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Modellierung Objektorientierung und modellbasierte Werkzeuge

| Autor / Redakteur: Dr. Andreas Wagener, Robert Stemplinger, Markus Pauls* / Martina Hafner

Über Tools wie Rhapsody kann aus der Modellierung direkt Code generiert werden. – auch für Embedded-Systeme. Dazu sind einige Vorarbeiten nötig, das Abstraktionsniveau steigt für alle Beteiligten. Verbunden mit der Chance, bis zum Produkt eine klar erkennbare Architektur umzusetzen und damit ein gut wartbares Produkt zu erhalten.

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Einzelne Objekte mit unterschiedlichen Eigenschsften (hier die Farben) bilden die Klasse der Filzschreiber. Dieses Entwicklungsparadigma lässt sich auf die Embedded-Entwicklung übertragen.
Einzelne Objekte mit unterschiedlichen Eigenschsften (hier die Farben) bilden die Klasse der Filzschreiber. Dieses Entwicklungsparadigma lässt sich auf die Embedded-Entwicklung übertragen.
(Bild: gemeinfrei/Pixabay / CC0 )

Die Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co KG entwickelt, fertigt und verkauft Klein- und Micromotoren, die dazu passenden Positionsgeber und Ansteuerungen zum geregelten Betrieb der Motoren. Die Ansteuerungen sind in Ausführungen als reine Drehzahlregler oder auch als Positioniersteuerungen im Programm. Realisiert sind diese als eingebettete Steuerungen auf der Basis von µControllern, in denen alle Stufen der Regelung rein digital abgebildet werden. Betrachtet werden sollen hier die Positioniersysteme.

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Die Software einer Motoransteuerung für einen Servoantrieb kann grob in die Teile

  • Hardwaretreiber,
  • Motorregelung,
  • Steuerung und Diagnose,
  • Kommunikation und
  • Parameterspeicher (Objekt-Verzeichnis oder Management Information Base (MIB))

gegliedert werden.

Erweiterungen und Anpassungen an veränderte Anforderungen, aber auch Beschränkungen des Zielsystems erforderten in den Bestandssystemen den klaren Entwurf zu verlassen. Dies führt zu der klassischen Situation bei eingebetteten Steuergeräten mit deutlich ineinander übergehenden Softwareanteilen.

Trotz dieser Beschränkungen stellt der Motion Controller ein sehr stabiles Gerät dar, Erweiterungen erfordern jedoch einen höheren Aufwand und Entwicklungszeitraum.

Insofern war für eine nächste Ansteuerungs-Generation klar, dass insbesondere die Wartbarkeit und Erweiterbarkeit durch eine klare und modulare Software-Architektur deutlich verbessert werden sollte.

Funktionale Anforderungen waren:

  • ein deutlich gesteigerter Umfang an unterstützten Betriebsarten,
  • die Unterstützung mindestens eines Ethernet-basierten Feldbus als Option,
  • eine wesentlich gesteigerte Flexibilität in der Konfiguration.

Die Anforderungen waren mit der Erwartung verbunden, künftig wieder deutlich schneller auf Kundenwünsche eingehen zu können.

Gleichzeitig sollte der Wechsel auf eine aktuelle und zukunftsträchtige Prozessorfamilie erfolgen, die Software aber so entwickelt werden, dass auch künftige Prozessorwechsel deutlich vereinfacht werden.

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