DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE

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1 1 DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE Versailles, 29 novembre 2011 Journée «Des spécifications à la validation temps réel»

2 2 DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE Versailles, 29 novembre 2011 UTILISATION CONTINUE DU MODÈLE POUR LA RÉALISATION D UN CALCULATEUR DE CLIMATISATION AUTOMOBILE

3 3 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Le standard Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Le modèle B. L implémentation C. Les différentes étapes de vérification III. RÉSUMÉ

4 4 INTRODUCTION I. L AUTOMOBILE A ÉVOLUÉ AU GRÉ DES DIFFÉRENTS SAUTS TECHNOLOGIQUES : La conception automobile a beaucoup évolué depuis ses débuts : AUGMENTATION DE LA COMPLEXITÉ RÉDUCTION DES TEMPS DE DÉVELOPPEMENT Electronique Logiciel Modèle Electricité Mécanique

5 5 INTRODUCTION I. L AUTOMOBILE A ÉVOLUÉ AU GRÉ DES DIFFÉRENTS SAUTS TECHNOLOGIQUES : Logiciel Modèle Electronique Electricité L utilisation de modèles dans les systèmes embarqués est rendue possible grâce à : Mécanique LA DISPONIBILITÉ DE MICROCONTRÔLEURS PLUS PUISSANTS LA MATURITÉ DES OUTILS DE SIMULATION ET STATIONS DE SIMULATIONS PLUS PUISSANTES LA PRÉSENCE DE STANDARDISATION

6 6 LE MODÈLE I. QU EST-CE QU UN MODÈLE? Un modèle est une représentation d une réalité matérielle ou immatérielle. Dans notre cas, un modèle est une représentation numérique d un système.

7 7 LE MODÈLE I. POURQUOI FAIRE UN MODÈLE? Faciliter le développement Simuler le système final Conception avec abstraction du calculateur Observabilité Variabilité Anticiper les problèmes Dimensionner le système Validation rapide des choix techniques, des performances Détection des erreurs au plus tôt Réalisation de pré-qualifications simulées Prédiction de la robustesse Réduire le temps de développement Mutualisation des conceptions (modèles génériques, bases de connaissances) Co-conception

8 8 LE MODÈLE I. LES CONTRAINTES ASSOCIÉES À L USAGE DES MODÈLES Maitrise du système Connaissance du système complet Choix des bornes du système et de la granularité du modèle Vue d ensemble, comportemental, complet Maitrise des différents métiers du système Electronique, logiciel, mécanique, mécanique des fluides, Contraintes de développement Standardisation

9 9 LE STANDARD AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) propose de standardiser l architecture de l électronique embarquée dans les véhicules. Il propose des interfaces génériques permettant une abstraction du microcontrôleur, du calculateur et des applications voisines.

10 10 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Qu est ce que le «seamless design»? B. Le modèle C. L implémentation D. Les différentes étapes de vérification III. RÉSUMÉ

11 11 APPROCHE CLASSIQUE I. DES BARRIÈRES TECHNOLOGIQUES Lors d un développement logiciel classique on rencontre plusieurs barrières technologiques : Interprétation du modèle Interprétation par le développeur Spécification Interprétation par le valideur Validation Test scripts Code D une étape à l autre du cycle en V, on transcrit le résultat d une étape au lieu de l utiliser tel quel comme entrée.

12 12 LE SEAMLESS DESIGN I. UN DÉVELOPPEMENT PLUS FLUIDE L idée du «seamless design» est de proposer un développement plus fluide basé sur l utilisation continue du modèle système global et de ses sous-modèles sur l ensemble des activités du cycle en V. Le modèle sert de lien, de vecteur d information, de spécification tout au long du cycle en V

13 13 LE SEAMLESS DESIGN I. UN DÉVELOPPEMENT PLUS FLUIDE Spécification du modèle Le modèle est la spécification Le modèle est exécuté sur le banc de test Validation HIL Le code est généré à partir du modèle Génération de code et d architecture Le modèle sert de lien et de vecteur d information, de spécification tout au long du cycle en V

14 14 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Qu est ce que le «seamless design»? B. Le modèle C. L implémentation D. Les différentes étapes de vérification III. RÉSUMÉ

15 15 DÉCOMPOSITION DU MODÈLE Exemple d une climatisation automobile :

16 16 DÉCOMPOSITION DU MODÈLE Exemple d une climatisation automobile : 1 LE CONDUCTEUR (OU IHM) 2 LE CALCULATEUR DE CONTRÔLE 3 LA SOURCE D AIR CHAUD 4 LA SOURCE D AIR FROID 5 LE MÉLANGE D AIR ET LA DISTRIBUTION 6 L INTÉRIEUR DE LA VOITURE

17 17 DÉCOMPOSITION DU MODÈLE Modèle de contrôle/commande Dans le modèle du système complet, on distingue deux types de modèles : 1 LE MODÈLE DE CONTRÔLE/COMMANDE a. Il simule le calculateur que l on souhaite réaliser 2 LE MODÈLE D ENVIRONNEMENT a. Il simule l environnement du calculateur et plus particulièrement toutes ses entrées et sorties Modèle d environnement

