Embedded Systems (also eingebettete Systeme) haben seit ihrer Entstehung in den 1970er- und 1980er-Jahren eine beeindruckende Entwicklung durchlaufen. Damals kamen die Softwareentwickler:innen meist aus der Elektro- oder Maschinenbautechnik. Die größte Herausforderung bestand darin, stabile und zuverlässige elektrische Signale zu erzeugen. Die Software war vergleichsweise einfach und vollständig auf die konkrete Funktion eines bestimmten Geräts oder Projekts fokussiert.
Meine Erfahrungen in den 80er- und 90er-Jahren
Als ich Ende der 1980er-Jahre mit dem Programmieren begann, war die Welt eine andere: Mikrocontroller wurden gerade leistungsfähiger, die funktionalen Anforderungen nahmen zu, und die Mensch-Maschine-Interaktion (HMI) wurde durch grafische Benutzeroberflächen immer komplexer. Neue Anforderungen entstanden – Kommunikationsprotokolle der Industrie, ISO-Standards, funktionale Sicherheit, Diagnosedienste und vieles mehr. Das hatte zur Folge, dass auch die Softwareanforderungen deutlich anspruchsvoller wurden.
Die Entstehung gemeinsamer Softwareplattformen
Mit der Zeit stellte man fest, dass viele Anforderungen verschiedener Projekte und Systeme sich ähnelten – oder sogar identisch waren, etwa wenn sie durch Normen definiert waren. Hersteller entwickelten daraufhin die Idee, eine gemeinsame Softwareplattform mit wiederverwendbaren Komponenten aufzubauen, die flexibel in unterschiedlichen Projekten eingesetzt und angepasst werden kann. Ziel: Entwicklungsaufwand reduzieren, Qualität erhöhen und die Testbarkeit verbessern.
Typische Bausteine einer Embedded-Plattform
Eine moderne Embedded-Plattform besteht meist aus:
- RTOS (Real-Time Operating System) – für die zeitgerechte und vorhersehbare Ausführung von Aufgaben
- Kommunikationsdienste – zur zuverlässigen Datenübertragung
- Diagnosedienste – zur Zustandsüberwachung, Fehlerspeicherung, Software-Updates
- Entwicklungstools – Toolchains, Debugger und weitere Entwicklungswerkzeuge
- Bibliotheken und Frameworks – für wiederverwendbare Strukturen und Code
- Gerätetreiber – zur Anbindung der Hardwarekomponenten
Vorteile einer gemeinsamen Softwareplattform
Der Einsatz gemeinsamer Softwareplattformen bringt klare Vorteile: weniger Entwicklungs- und Testaufwand, höhere Qualität und Effizienz. Viele der Konzepte basieren auf bewährten Software-Engineering-Prinzipien, wie sie auch in anderen Branchen etabliert sind – etwa dem Prinzip der Serviceorientierten Architektur (SOA): modular aufgebaute Software, in Schichten gegliedert, unabhängig vom konkreten Steuergerät (ECU) oder Projekt.
Diese Prinzipien führen zu messbaren Verbesserungen:
- Zuverlässigkeit – stabile Funktion auch unter wechselnden Bedingungen
- Echtzeitfähigkeit – präzise Reaktion auf zeitkritische Ereignisse
- Ressourceneffizienz – optimaler Einsatz von Speicher, Rechenleistung und Energie
- Skalierbarkeit – vom einfachen Sensor bis zur komplexen Industrieanlage
- Sicherheit – Schutz vor unbefugtem Zugriff, Wahrung der Datenintegrität
- Entwicklungsfreundlichkeit – bessere Tools, kürzere Time-to-Market
Mein Fazit
Die Geschichte der Embedded-Plattformentwicklung spiegelt den technologischen Fortschritt im Software Engineering wider: von spezialisierten Einzelprojekten hin zu wiederverwendbaren, modularen und effizienten Plattformlösungen. Die Prinzipien dahinter – Wiederverwendbarkeit, Struktur, Effizienz – bleiben die zentralen Treiber für Innovation im Bereich eingebetteter Systeme.
