TwinSpace

In der modernen Softwareentwicklung sind Continuous-Integration- und Continuous-Deployment-(CI/CD-)Pipelines unverzichtbar, um Codequalität sicherzustellen und Entwicklungszyklen zu beschleunigen. In der Embedded-Programmierung – insbesondere im Automotive-Bereich – gestaltet sich die Umsetzung dieser Prinzipien jedoch schwierig, da Hardwareabhängigkeiten und eingeschränkte Laufzeitumgebungen besondere Anforderungen stellen.
Das Forschungsprojekt TwinSpace setzt genau hier an: Es integriert CI-Praktiken in den Entwicklungsprozess eingebetteter Systeme und ermöglicht automatisierte Leistungsanalysen bereits in frühen Entwicklungsphasen – noch bevor ausführbarer Code vorliegt. Durch die automatisierte Messung von Laufzeitparametern und die Bereitstellung hardwarebezogener Einblicke fördert TwinSpace eine datengetriebene Hardwareauswahl und macht Leistungsengpässe frühzeitig sichtbar.
Damit leistet TwinSpace einen wichtigen Beitrag zur Transformation klassischer Embedded-Entwicklung hin zu einer modernen, effizienten und transparenten Softwareentwicklung für eingebettete Systeme.

Automotive-Software folgt weiterhin langen V-Modell-Zyklen, bei denen zentrale Designentscheidungen erst spät validiert werden. Das führt zu langsamen Feedbackschleifen und teurer Nacharbeit. Rapid Prototyping verkürzt diesen Zyklus, indem Algorithmen und Lastverhalten frühzeitig evaluiert werden – idealerweise über mehrere Zielplattformen hinweg. Das vorgeschlagene „TwinSpace“ ermöglicht dies über digitale Zwillinge, die mit einer Load Profile Description Language (LPDL) beschrieben werden. Damit können Teams Komponenten virtualisieren und realistische Ausführungsprofile testen, ohne ein vollständiges System zu integrieren. Plattformoptionen lassen sich so einfacher vergleichen, Performance-Auswirkungen bewerten und Ressourcen von Beginn an optimieren. TwinSpace ist prozessunabhängig, schließt aber im V-Modell gezielt die Lücke zwischen linker und rechter Seite. Ergebnis: frühere Validierung, plattformunabhängiges virtuelles Prototyping und höhere Sicherheit – mehr Agilität in ansonsten starren Entwicklungsrahmen.

Um die nichtfunktionalen Charakteristiken von Softwaresystemen bewerten zu können, müssen die einzelnen Softwarekomponenten in ein Gesamtsystem integriert werden. Dies geht im TwinSpace-Universum vergleichsweise einfach – die Zwillinge sind funktional unabhängig voneinander und liegen als integrierbare C-Codes vor. Um dem Originalsystem nahe genug zu kommen, müssen allerdings die OS- und Middleware-Schichten nachgebaut werden.

Software-Zwillinge ermöglichen die Integration neuer Softwarekomponenten selbst in Entwicklungsphasen in denen sowohl Vertraulichkeit als auch Flexibilität erforderlich ist. Ihre Effektivität hängt im besonderen Maße von ihrer Fähigkeit ab den Ressourcenverbrauch des Originalsystems abzubilden. Die genaue Nachahmung des Zeitverhaltens von Instruktionen, Speicherzugriffsmustern und Aufgabenplanung ist keine triviale Angelegenheit.