WO2024074331A1 - Verfahren und unterstützungseinrichtung zum unterstützen einer robustheitsoptimierung für ein datenverarbeitungssystem und korrespondierendes ci-system - Google Patents

Verfahren und unterstützungseinrichtung zum unterstützen einer robustheitsoptimierung für ein datenverarbeitungssystem und korrespondierendes ci-system Download PDF

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WO2024074331A1
WO2024074331A1 PCT/EP2023/076406 EP2023076406W WO2024074331A1 WO 2024074331 A1 WO2024074331 A1 WO 2024074331A1 EP 2023076406 W EP2023076406 W EP 2023076406W WO 2024074331 A1 WO2024074331 A1 WO 2024074331A1
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Louis Hugo BREWIS
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/12—Computing arrangements based on biological models using genetic models
    • G06N3/126—Evolutionary algorithms, e.g. genetic algorithms or genetic programming

Definitions

  • the present invention relates to a method and a support device for supporting a robustness optimization for a data processing system.
  • the invention further relates to a corresponding Cl system (Cl: Continuous Integration).
  • DE 102012 101 747 B4 describes a data transmission system that is intended to enable reliable data transmission with a reduced bit error rate.
  • both a transmitter and a receiver determine checksums based on a large number of transmitted data frames. These checksums are then compared by a checksum comparison unit, which can signal a transmission error or trigger a safety function if the compared checksums are not the same.
  • EP 2 891 264 B1 describes a method for carrying out a safety function of a vehicle, in which the necessary data is transmitted to a control unit of the vehicle by means of a communication system. This generates control signals depending on the data and transmits them to a functional unit of the vehicle, which carries out the safety function depending on this. Diagnostic tests are carried out at intervals to check whether there is an error or fault in an electronic and/or programmable system used for the method that could affect the implementation of the safety function. This is intended to enable the safety functions of a vehicle to be carried out as reliably and safely as possible.
  • EP 2 434695 B1 describes a method for transmitting data between participants in a serial, ring-shaped communication arrangement.
  • a data packet is transmitted from a master to a slave and then from slave to slave.
  • Each slave changes the address information of the data packet.
  • Each slave checks the structure of the address value and uses this to determine whether the content of the data packet is intended for the respective slave.
  • the slave for which the data packet is intended then generates an overflow of the address value.
  • the object of the present invention is to enable an improved robustness of data processing systems in a particularly efficient manner.
  • a data processing system can comprise one or more software components and one or more hardware components.
  • Corresponding hardware components can - at least in their intended use or operation - be connected to one another by a data bus, i.e. a bus connection for data transmission.
  • a data bus i.e. a bus connection for data transmission.
  • several components of the data processing system can be serially connected to one another along such a data bus or such a bus connection.
  • Such components can be, for example, control units, controllers, embedded systems, sensors and/or the like.
  • Robustness optimization in the present sense can serve to enable or ensure the most robust and error-free operation of the data processing system in an eventual intended or productive operation or use.
  • Robust operation can mean, for example, that the data processing system carries out or fulfills its functions as intended, i.e. correctly, under different conditions or in different situations.
  • Such message sequences can be sequences of several individual messages in a specific sequence. Such individual messages can be or include data packets or data blocks or the like.
  • the message sequences or their individual messages can also include further components, such as headers, time stamps and/or the like.
  • the precise structure of the message sequences can depend on a particular application, i.e. on the particular data processing system whose robustness is to be optimized.
  • the message sequences can, for example, be generated automatically or semi-automatically by a support device set up to carry out the method according to the invention.
  • the different message sequences can be the same and correct, in particular with regard to at least one predetermined formal criterion.
  • the message sequences can therefore correspond to a corresponding predetermined requirement of the data processing system for message sequences to be processed or that can be processed, in accordance with this formal criterion.
  • the message sequences or their individual messages can therefore, for example, have a predetermined data format that can be processed by the respective data processing system.
  • the generated message sequences can be different with regard to one or more specified secondary or test criteria or secondary or test characteristics.
  • the message sequences can therefore be generated in a varied manner with regard to at least one specified test criterion or test characteristic with regard to which the robustness of the data processing system is to be checked or optimized.
  • the message sequences can be generated manually, for example, or - for example using a corresponding specified algorithm - partially or fully automatically.
  • the generated message sequences are sent one after the other to a receiving device, for example also by the support device.
  • the receiving device can in particular be a part or a component of the respective data processing system or correspond to such a component.
  • the receiving device can therefore be, for example, a control device or an embedded system or a controller or the like, for example for a motor vehicle. Since the message sequences are sent to the receiving device, i.e. transmitted to it or input to it, the receiving device can also be referred to as a target device or target control device.
  • the message sequences can be fed to the receiving device directly or in a controlled manner, in particular directly via a corresponding interface of the receiving device or via a controlled data connection, such as an Ethernet connection or the like.
  • this cannot be a bus connection with one or more components or nodes connected between a transmitter of the message sequences and the receiving device.
  • variations or unknown or uncontrolled influences of such a bus connection comprising several components or sections can be avoided. This can ultimately lead to or contribute to more precise results more efficiently.
  • the receiving device is set up to receive and process corresponding message sequences.
  • the message sequences can therefore in principle, in their type, properties, structure, content and/or the like, they should be generated in accordance with the message sequences that the receiving device or a corresponding component in the respective data processing system is intended to receive and process in its ultimate intended, productive use or operation.
  • error messages generated in response to the message sequence i.e. during its processing by the receiving device, are recorded, for example also by the support device.
  • error messages can also be received, for example, by the support device set up to carry out the method according to the invention.
  • one of these message sequences generated and processed by the receiving device is classified as the most problematic message sequence and is issued as the basis for appropriate error correction, for example also by the support facility.
  • the most problematic message sequence can therefore be the message sequence or sequences that particularly reliably or effectively lead to error messages from the receiving device. This means that errors or weaknesses in the receiving device can be particularly effectively detected and corresponding error messages reproduced.
  • receiving device or a computer or operating program executed therein or by it for processing the message sequences or corresponding program code or the like.
  • This may in particular involve errors or vulnerabilities in such a computer or operating program or corresponding program code, i.e. corresponding software of the receiving device.
  • the support offered by the present invention makes it possible to identify, understand and, if necessary, particularly effectively, specifically and quickly identify and understand errors or vulnerabilities that occur only relatively rarely or without an obvious pattern from the outset, i.e. errors or vulnerabilities that are particularly difficult to reproduce.
  • This can represent a significant advantage for effectively improving the robustness of corresponding functions or systems that provide bus-based data or message transmission to data processing systems that include at least the respective receiving device. This can be seen in comparison to previous approaches in which, for example, error messages that occur randomly during use of the receiving device or the corresponding data processing system are collected and analyzed or attempts are made to identify an underlying error or vulnerability based on such randomly occurring error messages.
  • An efficient improvement in the robustness of data processing systems thus made possible by the present invention can, depending on the application, lead to or contribute to, for example, greater security, reduced costs, faster task completion and/or the like.
  • the generated message sequences contain the same individual messages. This can, for example, correspond to the formal criterion mentioned elsewhere. In the embodiment of the present invention proposed here, however, the generated message sequences vary in the time intervals between these Individual messages. These different time intervals between the individual messages can correspond to the search or test criteria or characteristics mentioned elsewhere. The different message sequences can therefore contain the same content, but have different timings for this content. Depending on the application, the individual messages can be arranged in the same order in all generated message sequences. This makes it possible to identify particularly specific or targeted errors or weak points that are attributable to or susceptible to timing variations, i.e. differences or deviations in the time intervals between the individual messages within a message sequence.
  • the message sequences or a second set of message sequences can be generated with varied, i.e. different, orders of the individual messages.
  • uniform timing i.e. the same time intervals or spacing patterns or spacing sequences between the individual messages. This makes it possible to identify particularly specific or targeted errors or weak points that can be traced back to or are susceptible to deviations in the order of the individual messages.
  • the message sequences or a set of message sequences can be generated with both varied timings and varied sequences of the individual messages. This allows different or complex errors or vulnerabilities that only occur or are relevant with a combination of certain timings and sequences of the individual messages to be identified by causing or triggering corresponding error messages using appropriate message sequences.
  • timing variations within the message sequences proposed here can be particularly useful for triggering unforeseen, random and/or relatively rare error messages that are typically difficult to reproduce.
  • timing variations can occur, for example, due to unforeseen combinations of several factors that may lie outside the immediate task or working area of the receiving device. This can, for example, depend on relative sampling or Computing frequencies or corresponding phase positions in different components of the data processing system and/or different workloads and/or different fill levels of a buffer or intermediate storage and/or the like. In practice, such effects can lead to the individual messages of a message sequence being recorded, processed and/or forwarded to the receiving device via the data bus at different speeds.
  • each message sequence is sent to the receiving device multiple times. All error messages that occur are then taken into account to determine the most problematic message sequence.
  • multiple instances of each of the message sequences can be sent to the receiving device and processed by it.
  • the error messages generated or generated for all instances of a message sequence can then be counted, i.e. added or cumulated, for example.
  • the corresponding cumulative error messages from all instances of a specific message sequence or their number can then be assigned to the respective message sequence.
  • These cumulative numbers of error messages for all message sequences can then be compared with one another. Likewise, however, an average or median of the numbers of error messages generated or generated when processing the multiple instances of a message sequence can be formed and used as the corresponding comparison value.
  • the message sequence for which the largest corresponding average was determined can then be output as the most problematic message sequence or as the message sequence whose processing by the receiving device generated the most error messages.
  • the occurrence of error messages can depend on the respective time of receipt of a message sequence or an individual message, for example relative to a point or phase in a clock cycle of the receiving device and/or on the fill level of an input buffer or intermediate storage of the receiving device, which can only be reached after several message sequences are completely filled, and/or the like.
