Meccatronica? Flavio Corradini CF3000 Engineering & Electronics Group

Transcript

1 Meccanica + Elettronica = Meccatronica? Flavio Corradini CF3000 Engineering & Electronics Group 1

2 Automotive Electronics Nautical Electronics 2

3 Dispositivi Meccatronici =? Dispositivi in cui sono integrati componenti Meccanici con componenti Elettronici? 3

4 Dispositivi Meccatronici =? Dispositivi in cui sono integrati componenti Meccanici con componenti Elettronici Devono rispondere in tempo reale 4

5 Dispositivi Meccatronici =? Sistemi ad elevato grado di automazione elettromeccanica? 5

6 Dispositivi Meccatronici =? Sistemi ad elevato grado di automazione elettromeccanica Ci deve essere integrazione 6

7 Dispositivi Meccatronici = Sistemi meccanici con prestazioni migliorate grazie a: 1. controllo elettronico integrato 2. risposta in tempo reale 3. forte interazione informatica 7

8 Sistemi embedded Un sistema embedded (integrato) e un sottosistema che elabora le informazioni incorporato in un sistema piu grande Di questo sistema piu grande determina radicalmente le sue funzionalita 8

9 Nasce il SISTEMA Dalla concezione del COMPONENTE Alla concezione del SISTEMA 9

10 Esempio: Il carburatore Risponde in tempo reale alle richieste del guidatore Effettua la dosatura del carburante 10

11 Vincoli: soglie emissioni UE dal 1977 ad oggi g/km 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10, ,00 Inquinanti Benzina Diesel Direttive emissioni 11

12 Soluzione: l iniezione i i elettronica Deve rispondere molto rapidamente per gestire le richieste del guidatore e i parametri motoristici Effettua la dosatura del carburante in modo estremamente preciso 12

13 L iniezione elettronica Funzionalmente e paragonabile al carburatore E un sistema strutturalmente tt t completamente diverso dal carburatore 13

14 Progettazione del SISTEMA Meccatronico Progettazione meccanica Progettazione elettronica integrata Progettazione software Il software puo cambiare radicalmente la funzionalità del complessivo 14

15 Progettazione a strati dei sistemi System specification level Level specification languages: Level 0: Requirements level Level 1: Architecture level Matlab, Actia Level 2: Implementation level C Exploration search area Level 3: Realization level Machinecode code, Connected hardware modules 15

16 Progettazione funzionale: ruoli Il sistemista i t definisce i le funzioni i che devono essere svolte dalle singole parti Lo specialista decide la tecnologia migliore da utilizzare per realizzarle 16

17 Metodologie di definizione architettura Applicazione Piattaforma sistema Istanza della piattaforma Dell architettura Architettura Piattaforma implementativa Istanza della piattaforma implementativa Implementazione 14 17

18 Modello concettuale Modello concettuale FUNZIONALITA Decomposizione funzionale e flusso informativoo activity it chart COMPORTAMENTOO Controlli e relazioni temporali statechart STRUTTURA Decomposizione fisica module chart 18

19 Progettazione - Verifica Architettura Funzione Sintesi Mapping Verifica Meccanica Elettronica 19

20 Sviluppo Software: Diagramma a V Proposta di progetto Rilascio del prodotto Analisi delle specifiche Test dell intero sistema Progettazione ad alto livello ll Integrazione e test Progettazione in dettaglio Test delle singole unità Implementazione 20

21 Sviluppo e test Software: Strumenti Proposta di progetto Rilascio del prodotto Analisi delle specifiche Test dell intero sistema Modellazione Progettazione ad alto livello Integrazione e test Progettazione in Test delle dettaglio singole unità Implementazione Rapid Prototyping HIL Approccio Model-based Generazione di codice 21

22 Esempio: Input dall utente MECCANICO ELETTRONICO MECCATRONICO 22

23 Interfaccia utente Applicazione Codice utente Logica di controllo dell applicazione 23

24 Verifica dinamica del software Codice Gestione Display LOGICA HOST Codice Gestione Pulsanti Reali TARGET Real Time 24

25 Ciclo di sviluppo software La parte informatica software e determinante per la funzionalità Il funzionamento e quindi il test di questa parte diventa fondamentale La teoria del test non e insegnata nelle nostre Universita 25

26 Nel 1997 MISRA comincia la messa a punto di uno standard di programmazione per i costruttori europei I primi promotori sono Ford et Rover La prima versione e pronta nel 1998, con 121 regole Oggi MISRA si sta diffondendo largamente nel settore automotive 26

27 Analisi statica del software Un softwarista esperto inserisce 14 errori ogni 1000 linee scritte L 80% dei bachi software trovati sul campo sono dovuti a problemi che si sarebbero potuti trovare con una revisione del codice scritto 27

28 Analisi statica o Tests Dinamici? Senza Analisi Statica: Scrittura Compilazione software Riscrittura manuale Tests Dinamici Con Analisi Statica: Scrittura software Analisi Statica Rilevamento automatico Compilazione Tests Dinamici Riscrittura Manuale 28

29 Sforzo per la verifica del software Test di sistema Test d integrazione Test dei moduli Test statico automatico 29

30 30

31 CONCLUSIONI L informatica non compare nella sintesi i del termine Meccatronica Il comportamento del sistema Meccatronico dipende fortemente dall informatica Il software e il relativo test diventano determinanti per il risultato finale 31

32 Contatto Flavio Corradini Tel Fax CF3000 Engineering & Electronics Group Via Tonino Gualtieri, Reggio Emilia Italy 32