MIDAS: metodologia orientada ao objecto para desenvolvimento de sistemas embebidos

Abstract

O desenvolvimento metódico e sistemático de sistemas embebidos apresenta-se, nos dias de hoje, como uma disciplina muito importante para a economia dum país civilizado, devido ao forte impacto que aquela classe de sistemas induz em diversas áreas industriais, nomeadamente no controlo, monitorização e supervisão de processos fabris. Nesta tese, apresenta-se a metodologia vIIDAS que pretende auxiliar o projectista no desen volvimento de sistemas embebidos, partindo do pressuposto que estes serão implementados em plataformas mistas (com hardware e software). O trabalho foca essencialmente as questões associadas à análise e à modelação de sistemas embebidos complexos, nomeadamente o levan tamento de requisitos, os meta-modelos a usar para especificação e os métodos a seguir, não abordando, duma forma tão profunda, questões associadas às fases de concepção e implemen tação. Os pilares da metodologia MIDAS são: (1) a modelação orientada ao objecto; (2) o recurso a especificações unificadas, gráficas e multi-vista; (3) a adopção da abordagem operacional. Neste sentido, mostram-se as vantagens que a adopção da abordagem orientada ao objecto pode tra zer à modelação de sistemas embebidos e a importância em recorrer a especificações unificadas (por não estarem comprometidas com a solução final), gráficas (por serem claras e intuitivas, mas, simultaneamente, precisas e rigorosas) e multi-vista (por representarem diferentes vistas do mesmo sistema) para lidar com sistemas complexos. A possibilidade em executar as espe cificações (abordagem operacional) e a adopção dum processo iterativo e incremental são dois factores cruciais para o desenvolvimento de sistemas de relativa complexidade, motivo pelo qual se incentiva o seu uso em MIDAS. É apresentado um meta-modelo multi-vista apropriado para a especificação de sistemas em bebidos e são seleccionadas as respectivas notações, que se baseiam integralmente na notação Ui’vlL. Indica-se, também, o modelo de processo e, para cada uma das tarefas que o compõem, é apresentado o correspondente método, composto por algumas recomendações, que podem ser utilizadas para a execução da referida tarefa. Finalmente, com o objectivo de validar e demonstrar a aplicação da metodologia \I são descritos, sob o ponto de vista técnico e metodológico, 2 projectos de desenvolvimento de casos reais (um sistema de supervisão de iluminação e o sistema de controlo das linhas de produção duma fábrica).

The systematic and methodical development of embedded systems is nowadays a very impor tant discipline for the economy of an industrial country. These systems have a strong impact on several industrial app domains, namely in control, monitoring and supervísion of mai processes. The main result of this thesis is a new methodology to desígn embedded systems: MIDAS. This methodology presents a unifled view to develop mixed platform solutions, containing both hardware and software components. The work focus mainly on the issues related to the ana lysis and modelling of comp embedded systems, with special emphasis on the requirements capture task, the specification meta-models, and the methods to be followed. The design and implementation phases are less detailed. The MIDAS methodology is based ou the following topics: (1) object-oriented modelling; (2) uni fied, graphica and multiple-view speciftcations; (3) an operational approach. It is shown 1mw the object-oriented paradigm has advantages to model embedded systems, and the relevance of using specifications that are: unified (to not compromise the fina’ solution), graphical (to be intuitive and clear, but simultaneously. precise and rigorous) and multiple-viesved (to repre sent different views of the sarne system) to manage t.he system’s cornplexity. When developing relatively complex systems some critical issues are pertinent and the VIIDAS methodology is stronglv recommended; these issues include the direct execution of the specifications (operatio nal approach) and an approach towards au iterative and incremental process. A multiple-view meta-model is presented Lo appropriately specify embedded systems and Lhe corresponding notations, which are completcly based on the UML notation are indicated. The process model is also presented and for each task tliat belongs to it, the corresponding method is described. The rnethods description include guidelines that can be used Lo accoinp Lhe referred task. Finally, to validate and show how to apply the MIDAS methodology, 2 case studies are described (a lighting supervision system and the control system of an industrial production une), from the tecirnical and methodo point of view,