Software lost ontwerpfouten op

Als het hardware- en softwareontwerp van ingebedde systemen beter op elkaar wordt afgestemd, kunnen deze systemen sneller worden ontworpen.

Een groep van 26 Europese bedrijven, waaronder LogicaCMG, Siemens VDO, Nokia en Océ Technologies, wil methoden ontwerpen voor het beter op elkaar afstemmen van het ontwerp van hard- en software in ingebedde systemen. Door het ontwikkelen van een Twins platform voor ontwerpintegratie en validatie hopen ze te bereiken dat ingebedde systemen beter worden getest en bovendien sneller kunnen worden geproduceerd.

Parallel ontwerpen

Van elektronische producten wordt meestal eerst de mechanica ontwikkeld, daarna de elektronica en tot slot pas de software. Die manier van ontwerpen stelt softwareontwikkelaars vaak voor problemen. Rini van Solingen van LogicaCMG, projectpartner in Twins: “Ingewikkelde producten zoals kopieerapparaten, bagageafhandelingssystemen en sorteermachines bevatten zowel mechanica, elektronica als software. De ontwikkelaars van die drie disciplines hebben elk hun eigen modelleertechnieken, eigen ontwerpmethoden en hun eigen problemen. Toch moeten ze samenwerken, want er zijn grote wederzijdse afhankelijkheden. Op het moment dat een ontwerper voor een bepaalde mechanische oplossing kiest, heeft dat niet alleen consequenties voor hoe je dat met elektronica aanstuurt, maar ook voor de software die weer die elektronica bedient. Softwareontwerpers moeten daarbij vaak de problemen van anderen oplossen. Dat komt doordat software gemakkelijk aan te passen is, in een latere fase nog te updaten is en softwareontwikkeling sowieso een discipline is die flexibel is in het aanpassen van requirements.”

Via Twins moeten de ontwikkeling van soft- en hardware meer parallel gaan verlopen. Dat geldt voor alle stadia van het ontwerpproces, van de fase waarin de eisen van gebruikers en andere belanghebbenden worden geïdentificeerd en gedocumenteerd, tot aan de fases waarin het product wordt getest en geïntegreerd. Van Solingen: “Nu zie je vaak dat bedrijven één of twee ontwerpcycli extra moet draaien omdat ze tijdens de systeemintegratie problemen tegenkomen. Onze visie is dat je je product moet beschrijven op basis van een generiek systeemmodel, over de disciplines heen. De modellen van de verschillende disciplines moeten daaruit afgeleid worden. Ontwerpers uit verschillende discipline mogen wel hun eigen model maken, maar de input voor dat model moet komen uit het generieke systeemmodel waaruit de anderen het ook afleiden. In de toekomst kunnen we die modellen misschien geautomatiseerd afleiden en kunnen we misschien zelfs de software automatisch laten genereren op basis van het generieke systeemmodel.”

Industrie leidt

Behalve een generiek modelleringssysteem willen de onderzoekers binnen Twins ook simulatietools ontwikkelen voor alle stadia van het ontwerpproces. Van Solingen: “Nu wordt software pas echt getest als zowel de mechanica als de elektronica klaar is. Met onze modelleeromgeving willen we bereiken dat je software al in een vroeger stadium kunt testen tegen het model van de mechanica en elektronica. Je kunt zo veel eerder problemen in je product eruit halen.”

Het Nederlandse gedeelte van dit Europese onderzoeksproject wordt gesubsidieerd vanuit Point-One, het Nederlandse innovatieprogramma voor het stimuleren van de samenwerking tussen bedrijfsleven en wetenschappers op het gebied van nanoelektronica en ingebedde systemen. Die samenwerking met het bedrijfsleven is volgens van Solingen essentieel voor acceptatie van nieuwe technologie: “Wij ontwikkelen het Twins-platform op basis van reële ontwerpproblemen van bedrijven. Daardoor is de kans dat onze methode gebruikt gaat worden groter dan wanneer een geïsoleerde onderzoeker er op een universiteit zijn ideeën uitwerkt. Dat is ook de kern van Point-One: dat je de industrie op de stoel van de bestuurder zet.”