  • the corresponding individual instances of the message sequence can, for example, be sent to the receiving device at least in part directly one after the other or at different time intervals from one another. This means that errors or weak points based on or susceptible to them can be particularly reliably detected or identified accordingly easily and reliably. This can ultimately lead to or contribute to a further improvement in the robustness of the receiving device or the corresponding data processing system.
  • the different message sequences are generated using a predetermined genetic algorithm.
  • a genetic algorithm can generate message sequences for a particular user in a particularly simple and low-effort and particularly reliable manner that generate a particularly large number of error messages or lead particularly reliably to the generation of at least one error message.
  • the genetic algorithm can, for example, automatically reinforce or retain properties of message sequences that ultimately lead to error messages or ultimately accumulate or concentrate them in the most problematic message sequence. This can be independent of whether the specific properties responsible for an error message from the receiving device or corresponding values of a specific property are known in advance to the respective user or operator or not.
  • problematic message sequences i.e. those that particularly frequently or reliably lead to error messages, can be generated or found more reliably and/or more quickly or with less overall effort than, for example, by purely randomly generating different message sequences or - which is hardly practicable - generating and processing all possible different message sequences.
  • a respective sequence of the time intervals between the respective message sequences contained individual messages.
  • the timings mentioned elsewhere can be used to vary the message sequences.
  • a time interval between two consecutive individual messages of a specific message sequence can form a gene of these message sequences.
  • the individual messages or their order can be the same for all message sequences.
  • the gene sequences of the message sequences can therefore be represented here, for example, as a simple sequence of numbers, where each number can indicate the time interval between two consecutive individual messages. This means that the gene sequences can be handled and processed with particularly little effort, since, for example, in order to describe a message sequence using its gene sequence, no actual data content of the respective message sequence needs to be specified or processed.
  • the number and/or severity and/or type of error messages generated by the receiving device when they are processed is used in or by the genetic algorithm as a measure of the fitness of the message sequences.
  • a corresponding hierarchy, ranking list or sequence can also be specified for the severity of the error messages, in which different types or properties or effects of error messages can be specified in a predetermined sorted manner.
  • the embodiment of the present invention proposed here ultimately makes it possible to determine a message sequence leading to particularly important or relevant errors particularly reliably. This can enable optimization of the robustness of the respective data processing system with prioritized processing or consideration of particularly serious and/or relevant errors or vulnerabilities. For example, a less serious error can lead to an unexpected delay without disrupting or preventing the basic functioning of the receiving device or the data processing system. A serious error or a more serious vulnerability, on the other hand, can lead, for example, to a safety-relevant malfunction or to a hard termination or abort of a function or program sequence or the like. Thus, the embodiment of the present invention proposed here can enable a correspondingly prioritized optimization by appropriately prioritizing error messages and thus ultimately achieve a particularly efficient and effective improvement in the security and/or reliability of the data processing system.
  • new generations i.e. new varied message sequences
  • the genetic algorithm or the generation of new generations or individuals, i.e. new message sequences, is therefore automatically stopped when the convergence criterion and/or the termination criterion is met, for example, whichever comes first.
  • a convergence of the message sequences or the properties of the message sequences can be checked for a particularly problematic message sequence or a corresponding property or a corresponding set of properties or for at least one cluster of problematic message sequences with the same or similar properties.
  • it can be determined, for example, whether the message sequences that prevail in the genetic algorithm, i.e. according to the predetermined measure of fitness fittest message sequences remain at least essentially the same across several generations.
  • a corresponding cluster i.e. a grouping of message sequences and/or properties of message sequences, can be created or identified in a corresponding abstract vector or feature space, for example.
  • Cluster analysis can be used for this purpose. The convergence criterion can be met, for example, if the fittest message sequence or its property or properties lie or remain within a corresponding cluster over a given number of generations. Likewise, several clusters that develop over several generations can be identified. Several parallel clusters can indicate different errors or weaknesses. These can then be identified separately and, if necessary, remedied.
  • a specified minimum size or a specified minimum number of error messages and/or message sequences in a cluster can be used or taken into account as a convergence criterion or as a relevance criterion for a cluster.
  • a cluster can only be recognized as such or as relevant if it reaches the specified minimum size, i.e. - for example within a specified maximum distance from one another - contains or includes or represents at least the specified minimum number of message sequences and/or error messages.
  • the corresponding distance can be determined, for example, by means of an abstract distance criterion, for example as a Mahalanobis distance or the like.
  • the embodiment of the present invention proposed here can limit or specify the effort required to carry out the method according to the invention. This means that the method according to the invention can be used accordingly effectively and efficiently.
  • the proposed cluster analysis can also identify several different errors or weak points at the same time. This can also contribute to improved efficiency of robustness optimization.
  • a type and/or severity of the error messages or the errors underlying them recorded.
  • the respective type and/or severity of the error messages is then taken into account in combination with the respective number of error messages to determine the most problematic message sequence.
  • the error messages can be weighted according to their type and/or severity or depending on this.
  • the hierarchy or ranking or sequence of error messages or error message types mentioned elsewhere can be used or taken as a basis.
  • an error message that is more serious or that is hierarchically higher or needs to be prioritized can be counted as more than one error message and in other ways have a greater influence on determining the most problematic message sequence than an error message that is less serious or that is less highly classified or that is not or needs to be prioritized less.
  • the present invention also relates to a support device for supporting robustness optimization for a data processing system, in particular a bus-based one as intended.
  • the support device according to the invention has a processing device, for example a microchip, microprocessor or microcontroller or the like, and a computer-readable data memory coupled thereto.
  • the support device according to the invention has at least one interface for sending message sequences to a receiving device and for receiving resulting error messages from the receiving device or devices.
  • the support device according to the invention is set up to carry out the method according to the invention, in particular automatically or semi-automatically.
  • a corresponding operating or computer program that codes or implements the method steps, sequences or measures mentioned in connection with the method according to the invention can be stored in the data memory.
  • the support device according to the invention can in particular be the support device mentioned in connection with the method according to the invention or correspond to it.
  • the present invention also relates to a CI system for continuous software integration.
  • the CI system according to the invention comprises a support device according to the invention.
  • the CI system according to the invention is thus set up to automatically check incoming or recorded software components, i.e. corresponding program code or the like, for errors or susceptibility to errors or robustness using the support device, i.e. using the method according to the invention.
  • different message sequences can be automatically generated by the support device and sent as input to the incoming or recorded software components or the respective program code for processing.
  • the CI system can also be set up to use the respective incoming or recorded software component or the respective program code to update a predetermined test version of a more comprehensive software, for example stored in a data memory of the CI system, and/or a receiving device or data processing system provided for such test purposes or connected to the CI system for intended use, and to send the generated message sequences to this software and/or this receiving device. Resulting error messages can then be automatically recorded by the support device.
  • the Cl system according to the invention is designed to release the respective software component for integration, for example to deliver it and/or to integrate it automatically into a corresponding productive system, in the event that no error message is generated or recorded during the check.
  • the Cl system according to the invention is designed to reject the respective software component and automatically create a corresponding report if at least one error message is generated or recorded during the check.
  • a report can in particular also include the most problematic message sequence determined in each case, for example together with the corresponding error messages.
  • the respective report can, for example, be stored in a data memory of the Cl system and/or output via a corresponding interface and/or sent as an e-mail or the like and/or the like.
  • the Cl system according to the invention can thus Continuous software integration can be implemented or realized in a particularly secure and reliable manner.
  • the Cl system according to the invention can also be set up to store the most problematic message sequence for a rejected software component, for example provided with a corresponding assignment or identification. This message sequence can then be used when checking it, for example when a new version or revision of the respective software component is received or recorded. For example, the most problematic message sequence previously determined can be used as the first message sequence for checking the new software components or the correspondingly updated software. If necessary, the respective message sequence can be used as a starting point for generating further message sequences and/or as at least part of a first generation for the genetic algorithm explained in connection with the method according to the invention.
  • the Cl system can therefore be set up to automatically generate a new or future release test when a software component is rejected, in particular depending on the most problematic message sequence or a pattern of message sequence properties and/or error messages found with it.
  • the Cl system according to the invention can also be a CD system (CD: Continuous Delivery) or a part of a CD system.
  • Fig. 1 is an exemplary schematic representation of a message sequence for a data processing system
  • Fig. 2 is a schematic diagram illustrating the generation of different message sequences using a genetic algorithm
  • Fig. 3 is an exemplary schematic overview diagram to illustrate a Cl system with integrated robustness optimization.
  • An example of a software or data processing application in which errors should be avoided as far as possible, also for safety reasons, is the determination and output of a locally permissible maximum speed by a corresponding assistance system of a motor vehicle.
  • Such an assistance system can, for example, receive and process map data in a corresponding control unit to determine the permissible maximum speed.
  • map data can, for example, be sent from a navigation device to the control unit via a data bus, i.e. as bus messages.
  • the ADAS protocol can be used for this, for example.
  • this protocol can be susceptible or sensitive both to errors or unexpected deviations or variations in the timing of corresponding messages, i.e. corresponding data packets or the like, and to the order of messages or data packets.
  • the control unit may not process the corresponding message or messages correctly and accordingly output an error message 15 (see Fig. 3), in particular via the data bus.
  • FIG. 1 shows an example schematic representation of a corresponding message sequence 1.
  • the message sequence 1 here comprises several individual messages 2 with a time interval 3 between them.
  • the individual messages 2 can be, for example, signals or data blocks from different functions and/or devices that are intended to be sent via the data bus in a predetermined order and with certain time intervals 3 from one another.
  • corresponding control unit landscapes that comprise several control units or other devices, such as sensors or the like, that are connected to one another via a data bus and communicate with error-sensitive bus messages, it can be a problem to identify errors or weak points in the processing of these bus messages. This can be due to the fact that timing problems, for example different time intervals 3 between the individual messages 2, can often occur, which can be difficult to detect and reproduce.
