Ein zielsystemidentischer Ansatz für das domänenspezifische Rapid Prototyping in der Informations- und Elektrotechnik

摘要

In der vorliegenden Arbeit wird ein zielsystemidentischer Ansatz für das domänenspezifische Rapid Prototyping in der Informations- und Elektrotechnik vorgestellt. Dabei wird durch die Partionierung von Serienstrukturen sowohl der Hardware, als auch der Software, in unabhängige Teilkomponenten sowie der Einführung entsprechender Schnittstellen die Wiederverwendung von Erfahrungen aus Serienentwicklungen systematisch ermöglicht. Dadurch können, die bislang den Systemlieferanten vorbehaltenen Erfahrungen aus Serienentwicklungen in gut handhabbarer Form z.B. Fahrzeugherstellern (OEM) für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben zur Verfügung gestellt werden, ohne dass die Systemlieferanten ihr Know-How offen legen müssen. Es wird damit eine effiziente Möglichkeit für das Simultaneous Engineering zwischen OEM und Systemlieferant ermöglicht. Des Weiteren kann mit Hilfe der Wiederverwendung von Erfahrungen aus Serienentwicklungen sehr schnell ein in wesentlichen Punkten mit dem Zielsystem identischer Prototyp erstellt und in der realen Umgebung eingesetzt werden. Der Entwicklungsaufwand kann damit auf neue Konzepte und Komponenten begrenzt und somit eine frühe Aussage über Realisierbarkeit und Akzeptanz getroffen werden. Dadurch lassen sich Doppel- und Parallelentwicklungen auf ein Minimum reduzieren und damit die Entwicklungszeit gegenüber traditionellen Verfahren deutlich verkürzen. Durch den Einsatz rekonfigurierbarer Logik wird es ermöglicht, Änderungen in der normalerweise statischen Hardware vorzunehmen. Zusätzlich kann durch Einbetten des Mikrocontrollers in die rekonfigurierbare Logik die normalerweise sehr früh zu treffende Entscheidung, ob eine Funktion im Mikrocontroller oder in der rekonfigurierbaren Logik realisiert werden soll, noch in sehr fortgeschrittenen Entwicklungsphasen beeinflusst werden. Die in der rekonfigurierbaren Logik umgesetzten Funktionen können anschließend als ausführbare Spezifikation für ASIC Entwicklungen verwendet werden. Die bei der Entwicklung der Anwendersoftware erzielten Ergebnisse können ohne großen Aufwand im Seriensystem weiterverwendet werden, da die Anwendersoftware nur über mit dem Zielsystem identische Schnittstellen auf Hardwaretreiber, Service Routinen sowie das Betriebssystem zugreift. Durch die Steigerung des Automatisierungsgrades z.B. mit Hilfe der Verwendung von grafischen Entwicklungswerkzeugen mit automatischer Codegenerierung können die Entwicklung beschleunigt, Fehlerquellen reduziert und somit die Qualität verbessert werden. Der in der vorliegenden Arbeit beschriebene zielsystemidentische Ansatz für das domänenspezifische Rapid Prototyping wird am Beispiel eines Entwicklungs-Steuergerätes für Dieselmotoren dargestellt.