6 Teil 6: V-Modell-Referenz Aktivitäten

6.3 Aktivitäten

6.3.10 Systementwurf

6.3.10.4 HW-Architektur erstellen

Sinn und Zweck

Im Rahmen der Architekturerstellung ist eine »HW-Architektur der HW-Einheit aus den Anforderungen abzuleiten und festzulegen.

Der Architektur-Erstellungsprozess (siehe Abbildung 23) beginnt mit der Identifikation der Architekturtreiber sowie - parallel dazu - der Festlegung von Bewertungskriterien. Anschließend werden Architektursichten identifiziert und ausgearbeitet.

Die Ausarbeitung entspricht dem eigentlichen Designprozess. Die ausgearbeitete Architektur wird schließlich anhand der Bewertungskriterien überprüft und ausgewählt. Der Architektur-Erstellungsprozess kann in mehreren Zyklen durchgeführt werden.

Ablaufdarstellung

Abbildung 23: Aktivitätsdiagramm "HW-Architektur erstellen"

6.3.10.4.1 Architekturtreiber identifizieren

Bei der Identifikation von Architekturtreibern sind Prinzipien für die Gestaltung einer »HW-Architektur festzulegen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um folgende Vorgaben handeln:

• Vergleichbare Komplexität der HW-Elemente
• Minimale Anzahl an physikalischen oder logischen Schnittstellen
• Entkopplung von sicherheitskritischen und -unkritischen HW-Elementen
• Verwendung von Kaufteilen wie COTS-Produkten (in Form von Produkten des Typs »Externes HW-Modul)
• Modularität und Wiederverwendbarkeit.

6.3.10.4.2 Bewertungskriterien festlegen

Im Rahmen dieser »Arbeitsschritt sind unterschiedliche Perspektiven (Sichten) auf die HW zu definieren (siehe hierzu auch Beschreibung zu Architektursichten identifizieren in der Aktivität Systemarchitektur erstellen).

Bei »HW-Architekturen handelt es sich im einfachsten Fall um die hierarchische Zerlegung der HW mit den zugehörigen physikalischen »HW-Elementen einschließlich der Schnittstellen (Struktursicht) sowie um die Beschreibung der Kommunikation und Interaktion zwischen den HW-Elementen beziehungsweise den HW-Elementen und der Umgebung (Protokollsicht).

Es können beliebige zusätzliche Sichten auf die HW definiert werden. Diese können sich beispielsweise auf den Stromverbrauch, die Masseverteilung oder die Zuverlässigkeit der HW beziehen.

Sinnvollerweise sollten mehrere unterschiedliche Sichten erstellt werden, um einen einfachen Zugang zu ermöglichen und das Verständnis zu verbessern.

6.3.10.4.3 Architektursichten identifizieren

Im Rahmen dieser »Arbeitsschritt sind unterschiedliche Perspektiven auf die HW zu definieren. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um

• die hierarchische Zerlegung der HW mit den zugehörigen physikalischen »HW-Elementen einschließlich der Schnittstellen (Struktursicht),
• die Beschreibung der Kommunikation und Interaktion zwischen den HW-Elementen beziehungsweise den HW-Elementen und der Umgebung (Protokollsicht).

Es können beliebige Sichten auf die HW entwickelt werden. Diese können sich beispielsweise auf den Stromverbrauch, die Masseverteilung oder die Zuverlässigkeit der HW beziehen.

Sinnvollerweise sollten mehrere unterschiedliche Sichten erstellt werden, um einen einfachen Zugang zu ermöglichen und das Verständnis zu verbessern.

6.3.10.4.4 Architektursichten erarbeiten

Jede der identifizierten HW-Architektursichten ist auszuarbeiten (siehe hierzu auch Beschreibung zu Architektursichten erarbeiten in der Aktivität Systemarchitektur erstellen). Dies schließt folgende Schritte mit ein:

• Identifikation der Elemente und deren Abhängigkeiten in einer Sicht,
• Auswahl einer geeigneten Notation (zum Beispiel grafisch oder in Textform) für die Darstellung der Sicht,
• Auswahl eines geeigneten Werkzeuges zur Entwicklung, Ausarbeitung und Repräsentation der Sicht,
• Erstellung der Sicht mittels der ausgewählten Werkzeuge und Notationen.

Im Rahmen der Struktursicht wäre es beispielsweise möglich, eine detaillierte Beschreibung der Daten und Signale einer »HW-Einheit mit programmierbarerer Logik zu erstellen. Dies schließt Darstellungsaspekte wie ein Identifikator, eine Formatbeschreibung, der Wertebereich, die Auflösung und eine einführende Beschreibung als Minimalanforderung ein.

6.3.10.4.5 Architektur bewerten

Auf Basis der definierten Bewertungskriterien ist die Architektur zu evaluieren. Hierzu kann es beispielsweise erforderlich sein, Analysen zu erstellen, Simulationen durchzuführen, Prototypen zu entwickeln (Rapid Prototyping) oder Demonstratoren aufzubauen.

Erfüllt eine Architektur die Bewertungskriterien in vollem Umfang, kann sie als Basis für den weiteren Entwicklungsprozess herangezogen werden.

6.3.10.4.6 Zeichnungssatz erstellen

Nach Wahl der endgültigen Architektur ist der Zeichnungssatz der »HW-Einheit für die Fertigung zu erstellen. Hierzu sind folgende Tätigkeiten durchzuführen:

• Erstellung von Skizzen, Bauplänen und Nahtstellenzeichnungen,
• Beschreibung des Aufbaus,
• Identifikation von Materialien,
• Erstellung des Stromlaufplanes,
• Erstellung von Stücklisten,
• Erstellen des Leiterplattenlayouts auf Basis des Stromlaufplanes,
• Erstellung von Konstruktionszeichnungen,
• Erstellung von Verdrahtungsplänen.

In der Regel können große Teile des Zeichnungsatzes durch die einschlägigen Werkzeuge automatisch erzeugt werden.