  • the time intervals 3 of the message sequence 1 can therefore be different or varied and the genetic algorithm can ultimately generate a large number of such message sequences 1 with differently varied time intervals 3 between the individual messages 2.
  • the message sequences 1 can be described by a respective gene sequence, which can be determined or defined by the respective sequence of time intervals 3 of the respective message sequence 1.
  • Fig. 2 shows an exemplary schematic overview of several corresponding individuals 4 to which the genetic algorithm can be applied.
  • the individuals 4 are defined here by their gene sequences, i.e. a respective sequence of distances 3.
  • Different individuals 4 can have similarities and/or differences.
  • a commonality between two individuals 4 can, for example, consist of the fact that the same temporal distance 3 is at the same position in the respective gene sequence.
  • all of the individuals 4 corresponding message sequences 1 must be the same and correct with respect to at least one predetermined formal criterion, i.e., for example, they must have all the individual messages 2 expected in the respective application in a predetermined correct order.
  • the individuals 4 can, for example, all have the same number of genes, i.e., individual distances 3.
  • different individuals 4 can be combined with one another and - for example random - mutations, i.e. changes in one or more distances 3 of an individual 4, can be generated.
  • a respective fitness measure or a respective fitness can be determined for each individual 4.
  • the corresponding message sequence 1 can be generated using the gene sequence of each individual 4 and sent to the control unit, in particular several times in succession.
  • the error messages 15 resulting for each message sequence 1, i.e. those generated by the control unit when processing the respective message sequence 1, can then be recorded. Based on these error messages 15, in particular their number or their type and/or severity, the fitness measure or the fitness of the respective message sequence 1 and thus also of the corresponding individual 4 can then be determined for the genetic algorithm.
  • fit individuals 4 or individuals 4 that are fitter than other individuals 4 or their genes can be preferred over weak, i.e. less fit, individuals 4 in gene-wise pairing.
  • mutations i.e. changes to individual distances 3
  • a new generation of individuals 4 can be generated using the genetic algorithm.
  • the message sequences 1 corresponding to these individuals 4 of the new generation can then also be sent to the control unit in order to record resulting error messages 15 and, based on this, to determine the respective fitness of the individuals 4 of the new generation.
  • 100 different individuals 4 can initially be generated as a starting point, which can then each be sent to the control unit 10 times.
  • other values can also be used here.
  • the genetic algorithm can then be applied based on this, for example, until a convergence on a specific individual 4 or a cluster of individuals 4 occurs. which, for example, can be used to produce or initiate particularly reliably a particularly large number of and/or serious error messages 15.
  • FIG. 3 shows an exemplary schematic overview of a Cl system 5.
  • the Cl system 5 has, as indicated schematically here, one or more interfaces 6, a processor 7 and a data memory 8.
  • a corresponding test program 9 can be stored which includes or implements the genetic algorithm.
  • further data, software components, computer programs and/or the like can be stored in the data memory 8.
  • the Cl system 5 can, for example, detect a software component candidate 10 via the interface 6.
  • the software component candidate 10 can, for example, be new or updated program code that is to be incorporated into software maintained by means of the Cl system 5 or a corresponding data processing system. Instead of doing this immediately, however, this software component candidate 10 can first be tested in the manner described.
  • the software component candidate 10 can, for example, first be loaded onto a predetermined test device 11.
  • the test device 11 can, for example, have a test device interface 12, a test device processor 13 and a test device data memory 14.
  • the test device 11 can, for example, correspond to the previously mentioned control device.
  • the test device 11 can be connected to the Cl system 5 via an Ethernet connection.
  • the Cl system 5 can then send the different message sequences 1 generated by the genetic algorithm to the test device 11 for processing, for example via the SomelP protocol or the like.
  • Any resulting error messages 15 can be recorded by the Cl system 5 and taken into account by the test program 9 as described.
  • the test program 9 can therefore adjust the timing, i.e. the spacing 3, of the message sequences 1 based on the recorded error messages 15, for example. This can be continued until a definitive most problematic individual 4 or a corresponding message sequence 1 or a definitive error pattern has been found.
  • the Cl system 5 can output a corresponding output 16.
  • the output 16 can be, for example, the software component candidate 10, which can then be released or added, for example. If, on the other hand, error messages 15 were recorded, a corresponding report can be output as output 16, for example. This can be used to specify or output, for example, the software component candidate 10, the most problematic message sequence 1 determined by the test program 9, and the error messages 15 generated by the test device 11 when processing this message sequence 1.
  • Such an output 16 can support an analysis of the underlying errors or weak points of the test device 11, for example by specifically reproducing a corresponding problem, for example in a computer-aided debugging environment or the like.
  • timing-based errors in sequence-dependent bus-based data processing systems can be found using a genetic algorithm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein Datenverarbeitungssystem. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechendes CI-System (5). In dem Verfahren werden unterschiedliche Nachrichtensequenzen (1) generiert und an ein Empfangsgerät (11) gesendet. Für jede Nachrichtensequenz (1) werden daraufhin von dem Empfangsgerät (11) erzeugte Fehlermeldungen (15) erfasst. In Abhängigkeit von den Anzahlen der jeweils erzeugten Fehlermeldungen (15) wird eine der Nachrichtensequenzen (1) als problematischste Nachrichtensequenz (1, 16) eingestuft und ausgegeben als Basis für eine entsprechende Fehlerbehebung.

Description

Verfahren und Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein Datenverarbeitungssystem und korrespondierendes Cl-System
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein Datenverarbeitungssystem. Die Erfindung betrifft weiter ein korrespondierendes Cl-System (Cl: Continuous Integration).
Software- und Datenverarbeitungssysteme werden heutzutage in unübersehbarer Vielfalt eingesetzt. Dabei können solche Systeme eine signifikante Komplexität aufweisen, was es schwierig und aufwendig machen kann, ein robustes und fehlerfreies Funktionieren sicherzustellen. Aufgrund der großen Vielfalt möglicher Fehlerarten und Fehlerquellen, gibt es bereits entsprechend vielfältige Lösungsansätze. Verbesserungen und Vereinfachungen sind jedoch weiterhin wünschenswert.
Als einen Ansatz beschreibt die DE 102012 101 747 B4 ein Datenübertragungssystem, das eine zuverlässige Datenübertragung mit verringerter Bit-Fehlerrate ermöglichen soll. Darin bestimmen sowohl ein Sender als auch einen Empfänger basierend auf einer Vielzahl von übertragenen Datenrahmen Prüfsummen. Diese Prüfsummen werden dann durch eine Prüfsummenvergleichseinheit verglichen, die gegebenenfalls einen Übertragungsfehler signalisiert oder eine Sicherheitsfunktion auslösen kann, wenn die verglichenen Prüfsummen nicht gleich sind.
Ein heutzutage wichtiger Anwendungsfall sind Fahrzeuge, die zunehmend computer- und damit datenverarbeitungsbasierte Funktionen aufweisen. Dazu beschreibt beispielsweise die EP 2 891 264 B1 ein Verfahren zum Durchführen einer Sicherheitsfunktion eines Fahrzeugs, bei dem mittels eines Kommunikationssystems erforderliche Daten auf eine Steuereinheit des Fahrzeugs übertragen werden. Diese erzeugt in Abhängigkeit von den Daten Steuersignale und überträgt diese auf eine Funktionseinheit des Fahrzeugs, die in Abhängigkeit davon die Sicherheitsfunktion durchführt. Dabei werden in zeitlichen Abständen Diagnosetests durchgeführt, mit denen überprüft wird, ob in einem für das Verfahren verwendeten elektronischen und/oder programmierbaren System ein Fehler oder eine Störung besteht, die die Durchführung der Sicherheitsfunktion beeinträchtigen kann. Damit soll eine möglichst zuverlässige und sichere Durchführung von Sicherheitsfunktionen eines Fahrzeugs ermöglicht werden.
Als weiteres Beispiel beschreibt die EP 2 434695 B1 ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen Teilnehmern einer seriellen, ringförmigen Kommunikationsanordnung. Darin wird ein Datenpaket von einem Master an einen Slave und weiter von Slave zu Slave übermittelt. Dabei wird von jedem Slave eine Adressinformation des Datenpakets geändert. Von jedem Slave wird dabei die Struktur des Adresswerts überprüft und anhand daran erkannt, ob ein Inhalt des Datenpakets für den jeweiligen Slave vorgesehen ist. Der Slave, für den das Datenpaket bestimmt ist, erzeugt dann einen Überlauf des Adresswerts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, besonders effizient eine verbesserte Robustheit von Datenverarbeitungssystemen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein bestimmungsgemäß busbasiertes Datenverarbeitungssystem. Ein solches Datenverarbeitungssystem kann eine oder mehrere Softwarekomponenten sowie eine oder mehrere Hardwarekomponenten umfassen. Entsprechende Hardwarekomponenten können - zumindest in einem bestimmungsgemäßen Einsatz oder Betrieb - durch einen Datenbus, also eine Busverbindung zur Datenübertragung miteinander verbunden sein. Insbesondere können entlang eines solchen Datenbusses oder einer solchen Busverbindung mehrere Komponenten des Datenverarbeitungssystems seriell miteinander verbunden sein. Solche Komponenten können beispielsweise Steuergeräte, Controller, eingebettete Systeme, Sensoren und/oder dergleichen mehr sein.
