DECOS, czyli integracja wbudowanych systemów sterujących

DECOS, czyli integracja wbudowanych systemów sterujących

Naukowcy zrzeszeni w ramach unijnego projektu DECOS stworzyli narzędzia umożliwiające bezkolizyjną współpracę wbudowanych systemów sterujących.

Liczba stosowanych wbudowanych systemów sterujących szybko rośnie wraz ze sprzedażą drogich samochodów, które zawierają nierzadko nawet 80 jednostek sterujących silnikiem (ECU). Systemy te są czasem proste jak te stosowane w zegarkach, ale czasem bywają niezwykle skomplikowane, jak te sterujące współczesnymi odrzutowcami. Muszą być one niezawodne, gdyż coraz częściej zawierzamy im dziś swoje życie.

Wbudowane systemy sterujące stanowią dziś połowę całego rynku komputerowego i stanowią one składnik każdego niemalże urządzenia elektronicznego. Częstym problemem jest to, że wbudowane systemy nie zawsze poprawnie współpracują ze sobą. Wynika to z samego procesu ich konstruowania. Oprogramowanie dla każdego z nich jest opracowywane przez innych programistów w zgodzie z różnymi standardami. Różni producenci tworzą często urządzenia o niedopasowanych do siebie interfejsach.

Celem projektu DECOS jest stworzenie standardu dotyczącego języka i interfejsów, jakimi posługiwać się będą systemy wbudowane tak, by zachowywały się one w przewidywalny sposób niezależnie od okoliczności. Rozwiązanie taki jest jednak bardzo złożone, kosztowne i może wpłynąć na obniżenie wydajności systemów. „Pomysł sprowadza się do podjęcia walki z rozrastającą się architekturą systemów,” – powiedział Manfred Gruber z ARC, koordynator projektu DECOS. „Każda nowa funkcja w samochodzie wymaga nowego ECU, co w sumie tworzy bardzo złożona strukturę przeszło 70 ECU.” Sytuacja taka sprawia, że skonstruowanie nowego, zgodnego z innymi, systemu i przetestowanie go staje się dużym wyzwaniem.
„Chcemy zredukować liczbę niezbędnych procesorów do zaledwie kilku zintegrowanych systemów,” – powiedział Erwin Schoitsch z ARC, zastępca koordynatora projektu. „Jednakże integracja kilku aplikacji, z których jedne są krytyczne, a inne nie, wymaga upewnienia się, że nie będą one ze sobą interferować.”

Naukowcy z DECOS skupili się na opracowaniu trzech usług: architektura wzbudzana czasowo, Ethernet wzbudzany czasowo oraz warstwowy FlexRay. Te wzbudzane czasowo protokoły zostały opracowane, by spełnić wymagania krytycznych dla bezpieczeństwa aplikacji, w tym aplikacji czasu rzeczywistego. Udoskonalenia te oznaczają niższe koszty oraz większą efektywność i przewidywalność protokołów.

DECOS opracował architekturę łączącą sieć z oprogramowaniem, komponenty oraz narzędzia do projektowania, rozwijania, instalowania, diagnozowania i walidacji.

W ramach projektu powstały prototypowe narzędzia oraz środowisko testowe umożliwiające przeprowadzenie całego procesu, od modelowania, po instalację. „Zapewnia on szkielet wraz z kilkoma nowymi narzędziami oraz integrację z funkcjonującymi zewnętrznymi narzędziami i standardami bezpieczeństwa,” – powiedział Schoitsch.

DECOS wypracował kilka rozwiązań dla konkretnych branż. W sektorze motoryzacyjnym jest to system adaptacyjnych świateł, a w dziedzinie sterowania przemysłowego jest to architektura wspierająca tłumienie wibracji podczas nano-wdrukowywania.

Najlepszą okazją do pokazania możliwości narzędzi DECOS są krytyczne dla bezpieczeństwa systemy awioniki, jednakże mogą być one stosowane dosłownie wszędzie, od pociągów, przez systemy medyczne i mechatronikę, aż po robotykę.

Projekt DECOS trwał 42 miesiące i kosztował 15 milionów euro. Zrzeszał 18 wiodących europejskich firm, wśród których znalazły się: Infineon, Airbus, Thales, EADS, Liebherr Aerospace, Audi, Fiat oraz Hella

(lk)