Initié par l'Union européenne en janvier dernier, le projet Xandar, pour "X-by-Construction Design Framework for Engineering Autonomous & Distributed Real-time Embedded Systems”, est activement soutenu par l’éditeur de logiciels embarqués pour l’automobile Vector.... L'objectif de ce projet de R&D industrielle, prévu sur une durée de trois ans, est de construire un cadre méthodologique commun pour le prototypage de logiciels embarqués destinés aux systèmes autonomes dans les automobiles, les drones, les équipements industriels… Ces systèmes à auto-apprentissage connectés, utilisés pour automatiser des processus, doivent fonctionner avec des niveaux de sécurité et de fiabilité très élevés.

Lors du développement de ces systèmes complexes, toute correction ou modification ultérieure du code mis au point implique des coûts, des efforts et des risques supplémentaires sur le code final. De tels changements peuvent être évités si, et uniquement si, chaque étape du développement répond à des exigences système élevées et s’applique à chaque fonction individuelle. C’est le principe de la conception “correcte par construction” ou méthode CbC (Correctness-by-Construction).

Ce cadre de travail débute par les exigences système et s'étend à la conception de haut niveau et à l'intégration de code reposant sur la méthode CbC. Pour les promoteurs du projet Xandar, la prochaine génération de systèmes embarqués en réseau nécessite un prototypage rapide et des performances élevées, tout en conservant des qualités clés telles que la fiabilité et la sécurité. Cependant, le déploiement de tels systèmes critiques souffre de la faiblesse des chaînes d'outils logicielles actuelles et de processus d'ingénierie complexes mal adaptés. De plus, l'émergence des systèmes autonomes intégrant des applications d'apprentissage automatique et d'Intelligence artificielle, combinée avec des exigences opérationnelles en cas d'échec, rend délicat la vérification et la validation de ces nouveaux systèmes.

A ce niveau le projet Xandar se propose de fournir une chaîne d'outils logiciels mature (de la capture des exigences à l'intégration réelle du code sur la cible, y compris sa validation) qui réponde aux besoins de l'industrie pour le prototypage rapide de systèmes interopérables et autonomes. En partant d'une architecture système dirigée par les modèles, Xandar a pour ambition de tirer parti de nouvelles techniques de synthèse automatique de modèles et de parallélisation logicielle pour répondre à des exigences non fonctionnelles spécifiques. Jetant ainsi les bases d'une nouvelle approche pour des systèmes temps réel, à haut niveau de sûreté de fonctionnement et de sécurité, corrects par construction (X-by-Construction).

Pour la première fois, selon les promoteurs de Xandar, la génération de code guidée par la méthode XbC pour les applications d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle non déterministes sera combinée avec de nouveaux moniteurs d'exécution pour garantir le fonctionnement en cas d'échec en présence de défauts d'exécution et de failles de sécurité en exploitation.

Le projet sera validé par un constructeur automobile, en l’occurrence BMW, ainsi que par le Centre aérospatial allemand (DLR, Deutsches Zentrum für Luft-und-Raumfahrt).

Avec les partenaires de ce projet européen (*), Vector va contribuer à atteindre les objectifs prévus en s'appuyant sur son expertise en tant que spécialiste des logiciels embarqués, avec notamment ses environnements de développement PREEvision et TA Tool Suite. PREEvision permet de spécifier des systèmes embarqués connectés de manière collaborative et dirigés par les modèles avec une sémantique bien définie qui intègre tous les niveaux du système. La suite d'outils TA peut être utilisée, de son côté, pour spécifier, simuler et valider le comportement temporel de systèmes temps réel complexes. Les deux environnements fournissent ainsi une base pour la mise en place du cadre de conception X-by-Construction défini dans le projet Xandar.

(*) Le projet Xandar mené sous la houlette du Karlsruhe Institute of Technology (Allemagne) associe pour la partie académique l’université du Péloponnèse (Grèce), le centre spatial allemand DLR, la Queen’s University de Belfast (Irlande), avec en sus le constructeur automobile BMW et les PME espagnole fentISS, chypriote Avn Innovative Technology Solutions et allemande Vector.