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Department of Computer Science 4
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I4Copter

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ARES - Adaptive responsive eingebettete Systeme

Projektleitung:Dr.-Ing. Peter Ulbrich, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat
Beteiligte:Dipl.-Ing. Tobias Klaus, Dipl.-Ing. Heiko Janker
Förderer:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie
Mitwirkende
Institutionen:
ESI Anwendungszentrum
Stichwörter:Redundanz; transiente Hardwarefehler; holistische Absicherung
Beginn:1.1.2010
Inhalt und Ziele:Ziel des Projekts ist die Bereitstellung selektiver und adaptiver Fehlertoleranzmaßnahmen in eingebetteten, sicherheitskritischen Echtzeitsystemen. Im Fokus stehen dabei transiente Hardwarefehler, deren Fehlerraten im Zuge der technologischen Entwicklung signifikant ansteigen. Die entwickelten Konzepte und Techniken ermöglichen den Aufbau von Echtzeitsystem mit Anwendungen unterschiedlicher Sicherheitsanforderungen (Mixed-criticality Applications) und die Beeinflussung der nicht-funktionalen Eigenschaft Zuverlässigkeit unabhängig von der eingesetzten Hardware. Sicherheitskritische Anwendungen lassen sich damit auf (kostengünstiger) Hardware einsetzten, wo dies nicht mehr möglich war, beziehungsweise in Zukunft nicht mehr möglich sein wird. Gleichzeitig können Standardanwendungen uneingeschränkten Gebrauch von der Leistungsfähigkeit der Hardware machen. Da kritische Fehlerstellen vermieden werden, ist bei Änderungen an der Software eine Rezertifizierung nicht zwingend angezeigt. Die erweiterten Entwurfskonzepte für die regelungstechnische Modellierung vereinfachen zudem die Abbildung der replizierten Regelungsanwendung auf das Echtzeitsystem. Evaluiert wird der Ansatz in Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie und der Regelungstechnik. Zu diesem Zweck wurde eigens ein Quadrocopter (unbemanntes Modellfluggerät) inklusive der zugehörigen Fluglagesteuerung nach dem aktuellen Stand in Forschung und Industrie entwickelt.
Kontakt:Ulbrich, Peter
Telefon +49 9131 85 27906, Fax +49 9131 85 28732, E-Mail: Peter.Ulbrich@fau.de
Publikationen:
  1. Ulbrich, Peter ; Franzmann, Florian ; Scheler, Fabian ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    Design by Uncertainty: Towards the Use of Measurement Uncertainty in Real-Time Systems.
    In: Nolte, Thomas (Hrsg.) : Proceedings of the 7th IEEE International Symposium on Industrial Embedded Systems
    (7th Symposium on Industrial Embedded Systems (SIES '12), Karlsruhe, Germany, 20-22 June 2012).
    Los Alamitos : IEEE Computer Society, 2012, S. 275-278. - ISBN 978-1-4673-2685-8
    Stichwörter: AORTA; ARES; QRONOS
    [doi>10.1109/SIES.2012.6356595]
  2. Ulbrich, Peter ; Hoffmann, Martin ; Kapitza, Rüdiger ; Lohmann, Daniel ; Schmid, Reiner ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    Eliminating Single Points of Failure in Software-Based Redundancy.
    In: Correia, Miguel (Hrsg.) : Proceedings of the 9th European Dependable Computing Conference
    (9th European Dependable Computing Conference (EDCC '12), Sibiu, Romania, 08-11 May 2012).
    Los Alamitos : IEEE Computer Society, 2012, S. 49-60. - ISBN 978-1-4673-0938-7
    Stichwörter: Domain-specific architectures , Fault-tolerance , Frameworks , Reliability , Soft errors , Software and System Safety, DanceOS
    [doi>10.1109/EDCC.2012.21]
  3. Ulbrich, Peter ; Kapitza, Rüdiger ; Harkort, Christian ; Schmid, Reiner ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    I4Copter: An Adaptable and Modular Quadrotor Platform.
    In: ACM (Hrsg.) : Proceedings of the 26th ACM Symposium on Applied Computing
    (26th ACM Symposium on Applied Computing (SAC '11), TaiChung, Taiwan, 21 March 2011).
