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1 Motivation
Bei der Entwicklung komplexer Systeme, die über viele Jahre im Einsatz sind und gepflegt werden müssen, liegt das
Know-How – auch im Embedded-Bereich – mehr und mehr in der Applikationssoftware. Die darunterliegende Hardware
wird von Generation zu Generation leistungsfähiger und kostengünstiger. Damit die Anwendungen nicht für jede Hardware-Generation
neu angepasst werden müssen, sind geeignete Abstraktionskonzepte notwendig. Bei Neuentwicklung
von Systemen kann durch Standardkomponenten auf Software-Seite, unterstützt durch Werkzeuge, Entwicklungszeit
und damit Kosten gespart werden. Darüber hinaus erhält man bessere Qualität durch Wiederverwendung getesteter
Komponenten. Um Standardkomponenten in der Breite einsetzen zu können, müssen sie gegen einen Hardwareunabhängigen
Abstraktionslayer entwickelt werden, der auf aktuelle und zukünftige Hardware-Plattformen anpassbar ist.
2 Wer braucht Abstraktion?
Betrachtet man ein System aus dem Blickwinkel der beteiligten Software-Entwickler (Abbildung 1) haben wir auf unterster
Ebene die System-Entwicklung. Diese beinhaltet Betriebssystem, Treiber und Basisdienste wie Persistenz, Diagnose,
Logging, Tracing, Debugging-Support, Software-Updates, usw.. Auf dieser Ebene wird typerscherweise in C, seltener
in C++, programmiert. Die Implementierungen sind in Teilen hardwareabhängig. Der Systemlayer stellt die unterste
Ebene der Abstraktion dar (einmal abgesehen davon, dass wir einen Compiler verwenden…). Typische Schnittstellen
sind die System-API des Betriebsysstems mit systemnahen Bibliotheken (Win32, POSIX) sowie nicht selten proprietäre
Schnittstellen für domänenspezifische Basisdienste.
Der nächste Layer implementiert die Produkt-Software bzw. die Software-Plattform, je nachdem in welcher Domäne
wir uns befinden und ob es um Produkt- oder Lösungsgeschäft geht. In der Industrie-Automatisierung wäre hier z.B. die
SIMATIC S7 Firmware angesiedelt, im Lösungsgeschäft eher eine Software-Plattform, die applikationsübergreifend
notwendige Komponenten implementiert, wie z.B. eine generische Business-Logik, ein HMI-Framework, ein Bilderkennungsframework
mit den entsprechenden Algorithmen, usw..
Den Applikationslayer implementieren OEMs, Maschinenbauer und teilweise auch Endkunden. Im Lösungsgeschäft ist
das die Kundenspezifische Software. Im Produktgeschäft enthält der Applikationslayer die Ausprägungen verschiedener
Produkte einer Produktlinie.
Darüber finden sich aus Entwicklersicht weitere Abstraktionslayer, die in der Software-Architektur allerdings vorwiegend
im Rahmen des Produkt-Software / Plattform Layers implementiert sein sollten. Zum einen kann das eine Schnittstelle
zur Erweiterung um einzelne Komponenten (Plug-Ins, Skripts) sein, zum anderen werden generische Komponenten
applikationsspezifisch parametrisiert.
Parametrisierung
Erweiterungen
(Plug-Ins, Skripts)
Applikationen
Produkt / Software-Plattform
(Firmware+Standardapps.)
System
(OS, Hardwareanbindung)
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Komponentenentwickler,
Zulieferer
Abbildung 1: Systemsichten
OEM
Endanwender