.
Dieses Buch enthält Grundlagen und praktische Beispiele zu Prozessen, Methoden und Werkzeugen, die zur sicheren Beherrschbarkeit von elektronischen Systemen und Software im Fahrzeug beitragen. Dabei stehen die elektronischen Systeme des Antriebsstrangs, des Fahrwerks und der Karosserie im Vordergrund.
Die überarbeitete 3. Auflage enthält verbesserte Bilddarstellungen sowie ein deutsch-englisches Sachwortverzeichnis.


Dipl.-Ing. Jörg Schäuffele ist ehemaliger Mitarbeiter der BMW AG und war bei der ETAS GmbH verantwortlich für die Koordination der Produktbereiche. Ab Anfang 2007 ist er im Produktmanagement der Firma Vector beschäftigt.
Dr.-Ing. Thomas Zurawka war langjähriger Geschäftsführer der ETAS GmbH und ist derzeit Geschäftsführer der SYSTECS GmbH.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe

2 Grundlagen (S. 37-38)

Die Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen - wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Software-Technik - ist eine wesentliche Voraussetzung fiir die Entwicklung von Fahrzeugfunktionen, die sich insbesondere auch auf die Entwicklung von Software fiir elektronische Fahrzeugsysteme auswirkt. Hieran sind verschiedene Fachgebiete beteiligt, die oft simultan an unterschiedlichen Aufgabenstellungen arbeiten. Dies erfordert ein gemeinsames Problem- und Losungsverstandnis. In diesem Kapitel erfolgt daher eine Einfuhrung in die Fachgebiete, die wesentlichen Einfluss auf die Software als Subsystem haben.

Dies betrifft vor allem die Entwicklung von steuerungsund regelungstechnischen Systemen, von diskreten, eingebetteten Echtzeitsystemen, sowie von verteilten und vemetzten, zuverlassigen und sicherheitsrelevanten Systemen. Ziel ist die Funktionsweise und das Zusammenwirken der verschiedenen Software- Komponenten eines MikrocontroUers, wie in Bild 1-22 dargestellt, verstandlich zu machen. Der Anspruch ist nicht die umfassende Behandlung der verschiedenen Gebiete, sondem die Darstellung von Grundlagen und Begriffen, soweit sie fiir die folgenden Kapitel notwendig sind. Die gewahlte Begriffswelt orientiert sich an den verbreiteten Standards und - soweit moglich und sinnvoll - an deutschen Begriffen. Die englischen Begriffe werden, wo es notwendig erscheint, in Klammem angegeben. Englisch-deutsche Wortzusammensetzungen werden mit Bindestrich geschrieben. Die Reihenfolge der Behandlung der einzelnen Fachgebiete stellt keine Wertung dar. Da die verschiedenen Fachgebiete jedoch in vielfaltiger Weise voneinander abhangen, wurde die Reihenfolge so gewahlt, dass diese Einfuhrung moglichst ohne Verweise auf nachfolgende Abschnitte auskonmit.

2.1 Steuerungs- und regelungstechnische Systeme

Viele Fahrzeugfunktionen in den Bereichen Antriebsstrang, Fahrwerk und Karosserie haben steuerungs- oder regelungstechnischen Charakter. Die Methoden und Begriffe der Steuerungsund Regelungstechnik stellen deshalb ein notwendiges Grundgertist fiir den Entwurf vieler Fahrzeugfunktionen dar. 2.1.1 Modellbildung Die steuerungs- und regelungstechnischen Entwurfsmethoden abstrahieren dabei zunachst von der technischen Realisierung. Diese Abstraktion wird als Modellbildung bezeichnet.

Dabei wird zwischen einer Modellbildung fiir das Steuer- oder Regelgerat, dem so genannten Steuerungs- Oder Regelungsmodell, und einer Modellbildung fiir das zu steuemde oder zu regelnde System, dem so genannten Steuerstrecken- oder Regelstreckenmodell, unterschieden. Die Losung von Steuerungs- und Regelungsaufgaben ist weitgehend von den besonderen konstruktiven Gesichtspunkten eines zu regelnden oder zu steuemden technischen Systems unabhangig. Entscheidend fiir den Entwurf von Steuer- und Regelgeraten ist in erster Linie das statische und dynamische Verhalten des zu steuemden oder zu regelnden technischen Systems. In Anlehnung an den Sprachgebrauch in der Automobilindustrie wird in diesem Buch vereinfachend von Steuergeraten gesprochen.