Eine Robustheitsoptimierung im vorliegenden Sinne kann dazu dienen, einen möglichst robusten und fehlerfreien Betrieb des Datenverarbeitungssystems in einem letztendlichen bestimmungsgemäßen oder produktiven Betrieb oder Einsatz zu ermöglichen oder sicherzustellen. Ein robuster Betrieb kann beispielsweise bedeuten, dass das Datenverarbeitungssystem seine Funktionen unter unterschiedlichen Bedingungen oder in unterschiedlichen Situationen bestimmungsgemäß, also korrekt ausführt oder erfüllt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere unterschiedliche Nachrichtensequenzen generiert. Solche Nachrichtensequenzen können Sequenzen aus mehreren Einzelnachrichten in einer bestimmten Abfolge sein. Solche Einzelnachrichten können Datenpakete oder Datenblöcke oder dergleichen sein oder umfassen. Ebenso können die Nachrichtensequenzen bzw. deren Einzelnachrichten weitere Bestandteile, wie beispielsweise Header, Zeitstempel und/oder dergleichen mehr umfassen. Ein genauer Aufbau der Nachrichtensequenzen kann abhängig sein von einem jeweiligen Anwendungsfall, also von dem jeweiligen Datenverarbeitungssystem, dessen Robustheit optimiert werden soll. Die Nachrichtensequenzen können beispielsweise automatisch oder teilautomatisch durch eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Unterstützungseinrichtung generiert werden.
Die unterschiedlichen Nachrichtensequenzen können insbesondere hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Formalkriteriums gleich und korrekt sein. Damit können die Nachrichtensequenzen also gemäß diesem Formalkriterium einer entsprechenden vorgegebenen Anforderung des Datenverarbeitungssystems an zu verarbeitende oder verarbeitbare Nachrichtensequenzen entsprechen. Die Nachrichtensequenzen bzw. deren Einzelnachrichten können also beispielsweise ein vorgegebenes Datenformat aufweisen, das von dem jeweiligen Datenverarbeitungssystem verarbeitet werden kann. Die generierten Nachrichtensequenzen können aber hinsichtlich eines oder mehrerer vorgegebener Sekundär- oder Testkriterien bzw. Sekundär- oder Testmerkmale unterschiedlich sein. Die Nachrichtensequenzen können also hinsichtlich mindestens eines vorgegebenen Testkriteriums oder Testmerkmals variiert generiert werden, bezüglich dessen die Robustheit des Datenverarbeitungssystems ob überprüft wird bzw. optimiert werden soll. Die Nachrichtensequenzen können beispielsweise manuell oder - etwa mittels eines entsprechenden vorgegebenen Algorithmus - teilautomatisch oder vollautomatisch generiert werden.
Weiter werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren die generierten Nachrichtensequenzen nacheinander an ein Empfangsgerät gesendet, beispielsweise ebenfalls durch die Unterstützungseinrichtung. Das Empfangsgerät kann insbesondere ein Teil oder eine Komponente des jeweiligen Datenverarbeitungssystems sein oder einer solchen Komponente entsprechen. Das Empfangsgerät kann also beispielsweise ein Steuergerät oder ein eingebettetes System (englisch: embedded system) oder ein Controller oder dergleichen sein, etwa für ein Kraftfahrzeug. Da die Nachrichtensequenzen an das Empfangsgerät gesendet, also an dieses übermittelt oder diesem eingegeben werden, kann das Empfangsgerät auch als Zielgerät oder Zielsteuergerät bezeichnet werden. Die Nachrichtensequenzen können hier dem Empfangsgerät direkt bzw. in kontrollierter Weise zugeführt werden, insbesondere direkt über eine entsprechende Schnittstelle des Empfangsgeräts oder über eine kontrollierte Datenverbindung, wie etwa eine Ethernetverbindung oder dergleichen. Dabei kann es sich insbesondere - anders als im vorgesehenen letztendlichen Anwendungsfall oder Einsatzzweck des Empfangsgeräts bzw. der entsprechenden Komponente in dem Datenverarbeitungssystem - nicht um eine Busverbindung mit einem oder mehr zwischen einen Sender der Nachrichtensequenzen und das Empfangsgerät geschalteten Komponenten oder Knoten handeln. Damit können in dieser Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens Variationen oder unbekannte oder unkontrollierte Einflüsse einer solchen, mehrere Komponenten oder Abschnitte umfassenden Busverbindung vermieden werden. Dies kann letztlich effizienter zu präziseren Ergebnissen führen oder beitragen.
Das Empfangsgerät ist hier zum Empfangen und Verarbeiten entsprechender Nachrichtensequenzen eingerichtet. Die Nachrichtensequenzen können also grundsätzlich in ihrer Art, ihren Eigenschaften, ihrer Struktur, ihrem Inhalt und/oder dergleichen mehr gemäß denjenigen Nachrichtensequenzen generiert sein, die das Empfangsgerät oder eine entsprechende Komponente in dem jeweiligen Datenverarbeitungssystem in seinem letztlichen bestimmungsgemäßen, produktiven Einsatz oder Betrieb empfangen und verarbeiten soll.
Für jede Nachrichtensequenz werden jeweils auf diese hin, also bei deren Verarbeiten durch das Empfangsgerät erzeugte Fehlermeldungen erfasst, beispielsweise ebenfalls durch die Unterstützungseinrichtung. Solche Fehlermeldungen können beispielsweise ebenfalls von der zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichteten Unterstützungseinrichtung empfangen werden.
In Abhängigkeit davon, wie viele Fehlermeldungen das Empfangsgerät jeweils auf die verarbeiteten Nachrichtensequenzen hin erzeugt, wird eine dieser generierten und von dem Empfangsgerät verarbeiteten Nachrichtensequenzen als problematischste Nachrichtensequenz eingestuft und als Basis für eine entsprechende Fehlerbehebung ausgegeben, beispielsweise ebenfalls durch die Unterstützungseinrichtung.
Beispielsweise kann von allen an das Empfangsgerät gesendeten und von diesem verarbeiteten Nachrichtensequenzen zumindest diejenige Nachrichtensequenz oder Nachrichtensequenzen, deren Verarbeitung durch das Empfangsgerät die meisten Fehlermeldungen erzeugt hat, als problematischste Nachrichtensequenz ausgegeben werden. Die problematischste Nachrichtensequenz kann also die oder eine Nachrichtensequenz sein, die besonders zuverlässig oder effektiv zu Fehlermeldungen des Empfangsgeräts führt. Somit können also Fehler oder Schwachstellen des Empfangsgeräts damit besonders effektiv aufgedeckt und entsprechende Fehlermeldungen reproduziert werden.
Mit der durch das erfindungsgemäße Verfahren bestimmten problematischsten Nachrichtensequenz kann die eigentliche Identifizierung und Behebung von Fehlern oder Schwachstellen dann signifikant erleichtert und beschleunigt werden.
Entsprechende Fehler oder Schwachstellen können beispielsweise die Robustheit des
Empfangsgeräts bzw. eines darin oder durch dieses zum Verarbeiten der Nachrichtensequenzen ausgeführten Computer- oder Betriebsprogramms oder entsprechendem Programmcode oder dergleichen betreffen. Dabei kann es sich also insbesondere um Fehler oder Schwachstellen eines solchen Computer- oder Betriebsprogramms oder entsprechenden Programmcodes, also einer entsprechenden Software des Empfangsgeräts handeln.
Es können durch die von der vorliegenden Erfindung gebotene Unterstützung insbesondere Fehler oder Schwachstellen, die nur relativ selten oder ohne von vornherein offensichtliches Muster, also Fehler oder Schwachstellen, die besonders schwierig reproduzierbar sind, besonders effektiv, zielgerichtet und schnell identifiziert und verstanden und gegebenenfalls behoben werden. Dies kann einen erheblichen Vorteil zur effektiven Verbesserung einer Robustheit entsprechender Funktionen oder Systeme darstellen, die eine busbasierte Daten- oder Nachrichtenübertragung an zumindest das jeweilige Empfangsgerät umfassende Datenverarbeitungssysteme vorsehen. Dies kann etwa im Vergleich zu bisherigen Ansätzen gesehen werden, bei denen beispielsweise zufällig im Einsatz des Empfangsgeräts bzw. des entsprechenden Datenverarbeitungssystems auftretende Fehlermeldungen gesammelt und analysiert werden oder versucht wird, basierend auf solchen zufällig aufgetretenen Fehlermeldungen einen zugrundeliegenden Fehler oder eine zugrundeliegende Schwachstelle zu identifizieren. Dies ist der Fall, da gerade bei relativ seltenen Fehlermeldungen oder Problemen, deren Umstände oder Zustandekommen und damit auch deren letztliche Ursachen oftmals unklar oder schwierig zu erkennen sind. Zudem können insbes. bei nicht oder nicht zuverlässig reproduzierbaren Fehlermeldungen schlicht zu wenige Daten bzw. Fehlermeldungen vorliegen, um ein Muster und damit die letztliche Ursache mit praktikablem bestimmen zu können.
Eine somit durch die vorliegende Erfindung ermöglichte effiziente Verbesserung der Robustheit von Datenverarbeitungssystemen kann je nach Anwendungsfall beispielsweise zu höherer Sicherheit, reduzierten Kosten, schneller Aufgabenerledigung und/oder dergleichen mehr führen oder beitragen.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthalten mehrere oder alle der generierten Nachrichtensequenzen dieselben Einzelnachrichten. Dies kann beispielsweise dem an anderer Stelle genannten Formalkriterium entsprechen. In der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung variieren die generierten Nachrichtensequenzen aber in den zeitlichen Abständen zwischen diesen Einzelnachrichten. Diese unterschiedlichen zeitlichen Abstände zwischen den Einzelnachrichten können hier dem an anderer Stelle genannten Such- oder Testkriterium bzw. -merkmal entsprechen. Die unterschiedlichen Nachrichtensequenzen können hier also dieselben Inhalte umfassen, aber unterschiedliche Timings dieser Inhalte aufweisen. Dabei können die Einzelnachrichten je nach Anwendungsfall in allen generierten Nachrichtensequenzen in derselben Reihenfolge angeordnet sein. Dadurch können besonders spezifisch oder gezielt Fehler oder Schwachstellen, die zurückzuführen sind auf bzw. anfällig sind für Timing-Variationen, also Unterschiede oder Abweichungen in den zeitlichen Abständen zwischen den Einzelnachrichten innerhalb einer Nachrichtensequenz, identifiziert werden.
