JamaicaVM Echtzeittechnologie im HIJA-Projekt

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16-Feb-07

JamaicaVM Echtzeittechnologie im HIJA-Projekt

Karlsruhe, 16, Februar 2007.

Karlsruhe, 16. Februar 2007. Mit dem erfolgreichen Abschluss des HIJA-Projekts bietet die aicas GmbH nun neue Werkzeuge und Techniken für die Entwicklung von Echtzeitsystemen in Java. Die JamaicaVM erwies sich in dem Projekt als zuverlässige Grundlage. aicas' Echtzeit Java Technologie wurde im HIJA Projekt erweitert um statische Analysewerkzeuge zur Entdeckung von Laufzeitfehlern, Bestimmung des Ressourcenbedarfs (Heap und Stack), sowie für Debugging und Monitoring zur Laufzeit.

Mit Hilfe einer Datenflussanalyse (DFA) kann die Anwendung auf mögliche Programmierfehler untersucht werden. Die DFA bestimmt alle Werte, die jede Variable annehmen kann. Damit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass keine unbehandelten Exceptions geworfen werden, keine Deadlocks auftreten, und die Ceiling Priorities korrekt verwendet werden. Aufbauend auf der DFA wurden Werkzeuge entwickelt, die den Speicherbedarf analysieren und den maximalen Heap und Scoped-Memory Bedarf, sowie den maximal ben?tigten Stack für alle Threads der Anwendung bestimmen.

Laufzeit-Debugging und -Monitoring werden jetzt durch die Implementierung des Java Virtual Machine Toolkit Interface (JVMTI) unterstützt. Über diese Schnittstelle können externe Debugging- und Monitoring-Werkzeuge wie beispielsweise Eclipse angebunden werden. Dar?ber k?nnen Java-Threads angehalten und weiterlaufen gelassen werden, Breakpoints gesetzt, und das Programm schrittweise ausgeführt werden. JVMTI ist eine offene Schnittstelle zum direkten Zugriff in die Java VM. Durch sie können Zulieferer unabhängige Agenten bereitstellen, die an spezielle Aufgaben und eingebettete Umgebungen angepasst sind.

Im HIJA Projekt leitete aicas die Entwicklung einer Spezifikation für sicherheitskritisches Java, das auf einer Untermenge der Echtzeitspezifikation f?r Java (RTSJ) basiert. Unter der Nummer JSR 302 beschäftigt sich eine Gruppe im Java Community Process mit einer Spezifikation für Sicherheitskritisches Java. Diese Gruppe hat unter der Leitung der Open Group (www.opengroup.org) unlängst entschieden, die HIJA Ergebnisse als Grundlage ihrer Arbeit weiter zu verwenden. Der aktuelle JSR 302 Entwurf empfiehlt eine speziell auf die Bedürfnisse in sicherheitskritischen Anwendungen ausgerichteten Untermenge der Java Bibliotheken. Als Schutz vor Priority Inversion setzt er auf das "Priority Ceiling"-Emulationsprotokoll, das auch Teil der RTSJ ist. Das Speichermodell wurde stark eingeschränkt. So gibt es beispielsweise weder Speicherbereinigung noch Java Heap. Stattdessen kommen die ebenfalls aus RTSJ bekannten Immortal Memory und Scoped Memory zum Einsatz. Ziel ist es, dass Java Anwendungen, die konform zu Safety Critical Java geschrieben werden, nach dem Sicherheitsstandard DO-178B zertifiziert werden können. Im Rahmen von HIJA wurde außerdem die JamaicaVM auf ein ARINC 653 System portiert.

Auf der 4. Tagung zu Java-Technologien für Echtzeit- und eingebettete Systeme - JTRES'2006 haben Mitarbeiter zwei Veröffentlichungen präsentiert, in denen die HIJA Werkzeuge vorgestellt wurden: "Proving the Absence of RTSJ Related Runtime Errors through Data Flow Analysis" (Beweis der Laufzeitfehlerfreiheit von RTSJ Programmen durch Datenflussanalyse) und "Provably Correct Loops Bounds for Realtime Java Programs" (Beweisbar korrekte Schleifengrenzen für Echtzeit-Javaprogramme), worin die Autoren eine Methodik präsentieren, die Datenflussanalyse mit deduktiver, formaler Verifikation kombiniert, um allgemeingültige Schleifengrenzen zu erkennen.

Über die aicas GmbH (www.aicas.com)

Die aicas GmbH ist Hersteller moderner Softwareentwicklungswerkzeuge insbesondere für Embedded Systeme und zeitkritische Steuerungssysteme. Wichtigstes Produkt ist die echtzeitfähige Java Entwicklungsumgebung JamaicaVM, einer der ersten Implementierungen der Realtime Specification for Java. Die aicas GmbH wurde 2001 mit Sitz in Karlsruhe gegründet. Es existieren Niederlassungen in den USA und in Japan. Wichtige Kunden sind EADS, Siemens, Boeing und die Weltraumbehörden ESA und JAXA.

Über die JamaicaVM

JamaicaVM ist eine Java-Implementierung für tief eingebettete und zeitkritische Systeme. JamaicaVM basiert auf einer fortschrittlichen Echtzeit-Speicherverwaltungstechnologie (Garbage Collection), die es ermöglicht, Java-Technologie selbst f?r zeit- und sicherheitskritische Anwendungen zu nutzen. Werkzeuge wie der Jamaica-Compiler und -Builder optimieren die Laufzeitleistung und den Speicherverbrauch und bieten die Analyse des Echtzeitverhaltens von Java-Anwendungen an.

Über HIJA

HIJA (High Integrity Java) war ein im Rahmen des IST Sixth Framework (IST-511718) der Europäischen Union gefördertes Projekt. Während der zweijährigen Laufzeit (Juni 2004 bis September 2006) arbeiteten die HIJA-Partner daran, ein hochverfügbares Java für vernetzte, eingebettete Echtzeit-Systeme zu definieren und zu implementieren. Da eingebettete Systeme die heutige Gesellschaft immer weiter durchdringen, benötigen deren Design, Wartung und Zertifizierung hochflexible, Hardware-unabhängige Technologie, um kosteneffizient programmiert werden zu können. Deshalb war es das strategische Ziel des HIJA-Projekts, die Technologie zur Implementierung von Echtzeitsystemen zu verbessern und damit die Entwicklung von architekturneutralen hochzuverlässigen Echtzeitsystemen (Architecture Neutral Real-Time Systems, ANRTS) zu unterstützen. Ziel der HIJA Partner war es zu demonstrieren, dass Java-Technologie für effektive ANRTS genutzt werden kann.

Pressekontakte:

aicas GmbH
Andy Walter
Director of Sales
Haid-und-Neu-Straße 18
76131 Karlsruhe

Tel. +49 721 663 968-0
Fax. +49 721 663 968-99
E-Mail: info@aicas.com

Online stehen folgende Informationen bereit:

Pressemitteilungen: http://www.aicas.com/press.html
Pressebilder: http://www.aicas.com/images.html