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嵌入式技術  

基於模型設計嵌入式軟體開發評估方法

上網時間: 2012年03月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:模型  設計  ROI  DOORS  COCOMO 

作者:Joy Lin

MathWorks航空產業行銷經理

隨著客戶需求範圍的擴大和複雜性的增加,系統的邏輯與控制軟體的規模和複雜性也隨之擴大和增加。當各機構需要在越來越緊迫的時限內開發飛機和汽車應用所需的數百萬行程式碼時,他們發現傳統的開發流程已不再能夠滿足品質與時間的目標要求。將基於模型設計用於嵌入式系統開發,可在開發過程早期發現缺陷並減少潛在缺陷總數,因而可以降低成本。基於模型的設計可以幫助公司在更短時間內以更低成本開發出品質更高的系統,具有頗具競爭力的優勢。

傳統開發方法對比基於模型的設計

在傳統開發流程中,需求、設計、實現和測試任務在不同的工具環境下依次執行,其中涉及多個人工步驟(圖1)。使用Microsoft Word或IBM DOORS等工具以文本方式擷取需求。不同設計使用針對該領域的不同工具實現,這使得系統級測試一直要到在軟體或硬體中實現後才能執行。然後人工將設計轉換成程式碼,這是個耗時且容易導入缺陷的過程。每個階段中都會導入一些缺陷,因而使測試階段成為要發現之前階段中所積累的所有缺陷的清道夫。因此,測試階段占到整個開發時間和成本的大頭。缺少公用工具環境、多個人工步驟以及後期才能發現缺陷等因素都會延長開發時間、增加開發成本。


圖 1. 傳統開發方法需要許多會導入缺陷的不必要的人工步驟。

基於模型的設計(圖2)以和傳統流程相同的需求開始。但是,這些需求並不作為文本規格的基礎,而是用於以模型的形式開發可執行規格。工程師使用這些模型來明確需求與規格。然後對這些模型進行細化,以開發需求更具體的設計。使用基於模型的設計工具,工程師可以在系統級對設計進行模擬,在實現之前發現介面缺陷。完成設計之後,工程師借助這些模型自動產生產品級程式碼和測試用例。此工作流程使工程師們從需求到測試階段都能夠處於同一環境中,因而減少了人工工作量。此外,當工程師們在模型中模擬可執行規格來驗證其是否滿足需求時,在需求階段即可開始測試。這樣便可及早發現和消除缺陷,降低開發總成本。


圖 2. 基於模型的設計在整個開發過程中使用系統級模型作為可執行規格。這種設計方法支援系統級和組件級設計與模擬、自動程式碼產生以及連續測試與驗證。

基於模型設計優勢

相較採用傳統方法的機構,採用基於模型設計機構可將成本降低20%到60%。成本節約主要得益於更準確的需求分析以及早期和連續的測試與驗證。由於使用了模型來模擬需求和設計,因此可在開發流程中早的多地發現缺陷;而處理早期發現的缺陷可成百上千倍地降低成本(圖3)。


圖 3 基於模型的設計可將缺陷發現提前到開發階段早期。


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