Darunter werden Gerate verstanden, die - unter anderem - sowohl Steuerungs- als auch Regelungsaufgaben ausfiihren. Die Art der physikalischen GroBe, ob es sich also zum Beispiel um eine Temperatur, eine Spannung, einen Druck, ein Drehmoment, eine Leistung oder eine Drehzahl handelt, die zu steuem oder zu regeln ist, und die geratetechnische Realisierung sind zweitrangig. Diese Moglichkeit zur Abstraktion erlaubte es der Steuerungs- und Regelungstechnik, sich zu einem eigenstandigen Fachgebiet zu entwickeln. Dadurch, dass diese Ingenieurwissenschaft versucht, gemeinsame Eigenschaften technisch voUig verschiedener Systeme zu erkennen, um darauf basierend allgemein anwendbare Entwurfsmethoden fur Steuerungs- und Regelungssysteme zu entwickeln, wurde diese Disziplin zu einem verbindenden Element verschiedener Fachrichtungen.

Inhaltsverzeichnis
Zur Bedeutung von Software im Automobil6
Vorwort7
Inhaltsverzeichnis10
1 Einführung und Uberblick15
1.1 Das System Fahrer-Fahrzeug-Umweit16
1.1.1 Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Systeme16
1.1.2 Elektronische Systeme des Fahrzeugs und der Umwelt19
1.2 Überblick über die elektronischen Systeme des Fahrzeugs20
1.2.1 Elektronische Systeme des Antriebsstrangs22
1.2.2 Elektronische Systeme des Fahrwerks23
1.2.3 Elektronische Systeme der Karosserie25
1.2.4 Multi-Media-Systeme27
1.2.5 Verteilte und vernetzte elektronische Systeme28
1.2.6 Zusammenfassung und Ausblick29
1.3 Überblick über die logische Systemarchitektur30
1.3.1 Funktions- und Steuergeratenetzwerk des Fahrzeugs30
1.3.2 Logische Systemarchitektur fiir Steuerungs-ZRegelungs- und Uberwachungssysteme31
1.4 Prozesse in der Fahrzeugentwicklung32
1.4.1 Uberblick iiber die Fahrzeugentwicklung32
1.4,2 Uberblick iiber die Entwicklung von elektronischen Systemen33
1.4.3 Kernprozess zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software36
1.4.4 Unterstiitzungsprozesse zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software38
1.4.5 Produktion und Service von elektronischen Systemen und Software41
1.5 Methoden und Werkzeuge fiir die Entwicklung von Software für elektronische Systeme41
1.5.1 Modellbasierte Entwicklung42
1.5.2 Integrierte Qualitatssicherung42
1.5.3 Reduzierung des Entwicklungsrisikos45
1.5.4 Standardisierung und Automatisierung46
1.5.5 Entwicklungsschritte im Fahrzeug48
2 Grundlagen51
2.1 Steuerungs- und regelungstechnische Systeme51
2.1.1 Modellbildung51
2.1.2 Blockschaltbilder52
2.2 Diskrete Systeme56
2.2.1 Zeitdiskrete Systeme und Signale57
2.2.2 Wertdiskrete Systeme und Signale58
2.2.3 Zeit- und wertdiskrete Systeme und Signale59
2.2.4 Zustandsautomaten59
2.3 Eingebettete Systeme61
2.3.1 Aufbau von Mikrocontrollem62
2.3.2 Speichertechnologien64
2.3.3 Programmierung von MikrocontroUern67
2.4 Echtzeitsysteme74
2.4.1 Festlegung von Tasks74
2.4.2 Festlegung von Echtzeitanforderungen76
2.4.3 Zustande von Tasks78
2.4.4 Strategien fiir die Zuteilung des Prozessors80
2.4.5 Aufbau von Echtzeitbetriebssystemen85
2.4.6 Interaktion zwischen Tasks86
2.5 Verteilte und vernetzte Systeme92
2.5.1 Logische und technische Systemarchitektur95
2.5.2 Festlegung der logischen Kommunikationsbeziehungen96
