Specification-First-Entwicklung für µP-basierte Steuergeräte
Projekte schneller und einfacher einrichten
In klassischen Specification-First-Prozessen sind Modellierung und Implementierung oft eng miteinander verknüpft. Das kann Iterationen verlangsamen und die Flexibilität während der Entwicklung einschränken. Das Vector Application Framework durchbricht diesen Ablauf mit einer datenzentrierten Abstraktionsschicht und schafft Freiräume für die Entwicklung unabhängig vom zugrunde liegenden Systemmodell.
Der durchgängig textbasierte Workflow, die CLI-basierte Automatisierung und die nahtlose Integration in Visual Studio Code unterstützen flexible und effiziente Entwicklungsprozesse. Bestehende Spezifikationen bleiben dabei erhalten und lassen sich weiterhin nutzen. Gleichzeitig schafft das Framework die Grundlage für die Integration in produktionsreife Softwareumgebungen – ohne grundlegende Änderungen am Entwicklungsansatz.
Die Herausforderung
Die Specification-First-Entwicklung schafft Struktur und unterstützt die Entwicklung komplexer Systeme. Änderungen an der Spezifikation wirken sich jedoch häufig auf nachgelagerte Entwicklungsschritte aus. Besonders wenn Modellierung und Implementierung in unterschiedlichen Teams oder Organisationen stattfinden, steigen Abstimmungsaufwand und Durchlaufzeiten. Bereits kleinere Anpassungen können mehrere Iterationen im Entwicklungsprozess auslösen und die Entwicklungsgeschwindigkeit reduzieren.
Die Specification-First-Entwicklung schafft Struktur und unterstützt die Entwicklung komplexer Systeme. Änderungen an der Spezifikation wirken sich jedoch häufig auf nachgelagerte Entwicklungsschritte aus. Besonders wenn Modellierung und Implementierung in unterschiedlichen Teams oder Organisationen stattfinden, steigen Abstimmungsaufwand und Durchlaufzeiten. Bereits kleinere Anpassungen können mehrere Iterationen im Entwicklungsprozess auslösen und die Entwicklungsgeschwindigkeit reduzieren.
Die Lösung
Projekte auf Basis von AUTOSAR Adaptive folgen häufig einem klassischen Specification-First-Ansatz und stehen damit vor der Herausforderung, Modellierung und Softwareentwicklung effizient miteinander zu verbinden. Das Vector Application Framework reduziert diese Abhängigkeit durch eine zusätzliche Abstraktionsschicht zwischen Applikation und Middleware. Anstatt direkt mit den aus dem Systemmodell generierten Middleware-Schnittstellen zu arbeiten, entwickeln Anwender gegen eine stabile, datenzentrierte Framework-API.
Diese API basiert auf zwei grundlegenden Kommunikationskonzepten: Datenelementen und Operationen. Datenelemente bilden Publish/Subscribe-Kommunikation ab und unterstützen zusätzlich die persistente Speicherung von Informationen. Operationen entsprechen dem Prinzip von Remote Procedure Calls (RPCs). Beide Konzepte werden über klar definierte Schnittstellen zusammengeführt und bilden die gemeinsame Entwicklungsgrundlage für Anwendungen innerhalb des Frameworks.
Der modulare Aufbau der Anwendungen unterstützt die parallele Entwicklung in unterschiedlichen Teams und schafft klare Verantwortlichkeiten innerhalb der Softwarearchitektur. Gleichzeitig bietet das Vector Application Framework einen durchgängigen Integrationspfad für alle Komponenten.
Vorhandene Modellartefakte lassen sich direkt als Ausgangspunkt für die Anwendungsentwicklung nutzen. Falls Spezifikationen nicht verfügbar oder noch unvollständig sind, steht ein „Configuration as Code“-Ansatz zur Verfügung, mit dem sich Projekte flexibel konfigurieren und anpassen lassen. Dadurch entstehen deutlich kürzere Iterationszyklen als in klassischen, streng sequenziellen Specification-First-Prozessen.
Ein integriertes Kommandozeilenwerkzeug automatisiert die zentralen Workflow-Schritte und unterstützt die Einbindung in CI-Umgebungen. Für die tägliche Entwicklung steht zusätzlich eine Erweiterung für Visual Studio Code bereit. So bleibt der gesamte Entwicklungsprozess in einer gemeinsamen Arbeitsumgebung – ohne Wechsel zwischen unterschiedlichen Werkzeugen.
Middleware-Abstraktionsmodule vereinfachen die Integration in unterschiedliche Zielsysteme. Sie bilden die Verbindung zwischen der Middleware und der API des Vector Application Framework und entkoppeln die Applikation von der zugrunde liegenden Kommunikationsplattform. Dadurch lassen sich verschiedene Middleware-Implementierungen flexibel kombinieren, ohne Änderungen an den Anwendungsmodulen vorzunehmen.
Das Control Module ergänzt die modulare Softwarearchitektur auf Ebene der ausführbaren Anwendungen und übernimmt wiederkehrende Integrationsaufgaben. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Entwicklung und Wartung von Boilerplate-Code, sodass sich Teams auf ihre Applikationslogik konzentrieren können.
Kurz gesagt: Das Vector Application Framework verbindet agile Entwicklungsprozesse mit den Anforderungen modellbasierter und Specification-First-Projekte. Der durchgängige Workflow schafft Freiräume für unabhängige Entwicklung und unterstützt gleichzeitig die nahtlose Integration in produktionsreife Softwarearchitekturen. So profitieren OEMs und Zulieferer von einer Lösung, die schnelle Iterationen ebenso unterstützt wie den Übergang in die Serie.
Die Vorteile
- Modulare Softwarearchitektur
Klare Modulgrenzen schaffen Freiräume für die Entwicklung der Applikationslogik und fördern die Wiederverwendung von Software. - Schnell von der Idee zum Prototyp
Projektvorlagen und automatisch erzeugte Basisartefakte reduzieren den Einrichtungsaufwand und beschleunigen den Projektstart. - Durchgängig textbasierter Workflow
CLI-basierte Werkzeuge und Configuration as Code schaffen die Grundlage für CI/CD-Prozesse, Git-basierte Zusammenarbeit und KI-gestützte Workflows. - Umfassende, datenzentrierte API
Klare und allgemein verständliche Konzepte erleichtern den Einstieg und reduzieren den Schulungsaufwand.
- Open Source statt Herstellerbindung
Das Kern-Framework steht als Open Source im Eclipse Automotive API Framework zur Verfügung und schafft langfristige Unabhängigkeit bei der Softwareentwicklung. - Durchgängige Teststrategie
Von Unit-Tests mit generierten Mocks und Test-Stubs über SIL-Tests bis hin zur Integrationsvorbereitung unterstützt das Framework einen durchgängigen Validierungsprozess. - Unabhängig von der Middleware entwickeln
Applikationen entstehen unabhängig von der zugrunde liegenden Middleware. Das vereinfacht die Wiederverwendung von Software und unterstützt Standardsoftware-Konzepte von Zulieferern. - Flexibel integrieren
Middleware-Abstraktionsmodule unterstützen eine klare Trennung zwischen Anwendungsentwicklung und Integration. Die Vorintegration erfolgt beim Zulieferer, die finale Integration beim OEM.
