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6 Abbildung von Anwendungen
Bewertung & Validierung
Entwurfsdatenbank
Spezifikation
Test
Optimierung
wissen
Systemsoftware
Entwurf
Abbildung von
Anwendungen
Anwendungs(RTOS, ...)
HW-Komponenten
Abb. 6.1 Vereinfachter Entwurfsfluss
noch eine Dateiübertragung oder sogar eine Videoverbindung aktiv sein. Wir müssen
sicherstellen, dass all diese Anwendungen zusammen verwendet werden können und
dass dabei die Echtzeitbedingungen eingehalten werden (keine Tonstörungen beim
Telefonieren). Dies lässt sich durch eine Analyse der Anwendungsfälle erreichen.
Eine besondere Eigenschaft von eingebetteten und cyber-physikalischen Systemen ist, dass Hardware und Software gleichermaßen während des Entwurfs berücksichtigt werden müssen. Daher wird diese Art des Entwurfs auch als Hardware/Software-Codesign bezeichnet. Das generelle Ziel ist hier, die richtige Kombination aus
Hardware und Software zu finden, damit das effizienteste Produkt entsteht, das der
Spezifikation genügt. Deshalb können eingebettete Systeme nicht durch ein Syntheseverfahren entworfen werden, welches nur eine Verhaltensbeschreibung betrachtet,
vielmehr müssen die vorhandenen Komponenten mit in das Verfahren einbezogen
werden. Es gibt noch weitere Gründe für diese Beschränkung: um die stetig steigende Komplexität eingebetteter Systeme beherrschen zu können und immer kürzere
Entwicklungszyklen zu realisieren, ist Wiederverwendung ein unerlässliches Grundprinzip. Dieser Ansatz führte zum Begriff plattformbasierter Entwurf:
„Eine Plattform ist eine Familie von Architekturen, die eine Menge von Bedingungen erfüllen, welche eingeführt wurden, um die Wiederverwendung von Hardwareund Softwarekomponenten zu ermöglichen. Dabei reicht eine Hardwareplattform
alleine nicht aus. Ein schneller, zuverlässiger, ableitender1 Entwurf erfordert die
Verwendung einer Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für die Plattform,
um die Plattform in Richtung der Anwendungssoftware erweitern zu können. Allgemein ist eine Plattform eine Abstraktionsebene, die viele der möglichen Details einer
unteren Ebene verdeckt. Plattformbasierter Entwurf ist eine Kompromisslösung: im
top-down Entwurfsfluss bilden Entwickler eine Instanz der oberen Plattform auf
eine Instanz der unteren Plattform ab und propagieren dabei die Entwurfsbeschränkungen” [476]. Die Abbildung ist ein iterativer Vorgang, in dem Werkzeuge zur
Performanz-Bewertung die jeweils nächste durchzuführende Aufgabe bestimmen.
In diesem Buch liegt der Schwerpunkt auf dem Entwurf eingebetteter Systeme
basierend auf vorhandenen Ausführungsplattformen. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass viele moderne Systeme auf bereits existierenden Plattformen aufbauen.
1 Gemeint ist: aus der Spezifikation ableitend.
6 Abbildung von Anwendungen
Bewertung & Validierung
Entwurfsdatenbank
Spezifikation
Test
Optimierung
wissen
Systemsoftware
Entwurf
Abbildung von
Anwendungen
Anwendungs(RTOS, ...)
HW-Komponenten
Abb. 6.1 Vereinfachter Entwurfsfluss
noch eine Dateiübertragung oder sogar eine Videoverbindung aktiv sein. Wir müssen
sicherstellen, dass all diese Anwendungen zusammen verwendet werden können und
dass dabei die Echtzeitbedingungen eingehalten werden (keine Tonstörungen beim
Telefonieren). Dies lässt sich durch eine Analyse der Anwendungsfälle erreichen.
Eine besondere Eigenschaft von eingebetteten und cyber-physikalischen Systemen ist, dass Hardware und Software gleichermaßen während des Entwurfs berücksichtigt werden müssen. Daher wird diese Art des Entwurfs auch als Hardware/Software-Codesign bezeichnet. Das generelle Ziel ist hier, die richtige Kombination aus
Hardware und Software zu finden, damit das effizienteste Produkt entsteht, das der
Spezifikation genügt. Deshalb können eingebettete Systeme nicht durch ein Syntheseverfahren entworfen werden, welches nur eine Verhaltensbeschreibung betrachtet,
vielmehr müssen die vorhandenen Komponenten mit in das Verfahren einbezogen
werden. Es gibt noch weitere Gründe für diese Beschränkung: um die stetig steigende Komplexität eingebetteter Systeme beherrschen zu können und immer kürzere
Entwicklungszyklen zu realisieren, ist Wiederverwendung ein unerlässliches Grundprinzip. Dieser Ansatz führte zum Begriff plattformbasierter Entwurf:
„Eine Plattform ist eine Familie von Architekturen, die eine Menge von Bedingungen erfüllen, welche eingeführt wurden, um die Wiederverwendung von Hardwareund Softwarekomponenten zu ermöglichen. Dabei reicht eine Hardwareplattform
alleine nicht aus. Ein schneller, zuverlässiger, ableitender1 Entwurf erfordert die
Verwendung einer Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für die Plattform,
um die Plattform in Richtung der Anwendungssoftware erweitern zu können. Allgemein ist eine Plattform eine Abstraktionsebene, die viele der möglichen Details einer
unteren Ebene verdeckt. Plattformbasierter Entwurf ist eine Kompromisslösung: im
top-down Entwurfsfluss bilden Entwickler eine Instanz der oberen Plattform auf
eine Instanz der unteren Plattform ab und propagieren dabei die Entwurfsbeschränkungen” [476]. Die Abbildung ist ein iterativer Vorgang, in dem Werkzeuge zur
Performanz-Bewertung die jeweils nächste durchzuführende Aufgabe bestimmen.
In diesem Buch liegt der Schwerpunkt auf dem Entwurf eingebetteter Systeme
basierend auf vorhandenen Ausführungsplattformen. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass viele moderne Systeme auf bereits existierenden Plattformen aufbauen.
1 Gemeint ist: aus der Spezifikation ableitend.