ARTiSAN Software Tools

Transkript

1 ARTiSAN Software Tools Der neue Modellierungsstandard UML 2: Besser geeignet für Eingebettete Systeme? Andreas Korff, Principal Consultant Workshop Eingebettete Systeme der GI-Fachgruppe Echtzeitsysteme und PEARL, Boppard, 25./

2 Wer ist ARTiSAN? CASE-Tool-Hersteller, gegründet Hauptsitz in Europa: Cheltenham, UK Fokussiert auf das Marktsegment Real-time/Embedded Systems Pragmatischer Ansatz zur Anwendung der objektorientieren Technologie für die Entwicklung von Echtzeitsysteme - Mit Entwicklungsprozessvorschlag RtP - Spec-konforme UML-Erweiterungen für alle Sichten der Systementwicklung

3 UML.x-Nutzung in a nutshell Textuelle Requirements Fahrer Fenster senken Fenster heben Beifahrer Anwendungsfälle «extend» Objekt erkennen Verhalten bei Störungen Objekt im Fensterweg Kommunikation mit anderen Fahrzeugfunktionen CAN-Knoten Fenster when( Position==00 )/ dercontroller-> windowstop();... / Position=00; unbewegt Entry/Fensterpos(Position);... when( Position==0 )/ dercontroller->windowstop(); fahrerauf/ fahrerunter/ Objektdynamik rauf runter Klassenmodell stop/ stop/ + void fahrerauf () Fenster + void fahrerunter () + void stop () +setrefcontroller (inout WindowController mycontroller) + void Fenster () + void ~Fenster () after( 200 )[Position<00]/ Position+=5; Fensterpos(Position); after( 200 )[Position>0]/ Position-=5; Fensterpos (Position); dasfenster dercontroller WindowController +void windowstop () + void Rtsalert () + void RtsDriverCmdUp () + void RtsNeutral () + void RtsDriverCmdDown () +void WindowController () + void ~WindowController () SetTimes + obstacledrive = 000 +topreleasetime = 0 + autoseltime = 500 Iterativ Fenster senken Description Fahrer Fenster Schalter Fahrerseite Motor Fensterheber-Controller Fahrer drückt Schalter Signal an Fensterheber- Controller Fensterheber-Controller aktiviert Motor Motor bewegt Fenster DerController:Test::WindowController 2 : fahrerunter() 3 : windowstop() Fahrerfenster:Test::Fenster Störung melden Fenster runter : getconfig() Zentralverriegelung Komfortfunktionen Fenster runter DriverCmdDown down Config:Test::SetTimes über #define Display Szenarien

4 Warum UML? Generell positive Konzepte der UML.x nur Notation «extend» allgemein anwendbar ermöglicht exemplarisches Modellieren verfolgt OO Paradigma «extend» Generisches Erweiterungskonzept Wiederverwendung Kapselung und Abstraktion Beherrschung von Komplexität

5 UML.x im Licht der Systementwicklung Vorteile Die Beschränkung auf nur die Festlegung einer Notation macht die UML in allen Bereichen anwendbar. Use Case-zentrierte Analyse und Design ermöglicht den Fokus auf Kunden- bzw. Nutzersicht. Objektorientierte Strukturen gewährleisten den Re-Use-Aspekt. Die Netzwerkstruktur eines UML-Modells führt zu einem Design-to- Change. Nachteile Softwarelastig, wichtige Systementwicklungskonzepte sind nicht berücksichtigt Herkunft aus der Zusammenfassung mehrerer Modellierungsstrategien z.t. sichtbar (z.b. Aktivitätsdiagramme, OCDs, OSDs)

6 Neues in UML 2 Hauptfokus: Bessere Modellierbarkeit von Architekturkonzepten Verbesserte Skalierbarkeit => Große Systeme sind besser darstellbar Strukturierbarkeit von Systemen in Teilsysteme Strukturierbarkeit von Verhalten Insgesamt 3 Diagrammarten erweitern die Modellierungsmöglichkeiten Diese Freiheit sollte aber im jeweiligen Entwicklungsprozess an die Notwendigkeiten für das zu entwickelnde System angepasst werden.

