はじめに ｜ARTEMISプロジェクトについて
ソースエンジニアズは、スイスのベルンに本社を置く組込みソフトウェア会社である。欧州宇宙機関(ESA)およびベルン大学との協力のもと、Source Engineers社は、NASAの商業月ペイロードサービスプログラムのミッションの1つである月面で使用される質量分析計「レーザーアブレーションイオン化質量分析計」(LIMS)を制御するファームウェアを開発している。
Typhoon HIL HIL404リアルタイム・シミュレーション・デバイスと、ラピッド・プロトタイピングとテスト自動化のためのリモートIOデバイスを使用することで、ソース・エンジニアは他社とは独立してファームウェアを開発し、高品質のファームウェア・リリースをベルン大学に提供することができた。
課題 ｜ソフトウェアのテストセットアップ
ベルン大学は、LIMS質量分析計を5年以内に開発する必要がある。この短いスケジュールは、Source Engineers社でのファームウェア開発がハードウェア・サブシステムの開発と並行して開始されなければ達成できない。
これを可能にするためには、他の企業がLIMSハードウェアを開発するのと並行して、テストセットアップ上でファームウェアを開発できるラピッドプロトタイピングインフラストラクチャが必要である。
テストセットアップは、同じファームウェアリリースをテストセットアップ上でも実際の装置上でもテストできるように、実際の質量分析装置と同じように動作しなければならない。
ソリューション ｜ラピッドプロトタイピングセットアップ
プロジェクトの初期、「実現可能性と要求工学」の段階で、ベルン大学とソース・エンジニアは次のようなラピッド・プロトタイピング戦略を定義した：
- 質量分析計の制御に使用するCPUは、「要求工学と実現可能性」の段階で評価する。評価ボードの即時入手は必須である。
- 質量分析計のハードウェアを制御するために使用されるデジタルインターフェースは、ベルン大学によって定義されており、関係するハードウェア開発会社が変更することはできない。
- 実際の質量分析計と同じように動作するテストセットアップのためのインフラストラクチャは、「要件エンジニアリングと実現可能性」の段階で評価され、購入されます。選定されたコンポーネントはすぐに入手可能でなければなりません。
- デジタル・インターフェースは、ベルン大学によってPCB上に試作され、テストセットアップに使用できる。
この戦略に基づき、図1に示すラピッド・プロトタイピング・プラットフォームが開発された。
コンパクトなテストセットアップは、図2に見られるように、サーバーラックに収まるように製造された。
HILの利点｜HILプロトタイピングによる開発の高速化
ラピッド・プロトタイピング戦略のない古典的なプロジェクトは、ハードウェアとファームウ ェアの開発間の依存関係に苦しんでいる。第一に、ファームウェアの開発を開始する前に、システムおよびハードウェア設計の大部分 を完了させる必要がある。このため、図 3 に示すように、開発フェーズの最初に、非生産的なギャップが生じることが多い。
上述したラピッドプロトタイピング戦略を用いることで、異なる方法でプロジェクトを構 成することができる。ラピッド・プロトタイピングのセットアップは、"実現可能性と要件エンジニアリング・ フェーズ "の間に評価され、購入されたものであるため、図 4 に示されるように、開発時間をフルにファームウェア 開発に使うことができ、非生産的なギャップを避けることができる。
Typhoon HILソリューションを使用したテストセットアップでは、実際のLIMS装置と全く同じ方法でアナログとデジタルのIOをシミュレートすることができます。これによりソースエンジニアは、後に実際の質量分析計で使用されるファームウェアリリースと全く同じものをテストすることができます。この同等性とテストの自動化能力により、ソースエンジニアはハードウェア開発から独立してファームウェアを開発し、高品質のファームウェアリリースをベルン大学に提供することができます。
Typhoon HILテストインフラのおかげで、ベルン大学のクリーンルーム実験室でのテスト時間を大幅に短縮することができます。その結果、全体的な開発コストを削減することができる。
クレジット
テキスト ｜フルーリン・ビューラー、ヤコブ・ワナー
ビジュアル ｜フルーリン・ビューラー、カール・ミッケイ
テクニカルエディター｜ヤコブ・ワナー、レモ・ザイラー
ブログエディター ｜デボラ・サント