Zusätzlich oder alternativ können die Nachrichtensequenzen oder ein zweites Set von Nachrichtensequenzen mit variierten, also unterschiedlichen Reihenfolgen der Einzelnachrichten generiert werden. Für solche Nachrichtensequenzen mit variierten Reihenfolgen der Einzelnachrichten können einheitliche Timings, also die gleichen zeitlichen Abständen bzw. Abstandsmuster oder Abstandssequenzen zwischen den Einzelnachrichten verwendet werden. Damit können besonders spezifisch oder gezielt Fehler oder Schwachstellen, die zurückzuführen sind auf bzw. anfällig sind für Abweichungen in der Reihenfolge der Einzelnachrichten identifiziert werden.
Ebenso können die Nachrichtensequenzen oder ein Set von Nachrichtensequenzen sowohl mit variierten Timings als auch mit variierten Reihenfolgen der Einzelnachrichten generiert werden. Damit können unterschiedliche bzw. komplexe Fehler oder Schwachstellen, die beispielsweise nur bei einer Kombination aus bestimmten Timings und Reihenfolgen der Einzelnachrichten auftreten oder relevant sind, identifiziert werden, indem durch entsprechende Nachrichtensequenzen korrespondierende Fehlermeldungen bewirkt oder ausgelöst werden.
Das hier vorgeschlagene Variieren der Timings innerhalb der Nachrichtensequenzen kann besonders nützlich sein, um unvorhergesehene, zufällig erscheinende und/oder relativ seltene sowie typischerweise schwierig zu reproduzierende Fehlermeldungen auszulösen. In praktischen Anwendungsfällen kann es beispielsweise durch unvorhergesehene Kombinationen von mehreren Faktoren, die gegebenenfalls außerhalb eines unmittelbaren Aufgaben- oder Arbeitsbereiches des Empfangsgeräts liegen, zu Timing- Variationen kommen. Dies kann beispielsweise abhängig sein von relativen Abtast-, oder Rechenfrequenzen bzw. entsprechenden Phasenlagen in verschiedenen Komponenten des Datenverarbeitungssystems und/oder von unterschiedlichen Auslastungen und/oder von unterschiedlichen Füllständen eines Puffers oder Zwischenspeichers und/oder dergleichen mehr. Derartige Effekte können in der Praxis dazu führen, dass die Einzelnachrichten einer Nachrichtensequenz beispielsweise unterschiedlich schnell erfasst, verarbeitet und/oder über den Datenbus zu dem Empfangsgerät weitergeleitet werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird jede Nachrichtensequenz mehrfach an das Empfangsgerät gesendet. Jeweils alle dabei auftretenden Fehlermeldungen werden dann zum Bestimmen der problematischsten Nachrichtensequenz berücksichtigt. Mit anderen Worten können also mehrere Instanzen jeder der Nachrichtensequenzen an das Empfangsgerät gesendet und von diesem verarbeitet werden. Die für alle Instanzen einer Nachrichtensequenz erzeugten bzw. anfallenden Fehlermeldungen können dann beispielsweise gezählt, also addiert oder kumuliert werden. Die entsprechenden kumulativen Fehlermeldungen von allen Instanzen einer bestimmten Nachrichtensequenz bzw. deren Anzahl kann dann der jeweiligen Nachrichtensequenz zugeordnet werden. Es können dann diese kumulativen Anzahlen von Fehlermeldungen für alle Nachrichtensequenzen miteinander verglichen werden. Ebenso kann aber beispielsweise ein Mittelwert oder Median der Anzahlen der beim Verarbeiten der mehreren Instanzen einer Nachrichtensequenz erzeugten bzw. anfallenden Fehlermeldungen gebildet und als entsprechender Vergleichswert verwendet werden. Es kann dann also diejenige Nachrichtensequenz, für die der größte entsprechende Mittelwert bestimmt wurde, als problematischste Nachrichtensequenz bzw. als Nachrichtensequenz, deren Verarbeitung durch das Empfangsgerät die meisten Fehlermeldungen erzeugt hat, ausgegeben werden.
Durch das hier vorgeschlagene mehrfache Senden und Verarbeiten der Nachrichtensequenzen können die Robustheit beeinflussende Effekte oder Einflüsse bzw. entsprechende Fehler oder Schwachstellen besonders zuverlässig identifiziert werden. So kann das Entstehen von Fehlermeldungen beispielsweise abhängig sein von einem jeweiligen Empfangszeitpunkt einer Nachrichtensequenz oder einer Einzelnachrichten beispielsweise relativ zu einem Punkt oder einer Phase in einem Taktzyklus des Empfangsgeräts und/oder von einem Füllstands eines Eingangspuffers oder Zwischenspeichers des Empfangsgeräts, der beispielsweise erst durch mehrere Nachrichtensequenzen vollständig gefüllt wird, und/oder dergleichen mehr. Bei dem mehrfachen Senden einer Nachrichtensequenz können die entsprechenden einzelnen Instanzen der Nachrichtensequenz beispielsweise zumindest zum Teil unmittelbar aufeinanderfolgend oder mit unterschiedlichen zeitlichen Abständen zueinander an das Empfangsgerät gesendet werden. Dadurch können darauf basierende oder dafür anfällige Fehler oder Schwachstellen besonders zuverlässig aufgedeckt bzw. entsprechend einfach und zuverlässig identifiziert werden. Dies kann letztlich zu einer weiter verbesserten Robustheit des Empfangsgeräts bzw. des entsprechenden Datenverarbeitungssystems führen oder beitragen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die unterschiedlichen Nachrichtensequenzen mittels eines vorgegebenen genetischen Algorithmus generiert. Im Rahmen dieses genetischen Algorithmus können insbesondere Paarungen und Mutationen über mehrere Generationen hinweg angewendet werden, um variierte Nachrichtensequenzen zu erzeugen. Ein solcher genetischer Algorithmus kann für einen jeweiligen Nutzer besonders einfach und aufwandsarm und dabei besonders zuverlässig Nachrichtensequenzen erzeugen, die besonders viele Fehlermeldungen erzeugen oder besonders zuverlässig zum Erzeugen mindestens einer Fehlermeldung führen. Durch den genetischen Algorithmus können beispielsweise Eigenschaften von Nachrichtensequenzen, die letztlich zu Fehlermeldungen führen, automatisch verstärkt oder beibehalten bzw. letztlich in der problematischsten Nachrichtensequenz akkumuliert oder konzentriert werden. Dies kann insbesondere unabhängig davon sein, ob die konkreten für eine Fehlermeldung des Empfangsgeräts verantwortlichen Eigenschaften oder entsprechende Werte einer bestimmten Eigenschaft im Vorhinein dem jeweiligen Nutzer oder Anwender bekannt sind oder nicht. Durch die hier vorgeschlagene Anwendung des genetischen Algorithmus können problematische, also besonders häufig oder zuverlässig zu Fehlermeldungen führende Nachrichtensequenzen gegebenenfalls zuverlässiger und/oder schneller bzw. mit weniger Gesamtaufwand erzeugt oder aufgefunden werden als beispielsweise durch ein rein zufälliges Erzeugen unterschiedlicher Nachrichtensequenzen oder ein - kaum praktikabel mögliches - Erzeugen und Verarbeiten sämtlicher möglicher unterschiedlicher Nachrichtensequenzen.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in oder von dem genetischen Algorithmus als jeweilige Gensequenz der Nachrichtensequenzen eine jeweilige Folge der zeitlichen Abstände zwischen in der jeweiligen Nachrichtensequenz enthaltenen Einzelnachrichten verwendet. Mit anderen Worten können also die an anderer Stelle genannten Timings für die Variation der Nachrichtensequenzen verwendet werden. Ein zeitlicher Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzelnachrichten einer bestimmten Nachrichtensequenz kann dabei ein Gen dieser Nachrichtensequenzen bilden. Dabei können insbesondere die Einzelnachrichten oder auch deren Reihenfolge für alle Nachrichtensequenzen gleich sein. Die Gensequenzen der Nachrichtensequenzen können hier also beispielsweise jeweils als einfache Zahlenfolge dargestellt werden, wobei jede Zahl den zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzelnachrichten angeben kann. Damit können die Gensequenzen besonders aufwandsarm gehandhabt bzw. verarbeitet werden, da beispielsweise zum Beschreiben einer Nachrichtensequenz durch ihre Gensequenz keinerlei eigentliche Dateninhalte der jeweiligen Nachrichtensequenz angegeben oder verarbeitet werden müssen.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in oder von dem genetischen Algorithmus als Maß für die Fitness der Nachrichtensequenzen die Anzahl und/oder Schwere und/oder Art der bei deren Verarbeiten von dem Empfangsgerät erzeugten Fehlermeldungen verwendet. Dabei entspricht eine größere Anzahl und/oder eine größere Schwere von Fehlermeldungen und/oder eine gemäß einer vorgegebenen Hierarchie oder Rangliste oder Reihenfolge von Fehlermeldungsarten hierarchisch höher eingestufte, also entsprechend priorisierte oder zu priorisierende Art von Fehlermeldungen einer größeren Fitness. Für die Schwere der Fehlermeldungen kann ebenso eine entsprechende Hierarchie, Rangliste oder Reihenfolge vorgegeben sein, in der unterschiedliche Arten oder Eigenschaften oder Auswirkungen von Fehlermeldungen in vorgegebener Weise sortiert angegeben sein können. Es kann hier also vorgesehen sein, dass als Merkmal oder Kriterium für die Weiterverwendung einer Nachrichtensequenz in der jeweils nächsten Generation, also für das Überleben der Nachrichtensequenz im Rahmen des genetischen Algorithmus eine größere Anzahl oder Schwere von Fehlermeldungen oder eine hierarchisch höhere Einstufung in der Hierarchie oder Rangfolge von Fehlermeldungsarten ausschlaggebend ist.
