Leveraging on Eclipse Technology for the Modeling of Embedded Systems Tecnología Eclipse para el Modelado de Sistemas Embebidos
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- Josefa Benítez Montes
- hace 8 años
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1 Leveraging on Eclipse Technology for the Modeling of Embedded Systems Tecnología Eclipse para el Modelado de Sistemas Embebidos Salvador Trujillo, IKERLAN/IK4 Research Centre Eclipse Embedded Day Spain 2011 Zamudio, Bizkaia, 17 Oct 2011
2 Para qué usamos Eclipse? Como entorno de desarrollo o P.ej. utilizando aplicaciones existentes. Para crear aplicaciones de propósito concreto o P. ej. desarrollando plugins concretos para tareas específicas. 2
3 Por qué Eclipse? 10 reasons to use Eclipse [R. Waldura] o Free, Platform, Momentum, Easy to extend, etc. Como entorno de desarrollo 1. Estándar Quién no lo conoce? 2. Abierto Añadir plugins 3. Múltiple N plugins, múltiple propósito Como aplicación final 1. Extensible Diseñado para crear plugins 2. Customizable Desarrollo de plugins y apps propias 3. DSL-Plugins EMF, GMF, etc. para dar soporte en DSL Muchas otras 3
4 Centrando el foco Esta charla (cuatro ideas) 1. Herramientas Modelado El concepto 2. Para Sistemas Embebidos Dónde lo aplicamos 3. Basados en Eclipse Cómo lo desarrollamos 4. Experiencia en Casos Industriales Cómo lo usamos, lecciones 4
5 Green Energy Engineering Challenges A domain where reuse is a key success factor Recuerdas la presentacion del 2010?
6 Railway Systems Engineering Challenges A domain where safety certification is a must
7 The General Problem The engineering of embedded systems is evolving quickly nowadays to cope with stringent pressures. Reduced time-to-market, needs for worldwide customization, distributed work-teams, etc Security and Dependability (S&D) have become mandatory requirements in some industrial sectors. Dependability as a key to enter stringent markets or even as an entry-barrier So far, Dependability requirements developed ad-hoc costly (up to 70% of total project cost) preventing further reuse beyond domain-specific boundaries (e.g. from railways to wind power) 7
8 Challenges Certification is costly, tough, conservative, reuse is heretic (Ariane V still remembered), etc There is hope: there are some projects looking at reuse by using novel engineering paradigms TERESA FP7 intro S&D pattern as reusable arsenal Based on metamodeling techniques and tools from Model-Driven Engineering. Enable to specify systems at a higher abstraction MultiPARTES FP7 intro reusable methodologies for mixed-criticality Benefiting from modern hardware virtualization, modeling lang. and tools To make mixed-criticality: compound of critical and non-critical systems 8
9 Our Work Introduced metamodelling techniques for dependable systems analyze the domain concepts, define a metamodel, etc. Introduced variability for dependable systems Analyze the variability, define a feature model, etc Tool support was developed to ease specification by modeling, and to automate code generation by using model transf. We applied it to a case study from railway signaling 9
10 SDRail Our Case Study System Mission To check whether the brake needs to be activated Emergency Train Brakes Proprietary embedded system. Based on assorted sensors. Doing majority votations. Produce output signals. Meeting SIL4 safety standard by Following an strict process. With a robust architecture. 10
11 SDRail Illustrating the Problem with an example
12 Train Signaling in Railways Railways eco-system Train traction Power electronics + safety embedded Train Signaling Embedded + Safety + Security Train infotainment Etc Overall Complex designs & interactions Multi-disciplinary engineering 12
13 Basics Seeking Primitives #1: three computation units (3-redundant) #2: they are synchronized #3: each computation phase is voted 13
14 Basics Seeking Patterns #1: read inputs #2: sync inputs (votation is used) #3: calculate (application specific) #4: sync calculations (votation is used!) #5: take decision (app.specific) #6: sync decisions (votation is used again) #7: simply produces output 14
15 The Real Thing (much easier to grasp) Hardware Platform
16 The Multi-* Context Multi-modeling, M*-languages, M*-Tools and M*-Disciplines Model-Based Systems Engineering (SysML) Sys. Eng. Model-Driven Engineering (UML / DSL) SW Eng. Code Generation (M2Text) Metaware Eng. Safety Specific Modeling (SCADE) Safety Eng.
17 Challenges in SDRail Lack of reuse Not even considered a possibility (a few exceptions) Multidisciplinary development Many engineers working together, little shred knowledge on system Integrating disparate subsystems Integrate and pray Collaborative lifecycle Separated locations as typical barrier Boiler-plate repetitive code Remember the clone-and-own approach (a.k.a. copy-paste) Bottom-line: dependable embedded engineering is a highly manual process Certification is very strict and effort demanding Certif. is conservative: only old-fashion techniques can be used typically Low reuse, low. 17
18 S3O SDRail Going Pragmatic: Tool Support based on the state of the art for SDRail
19 S3O Tool Our Solution Modeling Tool Customized for different disciplines Based on Standard Eclipse modeling tooling 19
20 Abstraction as a Key Driver S3O = ABSTRACTION abstract (represent in an abstract way) the S&D system By using new paradigms MDD By hiding repetitive details Reuse By showing also those details that can vary Variability 20
21 S30 - Key Primitives Modelling Primitives Modelling primitives for system elements Assorted platforms, sensors, votings, inputs, outputs, synchronization, etc Multidisciplinary Environment Different editors/views for each discipline based on the same model
22 S30 - Model Driven Development MDD customized to dependable emb. sys. Abstraction based on models Different editors/views for each discipline based on the same model Customized Code Generation 22
23 Catalog of Product-line Variants Diagnostics platform Base functionality Hardware workbench Tramway platform Redundancy to get dependability Simple voting (each platform) High-speed Train platform Triple-Redundant to get dependability and high availability Redundant fine-tuned voting
24 S3O Results Major achievements High-level domain-specific design (as opposed to UML-centric or informal design) Automated code generation (as opposed to manual coding beforehand) Customized code generation (as opposed to off-the-shelf CG that needs a particular execution platform) Catalog of (product-line) variants (as opposed to opportunistic reuse) 24
25 Canned S3O Demo Video: S3OTool.avi 25
26 Conclusions Esta charla o Eclipse es ampliamente utilizado en el mundo académico / científico. o Sin embargo, en el campo industrial existe gran potencial de aplicacion todavía. o Hemos intentado dar una visión global y resumida de algunas cosas que estamos trabajando en IKERLAN/IK4. Durante el cafe o Nos encantaria conocer vuestros problemas o Demo a la tarde de lo que hemos enseñado y de otros casos industriales 26
27 Thanks for coming! Salva Trujillo Drop me a line to strujillo@ikerlan.es 27
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