Couverture ElectroniqueS n°127

L'OMG vient d'adopter un nouveau standard qui étend le langage de modélisation UML 2 pour la conception et l'analyse de modèles de systèmes temps réel embarqués. Appelé Marte (Modeling and analysis of real-time and embedded systems), il devrait contribuer à l'élargissement du marché des logiciels dédiés à la conception de systèmes temps réel embarqués, vers des outils génériques basés sur UML 2. Le langage de modélisation UML (Unified modeling language) apparaît aujourd'hui comme une solution viable pour la conception de systèmes temps réel embarqués. Ce langage, standardisé depuis plus de dix ans par le consortium industriel OMG (Object management group), bénéficie en effet d'une large audience dans l'industrie du logiciel. Il existe notamment un marché conséquent d'outils de modélisation UML (plus d'une trentaine de vendeurs UML sont recensés dans le monde) et de nombreux industriels ont déployé cette technologie dans leurs programmes opérationnels. De plus, un nombre croissant de formations d'études supérieures en informatique en France permet d'apprendre les bases de ce langage, connu désormais de beaucoup d'ingénieurs logiciel et système.Rappelons qu'UML est un langage généraliste qui couvre toutes les étapes du processus de développement logiciel (la spécification, la conception, l'implantation et le test). La dernière évolution majeure de ce langage, UML 2, permet une modélisation encore plus précise de la structure et du comportement d'un système Elle autorise en fait le passage d'une approche centrée sur le code à une véritable « ingénierie dirigée par les modèles » (ou MDE, Model driven engineering en anglais), dans laquelle les modèles deviennent les artefacts essentiels du processus d'ingénierie.Une des particularités d'UML est qu'il peut se « spécialiser » pour des domaines particuliers via le mécanisme dit de « profil ». Un profil UML introduit ainsi de nouveaux concepts pour un domaine spécifique, comme par exemple le temps réel embarqué. Ce mécanisme autorise l'emploi des outils UML classiques et, par voie de conséquence, la réduction des coûts en évitant le développement d'outils de modélisation spécifiques à un domaine d'application. On peut noter que ces extensions, via la notion de profil, peuvent aller bien au-delà des préoccupations classiques liées à la conception de logiciels, comme c'est le cas avec le profil SysML pour l'ingénierie système .Au-delà, dans le domaine particulier des systèmes temps réel embarqués, la prise en compte des propriétés non fonctionnelles (durée d'exécution, consommation électrique, empreinte mémoire…) est généralement aussi importante que le respect des exigences purement fonctionnelles, comme par exemple effectuer un calcul de trajectoire à partir de données fournies par des capteurs. Ainsi un dépassement d'échéance lors d'un calcul de trajectoire est aussi grave qu'une erreur qui pourrait survenir dans l'algorithme de calcul. Or, si UML offre de nombreux diagrammes pour représenter le comportement et la structure d'un système, il manque de solutions pour modéliser ces aspects non fonctionnels.Plusieurs tentatives ont été proposées pour combler ces limitations et adapter UML au domaine du temps réel embarqué. Ceci à travers des solutions commerciales propriétaires, Artisan d'Artisan Software, Rose RT d'IBM, Rhapsody de Telelogic, ou bien à travers des projets de recherche tels que Accord, Omega ou Gaspard.L'OMG, de son côté, a travaillé à la standardisation d'un premier profil UML dans ce domaine avec le profil UML pour Scheduling performance time (SPT). La première version de SPT, adoptée en 2001, était destinée à UML 1.4. La spécification définit un ensemble d'annotations en vue de réaliser des analyses quantitatives sur les modèles UML. Mais de nombreuses modifications majeures se sont avérées nécessaires pour aligner SPT avec la nouvelle norme UML 2. C'est pourquoi en 2005, l'OMG a lancé un appel à proposition pour un nouveau standard qui viendrait remplacer SPT. Cette nouvelle norme devait assurer la couverture de tous les aspects, de l'analyse, de la modélisation, de la spécification à l'implantation, en prenant en compte les aspects logiciels et matériels des systèmes embarqués (alors que SPT ne supportait principalement que l'étape d'analyse des propriétés temps réel de la partie logicielle d'un système). Cette norme, appelée Marte a ainsi vu le jour en août 2007 (encadré I).Le profil UML pour Marte (ou Marte tout simplement) est donc le résultat du travail d'un consortium international regroupant à la fois des éditeurs d'outils UML, des vendeurs d'outils présents sur le marché du temps réel et de l'embarqué, des grands industriels utilisateurs, et des experts du domaine issus du monde universitaire. Profil officiel, Marte peut ainsi compléter n'importe quel outil de modélisation respectant la norme UML 2, via l'ajout de fonctionnalités d'analyse et de conception de systèmes temps réel. Il permet la mise en &oelig;uvre, depuis un environnement UML standard, des techniques existantes d'analyse des systèmes temps réel comme des analyses d'ordonnancement (le Rate monotonic analysis par exemple) ou de performance (la théorie des files d'attentes et les réseaux de Petri par exemple), tout en restant ouvert à de nouvelles approches telles que des techniques d'ordonnancement statique ou dynamique basées directement sur l'ingénierie des modèles. Marte est aussi compatible avec d'autres standards du domaine, comme SysML, SAE AADL v1, EAST-ADL v2, Arinc 653, et Posix.Référence Site www.omgsysml.org pour le langage SysML. Site www.omgmarte.org pour le profil Marte. F.A. Schreiber. Is time a real time ? an overview of time ontology in informatics. Real-Time Computing. F127:283-307, 1994. OMG. UML 2.1.2 Superstructure specification. OMG Document Number : formal/2007-11-02. Novembre 2002. p. 423 (http://www.omg.org/spec/UML/2.1.2/).

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