Diese Merkmale oder Kriterien können dabei einzelnen oder in Kombination miteinander verwendet werden. Erzeugen also beispielsweise zwei unterschiedliche Nachrichtensequenzen die gleiche Anzahl von Fehlermeldungen, wobei die eine Nachrichtensequenz jedoch zu schwereren oder hierarchisch höher eingestuften Fehlermeldungen führt, so kann diese Fehlermeldung dann eine größere Fitness aufweisen und dementsprechend bevorzugt weiterverwendet werden, also beispielsweise in die nächste Generation von Nachrichtensequenzen übernommen werden oder einfließen.
Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann letztlich eine zu besonders wichtigen oder relevanten Fehlern führende Nachrichtensequenz besonders zuverlässig ermittelt werden. Dies kann eine Optimierung der Robustheit des jeweiligen Datenverarbeitungssystems mit priorisierte Bearbeitung oder Berücksichtigung besonders schwerer und/oder relevanter Fehler oder Schwachstellen ermöglichen. So kann beispielsweise ein weniger schwerer Fehler zu einer unerwarteten Verzögerung führen, ohne das grundsätzliche Funktionieren des Empfangsgeräts bzw. des Datenverarbeitungssystems zu stören oder zu verhindern. Ein schwerer Fehler oder eine schwerere Schwachstelle kann hingegen beispielsweise zu einer sicherheitsrelevanten Fehlfunktion oder zu einem harten Beenden oder Abbrechen einer Funktion oder eines Programmablaufs oder dergleichen führen. Somit kann durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch entsprechende Priorisierung von Fehlermeldungen eine entsprechend priorisierte Optimierung ermöglicht und damit letztlich eine besonders effizient und effektiv verbesserte Sicherheit und/oder Zuverlässigkeit des Datenverarbeitungssystems erreicht werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden durch den genetischen Algorithmus so lange neue Generationen, also neue variierte Nachrichtensequenzen erzeugt, bis ein vorgegebenes Konvergenzkriterium hinsichtlich der Fehlermeldungen und/oder hinsichtlich der fittesten Nachrichtensequenz und/oder ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist. Der genetischer Algorithmus bzw. das Erzeugen neuer Generationen oder Individuen, also neuer Nachrichtensequenzen wird also dann automatisch gestoppt, wenn das Konvergenzkriterium und/oder das Abbruchkriterium erfüllt ist, beispielsweise je nachdem, was zuerst eintritt. Im Zuge des Konvergenzkriteriums kann beispielsweise eine Konvergenz der Nachrichtensequenzen oder der Eigenschaften der Nachrichtensequenzen auf eine besonders problematische Nachrichtensequenz oder eine entsprechende Eigenschaft oder ein entsprechendes Set von Eigenschaften oder auf wenigstens einen Cluster von problematischen Nachrichtensequenzen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften überprüft werden. Dabei kann also beispielsweise ermittelt werden, ob die sich in dem genetischen Algorithmus durchsetzenden, also gemäß dem vorgegebenen Maß für die Fitness fittesten Nachrichtensequenzen über mehrere Generationen hinweg zumindest im Wesentlichen gleich bleiben.
Ein entsprechender Cluster, also eine Gruppierung von Nachrichtensequenzen und/oder Eigenschaften von Nachrichtensequenzen kann beispielsweise in einem entsprechenden abstrakten Vektor- oder Merkmalsraum entstehen bzw. identifiziert werden. Dazu kann eine Clusteranalyse angewendet werden. Das Konvergenzkriterium kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn über eine vorgegebene Anzahl von Generationen hinweg die fitteste Nachrichtensequenz oder deren Eigenschaft oder Eigenschaften innerhalb eines entsprechenden Clusters liegen oder bleiben. Ebenso können gegebenenfalls mehrere sich über mehrere Generationen hinweg herausbildende Cluster erkannt werden. Mehrere parallele Cluster können unterschiedliche Fehler oder Schwachstellen anzeigen. Diese können dann gegebenenfalls separat voneinander identifiziert und gegebenenfalls behoben werden.
Als Konvergenzkriterium bzw. als Relevanzkriterium für einen Cluster kann beispielsweise eine vorgegebene Mindestgröße bzw. eine vorgegebene Mindestanzahl von Fehlermeldungen und/oder Nachrichtensequenzen in einem Cluster verwendet oder berücksichtigt werden. Ein Cluster kann dann erst als solcher oder als relevant erkannt werden, wenn er die vorgegebene Mindestgröße erreicht, also - beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Maximalabstand zueinander - wenigstens die vorgegebene Mindestanzahl von Nachrichtensequenzen und/oder Fehlermeldungen enthält oder umfasst bzw. repräsentiert. Der entsprechende Abstand kann beispielsweise mittels eines abstrakten Abstandskriteriums, also beispielsweise als Mahalanobis-Abstand oder dergleichen bestimmt werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens anfallende Aufwand begrenzt bzw. vorgegeben werden. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend effektiv und effizient angewendet werden. Durch die vorgeschlagene Clusteranalyse können zudem gleichzeitig mehrere verschiedene Fehler oder Schwachstellen identifiziert werden. Dies kann ebenfalls zu einer verbesserten Effizienz der Robustheitsoptimierung beitragen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird - beispielsweise zusätzlich zu jeweiligen Anzahl der Fehlermeldungen - auch eine Art und/oder Schwere der Fehlermeldungen bzw. der diesen zugrunde liegenden Fehler erfasst. Die jeweilige Art und/oder Schwere der Fehlermeldungen wird dann in Kombination mit der jeweiligen Anzahl der Fehlermeldungen zum Bestimmen der problematischsten Nachrichtensequenz berücksichtigt. Beispielsweise können dazu die Fehlermeldungen entsprechend ihrer Art und/oder Schwere bzw. in Abhängigkeit davon gewichtet werden. Dazu kann beispielsweise jeweils die an anderer Stelle genannte Hierarchie oder Rangfolge oder Reihenfolge von Fehlermeldungen bzw. Fehlermeldungsarten verwendet oder zugrunde gelegt werden. Damit kann dann beispielsweise zumindest mathematisch betrachtet eine schwerere oder gemäß ihrer Art hierarchisch höher eingestufte oder zu priorisierende Fehlermeldung als mehr als eine Fehlermeldung gezählt werden auf andere Weise stärker in das Bestimmen der problematischsten Nachrichtensequenz einfließen als eine wenige schwere oder gemäß ihrer Art weniger hoch eingestufte oder nicht oder weniger zu priorisierende Fehlermeldung. Dies stellt eine einfache und praktikable Möglichkeit dar, eine nach jeweiligen Anforderungen individualisierte Priorisierung von Fehlern oder Schwachstellen zu realisieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein, insbesondere bestimmungsgemäß busbasiertes, Datenverarbeitungssystem. Die erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung weist eine Prozesseinrichtung, also beispielsweise einen Mikrochip, Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder dergleichen, und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher auf. Weiter weist die erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung wenigstens eine Schnittstelle zum Senden von Nachrichtensequenzen an ein Empfangsgerät und zum Empfangen von resultierenden Fehlermeldungen des bzw. eines Empfangsgeräts auf. Die erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung ist dabei zum, insbesondere automatischen oder teilautomatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann beispielsweise ein entsprechendes Betriebs- oder Computerprogramm, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahrensschritte, Abläufe oder Maßnahmen codiert oder implementiert in dem Datenspeicher gespeichert sein. Dieses Betriebs- oder Computerprogramm kann dann mittels der Prozesseinrichtung ausführbar sein, um die Ausführung des entsprechenden Verfahrens zu bewirken. Die erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Unterstützungseinrichtung sein oder dieser entsprechen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Cl-System für eine kontinuierliche Softwareintegration. Das erfindungsgemäße Cl-System umfasst eine erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung. Damit ist das erfindungsgemäße CI System dazu eingerichtet, eingehende bzw. erfasste Softwarekomponenten, also etwa entsprechenden Programmcode oder dergleichen, automatisch mittels der Unterstützungseinrichtung, also unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, auf Fehler oder eine Fehleranfälligkeit bzw. Robustheit zu überprüfen. Dazu können also durch die Unterstützungseinrichtung automatisch unterschiedliche Nachrichtensequenzen generiert und als Input an die jeweils eingehende oder erfasste Softwarekomponenten oder den jeweiligen Programmcode zur Verarbeitung gesendet werden. Ebenso kann das Cl- System dazu eingerichtet sein, mit der jeweiligen eingehenden oder erfassten Softwarekomponente bzw. dem jeweiligen Programmcode eine vorgegebene, beispielsweise in einem Datenspeicher des Cl-Systems hinterlegte Testversion einer umfassenderen Software und/oder ein für solche Testzwecke bereitgestelltes oder im bestimmungsgemäßen Einsatz an das Cl-System angebundenes Empfangsgerät oder Datenverarbeitungssystem zu aktualisieren und die generierten Nachrichtensequenzen an diese Software und/oder dieses Empfangsgerät zu senden. Resultierende Fehlermeldungen können dann automatisch durch die Unterstützungseinrichtung erfasst werden.
Weiter ist das erfindungsgemäße Cl-System dazu eingerichtet, für den Fall, dass bei dem Überprüfen keine Fehlermeldung entsteht bzw. erfasst wird, die jeweilige Softwarekomponente zur Integration freizugeben, also beispielsweise auszuliefern und/oder automatisch in ein entsprechendes Produktivsystem zu integrieren.