2.5.3 Festlegung der technischen Netzwerktopologie98
2.5.4 Festlegung von Nachrichten99
2.5.5 Aufbau der Kommunikation und des Netzwerkmanagements100
2.5.6 Strategien fiir die Zuteilung des Busses104
2.6 Zuverlassigkeit, Sicherheit, Uberwachung und Diagnose von Systemen106
2.6.1 Grundbegriffe107
2.6.2 Zuverlassigkeit und Verfiigbarkeit von Systemen108
2.6.3 Sicherheit von Systemen112
2.6.4 Uberwachung und Diagnose von Systemen115
2.6.5 Aufbau des Uberwachungssystems elektronischer Steuergerate119
2.7 Zusammenfassung127
3 Unterstutzungsprozesse zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software131
3.1 Grundbegriffe der Systemtheorie131
3.2 Vorgehensmodelle und Standards134
3.3 Konflgurationsmanagement136
3.3.1 Produkt und Lebenszyklus136
3.3.2 Varianten und Skalierbarkeit137
3.3.3 Versionen und Konfigurationen138
3.4 Projektmanagement141
3.4.1 Projektplanung141
3.4.2 Projektverfolgung und Risikomanagement146
3.5 Lieferantenmanagement147
3.5.1 System- und Komponentenverantwortung147
3.5.2 Schnittstellen fiir die Spezifikation und Integration148
3.5.3 Festlegung des firmenubergreifenden Entwicklungsprozesses148
3.6 Anforderungsmanagement150
3.6.1 Erfassen der Benutzeranforderungen150
3.6.2 Verfolgen von Anforderungen154
3.7 Qualitatssicherung155
3.7.1 Integrations- und Testschritte155
3.7.2 MaBnahmen zur Qualitatssicherung von Software156
4 Kernprozess zur Entwicklung von elektronischen Systemen und Software159
4.1 Anforderungen und Randbedingungen160
4.1.1 System- und Komponentenverantwortung160
4.1.2 Abstimmung zwischen System- und Software-Entwicklung161
4.1.3 Modellbasierte Software-Entwicklung163
4.2 Grundbegriffe163
4.2.1 Prozesse163
4.2.2 Methoden und Werkzeuge164
4.3 Analyse der Benutzeranforderungen und Spezifikation der logischen Systemarchitektur165
4.4 Analyse der logischen Systemarchitektur und Spezifikation der technischen Systemarchitektur168
4.4.1 Analyse und Spezifikation steuerungs- und regelungstechnischer Systeme172
4.4.2 Analyse und Spezifikation von Echtzeitsystemen173
4.4.3 Analyse und Speziflkation verteilter und vernetzter Systeme174
4.4.4 Analyse und Spezifikation zuverlassiger und sicherer Systeme175
4.5 Analyse der Software-Anforderungen und Spezifikation der Software-Architektur176
4.5.1 Spezifikation der Software-Komponenten und ihrer Schnittstellen176
4.5.2 Spezifikation der Software-Schichten179
4.5.3 Spezifikation der Betriebszustande180
4.6 Spezifikation der Software-Komponenten181
4.6.1 Spezifikation des Datenmodells182
4.6.2 Spezifikation des Verhaltensmodells183
4.6.3 Spezifikation des Echtzeitmodells185
4.7 Design und Implementierung der Software-Komponenten187
4.7.1 Berucksichtigung der geforderten nichtfunktionalen Produkteigenschaften188
4.7.2 Design und Implementierung des Datenmodells190
4.7.3 Design und Implementierung des Verhaltensmodells191
4.7.4 Design und Implementierung des Echtzeitmodells192
4.8 Test der Software-Komponenten192
4.9 Integration der Software-Komponenten193
4.9.1 Erzeugung des Programm- und Datenstands194
4.9.2 Erzeugung der Beschreibungsdateien195
4.9.3 Erzeugung der Dokumentation196
4.10 Integrationstest der Software197
