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La tecnologia aerospaziale e automobilistica è in continua evoluzione, e gli strumenti informatici su cui si basa devono tenere il passo. I nuovi veicoli si basano su algoritmi software sempre più complessi e sull’intelligenza artificiale, una tecnologia fondamentale per la guida autonoma e per altre funzioni di sicurezza computerizzate.
Questi software devono analizzare enormi quantità di dati ambientali con tempi di reazione di pochi millisecondi. Un tale livello di calcolo è possibile solo grazie all’uso di processori multicore, dispositivi in cui molte unità di elaborazione sono installate su un unico circuito.
Per garantire l’efficienza e la sicurezza del software basato su questi processori, è necessario analizzare e certificare la loro rapidità di elaborazione. Ad oggi, tuttavia, non esistono software commerciali abbastanza avanzati per svolgere un tale compito e che rispettino tutti i requisiti normativi.
«La mancanza di una strategia di analisi consolidata della reattività dei processori multicore è uno dei principali ostacoli all’uso di funzioni software avanzate in settori chiave» afferma Francisco Cazorla, direttore del gruppo CAOS presso il Supercomputing Center di Barcellona (BSC) e coordinatore del progetto MASTECS.
Il progetto MASTECS, finanziato dall’UE, ha creato il primo servizio e il primo strumento per l’analisi della reattività dei multicore (MTA, Multicore Timing Analysis) pronto per la certificazione e in grado di gestire la complessità di questi processori. L’obiettivo principale di MASTECS era introdurre sul mercato un prodotto commerciale, nonché offrire la propria esperienza e servizi di consulenza all’industria software.
Il team di MASTECS ha raggiunto gli obiettivi principali che si era posto, portando la tecnologia a un livello di maturità tecnologica adatto alla commercializzazione.
«Già nel corso del progetto, la tecnologia MTA che abbiamo proposto ha suscitato enorme interesse nel mercato, sfociando in una serie di solidi progetti commerciali e in un’azienda spin-off legata al Supercomputing Center di Barcellona», aggiunge Cazorla.
La nuova strategia basata sulla MTA contribuirà alla nascita di una nuova era per i veicoli autonomi, e potrebbe rendere la prossima generazione più ecocompatibile.
«Affinché i prodotti abbiano un maggior vantaggio concorrenziale, è cruciale che il software basato sui processori multicore possa essere certificato: questo può anche diminuire gli incidenti stradali mortali, rendere il trasporto aereo più sicuro ed economico, oltre a ridurre le emissioni di CO2 di auto e aeromobili», osserva Cazorla.
Sulla scia di tecnologie precedenti
Per lo sviluppo di una strategia di certificazione dell’MTA, il progetto MASTECS ha sviluppato ulteriormente due tecnologie software esistenti.
Rapita Systems, un’azienda di software britannica e una dei quattro partner di MASTECS, ha aggiornato la sua infrastruttura Rapita Verification Suite (RVS), aggiungendo abilità legate alla strumentazione avanzata e funzionalità aggiuntive per il collaudo di codice, migliorando inoltre l’elaborazione, l’analisi e la visualizzazione dei dati.
Il BSC ha invece consolidato la sua tecnologia di microbenchmark per i software basati su multicore, che include tre elementi. Il primo sono proprio i microbenchmark, ovvero brevi frammenti di codice che creano continuamente un accesso a componenti hardware specifici. Il secondo elemento chiave è il «modello di competizione delle task», un software che elabora stime iniziali del tempo di esecuzione di un programma basato su processori multicore. Il terzo e ultimo elemento, il «Generatore di applicazioni surrogate», genera programmi che simulano l’uso di risorse multicore da parte di applicazioni software.
Il test è messo alla prova
Lo sviluppo del nuovo software era solo una parte del progetto MASTECS, che ha dovuto anche convalidare la propria tecnologia. L’obiettivo è stato raggiunto nel corso di due collaudi nei settori aerospaziale e automobilistico, svolti da Collins Aerospace Ireland e Marelli Europe, entrambi partner del progetto.
Grazie all’esito positivo dei test, la soluzione MTA è passata dal livello 6 di maturità tecnologica al livello 8: il suo funzionamento è stato quindi comprovato in condizioni realistiche, rendendola pronta per l’ingresso nel mercato.
A tal fine, la squadra di MASTECS ha migliorato l’automazione dello strumento, rendendolo più adatto all’uso industriale, e ne ha personalizzato il software, tenendo conto dei requisiti di qualificazione e certificazione dei settori target, per assicurarsi che il prodotto trovi ampio utilizzo e sia integrato con facilità.
Nei 24 mesi del progetto, MASTECS ha centrato l’obiettivo di lanciare la sua tecnologia, commercializzando cinque prodotti commerciali e dando vita a un’azienda spin-off.
«Le idee principali dietro all’analisi della reattività dei multicore sono nate molti anni fa», spiega Cazorla. «Da allora, abbiamo sviluppato la tecnologia portandola al livello di maturità 8 e integrandola in un prodotto che ora siamo riusciti a commercializzare con successo.»