Anwendungskriterien für Ein-Chip-Mikrocontroller / Embedded Controller

Die Entwicklung der Rechentechnik ermöglichte in den vergangenen Jahrzehnten eine fortschreitende Miniaturisierung und zugleich eine erhebliche Steigerung der Rechenleistung. Einhergehend mit technisch immer besser einsetzbaren Peripherien, größeren Speichern und sinkenden Kosten eröffneten sich vielfältige Möglichkeiten, diese Technologien etwa in Form von Mikrocontrollern in verschiedensten Lebensbereichen einzusetzen. Die fortschreitende Integration führte zu einer starken Diversifikation und großen Typenvielfalt von Rechnerarchitekturen. Es entstand ein Spannungsfeld, in dem Entwickler die Aufgabe haben, diese Vielfalt zu überschauen und die geeignetste Rechnerarchitektur für die gestellten Anforderungen zu wählen. Auf der einen Seite stehen dabei die große Komplexität sowie die eingeschränkten Hilfsmittel der Auswahl, auf der anderen Seite die Bedeutung einer optimalen Auswahl für die gesamte Entwicklung, einschließlich der entstehenden Kosten, der Entwicklungszeit, dem Erfolg am Markt und der Möglichkeit zukünftiger Erweiterungen. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den Anwendungskriterien von Ein- Chip-Mikrocontrollern und der Möglichkeit, den beschriebenen Auswahlprozess optimal zu unterstützen. Ausgehend von einer Abgrenzung der in dieser Arbeit thematisierten Mikrocontroller von anderen Rechnerarchitekturen werden in einem ersten Schritt qualitative Einflussgrößen auf Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeiten untersucht. Darauf aufbauend erfolgt eine Analyse quantitativer Bewertungsmöglichkeiten der Leistungsfähigkeit. Im Anschluss wird der Auswahlprozess im Rahmen der Anwendungs- bzw. Produktentwicklung näher betrachtet, um davon wesentliche Auswahlkriterien und Anforderungsbereiche abzuleiten. Das bestehende Spannungsfeld bezüglich der optimalen Auswahl einer Rechnerarchitektur wird hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Unterstützungsmöglichkeiten untersucht und bewertet. Als Folge der dabei festgestellten Optimierungspotentiale wird ein Bewertungsmodell zur automatisierten und projektspezifischen Bewertung und Visualisierung von Rechnerarchitekturen entwickelt. Dessen Funktion wird durch die softwaretechnische Umsetzung und Anwendung auf ein spezifisches Auswahlproblem eines Inspektionsroboters nachgewiesen.