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Development Methods

Die Methoden des klassischen Software Engineering eignen sich nicht für die Entwicklung von Embedded Systemen. Sie sind für die Entwicklung von Informationsverarbeitungssystemen konzipiert und helfen wenig, wenn mit dem Computer technische Prozesse zu steuern sind. Auch sog. Real-Time Erweiterungen wie früher RT-SA oder heute RT-UML geben bei embedded Problemstellungen zu wenig Unterstützung. Notwendig sind spezifische Entwicklungsmethoden, die auf die Entwicklungsproblematik von Embedded Systemen zugeschnitten sind.

DESC - Domain-oriented System Construction

DESC ist eine neue umfassende Software-Entwicklungsmethode für Embedded Systeme. Die modellbasierte Entwicklungsmethode unterstützt den Entwickler mit Konzepten und Modelling Frameworks, die helfen aufgrund der spezifischen Problemstellung eine Lösung zu finden. Modellbasierte Software-Entwicklung bedeutet, dass die Software mit entsprechenden Tools über formale Modelle spezifiziert wird. Für erfasste Modelle kann automatisch die Konsistenz überprüft und ausführbarer Source-Code für das Zielsystem generiert werden.

DESC ist eine domänen-orientierte Methode, d. h. Ausgangspunkt einer Entwicklung sind immer die spezifischen Anwendungsdomänen. Bei Embedded Systemen sind das in erster Linie die externen technischen Prozesse, die überwacht und gesteuert werden müssen. Die Struktur und das Verhalten der Embedded Software sind über Korrespondenz-Prinzipien durch die Eigenschaften dieser Prozesse bestimmt. Das ermöglicht die Konstruktion verständlicher und zuverlässiger Software. Die Konstruktionstechnik selbst ist komponenten-basiert und führt so zu robusten und gleichzeitig modularen Software-Architekturen.

Problemkreise und Teilmethoden

Mit DESC wird die Embedded Software streng getrennt in einer funktionalen Schicht (Control Layer) und einer Verbindungsschicht (Connection Layer) entwickelt. Nur bei der Ausführungssoftware (RT-Scheduling) sind beide Schichten gleichzeitig in Betracht zu ziehen. DESC unterscheidet deshalb drei Problemkreise, die durch entsprechende Teilmethoden und Tools unterstützt sind.

Functionality. Die funktionale Software eines Embedded Systems wird mit der CIP-Methode grafisch als nebenläufige Reaktive Maschinen modelliert, in welchen sowohl die Regel- und Steueralgorithmen als auch die embedded Datenverarbeitung integriert ist.

Connection. Die funktionalen Komponenten müssen auf dem Zielsystem eingebettet werden, d. h. ihre Schnittstellen sind über Interaktionsfunktionen mit den Hardware- und Kommunikationsschnittstellen der Embedded Computer zu verbinden. Die Modellierung der entsprechenden Interaktionspfade wird durch die DEC-Methode und das DEC Tool unterstützt.

Scheduling. Bei der Ausführung der Embedded Software muss in der Regel die Einhaltung bestimmter Echtzeitbedingungen garantiert werden können. Hier leistet die ESES-Methode mit einem kompositionellen hierarchischen Scheduling-Ansatz Unterstützung.

Gewinn: Geringerer Entwicklungsaufwand und bessere Software Qualität mit DESC

Die domänen-orientierte Entwicklung und die Verwendung von Modellen für die Beschreibung des Systemverhaltens vermindern die Entwicklungszeit drastisch und haben einen messbaren, positiven Einfluss auf die Produktqualität. Software im industriellen Umfeld ist zudem über mehrere Jahre im Einsatz und muss in dieser Zeit weiterentwickelt und gewartet werden. Gerade hier zeigen sich auch die Vorteile des modellbasierten Arbeitens. Anstelle des Studiums vieler Codezeilen genügt ein Blick auf den entsprechenden Ausschnitt des Modells. Unsere mehrjährigen Erfahrungen zeigen, das damit eine Reduktion des Wartungsaufwandes bis zu 50% möglich ist.