Adaptive, vernetzte, eingebettete Systeme: Modellierung des Energiebedarfs

Beschreibung

Heutige Computersysteme können direkt in technische Systeme integriert werden, da sie immer kompakter und kostengünstiger werden. Diese integrierten Systeme werden als eingebettet bezeichnet und sind beispielsweise in Automobilen, Flugzeugen und Industrieanlagen zahlreich zu finden. Eingebettete Systeme kommunizieren heutzutage i.d.R. miteinander und erfüllen gemeinsam - als sog. vernetztes, eingebettetes System - Aufgaben wie Steuerung oder Überwachung. Da immer mehr Funktionen mithilfe von Software realisiert werden, steigt der Energiebedarf dieser Systeme. Zukünftig werden diese Systeme adaptiv sein, so dass temporär nicht benötigte Funktionen deaktiviert und der Energiebedarf reduziert werden kann. In der vorliegenden Arbeit wird ein Energiemodell entwickelt, welches es ermöglicht, den Energiebedarf eines eingebetteten Systems abzuschätzen. Da sich die Komponenten des Systems hinsichtlich des Energiebedarfs gegenseitig beeinflussen, muss die Adaptivität unter Berücksichtigung des gesamten Systems spezifiziert werden. Dies stellt aufgrund der begrenzten Informationen für die Modellierung des Systems zum Zeitpunkt der Spezifikation der Adaptivität eine besondere Herausforderung dar. Die in der vorliegenden Arbeit betrachteten Systeme sind adaptiv, vernetzt und eingebettet und werden als adaptive, vernetzte, eingebettete Systeme bezeichnet. Zur Abschätzung des Energiebedarfs solcher Systeme wird in der vorliegenden Arbeit ein Energiemodell entwickelt, welches den Energiebedarf von Adaptivität wie auch deren Einfluss auf den Energiebedarf der Komponenten des Systems berücksichtigt. Die für das Modell notwendigen Parameter, wie bspw. der Energiebedarf von Sensoren und Aktuatoren, können größtenteils durch bestehende Verfahren bestimmt werden, wie bspw. mithilfe der sog. Aktor-orientierten Methodik. Für die Modellparameter der Kommunikationsnetzwerke und Software-Komponenten existierten hingegen keine für die vorliegende Arbeit geeigneten Verfahren, um den Energiebedarf ermitteln zu können, so dass diese Parameter modelliert und evaluiert werden und anschließend in das entwickelte Energiemodell einfließen. Die Überführung des Modells in die Praxis wird anhand eines Anwendungsbeispiels demonstriert.

Autor*in

Patrick Heinrich

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Energiebedarf Adaptivität Eingebettete Systeme

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