25. Роль моделирования в архитектурном проектировании ВсС

Моделировать проектируемую ВсС можно на разных уровнях абстракции и применять при этом различные средства и языки моделирования.

При проектировании ВсС моделирование призвано решать следующие задачи: верификация (целевая и эквивалентная), виртуальное прототипирование, реализация компонентов системы (hardware и software), специфицирование и документирование разрабатываемых компонентов.

В рамках проектирования ВсС процесс моделирования выглядит следующим образом. На начальных этапах проектирования модель представляет собой высокоуровневое поведенческое описание системы. Данное описание необходимо верифицировать на адекватность решаемой целевой задаче. Собственно, получение такой модели сам по себе достаточно сложный процесс, идущий параллельно с целевой верификацией и системным проектированием. Однако, после создания полной модели системы, ее необходимо “реализовать”. Реализация модели заключается в следующем:

• Принять решение о способе реализации каждого механизма построенной модели;

• Получить перечень стандартных компонентов (микропроцессоров,микроконтроллеров, интерфейсов, протоколов и т.д.), используемых в системе;

• Получить объектный код для программно реализованных компонент (SW реализация);

• Получить конфигурацию программируемой логики для аппаратно реализованных компонент (HW реализация).

26. Эталонная а-модель ВсС

Эталонная модель – верифицированная и зафиксированная архитектурная модель системы, не ограничивающая способов реализации. Она может быть реализуемой А-моделью. Абстрактная А-модель требует дальнейшей проработки и не пригодна для реализации.

Моделирование на начальных этапах связано с доказательством адекватности разработанной архитектуры начальным требованиям. Разработчик на этих этапах вынужден применять достаточно сложные методы “функциональной” верификации. Зачастую такие методы носят полуформальный характер и относительно слабо поддержаны инструментальными средствами. Данный тип верификации призван доказать соответствие полученных характеристик А-модели и сформулированных в требованиях к системе характеристик.

При окончательном формировании “золотой” модели процесс моделирования переходит в фазу реализации. На этом этапе моделирование направлено на верификацию отдельных узлов, а не всей системы в целом, и призвано доказать эквивалентность реализаций. В конечном итоге задача разработчика доказать эквивалентность полученных при реализации характеристик и характеристик, заданных “золотой” моделью. На этом этапе преобладают сравнительно простые, но трудоемкие методы эквивалентной верификации и для большинства преобразований существуют специальные САПР.

Еще одной важной задачей “золотой” модели становится создание исходных спецификаций для разработчиков, которые занимаются конечной реализацией компонентов и узлов системы.

27. Аспектный подход в проектировании ВсС

Суть аспектного взгляда на процесс проектирования ВсС вытекает, в первую очередь, из возможности представления ВС посредством совокупности проектных платформ и из целесообразности выделения в проекте отдельных частных проблем (аспектов), решение которых необходимо обеспечивать по ходу разработки на всех основных этапах.

В основе этого подхода лежит идея выделение аспекта как сегмента проектного пространства, в рамках которого отражается частная проблема в проекте.

Перечислим основные понятия аспектной модели проектирования.

1. Аспект – искусственно выделяемый сегмент проектного пространства, отражающий частную проблему проекта по ходу его выполнения (концептуальный, локальный). Примеры аспектов:

• функциональный

• надежностный;

• энергетический;

• синхронизации / синхронности / РМВ;

• информационной безопасности;

• конструкторско-технологический;

• повторного использования;

• масштабируемости, реконфигурируемости;

• документно-логистический и другие.

2. Архитектурный агрегат (А-агрегат, AA) – элемент проекта. Обладает группами свойств в рамках каждого аспекта. Текущая информация о свойствах AA отражается в его спецификации, а связи между AA в пределах аспекта представляются списком ANL (aspect netlist). Совокупность AA на каждом шаге определяет текущее представление целевой системы и текущее состояние проекта.

2. Архитектурная модель (А-модель) – модель проекта/целевой системы, включающая перечень аспектов, совокупность AA, аспектные списки связей (ANL) и спецификации для каждого AA.

3. Архитектурная платформа – элемент повторного использования концептуальных решений (А-модель, полезная для повторного использования, зафиксированная в качестве самостоятельного продукта):

4. Механизм (Мх) – верифицированный и отложенный для повторного использования AA, снабженный набором метрик (характеристик).

Суть аспектного процесса проектирования состоит в том, что на начальном шаге проект разделяется на аспекты, дальше выполняется параллельное относительно независимое проектирование в рамках аспектов системы и в конечном итоге аспекты собираются воедино в реализацию системы.