7 Diagrammarten der UML 2 «Diagrammfamilie» UML 2 Diagramm «Diagrammfamilie» Strukturdiagramm «Diagrammfamilie» Verhaltensdiagramme «überarbeitet» Klassendiagramm Objektdiagramm «überarbeitet» Aktivitätsdiagramm Use Case Diagramm Komponentendiagramm Verteilungsdiagramm «Diagrammfamilie» Interaktionsdiagramme «überarbeitet» Zustandsdiagramm «neues Diagramm» Kompositionsstrukturdiagramm Paketdiagramm «überarbeitet» Sequenzdiagramm «neues Diagramm» Interaktionsübersichtsdiagramm Anmerkung: Jede Diagrammart wurde überarbeitet. Das explizite <<überarbeitet>> weist auf eine signifikante Änderung hin. Kommunikationsdiagramm «neues Diagramm» Timing Diagramm

8 Für eingebettete Systeme wichtig Strukturinformation Kontextdefinition Systemgrenzen mit Interfacedefinition Darstellungsmöglichkeit komplexer Abläufe Nachrichtenfluss Aktivitäten

9 Teil-Ganzes-Beziehungen In UML.x SW-lastig Valve -ve +ve out in control V Fluid I/O m Motor f Fuse

10 Teil-Ganzes-Beziehungen In UML 2 überwiegt die Systemsicht Valve out : Fluid m : Motor control : I/O control : I/O +ve : V -ve : V in : Fluid f : Fuse +ve : V -ve : V

11 Neue Elemente im Kompositionsstrukturdiagramm Part: Classifier innerhalb des ganzen Classifiers Rolle oder Attribut innerhalb der Teil-Ganzes-Hierarchie Zeigt die interne Strukturierung des Ganzen Port: Teil des Ganzen, das zur Interaktion mit anderen, äußeren Elementen dient Kann durch benötigte und/oder bereitgestellte Schnittstellen ergänzt werden Konnektor: Zeigt die interne Verkabelung von Ports und Parts Die enthaltende Instanz leitet die auftreffenden Informationen entlang der Konnektoren weiter

12 Strukturierte Abläufe Referenz zu anderen Sequenzen c:compressor seq StartUp Standard event message check and an I/O flow flow:flow type alt compressorok ref diagram ref StartCompressor else and one with parameters ref RaiseAlarm(LOP) end alt «interface» myp/p:pump ref pumpseq seq seq Loop forever loop [true] Operation message (full) Beispiele zur Strukturierung Operation message Return message break [fr] end loop a=nextplot(, "fred" ):3 DoFn( 0, jim" ) Fr=DoFn:true

13 Aktivitätsdiagramme Eigene Semantik (Token-basiert) Neu: nested swimlanes strukturierte Knoten Final Flow Symbole (die nur einen Ablauf, aber nicht die ganze Aktivität beenden) Pins und vieles mehr Build Component Install Component Deliver Application [more components to be built] [no more components to be built] [more components to be installed] [no more components to be installed] Flow Final

14 Prozess-Sicht (Beispiel RtP) UML.x UML 2.0 UML 2.0 UML.x UML 2.0 UML.x UML.x UML 2.0 SPT Profil UML 2.0 SysML

15 Ausblick: SysML req:vehiclesystem ReqtsFlowDown «document» MarketNeeds «diagramdescription» version= 0." description= Depicts flowdown or acceleration reqt" reference= Requirements Management Database completeness= partial «rationale» Ref: Statement of Work Use Case Model «trace» Vehicle System Specification «trace» {id# = 02} {txt = System shall... {criticality = H} R02 System shall accelerate from 0-60 mph in lest than 8 seconds under the specified conditions Power Subsystem Specification «trace» {id# = } {txt = System shall...} {criticality = L} R «satisfy» Vehicle System Design «system» Vehicle brake «assembly» Power Train «assembly» Brakes {id# = 337} {txt = The subsyste... {criticality = H} R337 {id# = 340} {txt = The subsyste... {criticality = M} R340 «satisfy» Power Subsystem Design (Alternative=V6) R337. R337.2 «rationale» Ref: Trade-Off Analysis «verify» «testcase» Engine Horsepower Test Requirements Diagram Microsoft Word Document MarketNeeds

16 Ausblick: SysML par:vehicleperformance Road.incline «paramconstraint» : GravitationalForce Vehicle.weight Vehicle.powertrainForce «paramconstraint» : TotalForce m «paramconstraint» : Newton's Law a Vehicle.acceleration dv/dt Integration dv dt = t v f dv/dt «paramconstraint» : Integration v v Vehicle.dragForce «paramconstraint» : DragForce Vehicle.speed Engine.displacement Vehicle.dragCoef «paramconstraint» : Power Train Equations «paramconstraint» {constraint = DragForce=0.5* dragcoef*rho*speed²} DragForce DragForce : Real rho : Real dragcoef : Real Parametric Diagrams speed : Real

17 Kontakt zu ARTiSAN Software Tools ARTiSAN im Internet: