Motivation
Das Internet der Dinge (Internet-of-Things – IoT) bildet die Grundlage für intelligente vernetzte Innovationen im privaten und industriellen Bereich insbesondere im Sinne der deutschen Industrie 4.0-Strategie. Das zukünftige IoT besteht hierbei aus einer Menge von vernetzten Knoten mit Sensoren und Aktoren, die auf einer Vielzahl von elektronischen Komponenten mit zum Teil extrem geringem Energieverbrauch basieren. Den eigentlichen Kern dieser Geräte bildet Software, die auch die Konfigurierbarkeit und Adaptierbarkeit eines IoT-Knotens gewährleistet. Daneben stellt die Software den Betrieb des Knotens im Netzwerk, z.B. durch Echtzeit-Betriebsfunktionen, Remote-Update- und Sicherheits-Mechanismen bereit. Die extrem beschränkt zur Verfügung stehende Hardware und die hohen Betriebsanforderungen üben hierbei großen Druck auf die IoT-Software-Entwicklung aus. Heute verwendete Ansätze aus dem Standardsoftwareentwurf sowie dem Entwurf eingebetteter Systeme sind für zukünftige IoT-Knoten daher absehbar nicht wettbewerbsfähig.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Forschungsvorhabens COMPACT ist es, einen schnellen, effizienten und strukturierten Softwareentwurf von extrem kleinen IoT-Knoten zu entwickeln. Dazu werden im Projekt neue Mechanismen für die automatische Software-Generierung für IoT-Knoten mit extrem kleinen Speicherbedarf und extrem hoher Energieeffizienz erforscht. Der Lösungsansatz sieht einen modellgetriebenen Entwurfsprozess vor, bei dem mittels einer domänenspezifischen Beschreibungssprache für IoT-Plattformen (IoT-PML) und neuartigen Software-Code-Generatoren die automatisierte Erzeugung von extrem schlanker IoT-Software erreicht wird. Durch einen skalierbaren Ansatz sollen mittels sorgfältig entwickelter Meta-Modelle und Generatoren sowie umfassend und formal beschriebener Schnittstellen einzeln generierte Softwarestücke zu einer kompletten Lösung zusammenzufügt werden.
Innovationen und Perspektiven
Die Projektergebnisse werden die Entwicklung von IoT-Software wesentlich beschleunigen und deutlich effizienter gestalten. Anwender wie die Infineon Technologies AG und die Robert Bosch GmbH werden die Methoden in ihre Entwurfsprozesse einfließen lassen. Damit wird die Wettbewerbsfähigkeit bei der Entwicklung von IoT-Geräten am Standort Deutschland erheblich gesteigert. Darüber hinaus sind höhere Variabilität und Anpassbarkeit von Produkten und bessere Sicherheit durch nachladbare Software weitere Vorteile, die aus den Ergebnissen des COMPACT-Projekts gezogen werden.