Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

組込みコンポーネント仕様（TECS）をサポートするツールの実現とその適用例の紹介
２００８年11月20日
キャッツ株式会社

Copyright© 2008 CATS Co.,ltd. All rights reserved.

Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

目次（全体の流れ）
TECSとは
TECSをサポートする ZIPC Toy!
ZIPC AUTOSARという構造設計ツール
AUTOSARとは？
構造設計の薦め
フィーチャモデリングから始まるコンポーネントベース設計の流れ
フィーチャモデリングと構造設計
コンポーネントベース設計とプロトコルステートマシン
事例：踏み切りモデリング
仕様概要
フィーチャモデリング
構造モデリング
出力されたCDL
おおよそ20分で説明します。
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TECSとはTECS
Toppers Embedded Component System
大規模化、複雑化する組込みソフトのコンポーネント化
CDL記述の標準化による部品流通の促進

TECS CDL
コンポーネント記述言語
シグネチャ
セル
呼び口
受け口

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TECS開発をサポートする ZIPC Toy!
構造設計/コンポーネント設計ツール
TECSコンポーネントモデル
GUIによる設計
TECSコンポーネント図

セル

作成したモデルからCDLファイルを出力

設計支援機能受け口

Validation機能

呼び口

要素のユニークさチェック
シグネチャが一致しているか

ZIPC AUTOSARをベースに開発
ZIPC AUTOSAR〜AUTOSARをベースとした車載アプリケーション開発支援ツール

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ZIPC AUTOSARという構造設計ツール（１）
AUTOSARプラットフォームを意識した設計支援ツール
以下の４つの図を作成していくことで設計します。
コンポジション図ランナブル図
SWC&インターフェース図
トポロジ＆マッピング図

ランナブル図コンポジション図

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ZIPC AUTOSARという構造設計ツール（２）コンポジション図ソフトウェアコンポーネント間の関係をGUIで記述 ⇒ TECS コンポーネント図と非常に似ている！

記述要素も似ている
Pポート、Rポート(AUTOSAR) ⇒呼び口、受け口(TECS)
コンポーネントプロトタイプ(AUTOSAR)⇒セルタイプ(TECS)

セル

コンポジション図

受け口呼び口カスタマイズ

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6Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

AUTOSARとは？

2002年 欧州自動車メーカー等により設立
日本国内からも多数参加
プラットフォーム/インターフェースの標準化
プラットフォームベース開発へ

国内団体としては、JasParがあります。
非競争領域の協調開発
国内各社からの意見を一本化し、世界標準への貢献
AUTOSAR、FlexRayコンソーシアムと協業体制

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7Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

構造設計の薦め
コンポーネントベース設計の活用
コンポーネントベース開発・・・・用意されたコンポーネントを組合わせることで開発していく

問題点・・・
用意されたコンポーネントがあまりない!

・・・・作るしかない！

⇒ コンポーネントを流通させるためのIF規格で作る（TECS,AUTOSAR等）

うまく組合わせられない/どう組合わせる?・・・・フィーチャモデル＋構造設計⇒ 組合わせを想定して設計する

うまい組合わせを想定して部品開発
うまい組合わせ？？
想定しているバリエーションを作るための組合わせ↓あらかじめ、バリエーションを考慮した構造設計が必要
バリエーション考慮⇒フィーチャモデリングによる変動性分析

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8Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

フィーチャモデリングから始まるコンポーネントベース設計の流れ
フィーチャモデル

構造モデル

要求/バリエーション
設計

フィードバック/最適化

アーキテクチャ/構造設計

フィードバック/最適化

振舞い
設計
振舞いモデル

フィードバック/最適化

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9Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

フィーチャモデリングと構造設計（１）フィーチャモデリングの目的
ソフトウェアの変動する要因を設計する
どこが変わるのか/変わらないのか

バリエーション
どのような組合わせは存在するのか/存在しないのかコンポーネントの組合わせ可能性を列挙

コンポーネントベース設計でのバリエーション
コンポーネントを置き換えることで、バリエーションを実現
どのような組合わせがあるか要検討フィーチャモデリングと相性が良い

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10Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

構造設計
構造モデル
どのような構造の上に機能を実装するのか
要求/バリエーションに対してどのように構造を変化させて対応するのか

何を考えるのか
どのような機能分割をしてコンポーネントとするか
コンポーネント間の関係をどうするか
今後の機能拡張時の拡張方針

構造モデルを使用して考えることで以下を考える
再利用性
メンテナンス性
拡張性

発生するトレードオフ（エンジニアリングデシジョン）を検討する
バランスが大事Copyright© 2008 CATS Co.,ltd. All rights reserved.

11Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

フィーチャモデリングと構造設計（２）フィーチャモデリングをベースとした構造設計
構造とコンポーネント化を意識した機能分割を検討
コストのかかる組合わせ/比較的低コストで実現できる組合わせ

どのような機能の組み合わせが効率が良いか
構造設計視点でフィードバックする
XXとYYの組合わせは高コストだけど作る？
XXとZZの組合わせは要求されていないけど低コストですよCopyright© 2008 CATS Co.,ltd. All rights reserved.

12Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

構造設計とプロトコルステートマシン
構造を検討することで、コンポーネントに期待する機能を検討
コンポーネントの責務は何か
コンポーネントが受け取る情報は何か
コンポーネントが出力する情報は何か

責務を分割し、構造を構成するコンポーネントへの割振を検討

プロトコルステートマシンでポートの振舞いを検討
コンポーネントのポートに対しての制約を設計/記述（外部から見て）どのような状態を持たなければいけないか（外部から見て）どのような状態遷移をしなければいけないか
コンポーネントはプロトコルステートマシンで指定された振舞いを満たさなければいけな
いCopyright© 2008 CATS Co.,ltd. All rights reserved.

13Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

事例：踏み切りモデリング（仕様概要）
機能概要説明外部センサーの検知状況に対応して、警報機・信号機・遮断機を制御する
警報機は、警告音を発生/停止する
信号機は、２つのLEDを点灯/消灯する
警告音とあわせた動作が必要

遮断機は、遮断機を上げ/下げする。

以下のようなバリエーションを作成する
リズミカル遮断機
３３７拍子で遮断機を上げ下げする

リズミカル警報機
３３７拍子で警告音を発生する

タイミングの早い警報機
通常より早いタイミングで警告音を発生する

タイミングの遅い警報機
通常より遅いタイミングで警告音を発生する

同時に光る信号機
左右のLEDを同時に点灯/消灯する

リズミカルな信号機
３３７拍子で信号機を点灯/消灯する
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14Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

事例：踏み切りモデリング（フィーチャモデリング１）
フィーチャモデル

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事例：踏み切りモデリング（フィーチャモデリング２）
改訂 フィーチャモデル
システムとシステム動作ポリシーの分離
個々の要素の動作ではなく、全体としての動作

暗黙の仕様の明示化
同時に光る信号機

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16Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

事例：踏み切りモデリング（構造モデリング１）構造モデル
信号機・警報機・遮断機全体のポリシーを受け取る
個別に動作する

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17Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

事例：踏み切りモデリング（構造モデリング２）
改訂 構造モデル(未実装）
同期させる要素の明示化
警報機と遮断機の連動
常にセットで使用する要素を考慮

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18Modeling does the future with the state-of-the-art engineering tool.

事例：踏み切りモデリング（出力されたCDL）
後工程
TECSgenでコード生成⇒機能実装⇒・・・
コンポーネント内部を実装

ブース(F-30)で踏み切り動作中！

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