Preiswertere Software durch Trennung von Konfiguration und Applikation Universelle Geräteintegration und konfiguration

Das Konzept des ASAM GDI (Generic Device Interface) ermöglicht es, Mess- und Automatisierungsprogramme bei der Einbindung von Peripheriegeräten zu modularisieren und die Erstellung der Module auf mehrere Schultern zu verteilen. Auch können diverse Module universell gestaltet und für nahezu beliebige Anwendungsfälle eingesetzt werden. Durch Spezialisierung steigt die Zuverlässigkeit, durch Wiederverwendbarkeit sinkt der Preis.

Preiswertere Software durch Trennung von Konfiguration und Applikation

Das Konzept des ASAM GDI (Generic Device Interface) ermöglicht es, Mess- und Automatisierungsprogramme bei der Einbindung von Peripheriegeräten zu modularisieren und die Erstellung der Module auf mehrere Schultern zu verteilen. Auch können diverse Module universell gestaltet und für nahezu beliebige Anwendungsfälle eingesetzt werden. Durch Spezialisierung steigt die Zuverlässigkeit, durch Wiederverwendbarkeit sinkt der Preis.

Warum sind viele Softwareprojekte unerwartet teuer, warum erscheint es oft unmöglich, eine Applikation zu erstellen, die allen Erwartungen gerecht wird oder mit wenig Aufwand an geänderte Anforderungen angepasst werden kann?

Eine Ursache sind sicherlich die mangelhafte Modularisierung von Softwareprojekten und die ständige Neuerfindung des Rades. Hierbei ist die Integration von Gerätschaften ein Endlosthema. Immer wieder werden neue Treiber zur Einbindung von Geräten geschrieben, sei es durch den Wechsel des Betriebssystems oder durch Änderungen der Geräteschnittstellen. Die Kosten für die Geräteintegration sind immens. Der Ruf nach einer universell verwendbaren Standardlösung liegt auf der Hand und ASAM (Association for Standardisation of Automation- and Measuring-Systems, www.asam.net) hat solche Standards geschaffen. Dafür wurden viele Mannjahre im Rahmen von Diskussionen und Spezifikationen aufgewendet; die Erwartungshaltung ist groß, die gewünschten Vorteile nutzen zu können.

Aber Systemlieferanten, die diese Aufgaben aus ihrer Sicht bereits zufriedenstellend gelöst haben, werden sich gegen Vorgaben durch einen Standard sperren. Schließlich wird ihnen genau damit die Neuerfindung des Rades abverlangt. Noch schlimmer, der den Standard einfordernde Kunde erwartet natürlich, dass die Geräteintegration nach diesem Standard nicht zu seinen Lasten geht. Er brummt dem Zulieferer zusätzliche Lasten auf, ohne dafür zu bezahlen. Wie können wir diesen gordischen Knoten zerschlagen, wie erreichen wir eine Win-Win-Situation für Hersteller und Anwender gleichermaßen?

Das funktioniert nur, wenn mit der Einführung des Standards auch ein zuverlässiges Geschäftsmodell für die Zulieferer entsteht. Hier liegt der Anspruch beim Anwender, nicht heute so und morgen anders zu argumentieren, sondern seine Forderung nach ASAM-Standards so deutlich zu artikulieren, dass die Zulieferer darauf ihre Planungen abstützen können.

Für den Standard ASAM GDI haben sich diesbezüglich General Motors und Volkswagen in den letzten Monaten besonders engagiert.

Das Integrationskonzept des ASAM GDI

GDI steht für Generic Device Inter-face und erhebt damit den Anspruch, als Grundlage für die Integration aller Arten von Geräten zu dienen (Bild 1). Beim GDI versteht man unter Geräteintegration nicht nur den Gerätezugang über eine Kommunikationsschnittstelle des Computers, sondern alle Aufgaben, die erforderlich sind, um ein Gerät aus der Sicht des Anwendungsprogrammes betriebsbereit zu machen. Dabei spielt die Konfiguration, also das Aktivieren und Parametrieren der Geräte für eine Applikation, eine herausragende Rolle. Es gibt Anwendungen, beispielsweise der Einsatz von Datenloggern bei Langzeitmessungen oder im Crashtest, bei denen der Konfigurationsvorgang im Vergleich zur eigentlichen Messwerterfassung und -übertragung eine überragende Rolle spielt.

Beim ASAM GDI hat man sich bezüglich der universellen Einsetzbarkeit sehr hohe Ziele gesteckt. Dieser Standard soll

  • unabhängig machen vom Betriebssystem des Computers,
  • unabhängig machen von der eingesetzten Kommunikationstechnologie,
  • unabhängig machen vom Gerätelieferanten,
  • die Möglichkeit bieten, Gerätetreiber und angeschlossene Geräte und ihr Verhalten für eine gegebene Computer-Plattform zu zertifizieren und
  • unabhängig machen von der technologischen Weiterentwicklung der Hard- und Software in der Zukunft.

Dabei wird auch noch die Migration von Gerätebeständen hochgehalten, denn der GDI

  • kapselt ein Gerät und seine Kommunikationsschnittstelle ein, um es zu anderen Geräten dieser Art für eine Anwendung kompatibel zu machen und
  • erfordert somit keine Geräteneuentwicklung oder die Anwendung spezieller Kommunikationsschnittstellen.

Um all diesen Ansprüchen genügen zu können, definiert der GDI-Standard mehrere Komponenten, die aufeinander aufbauen, aber für sich abgeschlossen definiert sind. So entstehen entkoppelte Module, die von unterschiedlichen Spezialisten bearbeitet werden können (Bild 2).

In einem gemeinschaftlich von BMW, DaimlerChrysler und Porsche geleiteten Projekt zur herstellerunabhängigen Konfiguration von Datenloggern für den Bereich Gesamtfahrzeug-Engineering und -Erprobung wird von dem oben beschriebenen Konzept Gebrauch gemacht. Unter dem Begriff LAPI (Logger-API) wird eine Software-Bibliothek entwickelt, die Zugriffe auf die Gerätebeschreibungsdateien (Datenlogger und Messmodule in XML-Schema formuliert) und auf die Konfigurationsdateien (XML Instanz) ermöglicht und damit als Basis für anspruchsvolle Konfigurationsapplikationen dient (Bild 6). Die Gerätebeschreibungsdateien und die zugehörigen GDI-Treiber werden von den Geräteherstellern entwickelt. Die Software-Bibliothek und ein XML-Schema zur Darstellung des gesamten Versuchs werden von der Firma MFP entwickelt. In diesem Projekt wird kein Koordinator eingesetzt, da es hier ausschließlich um die Konfiguration von Datenloggern und Messmodulen geht und das Parsen/Interpretieren der Konfigurationsdatei mit entsprechender Bedienung der Gerätetreiber von der LAPI-Bibliothek unterstützt wird.