HLD-методология проектирования встраиваемых систем

Выбор архитектуры ВсС является критически важным для средних и крупных проектов. Существовавшая ранее трактовка архитектуры предполагала представление системы в виде совокупности физической и логической организации. На сегодня такая трактовка является недостаточной для проектирования ВсС. В связи с этим, современная трактовка была расширена и теперь явным образом включает: рабочее окружение системы, связи с ним, принципы её разработки, эксплуатации и развития. В рамках методологий разработки систем с преобладающей программной составляющей (к которым относится значительная часть ВсС), должны освещаться вопросы сбора требований, организация работы с заинтересованными сторонами (stakeholders),  вопросы организации рабочего процесса и развития команды разработчиков. В соответствии с данными требованиями и тенденциями формируется и развивается HLD-методология проектирования (Методология высокоуровневого проектирования встраиваемых систем). Цель методологии – осознанное, обоснованное и контролируемое проектирование ВсС. Сегодня для HLD-методологии заложен идеологический и понятийный базис, и на текущий момент, исследования концентрируются на решении следующих задач:

1.      Формальное описание и расширение пространства поиска проектных решений для ВсС, формализация методик работы с ним.

2.      Формализация и автоматизация работы с набором архитектурных абстракций.

3.      Формализация и автоматизация процесса синтеза архитектурных решений.

К особенностям данной методологии можно отнести:

1.      Дополнение представления разработчика о ВсС совокупностью аспектных представлений проекта. Это вызвано комплексным характером задачи проектирования ВсС наряду с высокой специализацией разработчиков и разнообразием используемого инструментария. Процесс проектирования базируется на использовании понятия аспектного пространства проекта, архитектурного агрегата и аспектной модели.

2.      Фиксация архитектуры ВсС не только в концептуальных моментах целевой системы, но и в механизмах (принципах), заложенных в её разработку. Оценка архитектурных решений. Это необходимо для повышения уровня абстракции элементов повторного использования и сужения пространства решений этапа реализации. Этому способствуют предлагаемые приемы расширения проектного пространства и использование понятия механизмов проектирования.

3.      Работа с ВсС на абстрактном уровне в течение максимального числа шагов проекта. Это позволяет повысить гибкость, адаптивность, повторное использование, улучшить другие характеристики проекта. Это достигается в значительной степени через рассмотрение проектирования как организации вычислительного процесса, включающего процессы этапа эксплуатации и разработки, а также посредством использования специальной системы архитектурных абстракций (понятия виртуальной машины, модели вычислений, вычислительного механизма и вычислительного процесса и другие).

В качестве базы HLD-методологии выступают фундаментальные идеи System Level Design, системной инженерии и Hardware/Software Co-Design в сочетании с практическим опытом создания и внедрения различных ВсС. К самым важным и уникальным частям методологии можно отнести следующее:

1.      Аспектное пространство, позволяющее учитывать функциональные и нефункциональные требования к сложной системе.

2.      Проектное пространство, позволяющее гибко менять характеристики проектируемой системы и выбирать необходимый набор проектных решений.

3.      Система проектных абстракций, включающих в себя такие понятия как вычислительный механизм, вычислительная платформа, архитектурный агрегат и позволяющих строить новые системы на базе библиотеки имеющихся архитектурных решений.