Weiter ist das erfindungsgemäße Cl-System dazu eingerichtet, für den Fall, dass bei dem Überprüfen wenigstens eine Fehlermeldung entsteht bzw. erfasst wird, die jeweilige Softwarekomponente zurückzuweisen und automatisch einen entsprechenden Bericht zu erstellen. Ein solcher Bericht kann dabei insbesondere auch die jeweils bestimmte problematischste Nachrichtensequenz umfassen, beispielsweise zusammen mit den korrespondierenden Fehlermeldungen. Der jeweilige Bericht kann beispielsweise in einem Datenspeicher des Cl-Systems hinterlegt und/oder über eine entsprechende Schnittstelle ausgegeben und/oder als E-Mail oder dergleichen versendet werden und/oder dergleichen mehr. Durch das erfindungsgemäße Cl-System kann somit eine kontinuierliche Softwareintegration auf besonders sichere und zuverlässige Weise implementiert oder realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Cl-System kann auch dazu eingerichtet sein, die jeweils bestimmte problematischste Nachrichtensequenz für eine zurückgewiesene Softwarekomponente zu speichern, beispielsweise versehen mit einer entsprechenden Zuordnung oder Identifikation. Diese Nachrichtensequenz kann dann, wenn beispielsweise eine neue Version oder Revision der jeweiligen Softwarekomponente eingeht bzw. erfasst wird, bei deren Überprüfen verwendet werden. Beispielsweise kann die jeweils zuvor bestimmte problematischste Nachrichtensequenz als erste Nachrichtensequenz zum Überprüfen der neuen Softwarekomponenten bzw. der entsprechend aktualisierten Software verwendet werden. Gegebenenfalls kann die jeweilige Nachrichtensequenz als Ausgangspunkt für das Generieren weiterer Nachrichtensequenzen und/oder als zumindest ein Teil einer ersten Generation für den im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten genetischen Algorithmus verwendet werden. Das Cl-System kann also dazu eingerichtet sein, auf ein Zurückweisen einer Softwarekomponente hin automatisch jeweils einen neuen bzw. zukünftigen Freigabetest zu erzeugen, insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen problematischsten Nachrichtensequenz bzw. einem damit gefundenen Muster von Nachrichtensequenzeigenschaften und/oder Fehlermeldungen. Damit können entsprechende Freigabe- oder Releasetests zumindest teilweise automatisiert und somit die kontinuierliche Softwareintegration nicht nur besonders sicher und robust, sondern auch besonders effizient implementiert oder realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Cl-System kann auch ein CD-System (CD: Continuous Delivery) oder ein Teil eines CD-Systems sein.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 eine beispielhafte schematische Darstellung einer Nachrichtensequenz für ein Datenverarbeitungssystem;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Erzeugung unterschiedlicher Nachrichtensequenzen mittels eines genetischen Algorithmus; und
Fig. 3 eine beispielhafte schematische Übersichtsdarstellung zur Veranschaulichung eines Cl-Systems mit integrierter Robustheitsoptimierung.
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Von mehrfach vorhandenen gleichen oder gleichartigen Elementen ist der Übersichtlichkeit halber zum Teil nur eine repräsentative Auswahl explizit gekennzeichnet.
Ein Beispiel für eine Software- oder Datenverarbeitungsanwendung, bei der Fehler auch aus Sicherheitsgründen möglichst vermieden werden sollen, ist das Bestimmen und Ausgeben einer lokal zulässigen Höchstgeschwindigkeit durch ein entsprechendes Assistenzsystem eines Kraftfahrzeugs. Ein solches Assistenzsystem kann zum Bestimmen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit beispielsweise Kartendaten in einem entsprechenden Steuergerät empfangen und verarbeiten. Solche Kartendaten können beispielsweise von einem Navigationsgerät über einen Datenbus, also als Busnachrichten an das Steuergerät gesendet werden. Dafür kann beispielsweise das ADAS-Protokoll verwendet werden. Dieses Protokoll kann jedoch anfällig oder sensitiv sowohl für Fehler bzw. unerwartete Abweichungen oder Variationen im Timing entsprechender Nachrichten, also entsprechender Datenpakete oder dergleichen als auch für die Reihenfolge von Nachrichten oder Datenpaketen sein. Sobald es zu solchen Fehlern oder Abweichungen kommt, kann das Steuergerät die entsprechende Nachricht oder die entsprechenden Nachrichten gegebenenfalls nicht korrekt verarbeiten und dementsprechend eine Fehlermeldung 15 (siehe Fig. 3) ausgeben, insbesondere über den Datenbus.
Dafür letztlich verantwortliche zugrundeliegende Fehler oder Schwachstellen, beispielsweise in einem entsprechenden Quellcode des Steuergeräts können jedoch schwierig und aufwendig zu identifizieren sein. Um dies zu erleichtern, kann eine - insbesondere zumindest - teilautomatisierte Unterstützung, beispielsweise basierend auf einem vorgegebenen genetischen Algorithmus angewendet werden.
Ein solcher genetischer Algorithmus kann unterschiedliche Nachrichten erzeugen, die dann an das Steuergerät gesendet werden können, um zu überprüfen, ob es damit zu Fehlermeldungen 15 kommt. Fig. 1 zeigt eine beispielhafte schematische Darstellung einer entsprechenden Nachrichtensequenz 1. Die Nachrichtensequenz 1 umfasst hier mehrere Einzelnachrichten 2 mit einem jeweils dazwischenliegenden zeitlichen Abstand 3. Die Einzelnachrichten 2 können beispielsweise Signale oder Datenblöcke von unterschiedlichen Funktionen und/oder Einrichtungen sein, die bestimmungsgemäß in einer vorgegebenen Reihenfolge und mit bestimmten zeitlichen Abständen 3 zueinander über den Datenbus gesendet werden sollen. Es kann jedoch in entsprechenden Steuergerätelandschaften, die mehrere Steuergeräte oder auch sonstige Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren oder dergleichen, umfassen, die über einen Datenbus miteinander verbunden sind und mit fehlersensitiven Busnachrichten kommunizieren, ein Problem sein, Fehler oder Schwachstellen in der Verarbeitung dieser Busnachrichten festzustellen. Dies kann dadurch bedingt sein, dass oftmals Timingprobleme, also beispielsweise unterschiedliche zeitliche Abstände 3 zwischen den Einzelnachrichten 2 auftreten können, die schwierig zu erkennen und zu reproduzieren sein können.
Die zeitlichen Abstände 3 der Nachrichtensequenz 1 können hier also unterschiedlich bzw. variiert sein und es können durch den genetischen Algorithmus letztlich eine Vielzahl solcher Nachrichtensequenzen 1 mit unterschiedlich variierten zeitlichen Abständen 3 zwischen den Einzelnachrichten 2 generiert werden. Die Nachrichtensequenzen 1 können dabei durch eine jeweilige Gensequenz beschrieben werden, die durch die jeweilige Folge von zeitlichen Abständen 3 der jeweiligen Nachrichtensequenz 1 bestimmt oder definiert sein kann.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt Fig. 2 eine beispielhafte schematische Übersicht mehrerer entsprechender Individuen 4, auf die der genetische Algorithmus angewendet werden kann. Die Individuen 4 sind hier durch ihre Gensequenzen, also eine jeweilige Folge von Abständen 3 definiert. Verschiedene Individuen 4 können Gemeinsamkeiten und/oder Unterschiede aufweisen. Eine Gemeinsamkeit zwischen zwei Individuen 4 kann beispielsweise darin bestehen, dass an derselben Position in der jeweiligen Gensequenz derselbe zeitliche Abstand 3 steht. Dabei können aber sämtliche zu den Individuen 4 korrespondierende Nachrichtensequenzen 1 hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Formalkriteriums gleich und korrekt sein, also beispielsweise sämtliche in dem jeweiligen Anwendungsfall erwarteten Einzelnachrichten 2 in einer vorgegebenen korrekten Reihenfolge aufweisen. Dementsprechend können die Individuen 4 also beispielsweise sämtlich die gleiche Anzahl von Genen, also einzelnen Abständen 3 aufweisen.
Im Rahmen des genetischen Algorithmus können verschiedene Individuen 4 miteinander kombiniert und - beispielsweise zufällige - Mutationen, also Veränderungen eines oder mehrerer Abstände 3 eines Individuums 4 erzeugt werden. Um dabei zwischen schwachen und fitten Individuen 4 zu unterscheiden, kann für jedes Individuum 4 ein jeweiliges Fitnessmaß bzw. eine jeweilige Fitness bestimmt werden. Dazu kann beispielsweise mit der Gensequenz eines jeden Individuums 4 die entsprechende Nachrichtensequenz 1 erzeugt und an das Steuergerät gesendet werden, insbesondere mehrfach hintereinander. Es können dann die dabei für jede Nachrichtensequenz 1 resultierenden, also bei dem Verarbeiten der jeweiligen Nachrichtensequenz 1 von dem Steuergerät erzeugten Fehlermeldungen 15 erfasst werden. Basierend auf diesen Fehlermeldungen 15, insbesondere deren Anzahl oder auch deren Art und/oder Schwere, kann dann das Fitnessmaß bzw. die Fitness der jeweiligen Nachrichtensequenz 1 und damit auch des entsprechenden Individuums 4 für den genetischen Algorithmus bestimmt werden.
Basierend auf der jeweiligen Fitness können fitte oder relativ zu anderen Individuen 4 fittere Individuen 4 oder deren Gene bei dem genweisen Paaren gegenüber schwachen, also weniger fitten Individuen 4 bevorzugt werden. Durch ein solches Paaren sowie gegebenenfalls Mutationen, also Veränderungen einzelner Abstände 3 kann mittels des genetischen Algorithmus eine neue Generation von Individuen 4 erzeugt werden. Die zu diesen Individuen 4 der jeweils neuen Generation korrespondierenden Nachrichtensequenzen 1 können dann ebenfalls an das Steuergerät gesendet werden, um resultierende Fehlermeldungen 15 zu erfassen und darauf basierend die jeweilige Fitness der Individuen 4 der neuen Generation zu bestimmen. Beispielsweise können als Ausgangsbasis zunächst 100 unterschiedliche Individuen 4 erzeugt werden, die dann jeweils 10-mal an das Steuergerät gesendet werden können. Je nach Anwendungsfall können hier aber ebenso andere Werte verwendet werden. Der genetischer Algorithmus kann darauf basierend dann beispielsweise so lange angewendet werden, bis sich eine Konvergenz auf ein bestimmtes Individuum 4 oder einen Cluster von Individuen 4 ergibt, womit beispielsweise besonders zuverlässig besonders viele und/oder schwere Fehlermeldungen 15 produziert bzw. veranlasst werden können.
