Einsatz von Java-Komponenten in verteilten Embedded Systems

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1 Einsatz von Java-Komponenten in verteilten Embedded Systems Uwe Rastofer, Ulrich Gall, Frank Schinkmann, Bernd Hindel, Jürgen Kleinöder 3SOFT GmbH, Erlangen Informatik 4, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

2 Überblick Entwicklungstrends bei Embedded Systems Embedded Systems als Komponenten Stellvertreterkomponenten Verteiltes Komponentenmodell Zusammenfassung und Ausblick Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 2

3 Bedienen und Beobachten Bisher meist proprietäre Softwarelösungen Übergang zu Standards (HTML, HTTP, Java) HTTP Beliebiges Protokoll Embedded System spezielle Service-Tasks Embedded-HTTP-Server Bedienrechner Standard-Web-Browser mit Java Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 3

4 B&B-Oberflächen Anzeige- und Bedienelemente sind wiederverwendbare Komponenten Wie tauschen Bedienkomponenten und Embedded System Daten aus? Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 4

5 Verteilte Embedded Systems Embedded Systems müssen auch untereinander kommunizieren Beispiel: Abstimmung von Fernsehgerät, Videorecorder und Satellitenreceiver Über welches Protokoll findet die Kommunikation zwischen beliebigen Embedded Systems statt? Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 5

6 Geräte als Komponenten Komponentenmodell stellt Mechanismen zum Datenaustausch zur Verfügung Embedded System ist selbst eine Komponente Gerätekomponente kapselt alle Eigenschaften des zu steuernden Embedded Systems Gerätekomponente kann mit anderen Komponenten verbunden werden Umsetzung auf JavaBeans aktuelle Werte des Geräts nicht veränderbare Bean-Properties Regelgrößen des Geräts veränderbare Bean-Properties Änderung aktueller Werte oder Regelgrößen Events Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 6

7 Geräte als Komponenten (2) Einfaches Beispiel: Heizelement aktuelle Temperatur: nicht veränderbare Property CurrentTemp eingestellte Temperatur: veränderbare Property ScheduledTemp Zustandsänderungen: Events CurrentTempEvent und ScheduledTempEvent getcurrenttemp() getscheduledtemp() setscheduledtemp(...) Heater- Bean Bean CurrentTempEvent ScheduledTempEvent Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 7

8 Verteilte Embedded Systems Beschränkung von JavaBeans alle miteinander kommunizierenden Beans laufen in einer Java-Maschine ab lokale Event-Behandlung Probleme bei der Anbindung der Gerätesteuerung Oberflächenkomponenten laufen in Applets beim Benutzer ab Steuerungskomponenten liegen nicht auf dem Embedded System Gerätesteuerung muß auf dem Embedded System sein Lokale Kommunikation nicht ausreichend Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 8

9 Proxy-Beans Java VM Proxy- Proxy- Bean Bean Widget- Bean1 Bean1 Widget- Bean2 Bean2 Gerätesteuerung Kommunikationsschicht (Seriell, Sockets, JavaRMI, CORBA,...)...) Lokale Stellvertreter in JavaBeans = Proxy-Beans Verwenden beliebiges Protokoll zur Kommunikation Kommunikation für andere Beans unsichtbar Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 9

10 Beispiel - Kaffeemaschine Proxy-Bean zur Kommunikation mit einer Kaffeemaschine über Embedded HTTP-Server direkt ladbar alternativ: über W W W-Server des Herstellers Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 10

11 Komplexe Steuerungen Autonome Steuerungs- und Regelungsprogramme Steuerungs-Beans implementieren Steuerungslogik Java VM Steuerungs- Beans Beans Proxy- Proxy- Bean1 Bean1 Gerätesteuerung1 Proxy- Proxy- Bean2 Bean2 Gerätesteuerung2 Kommunikationsschicht1 Kommunikationsschicht2 Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 11

12 Verteiltes Komponentenmodell Nachteile von Stellvertreterkomponenten alle Proxy-Beans laufen in einer zentralen Java-Maschine ab mehrere Proxy-Beans für dasselbe Embedded System müssen Zustand austauschen keine direkte Kommunikation zwischen den Gerätesteuerungen Alternativer Ansatz: Verteiltes Komponentenmodell Geräte-Komponenten liegen auf dem Embedded System selbst Embedded Java Java-Prozessoren (?) Zustellung der Events über JavaRMI-Aufrufe Kompatibilität zu JavaBeans Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 12

13 RMI-Beans Verpacken von JavaBeans in RMI-Wrapper Java VM RMI-Wrapper RMI- Methodenaufruf JavaBeans Event Java Java Bean Bean JavaBeans Event Automatische Erzeugung des Wrappers aus der JavaBean Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 13

14 RMI-Adapter Finden der Ziel-Bean Durchführung der RMI-Aufrufe Behandlung der RMI-Exceptions Java VM Java VM RMI- Wrapper RMI- Wrapper Java Java Bean Bean JavaBeans Event RMI- RMI- Adapter RMI- Methodenaufruf Java Java Bean Bean Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 14

15 Weitere Dienste Bean-Factory Erzeugung von RMI-Beans auf den beteiligten Rechnern Erzeugung der RMI-Adapter bei den RMI-Beans Verteilter Namensdienst RMI-Registry nicht hierarchisch eigener Namensdienst, ähnlich zum Naming Service in CORBA Entwicklungswerkzeug (Builder-Tool) verfügbare Werkzeuge ungeeignet können keine RMI-Wrapper und RMI-Adapter erzeugen daher Entwicklung eines eigenen Builder-Tools Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 15

16 Zusammenfassung u. Ausblick Embedded Systems als Komponenten modellierbar Beispiel: JavaBeans Kommunikation mit dem physischen Gerät Stellvertreterkomponenten Verbergen der Kommunikation Umsetzung auf JavaBeans-Events Verteiltes Komponentenmodell Übertragung von JavaBeans-Events mit JavaRMI Entwicklung eines geeigneten Builder-Tools Aktuelle Entwicklungen: CORBA Component Model Suns Jini-Architektur Uwe Rastofer / / ComponentsForEmbedded.ppt / 16