Fehlerkompensation in dynamisch verteilten Systemen (Error Compensation in Dynamically Distributed Systems)

In diesem Beitrag wird die Fehlerkompensation in dynamisch verteilten Systemen behandelt. Diese Systeme besitzen den Vorteil der räumlichen und funktionalen Trennung von Informationsgewinnung, -verarbeitung und -speicherung. Dabei bestehen die Systeme aus einzelnen Einheiten, welche zwar unabhängig voneinander arbeiten, aber über ihren Informationsaustausch dennoch gemeinsame Aufgaben ausführen. In derzeitigen Kraftfahrzeugen befinden sich bereits bis zu 70 ECUs (Electronic Control Units), die sowohl für Aufgaben der Fahrdynamikregelung als auch der Navigation eingesetzt werden. In Zukunft werden Systeme wie X-by-wire nicht nur die Anzahl dieser ECUs erhöhen, sondern auch die Forderung nach Zuverlässigkeit und Sicherheit. Ein Lösungsansatz ist die dynamische Funktionsverlagerung während des Echtzeitbetriebs. In diesem Beitrag wird diese Methode der Fehlerkompensation mit Hilfe der Max-Plus-Algebra in Echtzeit realisiert. Um allerdings die verlagerte Softwarefunktion auf den jeweiligen Steuergeräten ausführen zu können, basiert dieser Ansatz auf der Annahme zusätzlicher Kapazität (Speicher, Rechenzeit) in den einzelnen Steuergeräten. Dieser zusätzliche Aufwand ist jedoch geringer als im Falle klassischer Redundanzkonzepte.

In this paper the problem of error compensation in dynamically distributed systems is addressed. These systems have the advantage of spacial and functional separation of information extraction, processing and saving. Thereby the systems consist of single units working independently but achieving a common task by exchanging information. In current cars, there are already up to 70 ECUs (Electronic Control Units) used for tasks like dynamic control as well as navigation. In future, systems like X-by-wire will increase not only the number of ECUs but also the demand for reliability and safety. One method of resolution is the dynamic function relocation during real-time operation. In this approach this method is represented realizing error compensation in real-time on basis of Max-Plus-Algebra. The Max-Plus-algebraical structure is a partial algebra and just bases on the operators maximum and plus. In order to be able to compute the relocated software functions, this approach acts on the assumption that the hardware components have additional capacity (memory, computing time). This increasing complexity is however less than that using classical redundancy.