Modélisation: outillage et intégration

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1 Modélisation: outillage et intégration Emmanuel Gaudin

2 Un réel besoin Le logiciel double tous les deux ans. Le volume final rend extrêmement difficile de garantir le niveau de qualité et de test avec les process et les outils traditionnels. Ne pas oublier la règle des 1:10:100 Wind River Market Survey of Device Software Testing Trends and Quality Concerns in the Embedded Industry Juin 2010 Source: James Martin study

3 Un réel besoin de modélisation Se concentrer sur le Quoi plutôt que sur le Comment, Modéliser c est communiquer et documenter, La lisibilité des systèmes complexes devient critique: qui construirait une maison sans dessiner le moindre plan? Maîtrise de la productivité, Amélioration de la qualité.

4 Caractéristiques d un bon langage de modélisation Le modèle abstrait doit être indépendant de la plateforme d implémentation, Le modèle abstrait doit pouvoir être traduit sur une plateforme d implémentation, Pour cela on s appuie généralement sur une machine virtuelle qui offre: un certain nombre de services, une sémantique d action.

5 SDL UML Les langages existants Specification and Description Language is an ITU-T standard. Event oriented, Used by ETSI to standardize telecommunication protocols, Formal (complete and non-ambiguous). Unified Modeling Language is an OMG standard. Can be used to represent any type of systems, Informal. SysML System Modelling Language AADL Architecture Analysis Description Language MARTE profile Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded systems Z.109 UML profile based on SDL Lustre / Esterel Synchronous programming languages for the development of complex reactive systems MATLAB MAtrix LABoratory Autosar AUTomotive Open System Architecture SART Structured Analysis for Real Time (obsolete)

6 Positionnement des langages Requirements Analysis Architecture SysML UML MARTE AADL SDL Matlab Vérification statique Specification Design Generic Generic HW/SW HW/SW Async La vérification dynamique est essentielle car les exigences sont dynamiques. Sync Vérification dynamique

7 Pas de spécificité temps réel UML UML1.x est trop générique pour décrire la dynamique du modèle, UML 2.x a introduit des profils spécifiques par domaine: Les outils ont implémenté des profils propriétaires, Les utilisateurs passent plus de temps à définir leur profil que leur système, Il existe un profil standard basé sur le SDL: Z.109.

8 Intérêts du SDL Les niveaux d abstraction graphiques du SDL (architecture, communication, comportement) apportent beaucoup aux équipes de développement pour représenter l aspect dynamique du système. Le SDL étant formel il est possible de simuler le comportement du système sur station de développement avec des outils de débogue graphiques. Le SDL étant formel on peut générer depuis la description SDL le code pour la cible. Le SDL est orienté objet et permet donc une réutilisation aisée de composants logiciels existants (les protocoles de télécommunication sont écrits en objet par l ETSI). SDL a les caractéristiques pour décrire un bon PIM.

9 Une approche semi-formelle: SDL-RT Utiliser les concepts UML à très haut niveau: analyse / expression des besoins. Conserver les niveaux d abstraction Analyse UML graphiques du SDL (architecture, communication, comportement). Utiliser la syntaxe et les types de Spécification SDL SDL-RT données du langage C à la place de ceux du SDL. Supprimer les concepts SDL sans réalité technique d implémentation. Conception C C++ Compléter les concepts SDL pour coller à la réalité (interruptions, Temps réel sémaphores).

10 SDL-RT SDL-RT est: Permet de généraliser l utilisation de SDL à toutes les applications temps réel s appuyant sur un RTOS, Lisible et basé sur un format de stockage textuel normalisé (XML), Proposé à l ITU pour intégration dans le SDL, Est un profil UML pour les applications temps réel.

11 SDL Specification and Description Language, standard de l ITU-T pour décrire les spécifications détaillées des protocoles afin d assurer l inter opérabilité des implémentations. Mis à jour tous les 4 ans depuis Version majeures: SDL 1988: Version de maturité SDL 1992: Introduction de l orientation objet SDL 2000: Alignement UML SDL 2010: Introduction de SDL-RT Conférence annuelle SDL Forum (http://www.sdl-forum.org/) SAM workshop (satellite event of Models) 11 outils commerciaux, 10 outils dans le domaine public. Technologie intégrée dans le framework TASTE de l ESA

12 Test Basé sur le standard international TTCN-3: Définition des types de données, Définition de Templates, Cas de Test, Control d exécution. Exécutable: Simulation contre un modèle, Génération de code contre une implémentation.

13 Intégration continue Spécification Simulation Tests de Validation Conception Simulation Exécution Tests d intégration Implémentation Exécution Test unitaires

14 Le vrai sens du développement Besoin Spécification Tests de Validation Conception Tests d intégration Implémentation Test unitaires

15 Vérification de propriétés Partenariat avec Verimag sur la technologie IF. Simulation exhaustive, Observateurs: Vérification de propriétés, Génération de tests. Exemple d implémentation: Export IF, Exécute un script, Trace MSC, Case de test TTCN.

16 Mise en oeuvre Modèle SDL translate to file IF Propriétés Observateur IF compiler executable executes State file Transition file Error file Cas de test Analyse TTCN MSC socket Python script Scénarios résultats

17 Des tests de référence Besoin Cas d utilisation Spécification Scénarios de référence Propriétés Tests de Validation Conception Simulation Exécution Tests d intégration Implémentation Exécution Test unitaires

18 Intégration dans le framework de l ESA ASN.1 AADL ASN.1 ASN.1 Matlab Encodeurs / Décodeurs RTDS Encodeurs / Décodeurs Scade Encodeurs / Décodeurs Ada Loi de contrôle Système réactif Loi de contrôle Générique

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