14. - 16. März 2017 // Nürnberg, Germany

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aiT berechnet automatisch korrekte und enge Schranken für die Ausführungszeiten von Tasks in einem Echtzeitsystem im schlimmsten Fall. Es analysiert unmittelbar die ausführbaren Binär­dateien des Systems und berücksichtigt dessen Cache- und Pipeline-Verhalten.

Die Herausforderung
Damit ein Echtzeitsystem stets korrekt funktioniert, muß sichergestellt werden, daß alle Tasks innerhalb von fest vorgegebenen Zeiten beendet werden. Viele Systeme sind sicherheitskritisch, wie z. B. Fly-by-Wire in Flugzeugen, ABS-, Airbag- oder Motorsteuerung in modernen Auto­mo­bilen. Ein Ausfall eines solchen Systems kann fatale Folgen haben. Es ist also unerläßlich, die Laufzeit der Tasks im schlimmsten Fall (engl. worst-case execution time, oder kurz WCET) genau zu kennen.

Die Laufzeitberechnung stellt jedoch eine Herausforderung dar:

  • Moderne Prozessorkomponenten wie Caches und Pipelines machen die Lauf­zeit­vorhersage sehr komplex. Die Ausführungszeit einer Instruktion ist nunmehr ab­hängig von der voran­gegangenen Programmausführung und kann stark schwanken.
  • Schaltet man Instruktions- und Datencaches aus, um die Laufzeitberechnung zu ver­ein­fachen, so führt dies zu einem drastischen Verlust an Performance. Die Leistung des Pro­zes­sors bricht laut einer EADS-Studie um bis zu 97 % ein.
  • Analysemethoden, die das Cache- und Pipelineverhalten des Prozessors gar nicht erst berücksichtigen, liefern viel zu hohe Laufzeitschranken. Die Folge ist eine Verschwendung von Hardware-Ressourcen.
  • Test- und Meßverfahren schließlich sind inhärent unsicher. Typischerweise ist es unprak­ti­ka­bel – oder gar unmöglich -, das System mit allen denkbaren Eingaben zu testen. Somit kann nicht garantiert werden, daß das tatsächliche Worst-Case-Szenario überhaupt gemes­sen wurde.


Die Lösung
Die aiT-WCET-Analysatoren bieten Ihnen die Lösung all dieser Probleme. aiT analy­siert statisch das Cache- und Pipeline-Verhalten der Tasks in Ihrer Software und berechnet automatisch korrekte und enge obere Schranken für die Laufzeit.


aiT wurde in Zusammenarbeit mit Airbus France im Rahmen des IST-Projekts „DAEDALUS“ entwickelt, unter anderem zur Analyse der Flugsteuerungssoftware des Airbus A380.

Ihre Vorteile

  • Die von aiT berechneten engen Schranken spiegeln die tat­säch­liche Leistung Ihres Systems wider. Das er­mög­licht eine bessere Hardware-Auslastung – ohne Kom­pro­misse bei der Si­cher­heit.
  • Die aiT-Analyseergebnisse sind für alle Eingaben und alle Aus­führungs­szenarien gültig. Die Berechnung läuft voll­automatisch; es ist nicht erforderlich, die schlimmst­möglichen Eingaben manuell herauszufinden. Die ver­brei­teten, aber fehlerträchtigen und zeit­raubenden Meß­ver­fahren können verkürzt oder ersetzt werden. Das erhöht die Sicherheit, spart Zeit und senkt Systemkosten.
  • aiT analysiert Binärdateien und ist daher weitgehend unabhängig von der ver­wendeten Pro­gram­mier­sprache und dem eingesetzten Compiler. Sie müssen also keine Änderungen an Ihrer Software oder an Ihren Produktionsabläufen vornehmen.


Unterstützte Prozessoren
aiT ist für eine Vielzahl von Prozessoren und Compilern verfügbar.

CompCert - verifiziertes Kompilieren

LOGO_CompCert - verifiziertes Kompilieren

TimingExplorer - frühzeitige WCET-Abschätzung

LOGO_TimingExplorer - frühzeitige WCET-Abschätzung

TimingProfiler - Laufzeitabschätzungen

LOGO_TimingProfiler - Laufzeitabschätzungen

ValueAnalyzer - statische Value-Analyse

LOGO_ValueAnalyzer - statische Value-Analyse

aiT – WCET-Analyse ist folgenden Produktgruppen zugeordnet:

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