Wie die Systemrekonfiguration organisiert ist
Sechs ROS2-Frameworkmodule, ein Konfigurationskatalog und drei unabhängige Echtzeitbedingungen. Architektur und Zeitanalyse werden in Kapitel 4 der Dissertation beschrieben.
§ 4.2–4.7 · ARCHITEKTUR
Mehr als Umschalten. Ein vollständiger Regelkreis.
Das System wird auf vier Abstraktionsebenen betrachtet: Mission → Funktion → Dienst → Ressource. Sechs Module übernehmen Zustandsbewertung, Entscheidungsfindung, sichere Umschaltung und Stabilitätsprüfung.
| Modul | Aufgabe |
|---|---|
| HealthMonitor | Bewertet den Zustand physischer Ressourcen und Diagnosedaten. |
| DecisionEngine | Wählt eine zulässige Konfiguration für Mission und Systemzustand. |
| ReconfigManager | Organisiert Übergänge, Hot Standby und Rollback. |
| StabilityAnalyzer | Prüft die Stabilitätsbedingungen für Konfigurationen und Übergänge. |
| ConfigStore | Verwaltet den Katalog verfügbarer, verifizierter Konfigurationen. |
| SafetySupervisor | Überwacht unabhängig die Sicherheit und unzulässige Betriebsarten. |
§ 4.10 · ECHTZEITANALYSE
Was die Zeitanalyse tatsächlich zeigt
Funktionale Korrektheit allein garantiert keine rechtzeitige Reaktion. Die Dissertation untersucht die Planbarkeit von Aufgaben, die Reaktion auf einzelne Ausfälle und die Zulässigkeit wiederholter Rekonfigurationen.
| Eigenschaft | Ergebnis / Anforderung | Interpretation |
|---|---|---|
| Planbarkeit | U = 0,396; Grenze 0,735 | Die hinreichende Planbarkeitsbedingung wird für den festgelegten Aufgabensatz erfüllt. |
| Antwortzeit | max R/D = 0,176 | Alle modellierten Aufgaben halten ihre Fristen ein. |
| Reaktion in DEGRADED | 54,80 ms; gefordert 50 ms | Das derzeitige Zeitbudget erfüllt diese Anforderung nicht. |
| Hot-Standby-Umschaltung | 35 ms; erforderlich ≤ 30,2 ms | Die Umschaltzeit muss verkürzt werden, statt die Anforderung zu lockern. |
Drei unabhängige Bedingungen: Einhaltung der Fristen, Ende-zu-Ende-Reaktionszeit und Mindestabstand zwischen aufeinanderfolgenden Rekonfigurationen (Gleichung 4.106).
Quelle: D. O. Humennyi, Dissertation, §§ 4.2–4.7, 4.10.3–4.10.6, Gleichungen (4.98)–(4.106). Die Werte beziehen sich auf das spezifizierte analytische Modell, nicht auf beliebige Hardware.
Softwarereferenz, Verifikation und Hardwarepfad
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Vier Laufzeitfragen.
Stufe 2 beginnt erst, nachdem das Softwaremodell gegen die mathematische Spezifikation verifiziert wurde.
Referenzsoftware: C++-Kern → ROS 2.
Strecke, Health, Leistungsfähigkeit, Entscheidung, Stabilität und Rekonfiguration bleiben unabhängig von ROS 2.
Geplanter Hardwarepfad: RISC-V → SoC IP.
Leistungsfähigkeit, Stabilität und Übergangsüberwachung wandern aus der Software-Referenz, die Schnittstellen bleiben gleich.
Was muss vor der nächsten Stufe nachgewiesen sein?
Die Implementierung muss innerhalb definierter Fehlergrenzen zum mathematischen Golden Model bleiben.