18 18 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Qu est ce que le «seamless design»? B. Le modèle C. L implémentation D. Les différentes étapes de vérification III. RÉSUMÉ

19 19 GÉNÉRATION DE CODE La génération automatique de code permet la transcription d un modèle décrivant un comportement en code C. On obtient donc un module applicatif à interfacer au reste de l application. Il se connecte sur des couches basses, dépendante du microcontrôleur, et à d autres applications, dépendante du projet. Nouvelle application Couches basses A Autre application Couches basses B Projet A Projet B UNE STANDARDISATION S IMPOSE

20 20 29/11/11 DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE GÉNÉRATION DE CODE AUTOSAR L utilisation du standard AUTOSAR permet de supprimer cette contrainte. Les règles spécifiques à AUTOSAR (règles d architecture et de codage) sont intégrées dans le modèle pour que le code du module généré prenne en compte les spécificités AUTOSAR. Autre application

21 21 GÉNÉRATION DE CODE AUTOSAR Le module généré se connecte à des interfaces connues et standardisées. Il se connecte donc de façon aisée aux couches basses et aux autres applications. B Autre application Autre application Nouvelle application B Projet A Projet B LA STANDARDISATION COMME SOURCE D EFFICIENCE

22 22 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Qu est ce que le «seamless design»? B. Le modèle C. L implémentation D. Les différentes étapes de vérification III. RÉSUMÉ

23 23 LES DIFFÉRENTS TYPES DE VÉRIFICATION A chaque étape du cycle en V, une activité de vérification (MIL, SIL, HIL) est réalisée afin de s assurer de la prise en compte, dans le modèle, des contraintes inhérentes à chaque niveau : MODÈLE DÉTAILLÉ CONTRAINTES LIÉES AU CODE CONTRAINTES LIÉES AU MICROCONTRÔLEUR Tests HIL Tests MIL Tests SIL

24 24 LES DIFFÉRENTS TYPES DE VÉRIFICATION Au fur et à mesure de l avancement, le modèle se raffine. Ca permettra une meilleure capitalisation des modèles. La capitalisation se fait aussi sur le plan de vérification qui est complété pour les différents niveaux de vérification (MIL, SIL, HIL) pour lui aussi atteindre une maturité suffisante à la fin du cycle. Tests HIL Tests MIL Tests SIL

25 25 SEAMLESS MODEL BASED TESTING LE MODÈLE EST EXÉCUTÉ SUR UN PC AVEC LE LOGICIEL UTILISÉ POUR LA MODÉLISATION - TEST DU MODÈLE COMPLET VÉRIFICATION DE LA CONSISTANCE ET LA COMPLÉTUDE DU MODÈLE

26 LE MODÈLE EST EXÉCUTÉ AVEC VERISTAND SUR LE BANC PXI : - AJOUT DE L AUTOMATISATION DU TEST VÉRIFICATION DE LA CONSISTANCE ET LA COMPLÉTUDE DU MODÈLE ET PRÉPARATION DES RÉSULTATS ATTENDUS POUR LE HIL 26 29/11/11 DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE SEAMLESS MODEL BASED TESTING

27 LE CALCULATEUR RÉEL EST CONNECTÉ AU BANC PXI : - AJOUT DU CALCULATEUR RÉEL DANS LA BOUCLE VÉRIFICATION DE L IMPLÉMENTATION PAR RAPPORT À LA SPÉCIFICATION ET AU MIL 27 29/11/11 DU MODÈLE À LA PLATE-FORME EMBARQUÉE SEAMLESS MODEL BASED TESTING

28 28 AGENDA I. CONTEXTE A. Historique B. Les modèles C. Autosar II. LE «SEAMLESS DESIGN» A. Qu est ce que le «seamless design»? B. Le modèle C. L implémentation D. Les différentes étapes de vérification III.RÉSUMÉ

29 29 LE MODÈLE DU SYSTÈME COMPLET EST UTILISÉ DANS LE PROCESSUS DE DÉVELOPPEMENT COMME SPÉCIFICATION, COMME LIEN ENTRE LES ACTIVITÉS.

30 30 CONTACT Laurent CHILAUD COMPÉTENCES PROPOSÉES A. Ingénierie des systèmes embarqués critiques et communiquant 1 PROJETS COMPLETS, 2 MODULES ÉLECTRONIQUES ET LOGICIELS, 3 LOGICIELS EMBARQUÉS ET DÉBARQUÉS 4 LANGAGES C, C++, C#, JAVA, LABVIEW B. Développement de plateformes standardisées 1 AUTOSAR, ISO 26262, SÉCURITAIRE 2 PASSERELLE COMMUNICANTE MULTI CANAUX 3 ARCHITECTURE ORIENTÉE SERVICES (WEB SERVICES)

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