4.11 Integration der Systemkomponenten198
4.11.1 Integration von Software und Hardware198
4.11.2 Integration von Steuergeraten, SoUwertgebern, Sensoren und Aktuatoren199
4,12 Integrationstest des Systems201
4.13 Kalibrierung204
4.14 System- und Akzeptanztest204
5 Methoden und Werkzeuge in der Entwicklung207
5.1 Offboard-Schnittstelle zwischen Steuergerat und Werkzeug208
5.2 Analyse der logischen Systemarchitektur und Spezifikation der technischen Systemarchitektur210
5.2.1 Analyse und Speziflkation steuerungs- und regelungstechnischer Systeme210
5.2.2 Analyse und Speziflkation von Echtzeitsystemen214
5.2.3 Analyse und Speziflkation verteilter und vernetzter Systeme220
5.2.4 Analyse und Spezifikation zuverlassiger und sicherer Systeme225
5.3 Speziflkation von Software-Funktionen und Validation der Speziflkation232
5.3.1 SpeziHkation der Software-Architektur und der Software-Komponenten234
5.3.3 Spezifikation des Verhaltensmodells mit Blockdiagrammen238
5.3.4 Spezifikation des Verhaltensmodells mit Entscheidungstabellen241
5.3.5 Spezifikation des Verhaltensmodells mit Zustandsautomaten244
5.3.6 Spezifikation des Verhaltensmodells mit Programmiersprachen249
5.3.7 Spezifikation des Echtzeitmodells249
5.3.8 Validation der Spezifikation durch Simulation und Rapid-Prototyping249
5.4 Design und Implementierung von Software-Funktionen261
5.4.1 Beriicksichtigung der geforderten nichtfunktionalen Produkteigenschaften261
5.4.2 Design und Implementierung von Algorithmen in Festpunkt- und Gleitpunktarithmetik269
5.4.3 Design und Implementierung der Software-Architektur284
5.4.4 Design und Implementierung des Datenmodells288
5.4.5 Design und Implementierung des Verhaltensmodells291
5.5 Integration und Test von Software-Funktionen294
5.5.1 Software-in-the-Loop-Simulationen295
5.5.2 Laborfahrzeuge und Priifstande297
5.5.3 Experimental-, Prototypen- und Serienfahrzeuge303
5.5.4 Design und Automatisierung von Experimenten304
5.6 Kalibrierung von Software-Funktionen305
5.6.1 Arbeitsweisen bei der Offline- und Online-Kalibrierung306
5.6.2 Software-Update durch Flash-Programmierung308
5.6.3 Synchrones Messen von Signalen des MikrocontroUers und der Instrumentierung309
5.6.4 Auslesen und Auswerten von Onboard-Diagnosedaten309
5.6.5 Offline-Verstellen von Parametern310
5.6.6 Online-Verstellen von Parametern311
5.6.7 Klassifizierung der Offboard-Schnittstellen fiir das Online-Verstellen312
5.6.8 IManagement des CAL-RAIM317
5.6.9 Management der Parameter und Datenstande320
5.6.10 Design und Automatisierung von Experimenten321
6 Methoden und Werkzeuge in Produktion und Service323
6.1 Offboard-Diagnose324
6.2 Parametrierung von Software-Funktionen325
6.3 Software-Update durch Flash-Programmierung326
6.3.1 Loschen und Programmieren von Flash-Speichern327
6.3.2 Flash-Programmierung iiber die Offboard-Diagnoseschnittstelle327
6.3.3 Sicherheitsanforderungen328
6.3.4 Verfiigbarkeitsanforderungen330
6.3.5 Auslagerung und Flash-Programmierung des Boot-Blocks331
6.4 Inbetriebnahme und Prufung elektronischer Systeme333
7 Zusammenfassung und Ausblick335
Literaturverzeichnis337
Abkurzungsverzeichnis343
Sachwortverzeichnis345

