Testen eingebetteter Systeme

Kapitel 1: Einführung1 EinführungMit eingebetteten Systemen werden „Elektronik-Systeme bezeichnet, die in größereUmgebungen integriert sind. Sie werden eigens für spezielle Anwendungen entworfenund führen dedizierte Funktionen innerhalb eines Gesamtsystems aus. EingebetteteSysteme können sowohl Standard-Mikroprozessoren und -Mikrocontroller, als auch andie jeweilige Anwendung angepaßte spezielle Hard- und Software enthalten.“ [FG04a]Sie finden sich sowohl in kostenintensiven Investitionsgütern der Luftfahrtindustrie, derEnergie erzeugenden Industrie als auch in Großserienprodukten, angefangen vonüblichen Haushaltsgeräten bis zu KFZ-Komponenten wieder. So sind z.B. in modernenAutomobilen mittlerweile über 80 eingebettete Systeme vorhanden.Die obige Definition hat bereits angedeutet, dass sich eingebettete Systeme bzgl. ihresphysikalischen Aufbaus relativ stark unterscheiden. Die Lösungen reichen je nachAnforderung vom 1-Chip-Computer für den Einsatz in preiswerten Konsumgütern bishin zu großen Rechnern für die Steuerung komplexer technischer Anlagen, z.B. fürProduktionssysteme. Eins ist ihnen jedoch gemeinsam: Sie übernehmen vielfältige undkomplexe Regelungs- und Steuerungsaufgaben.In Abgrenzung zu herkömmlichen Computern treten anstelle der Schnittstelle Mensch-Maschine spezielle I/O-Schnittstellen zu dem umgebenden System. Das eingebetteteSystem kann mittels Sensorik bzw. Aktuatorik Eigenschaften aus der Umgebungablesen bzw. verändern - d.h. es ist dazu in der Lage, eigenständig zu agieren.Das meist nicht mögliche oder auch fehlende menschliche Eingreifen im Falle vonFehlermeldungen oder Ausfällen aufgrund falsch interpretierter Messwerte bzw. falschausgewählter Reaktionen verlangt bereits bei der Entwicklung der Systeme genaueKenntnis über die Systemumgebung in Form eines internen Modells. Um Gefahrendurch den Betrieb eingebetteter Systeme für Mensch und Umgebung zu vermeiden, sindhohe Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen unter Berücksichtigung einerwirtschaftlich effizienten Entwicklung einzuhalten. Für den Nachweis gegenüberAuftraggebern oder Zulassungsbehörden bei genehmigungspflichtigen Produkten bzgl.der Einhaltung von Anforderungen, gesetzlichen Regelungen und Standards sindbesondere Tests eine unabdingbare Voraussetzung bei der Entwicklung eingebetteterSysteme [Fr01] [LR04].3