Teollisuuden sulautettuja järjestelmiä ovat esimerkiksi tuotantolinjojen tarkkailussa vaadittavat konenäkölaitteet, jotka koostuvat kameraliitynnöistä, ohjelmoitavista logiikkapiireistä ja prosessoreista. TTY:n tietokonetekniikan laitos on yhteistyössä yhdeksän yrityksen kanssa kehittänyt työkalun tällaisten järjestelmien suunnitteluun Tekesin Ubicom-ohjelman Function based platform (Funbase) -projektissa.
Kactus2-suunnittelutyökalu perustuu IP-XACT-standardiin, joka määrittelee järjestelmän suunnittelutietoja koneellisesti luettavassa muodossa. Se on helppo ottaa käyttöön erityisesti PK-yrityksissä ja tutkimuslaitoksissa.
–Eri toimittajilta saatavien komponenttien yhteen liittäminen nopeutuu huomattavasti, kun suunnittelutieto kulkee sähköisesti, ja sen merkitys on etukäteen sovittu, toteaa Funbase-projektin koordinaattori, Desagent Oy:n toimitusjohtaja Markku Heinonen.
Toimii Windowsissa ja Linuxissa
Sulautetun laitteen tekijälle haasteena on kokonaisuuden hallinta tuotteen koko elinkaaren aikana, kun haluttuja toimintoja pitäisi pystyä vaihtamaan sekä HW- ja SW-toteutusten että eri laitealustojen välillä. Heinosen mukaan alustojen tulisi olla helppokäyttöisiä myös ohjelmistoinsinööreille, jotka eivät hallitse syvällisesti FPGA-teknologiaa.
Ohjelmoitava logiikkapiiri, FPGA, löytyy yhä useamman sulautetun tuotteen ytimestä ja se voi sisältää perinteisten kiinteiden IP-lohkojen lisäksi jo useita suoritinytimiä ohjelmistoineen. Tuotteiden päivittäminen uusille alustoille nopeutuu, kun sovellukset ja alustakomponentit paketoidaan metadatalla, jota voidaan nimittää sähköiseksi datakirjaksi. Näitä paketteja kutsutaan Funbasen ”funktioiksi” ja niitä voidaan vaivattomasti myydä, ostaa ja integroida osaksi kokonaista tuotetta.
Kactus2-suunnittelutyökalu laajentaa merkittävästi IP-XACTin käyttöä IP- ja SoC-tasolta piiri-, kortti- ja tuotetasoille. Toinen merkittävä laajennus on IP-XACTin käyttö SW-komponenttien sekä niiden yhdistäminen HW-komponentteihin järjestelmätasolla. Työkalu käyttää IP-XACT metadatakuvausta MCAPIn kytkentäpisteiden ja kanavien tallentamiseen. MCAPI on Multicore Association-yrityskonsortion uusi ohjelmointirajapinta moniydinsuorittimille. Sen avulla sovelluksia on helpompi siirtää eri prosessoriarkkitehtuurien välillä.
–Käytämme MCAPI-rajapintaa myös kiinteille IP-lohkoille, jotka näkyvät ohjelmoijalle samanlaisina kytkentäpisteinä kuin prosessoritkin. Tämä helpottaa huomattavasti ohjelmistokehitystä, sanoo professori Timo D. Hämäläinen TTY:n tietokonetekniikan laitokselta.
Kactus2 on toteutettu C++ kielellä ja Qt-alustalla ja sitä voidaan käyttää sekä Windowsissa että Linuxissa.
Lisätietoja:
Tampereen teknillinen yliopisto, tietokonetekniikan laitos
professori Timo D. Hämäläinen, puh. 040 849 0777 timo.d.hamalainen@tut.fi
Desagent Oy
Toimitusjohtaja, Funbase-projektin koordinaattori Markku Heinonen, puh. 040 543 2995, markku.j.heinonen@gmail.com
http://funbase.cs.tut.fi