Simulatore HW / SW

Simulatore HW / SW

Progettazione di simulatori HW per lo studio di dispositivi in fase di progettazione o per il pre-collaudo di moduli SW. Tramite l'uso di microcontrollori o sistemi real-time.

Le applicazioni che realizziamo per i nostri Clienti richiedono che i moduli software colloquino con dispositivi di I/O (per esempio pilot valves su linee seriali, driver su linea ethernet con protocollo ModBus) e con databases della loro infrastruttura (MS Access, Oracle MySQL, MongoDB, ...) di cui non disponiamo nel nostro laboratorio. E' anche possibile che questi dispositivi I/O del Cliente non esistano al momento della progettazione della applicazione che ci è stata commissionata.

La nostra soluzione

Sviluppiamo nel corso del progetto dei Simulatori Hardware mediante:

  • microcontrollori (per esempio quelli della famiglia di Arduino)
  • sistemi real-time riconfigurabili (per esempio myRIO o CompactRIO di National Instruments)

che

  • replicano il funzionamento dei dispositivi di cui non disponiamo
  • ci consentono di pre-collaudare i moduli software in laboratorio prima di utilizzare le risorse dal Cliente.

Creiamo inoltre i database necessari (MySQL, MariaDB, MS Access, etc...) per simulare completamente l'ecosistema del CLiente nel nostro laboratorio.

In questo modo possiamo eseguire moltissimi collaudi dell'applicazione mentre viene progettata in modalità di Continuo Sviluppo/Continuo Miglioramento (CD/CI). Una volta che l'applicazione passa in produzione, i simulatori HW/SW e di ecosistema, ci permettono di reagire velocemente nello studio di eventuali bugs.

Esempio 1

L'applicazione del Cliente utilizza un flussimetro direzionale a ingranaggi con uscita in quadratura con caratteristiche specifiche di frequenza e temporizzazione dei segnali.

Per il collaudo del modulo software in laboratorio abbiamo realizzato con Arduino un simulatore del flussimetro che abbiamo collegato al CompactRIO di National Instruments che utilizziamo nel progetto.
In questo modo abbiamo potuto pre-collaudare il modulo di lettura della portata su tutto il range richiesto nel nostro laboratorio e arrivare al collaudo dal Cliente con un sistema più maturo.

Esempio 2

L'applicazione del Cliente richiede una comunicazione continua tramite linea RS485 e protocollo ModBus verso un driver di un motore di una pompa.

Durante la progettazione del modulo software di controllo il firmware del driver era ancora in fase di scrittura mentre erano già definite le variabili e i comandi.
Abbiamo quindi realizzato con Arduino un ModBus-slave con interfaccia RS485 per collaudare il colloquio col dispositivo non ancora fisicamente disponibile.

Esempio 3

L'applicazione del Cliente controlla un banco di collaudo. Il banco è speciale, è teoricamente disponibile solo nella sede del Cliente ma praticamente molto spesso impegnato in collaudo di produzione che ne riducono le finestre di accesso.

Realizziamo un simulatore di banco di collaudo utilizzando un sistema CompactRIO che replica il funzionamento del banco. Per esempio se viene attivata una pompa, questa genera un flusso attraverso una valvola e la resistenza idraulica genera pressione. Queste grandezze vengono generate in modo accurato tramite modelli matematici e generano segnali fisici mediante i moduli I/O del CompactRIO. I modelli matematici vengono realizzati in prototipazione rapida con Matlab o Octave e poi trascritti in LabVIEW per programmare il CompactRIO.

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