    New York, NY, USA : ACM, 2011, S. 380-396. - ISBN 978-1-4503-0113-8
    Stichwörter: I4Copter; Safety-critical mission scenario; Real-time application development; Static analysis; Research demonstrator; Quadrocopter; Quadrotor; Quadcopter
    [doi>10.1145/1982185.1982267]
  4. Strübe, Moritz ; Böhm, Simon ; Kapitza, Rüdiger ; Dressler, Falko:
    RealSim: Real-time Mapping of Real World Sensor Deployments into Simulation Scenarios.
    In: ACM (Hrsg.) : Proceedings of the 6th ACM international workshop on Wireless network testbeds, experimental evaluation and characterization (WiNTECH '11)
    (The Sixth ACM International Workshop on Wireless Network Testbeds, Experimental evaluation and Characterization, Las Vegas, Nevada, USA, September 2011).
    2011, S. 95-96. - ISBN 978-1-4503-0867-0
    Stichwörter: RDSP
    [doi>10.1145/2030718.2030740]
  5. Ulbrich, Peter ; Franzmann, Florian ; Harkort, Christian ; Hoffmann, Martin ; Klaus, Tobias ; Rebhan, Anja ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    Taking Control: Modular and Adaptive Robotics Process Control Systems.
    In: Payeur, Pierre ; Ben-Tzvi, Pinhas (Hrsg.) : Proceedings of the 10th IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments
    (10th IEEE International Symposium on Robotic and Sensors Environments (ROSE '12), Magdeburg, 16-18 November 2012).
    Los Alamitos : IEEE Computer Society, 2012, S. 55-60. - ISBN 978-1-4673-2705-3
    Stichwörter: Architecture; Software Design; Operating Systems; Robotics and Automation; Sensor Systems; Control Engineering; Measurement System Data Handling; AORTA; ARES; QRONOS
    [doi>10.1109/ROSE.2012.6402632]
  6. Wägemann, Peter ; Distler, Tobias ; Janker, Heiko ; Raffeck, Phillip ; Sieh, Volkmar:
    A Kernel for Energy-Neutral Real-Time Systems with Mixed Criticalities.
    In: IEEE (Hrsg.) : Proceedings of the 22nd Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS '16)
    (22nd Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium, Vienna, Austria, April 11-14, 2016).
    2016, S. 25-36.
  7. Wägemann, Peter ; Distler, Tobias ; Hönig, Timo ; Janker, Heiko ; Kapitza, Rüdiger ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    Worst-Case Energy Consumption Analysis for Energy-Constrained Embedded Systems.
    In: IEEE (Hrsg.) : Proceedings of the 27th Euromicro Conference on Real-Time Systems (ECRTS '15)
    (Euromicro Conference on Real-Time Systems, Lund, Sweden, July 7 - 10, 2015).
    2015, S. 105-114.
    Stichwörter: ARES; ESI
  8. Hoffmann, Martin ; Ulbrich, Peter ; Dietrich, Christian ; Schirmeier, Horst ; Lohmann, Daniel ; Schröder-Preikschat, Wolfgang:
    A Practitioner's Guide to Software-based Soft-Error Mitigation Using AN-Codes.
    In: IEEE Computer Society (Hrsg.) : Proceedings of the 15th IEEE International Symposium on High Assurance Systems Engineering (HASE '14)
    (Symposium on High Assurance Systems Engineering, Miami, FL, USA, Januar 2014).
    2014, S. 33-40. - ISBN 978-1-4799-3465-2
    Stichwörter: DanceOS; CoRed; Operating Systems; Embedded Systems; Real-Time Systems; Dependability; Safety; Coded Processing; ARES; ESI
    [doi>10.1109/HASE.2014.14]
  9. Strübe, Moritz ; Lukas, Florian ; Li, Bijun ; Kapitza, Rüdiger:
    DrySim: Simulation-Aided Deployment-Specific Tailoring of Mote-Class WSN Software.
    In: ACM (Hrsg.) : Proceedings of the 17th ACM international conference on Modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems (MSWiM '14)
    (17th ACM international conference on Modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems, Montreal, Canada, 21-26.09.2014).
    ACM New York : NY, USA, 2014, S. 3-11. - ISBN 978-1-4503-3030-5
    Stichwörter: Wireless Sensor Networks; Simulation; Testbed; Deployment
    [doi>10.1145/2641798.2641838]

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