Weitere E-Books zum Thema: Software-Design - Softwareentwicklung

WordPress

E-Book WordPress
Einführung in das Content Management System Format: PDF

Das Buch beinhaltet das nötige Wissen für einen sicheren Umgang mit dem beliebten CMS (Content Management System): von der WordPress-Installation samt den notwendigen Voraussetzungen und dem…

Entwicklung IT-basierter Dienstleistungen

E-Book Entwicklung IT-basierter Dienstleistungen
Co-Design von Software und Services mit ServCASE Format: PDF

Dienstleistung per Internet, moderne Logistik, steigender Zeit- und Kostendruck, erhöhte Qualitätsanforderungen: Dienstleister benötigen Werkzeuge zur integrierten Entwicklung von Software und…

Die Softwareindustrie

E-Book Die Softwareindustrie
Ökonomische Prinzipien, Strategien, Perspektiven Format: PDF

Das erste umfassende Buch zur Software-Industrie. Ob ERP-Software, Office-Anwendungen, Open-Source-Produkte oder Online-Spiele: Software unterscheidet sich in ihren ökonomischen Eigenschaften…

Optimierung von IT-Serviceorganisationen

E-Book Optimierung von IT-Serviceorganisationen
Effizienz- und Qualitätssteigerung in der IT-Produktion Format: PDF/ePUB

Dieses Buch ist ein praxisorientierter Leitfaden für die fundierte Auswahl und Bewertung von Organisationsalternativen für den IT-Betrieb. Es beschreibt eine faktengestützte Vorgehensweise für die…

Agile IT-Projekte erfolgreich gestalten

E-Book Agile IT-Projekte erfolgreich gestalten
Risikomanagement als Ergänzung zu Scrum Format: PDF

?Vor dem Hintergrund zahlreicher fehlgeschlagener IT-Projekte untersucht Jonathan Brandstäter die Potenziale eines ergänzenden Risikomanagements für die Steuerung agiler Projekte unter Anwendung von…

Softwareprojekte erfolgreich managen

E-Book Softwareprojekte erfolgreich managen
Grundlagen, Methoden und Praxishilfen für Auftraggeber Format: PDF

Wissenschaftlich belegt scheitern mehr als die Hälfte aller Softwareprojekte. Da sie nicht zum Kerngeschäft gehören, werden ihre Komplexität und Risiken unterschätzt. Angesichts der Investitionen und…

Die Softwareindustrie

E-Book Die Softwareindustrie
Ökonomische Prinzipien, Strategien, Perspektiven Format: PDF

Auf Basis der ökonomischen Prinzipien und Spielregeln der Softwareindustrie behandelt dieses Buch Strategien und Geschäftsmodelle für Softwareanbieter. Dabei handelt es sich um Kooperations-,…

Digitale Dienstleistungsinnovationen

E-Book Digitale Dienstleistungsinnovationen
Smart Services agil und kundenorientiert entwickeln Format: PDF

Dieser Herausgeberband stellt Grundlagen und unternehmensspezifische Anwendungsbeispiele digitaler Dienstleistungsinnovationen vor, die in 23 Verbundforschungsprojekten der BMBF-Förderlinie '…

Große Netze der Logistik

E-Book Große Netze der Logistik
Die Ergebnisse des Sonderforschungsbereichs 559 Format: PDF

Logistik spielt eine entscheidende Rolle für unsere Volkswirtschaft. Logistik-Netze werden jedoch aufgrund steigender Anforderungen immer größer, komplexer und damit schwerer zu planen und zu…

Weitere Zeitschriften

Ärzte Zeitung

Ärzte Zeitung

Zielgruppe:  Niedergelassene Allgemeinmediziner, Praktiker und Internisten. Charakteristik:  Die Ärzte Zeitung liefert 3 x pro Woche bundesweit an niedergelassene Mediziner ...

Burgen und Schlösser

Burgen und Schlösser

aktuelle Berichte zum Thema Burgen, Schlösser, Wehrbauten, Forschungsergebnisse zur Bau- und Kunstgeschichte, Denkmalpflege und Denkmalschutz Seit ihrer Gründung 1899 gibt die Deutsche ...

Die Versicherungspraxis

Die Versicherungspraxis

Behandlung versicherungsrelevanter Themen. Erfahren Sie mehr über den DVS. Der DVS Deutscher Versicherungs-Schutzverband e.V, Bonn, ist der Interessenvertreter der versicherungsnehmenden Wirtschaft. ...

Dr. med. Mabuse

Dr. med. Mabuse

Zeitschrift für alle Gesundheitsberufe Seit über 40 Jahren sorgt die Zeitschrift Dr. med. Mabuse für einen anderen Blick auf die Gesundheits- und Sozialpolitik. Das Konzept einer Zeitschrift ...

e-commerce magazin

e-commerce magazin

PFLICHTLEKTÜRE – Seit zwei Jahrzehnten begleitet das e-commerce magazin das sich ständig ändernde Geschäftsfeld des Online- handels. Um den Durchblick zu behalten, teilen hier renommierte ...