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Plan de la présentation Contexte automobile Définition d ’un atelier de conception de systèmes électroniques Exemple d’utilisation d ’UML Perspectives
Utilisation d UML. dans le processus de développement de systèmes embarqués en automobile. Joëlle AUBRY (PSA Peugeot Citroën)
Contexte automobile. Définition d ’un atelier de conception de systèmes électroniques. Exemple d’utilisation d ’UML. Perspectives.
Un marché en développement. Electricité et Electronique automobile: 1993: 12% PRF* 2005: 25% PRF. * PRF: Prix de revient en fabrication.
Mobilité. Sécurité. Confort. Traction. Tenue de route. Direction. Contrôle moteur. Transmission. Suspension. Contrôle de stabilité. Direction assistée. Passive. Active. Intrusions. Système d airbags. Prétensionneurs. Freinage. Anticollision. Condamnations. Commandes. Communication. Environnement. Equipements. Véhicule. Instruments. Audio, Téléphone. Aide à la navigation. Climatisation. Bruit.
Systèmes Multi-métiers et. Multi-technologies. Système physique. Système informatique. Matériels. Mécanique. Capteurs. Hydraulique. Logiciels. Actionneurs. Electrique. Réseaux. CMOT. BVA. SUSP. ABS/CDS. BSI. Capteurs. Passerelle. Systèmes intégrés. - Partage d informations. - Interactions. - Concurrence
Générique. Constructeur. Produit. Processus. Autoradio. BSI. Combinés. ABS. Airbag. BVA. ECM. SUSP. Spécifique. Equipementier. Processus constructeur / équipementier. Produit générique / Spécifique. Secteur fortement concurrentiel. => réduction du cycle de développement. Systemes. Systèmes. Véhicules. Variantes. Variante 1. Variante 2. La diversité.
Complexité et diversité des fonctions. Besoins de réutilisation. Un cycle de développement de plus en plus court. Des outils et méthodes actuels ne répondant pas correctement à ces besoins. Travaux d’avance de phase (UML, Formel, XML,…), pour définir un atelier de conception adapté.
Contexte automobile. Définition d’un atelier de conception de systèmes électroniques. Exemple d’utilisation d ’UML. Perspectives.
Projet européen WOODDES. Thèse Objet Temps Réel PSA / CEA. Expérimentations sur cas d application.
assurant la continuité entre les activités du cycle de conception de la spécification jusqu’à la génération de code. renforçant la sûreté des systèmes. assurant la traçabilité des exigences. conforme aux standards du marché.
Utilisation de l’atelier dans le cycle de développement PSA. Formalisme. commun: UML pour temps réel. I & V. Conception. Coopération. entre outils. Autres métiers. Langages formels, techniques validation, traçabilité de exigences. Réalisation. Métier. électronique. Renforcer la fluidité et la robustesse. du processus de développement.
Un ensemble de notations cohérentes pour meilleure couverture du cycle en V. Les techniques objets pour faciliter la réutilisation et l’évolutivité des spécifications. Travaux de normalisation en cours à l ’OMG pour une extension temps réel à UML. Des approches UML pour le temps réel outillées.
Matlab/ Simulink. Outil UML. Validation. par animation. sur hôte. Génération auto. de code de. prototypage. Validation par. back- animation. sur cible. Génération. automatique de. code cible. Etagère. Validation. exhaustive de. modèles. Spécifications. validées. Equipementier. Composants.
Prise en compte des contraintes Temps Réel. Quantitatif : Échéance, Périodicité, … Qualitatif : Séquencement, Priorité,… Indépendance spécifications / techniques de réalisation => composants métiers. Définition et gestion de composants. Couverture du cycle + aspects comportement, structurel, communication.
Passage direct des spécifications au code, sans conception temps réel. Génération de code de prototypage. Code pour plate-forme de prototypage pour valider le comportement et les fonctionnalités. Génération de code de production. Code pouvant être embarqué sur un calculateur série (respect des contraintes de taille et de performances)
Analyse statique des modèles pour vérifier la cohérence des modèles. Analyse dynamique par simulation (interactive, exhaustive) pour vérifier le comportement. Gestion et intégration de modèles de composants validés. Aide à la validation de systèmes. Génération automatique de tests. Back animation sur prototypes générés automatiquement. Gestion et intégration de composants validés.
Rhapsody d’I-Logix. ObjectGeode et Tau/UML Suite de Telelogic. Rose-RT de Rational. Artisan d ’Artisan Software. sur les points modélisation, validation, génération automatique de code de prototypage. Mise en œuvre des outils retenus sur cas d application. Thèse Objet Temps Réel PSA / CEA.
