Vehicle Simulation Kit

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 2 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 3 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 4 Einleitung CAE entwickelt Flugsimulationen in Deutschland Entwicklung, Integration und Wartung von Simulatoren für die Bundeswehr

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 5 Einleitung Fluggeräte müssen modelliert werden Unterteilung in Systeme Systeme einzeln modelliert in Simulation zusammenspielen

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 6 Einleitung aktuelle Methode zur Modellierung Motivation: – schneller – zuverlässiger – einfacher deshalb VSK Vehicle Simulation Kit (VSK) Teil der neuen Methode ein Baukasten aus Komponenten

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 7 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 8 Aufbau einer Simulation unterschiedliche Typen von Simulationen je nach Typ und Projekt eine spezielle Configuration

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 9 Aufbau einer Simulation - Configuration Configuration besteht aus Dateien aus Configuration werden Executables -die eigentliche Simulation- gebaut

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 10 Aufbau einer Simulation – System Models System Models einzelne Teile einer Simulationsoftware Arten: – Systeme vom Fluggerät (Elektronik, Tankssystem) – realistische Umgebung (Wetter) – Eingriff in die Simulation von außerhalb (Instructor Operating System) speziell auf ein Fluggerät zugeschnitten oder universell einsetzbar

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 11 Aufbau einer Simulation – System Models als Module in Executables verschmolzen einen oder mehrere Entrypoints

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 12 Aufbau einer Simulation - Dispatcher steuern Simulationsablauf Configuration hat einen oder mehrere Haupt-Dispatcher Haupt-Dispatcher koordinieren Ausführung der Executables

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 13 Aufbau einer Simulation - Dispatcher Executable wird zu Prozess in der Simulation Jeder Prozess genau ein Dispatcher Kontrolliert Aufrufe der Entrypoints

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 14 Aufbau einer Simulation – Common Database Die Common Database (CDB)  in Blöcke unterteilt  Shared Memory Zur Kommunikation für alle Module in allen Prozessen Module schreiben und lesen Globale Variablen

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 15 Aufbau einer Simulation – Databases enthalten große Menge an Informationen für System Models Bsp: Visual DB liefert Visual System Geländedaten

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 16 Aufbau einer Simulation – Interface original Fluggeräte Hardware benutzt eigene Protkolle Interface enthält Informationen über Protkolle Konfiguriert Netzwerkverkehr

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 17 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 18 Legacy-Methode gemeint: bisherige Methode zur Entwicklung der System Models englisch: veraltet nicht standardisiert

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 19 Legacy-Methode System Model durch Sourcen und statische Libs definiert Sourcen je nach Sprache (C/C++:.c/.cpp/.h).lib bei anderen Sprachen (Fortran) Sourcen+Libs zu einem Modul gebaut

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 20 Legacy-Methode viele Probleme: Änderung an Teilsystem erfordert kompletten Rebuild Fehler schwer zu finden Umfangreiche Tests nötig

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 21 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 22 VSK/ACS-Methode neue Methode zur Entwicklung der System Models Entwickelt vom Mutterunternehmen standardisiert Schnittstellen zum Dispatcher und der CDB

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 23 VSK/ACS-Methode - ACS VSK basiert auf der Aircraft Core Software (ACS) Software Entwicklungs-Framework für Systeme und Subsysteme eines Fluggeräts bietet zuverlässige und performante Funktionen Funktionalität steht im Vordergrund

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 24 VSK/ACS-Methode - ACS C++ Objektorientierte Entwicklung Mit der ACS werden Komponenten eines Systems entwickelt (Pumpe, Schalter) Komponenten werden als DLLs gebaut

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 25 VSK/ACS-Methode - Composition System wird aus Komponenten erstellt System durch genau eine Composition (.xml/.acs) beschrieben standardisiertes Format Composition legt fest:  welche Komponenten-DLLs benutzt werden  wie die Komponenten zusammenspielen  welche Daten in der CDB gelesen und geschrieben werden

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 26 VSK/ACS-Methode - Plugin für jedes System ein Plugin eine Composition zu einem Plugin definiert den Entrypoint (Aufruf durch Dispatcher) in C++ geschrieben wird zu einer DLL gebaut VS-Addin zum Erstellen

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 27 VSK/ACS-Methode - Plugin System Model = Composition+Plugin dynamisch in Executable gelinkt Komponenten-DLLs gemeinsam genutzt Plugin weiß über Composition, wie die Komponenten im System zusammenspielen

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 28 VSK/ACS-Methode - VSK VSK besteht aus eigenständige SDKs jede SDK zur Entwicklung spezieller Systeme übliche System-Komponenten im SDK zusammengefasst VSK liefert also Komponenten zum Erstellen der Compositions Tool zum Generieren der Composition (Modeling Studio) Wiederbenutzung bereits entwickelter Systeme

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 29 VSK/ACS-Methode - VSK Komponenten sind generisch (parametrisiert) High Fidelity Modifizierung und Erweiterung möglich (VSK-Plugin)

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 30 VSK/ACS-Methode - VSK-Einsatzgebiet On-Board Electronics  Elektronik und bediengeräte im Cockpit (Radar, Navigation) Electro-Mechanical  durch Elektronik angetriebene oder gesteuerte Mechanik (Treibstoffsystem, Turbinen) Dynamics  Luft- und Bodenverhalten (Turbulenzen) Cueing Systeme  Sicht, Geräusche, Bewegung

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 31 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 32 Vergleich - Nachteile Legacy Kompletter Rebuild bei Änderung Bei VSK/ACS:  nur Änderung an Composition => kein Rebuild  Änderung an Komponente => Rebuild der speziellen DLL Dependency Hell durch falsche Libs bei Rebuild Bei VSK/ACS:  Rebuild selten  Versionierungsschema Umfangreiche Tests Bei VSK/ACS:  generisches System bereits getestet => nur Test der Spezifikation

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 33 Vergleich – weitere Vorteile VSK/ACS Modellierung statt Implementierung Wiederbenutzbarkeit gute Dokumentation Portabilität High Fidelity

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 34 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 35 Hybride Methode Nutzung neuer und alter Methode parallel prinzipiell möglich Trennung über Prozesse

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 36 Gliederung Einleitung Aufbau einer Simulation Legacy-Methode VSK/ACS-Methode Vergleich Hybride Methode Ausblick

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 37 Ausblick bei Einsatz des VSK weniger Entwicklungs- und Testaufwand => schneller, günstiger, zuverlässiger in Deutschland bei vorhanden Simulatoren für Erweiterungen einsetzbar? hybride Methode möglich weiter zu untersuchen:  Aufwand  Verhalten  Zusammenspiel mit Legacy-Modulen

CAE Elektronik GmbH Confidential and/or Proprietary Information 38 Quellen Barnes, J. D. P.: Programmieren in ADA. Hanser, 1982 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): CAELib User Guide. CAE Inc., 2005 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): ACS Library User Guide. CAE Inc., 2007 CAE ; Proprietary, CAE (Hrsg.): ACS Software Architecture.2008 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): Modeling Studio User Guide. CAE Inc., 2008 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): VSK-ANC User Guide. CAE Inc.,2008 CAE ; Proprietary, CAE (Hrsg.): CAE Ownship for AEE.,2010 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): AEE Training. CAE Inc., 2011 CAE ; CAE Inc. (Hrsg.): VSK Primer Training. CAE Inc., 2011 Laforest, Hugo: CAE VSK Introduction. (2011) Lee, Alfred T.: Flight Simulation. ASHGATE, – ISBN 978–0–7546–4287–9

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