Stresstests für den Schaltkreis: FHTW-Forscher veröffentlichen Open-Source-Tool zum Testen kritischer Systeme

Tool-Suite „FIJI“ gehört zu den Resultaten der Forschungsarbeit am Josef Ressel Zentrum für Verifikation eingebetteter Computersysteme.

Moderne Elektronik hat unser Leben nicht nur verändert, in manchen Situationen hängt das Leben sogar von ihr ab: die Kabinendruckanlage im Flugzeug, Signalanlagen der Eisenbahn, die Bremsensteuerung im Auto – Elektronik unter hohen Sicherheitsanforderungen muss sehr viel robuster sein als bei Alltagsanwendungen. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Institut für Embedded Systems der FH Technikum Wien beschäftigen sich seit vielen Jahren mit der sogenannten Verifikation eingebetteter Computersysteme. Nun veröffentlichen sie eine Open-Source-Software-Suite, die hilft, Systeme zu entwickeln, die robuster auf Störungen und Fehler reagieren. Die FIJI Tool Suite (für „Fault InJection Instrumenter“) wurde im Rahmen des Josef Ressel Zentrums für Verifikation von eingebetteten Computersystemen entwickelt, das von öffentlicher Hand und Projektpartnern aus der Industrie getragen wird.

„Was wir entwickelt haben, ist ein Framework, das Fehler in  programmierbaren Bausteinen (FPGA für Field Programmable Gate Array) gezielt einstreuen kann“, sagt Martin Horauer, Leiter des Josef Ressel Zentrums. „Bei der Entwicklung sicherheitskritischer Systeme versucht man diese einem gewissen Stress auszusetzen. FIJI hilft , bereits beim Bauen des Systems über Fehler nachzudenken, die passieren können, und so robustere Systeme zu entwickeln.“

FPGAs sind zentrale Bausteine in eingebetteten Computersystemen. Störungen solch komplexer Systeme können schon weit unterhalb der menschlichen Wahrnehmungsschwelle auftauchen, etwa durch kleinste Strahlungspartikel. Deshalb müssen sicherheitskritische Systeme zahlreiche Regularien einhalten und Zertifizierungsprozesse durchlaufen. Ein Tool wie FIJI kann dabei helfen, schon in der Entwicklung späteren Fehlerzuständen vorzubeugen.

FIJI ist ein (weitestgehend) technologieunabhängiges Tool. Die Testlogik kann an ein bestehendes Hardwaresystem angeschlossen werden. Das bedeutet einen wesentlichen Vorteil gegenüber anderen Testmethoden, bei denen vorhandene Systeme teilweise rekonfiguriert werden müssen. Genauere Informationen zu FIJI und die Möglichkeit zum Download finden sich auf den Seiten des Instituts für Embedded Systems: vecs.technikum-wien.at

Josef Ressel Zentrum an der FHTW

Das Josef Ressel Zentrum für Verifikation eingebetteter Computersysteme wurde für die Laufzeit von Mai 2013 bis April 2018 an der FH Technikum Wien eingerichtet. Es wird gefördert von der Christian Doppler Gesellschaft im Auftrag vom Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort. Als Partner aus der Wirtschaft fungierten die Unternehmen Infineon Austria AG, Kapsch TrafficCom Loytec, Oregano Systems und Siemens AG Österreich, mit denen intensiv zusammengearbetiet wurde. Der inhaltliche Fokus bestand darin, Lücken zwischen State-of-the-Art-Forschung und industrieller Praxis zu schließen.