Zur weiteren Veranschaulichung der Anwendung eines solchen genetischen Algorithmus zur Robustheitsoptimierung eines Datenverarbeitungssystems zeigt Fig. 3 eine beispielhafte schematische Übersichtsdarstellung eines Cl-Systems 5. Das Cl-System 5 weist hier schematisch angedeutet eine oder mehr Schnittstellen 6, einen Prozessor 7 und einen Datenspeicher 8 auf. In diesem Datenspeicher 8 kann beispielsweise ein entsprechendes Testprogramm 9 gespeichert sein, das den genetischen Algorithmus umfasst oder implementiert. Selbstverständlich können in dem Datenspeicher 8 weitere Daten, Softwarekomponenten, Computerprogramme und/oder dergleichen mehr gespeichert sein.
Das Cl-System 5 kann beispielsweise ein Softwarekomponentenkandidat 10 über die Schnittstelle 6 erfassen. Bei dem Softwarekomponentenkandidaten 10 kann es sich beispielsweise um neuen oder aktualisierten Programmcode handeln, der in eine mittels des Cl-Systems 5 gepflegte Software oder ein entsprechendes Datenverarbeitungssystem eingepflegt werden soll. Anstatt dies unmittelbar durchzuführen, kann dieser Softwarekomponentenkandidat 10 jedoch zunächst in der beschriebenen Weise getestet werden. Dazu kann der Softwarekomponentenkandidat 10 beispielsweise zunächst auf ein vorgegebenes Testgerät 11 aufgespielt werden. Das Testgerät 11 kann dazu beispielsweise eine Testgerätschnittstelle 12, einen Testgerätprozessor 13 und einen Testgerätdatenspeicher 14 aufweisen. Das Testgerät 11 kann beispielsweise dem zuvor genannten Steuergerät entsprechen.
Beispielsweise kann das Testgerät 11 über eine Ethernetverbindung an das Cl-System 5 angebunden sein. Darüber kann das Cl-System 5 die mittels des genetischen Algorithmus generierten unterschiedlichen Nachrichtensequenzen 1 zur Verarbeitung an das Testgerät 11 senden, beispielsweise über das SomelP-Protokoll oder dergleichen. Gegebenenfalls resultierende Fehlermeldungen 15 können von dem Cl-System 5 erfasst und durch das Testprogramm 9 wie beschrieben berücksichtigt werden. Dabei kann das Testprogramm 9 also beispielsweise basierend auf den erfassten Fehlernachrichten 15 die Timings, also die Abstände 3 der Nachrichtensequenzen 1 anpassen. Dies kann so lange fortgeführt werden, bis ein endgültiges problematischstes Individuum 4 bzw. eine entsprechende Nachrichtensequenz 1 oder ein endgültiges Fehlermuster gefunden wurde. Je nach Ergebnis des Testprogramms 9, also der Anwendung des genetischen Algorithmus kann das Cl-System 5 eine entsprechende Ausgabe 16 ausgeben. Wurden keine Fehlermeldungen 15 erfasst, so kann es sich bei der Ausgabe 16 beispielsweise um den Softwarekomponentenkandidaten 10 handeln, der damit beispielsweise freigegeben bzw. eingepflegt werden kann. Wurden hingegen Fehlermeldungen 15 erfasst, so kann als Ausgabe 16 beispielsweise ein entsprechender Report oder Bericht ausgegeben werden. Damit können beispielsweise der Softwarekomponentenkandidat 10, die mittels des Testprogramms 9 bestimmte problematischste Nachrichtensequenz 1 und die beim Verarbeiten dieser Nachrichtensequenz 1 durch das Testgerät 11 erzeugten Fehlermeldungen 15 angegeben oder ausgegeben werden. Eine solche Ausgabe 16 kann eine Analyse der zugrunde liegenden Fehler oder Schwachstellen des Testgeräts 11 unterstützen, beispielsweise in dem damit gezielt ein entsprechendes Problem, etwa in einer rechnergestützten Debugging-Umgebung oder dergleichen, reproduziert werden kann.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie ein Verfahren zum Identifizieren von Fehlern oder Schwachstellen, wie etwa Timingproblemen, in Systemen, die über eine Verarbeitung von Nachrichten eine Rückmeldung, etwa in Form der Fehlermeldungen 15, geben, realisiert werden kann, um damit die Analyse von entsprechendem Quellcode zu erleichtern und damit letztlich zur Verbesserung der Robustheit entsprechendes Fehlerverhalten, beispielsweise in eingebetteten Systemen oder Steuergeräten oder dergleichen, zu beheben. Dabei können beispielsweise mittels eines genetischen Algorithmus timingbasierte Fehler in reihenfolgenabhängigen busbasierten Datenverarbeitungssystemen gefunden werden.
Bezugszeichenliste
1 Nachrichtensequenz
2 Einzelnachrichten
3 Abstand
4 Individuum
5 Cl-System
6 Schnittstelle
7 Prozessor
8 Datenspeicher
9 Testprogramm
10 Softwarekomponentenkandidat
11 Testgerät
12 T estgerätschnittstelle
13 T estgerätprozessor
14 T estgerätdatenspeicher
15 Fehlermeldungen
16 Ausgabe

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein bestimmungsgemäß busbasiertes Datenverarbeitungssystem, wobei
- unterschiedliche Nachrichtensequenzen (1) generiert werden,
- die Nachrichtensequenzen (1) nacheinander an ein Empfangsgerät (11) gesendet werden, das zum Verarbeiten solcher Nachrichtensequenzen (1) eingerichtet ist,
- für jede Nachrichtensequenz (1) jeweils auf diese hin von dem Empfangsgerät (11) erzeugte Fehlermeldungen (15) erfasst werden, und
- in Abhängigkeit von den Anzahlen der jeweils erzeugten Fehlermeldungen (15) eine der Nachrichtensequenzen (1) als problematischste Nachrichtensequenz (1 , 16) eingestuft und ausgegeben wird als Basis für eine entsprechende Fehlerbehebung.
2. Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die generierten Nachrichtensequenzen (1) dieselben Einzelnachrichten (2) enthalten, aber in zeitlichen Abständen (3) zwischen diesen Einzelnachrichten (2) variieren.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nachrichtensequenz (1) mehrfach an das Empfangsgerät (11) gesendet wird und jeweils alle dabei auftretenden Fehlermeldungen (15) zum Bestimmen der problematischsten Nachrichtensequenz (1, 16) berücksichtigt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Nachrichtensequenzen (1) mittels eines vorgegebenen genetischen Algorithmus (9) generiert werden, insbesondere unter Anwendung von Paarung und Mutationen über mehrere Generationen hinweg.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem genetischen Algorithmus (9) als jeweilige Gensequenz der Nachrichtensequenzen (1) eine jeweilige Folge der zeitlichen Abstände (3) zwischen in der jeweiligen Nachrichtensequenz (1) enthaltenen Einzelnachrichten (2) verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem genetischen Algorithmus (9) als Maß für die Fitness der Nachrichtensequenzen (1) die Anzahl und/oder Schwere und/oder Art der bei deren Verarbeiten erzeugten Fehlermeldungen (15) verwendet wird, wobei eine größere Anzahl und/oder eine größere Schwere von Fehlermeldungen (15) und/oder eine gemäß einer vorgegebenen Hierarchie von Fehlermeldungsarten hierarchisch höher eingestufte Art von Fehlermeldungen (15) einer größeren Fitness entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den genetischen Algorithmus (9) so lange neue Nachrichtensequenzen (1) erzeugt werden, bis ein vorgegebenes Konvergenzkriterium hinsichtlich der Fehlermeldungen (15) und/oder hinsichtlich der fittesten Nachrichtensequenz (1) und/oder ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine Art und/oder Schwere der Fehlermeldungen (15) erfasst und in Kombination mit der Anzahl der Fehlermeldungen (15) zum Bestimmen der problematischsten Nachrichtensequenz (1, 16) berücksichtigt wird.
9. Unterstützungseinrichtung zum Unterstützen einer Robustheitsoptimierung für ein Datenverarbeitungssystem, aufweisend eine Prozessoreinrichtung (7) und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher (8) sowie wenigstens eine Schnittstelle (6) zum Senden von Nachrichtensequenzen (1) an ein Empfangsgerät (11) und zum Empfangen von Fehlermeldungen (15) eines Empfangsgeräts (11), wobei die Unterstützungseinrichtung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist. Cl-System (5) für eine kontinuierliche Softwareintegration, das eine Unterstützungseinrichtung nach Anspruch 9 umfasst und dazu eingerichtet ist,
- eingehende Softwarekomponenten (10) automatisch mittels der Unterstützungseinrichtung auf Fehleranfälligkeit zu überprüfen,
- wenn bei dem Überprüfen keine Fehlermeldung (15) erfasst wird, die jeweilige Softwarekomponente (10) zur Integration freizugeben, - wenn bei dem Überprüfen wenigstens eine Fehlermeldung (15) erfasst wird, die jeweilige Softwarekomponente (10) zurückzuweisen und automatisch einen entsprechenden Bericht (16), der auch die bestimmte problematischste Nachrichtensequenz (1, 16) umfasst, zu erstellen auszugeben.
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