Résultats des évaluations et expérimentations (1/2) Faiblesses majeures des outils UML TR. Modélisation. Peu de possibilités de description de contraintes TR. Approche propriétaire, en absence de standard TR. Génération automatique de code. Nécessité de saisir du code dans le langage d implémentation dans les modèles. Pas de prise en compte des contraintes TR dans le code: nécessité d effectuer une conception temps réel. Validation (sauf ObjectGeode) Pb sémantique: ambigüe et dépendant du modèle d’exécution. Offre des outils très limitée.
Résultats des évaluations et expérimentations (2/2) Deux outils ont été retenus. Rhapsody d’I-Logix. Modélisation en conformité avec UML 1.3. Génération automatique de code de prototypage avec forte intégration de l environnement de développement cible. Capacité de simulation sur hôte + back animation. ObjectGeode de Telelogic. Forte capacité de validation: simulation exhaustive, génération automatique de tests. Norme SDL 2000 intégrant des concepts objets + Z109 permettant le transfert UML/SDL.
Thèse Objet Temps Réel PSA/CEA. Modélisation UML exécutable pour systèmes embarqués. Etude des approches UML TR supportées par les outils: Rhapsody d’I-Logix: RT-UML. ObjectGeode et Tau/UML Suite de Telelogic: UML-SDL. Rose-RT de Rational: UML-RT. Artisan d ’Artisan Software: Artisan. sur les aspects concurrence, communication, comportement, contraintes TR. Définition d ’un profil ACCORD/UML et d ’une méthodologie pour la modélisation et le prototypage d’applications TR embarquées dans l’automobile.
Mesure des performances (mémoire, temps) Qualité du code. En parallèle, évaluation de générateurs de code adressant le code de production (Ascet d ’Etas, Scade de Telelogic,…) A l’écoute des travaux à l’OMG autour d’UML TR. Définition d ’une méthodologie. Exploitation des résultats de la thèse Objet Temps Réel. Intégration progressive des résultats du projet WOODDES.
Contexte. Développement des systèmes TR dans les domaines de l’automobile et des télécommunications. Missions. Définition de notations UML pour le TR permettant la validation, la vérification et la génération de code. Définition d’une méthodologie et d’un processus de développement. Techniques de vérification et validation. Plate-forme d’outils supportant les notations UML, la méthodologie, la génération de code et les techniques de vérification et validation.
Partenaires: End-users Académiques Editeurs. Intracom CEA/Leti I-Logix. Mecel OFFIS Telelogic. PSA (prime) Université d ’Uppsala. Démarrage: Janvier Fin: Décembre
Contexte. Mise au point de lois de commande pour contrôle moteur sur plate-forme de prototypage à connecter au véhicule. Besoins. Structure d’accueil logicielle réutilisable permettant de prototyper ces lois de commande. Atelier de conception associé garantissant: Réduction de l’effort de codage (utilisateur motoriste et non informaticien) Mise au point sur la plate-forme de prototypage. Lien avec les outils de l ’automatique.
Réalisation. Composants logiciels métier moteur: soupape, papillon, injecteur, Génération automatique d ’une partie du code prototype (ObjectGeode, Rhapsody) Validation du modèle correspondant (ObjectGeode) Résultats.  Réduction du temps de développement pour le logiciel d’un nouveau prototype de contrôle moteur (1 an, 3 mois, 6 s)  Pas de lien avec l ’automatique -> nécessité de coder les lois de commande en C++
B.  . Lois. Commande. Diag. séquence. Etat- Transition. Diag. Classe. Diag. Classe. Comparaison. spécifié/animé. Diag. séquence. Code C++ pilotage. généré. automatiquement. Code C++ applicatif. manuel. Génération de. code cible. Validation par. animation. sur hôte. Back. animation. Rhapsody. ObjectGeode. Code cible multi-taches sur VxWorks. (Gestion capteurs, pilotage calcul couple, pilotage actionneurs, instrumentation,…)
Solution évaluée. Génération automatique du code par RealTime Workshop (MathWorks) à partir des modèles Matlab/Simulink des lois de commande. Intégration automatique de ce code dans la structure d’accueil. Impact sur l existant. Définition d une nouvelle structure de modèles Matlab: Découpage en sous-système intégrable dans la structure d accueil objet. Evolution de la structure d accueil logiciel: Définition de points d ancrage pour les sous-systèmes Matlab.
Modèles continus. Matlab/Simulink. (Mathworks) Modèles UML. Etat- Transition. A. B.  . Lois. Commande. Diag. Classe. Points d ancrage. Lois de commande. générées par RealTime Workshop (code C) Structure d ’accueil logiciel. (code C++) Compilation & Link.
Démarche composants. Modélisation et Validation d ’architecture électronique embarquée. Contraintes spécifiques des systèmes critiques. Intégration des résultats du projet WOODDES.

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