Produkte - Mission Level Design

Von globalen drahtlosen Systemen bis hin zu "Systems-on-Chip" (SoC), MLDesigner und SatLab bieten entscheidende Vorteile für Systeme jeder Größe und Komplexität.

MLDesigner - M&SBSE Entwicklungsumgebung

MLDesigner ermöglicht Ihnen Ihr System zügig zu entwickeln und bezüglich Funktionalität und Architektur zu validieren. Sie können umfangreiche Systemspezifikationen entwickeln, Entscheidungen bezüglich Ihrer Architektur verifizieren, das Auftreten späterer Entwurfsänderungen verringern und Ihre Produkte besser in Richtung Ihrer gesetzten Zielstellung entwickeln. Da der Einfluss von Designänderungen auf das Leistungsvermögen des Gesamtsystems überprüfbar wird, lässt sich dieses optimieren, was die Erfolgschancen des Projektes maßgeblich erhöht.

Leicht bedienbar und entwickelt auf Basis fundierter Technologien, bietet MLDesigner 5 Modellierungsdomänen, über 2000 Bibliothekselemente und mehr als 100 Demos und Beispiele.

MLDesigner bietet sowohl für einzelne System-Designer als auch für ganze Teams signifikante Verbesserungen im Bereich Produktivität. Es ist in Bezug auf Umfang und Preis das Werkzeug für den Arbeitsplatz jedes Entwicklers. MLDesigner ist als günstige Jahreslizenz erhältlich, und damit insbesondere bei zeitlich befristeten Projekten eine ökonomische Entscheidung. Hier finden Sie einen Überblick über den Einsatz von MLDesigner , eine kurze Beschreibung der Software, sowie einen Leitfaden zum Entwurfsprozess mit MLDesigner.

Überblick

Systemkomplexität, verteilte Entwicklerteams und geballte Entwicklungszeitpläne zwingen Designer dazu, ihre Vorgehensweise in Richtung Systementwurf zu lenken. Es ist einfach zu aufwändig, ein komplettes System mit mehreren Einzelwerkzeugen zu verifizieren.

Quantensprünge im Systementwurf erfordern einen, auf einer flexiblen und erweiterbaren Plattform basierenden, neuen Lösungsansatz, welcher:

die Modellierung ganzer Systeme vereinfacht und dabei grafische Editoren und eine allgemeingütiger Sprache zur Beschreibung von Funktionen, Schnittstellen und Architekturen bietet
eine Erweiterung der Validierung sowohl auf der hohen Missions- /operationalen Ebene, als auch auf der tiefen Implementierungsebene ermöglicht, bei gleichzeitiger Reduktion des Risikos von Designfehlern
die Koordination eines auf verschiedene Gruppen oder Firmen unterschiedlichster Bereiche verteilten Modellierungsprojektes erlaubt
umfangreiche, ausführbare Spezifikationen zur Übergabe an Hardware- und Software-Implementierungs-Teams bietet, die das Risiko von Spezifikationsfehlern minimieren.
Auswirkungen von Entwurfsänderungen und Implementierungsentscheidungen in Bezug auf die Gesamtleistung des Systems verifizieren und damit Systeme nach einmaligem Durchlauf verbessern kann

Herkömmliche Werkzeuge können Systeme nicht zugleich modellieren, simulieren und das gesamte System im Kontext seiner operativen Umgebung verifizieren.

MLDesigner ist eine integrierte Plattform zur Modellierung und Analyse von Architektur, Funktion und Leistung hochentwickelter Systementwürfe. Anwendung findet MLDesigner sowohl bei "Stand- Alone-Systemen" als auch bei integrierte Systemen, die innerhalb größerer Systeme und Szenarios (Missionen) operieren.

MLDesigner ist ein Multi-Domän-Simulator. Die Hauptdomänen ermöglichen "Discrete Event -", "Dynamic Data Flow - " und "Synchronous Data Flow - Simulationen". Darüber hinaus gibt es zwei weitere Unterdomänen ("FSM (Finite State Machine)"- Domäne and "Higher Order Functions" -Domäne). Eine "Continous Time/Discrete Event" Domäne, z. B. für Entwürfe von analogen und "mixed-signal" Systemen, liegt in einer experimentellen Bibliothek vor. In dieser Bibliothek befinden sich auch Prototypen von weiterer Domänen in einem frühen Entwicklungsstadium.

Durch das zur Verfügungstellen einer zuverlässigen Simulationsumgebung, welches die Vorhersagbarkeit, die Produktivität und die Qualität des gesamten Entwicklungsprozess und letztendlich die Produkt-/Systemintegration verbessert, optimiert und beschleunigt MLDesigner die Methodik heutiger Systementwürfe.

Die integrierte MLDesigner Entwicklungsumgebung

Die integrierte MLDesigner Entwicklungsumgebung (IDE) bietet eine allgemeine, übergangslose Schnittstelle zu den Entwurfsdomänen. Diese IDE enthält:

Ein allgemeines Menü und eine dynamische Toolbar. Die Toolbar passt sich automatisch der Arbeitsumgebung an. So finden Sie z.B. im Simulationsmodus dort Steuerungselemente für die Simulation; während des Entwurfsprozesses wiederum befinden sich dort Steuerungselemente für z. B. Finite State Machines.
Dateimanager: Der Dateimanager wird benutzt, um Modelle, Module und Blöcke in der offenen XML-Datenbank zu organisieren und zu verwalten. Diese Komponenten lassen sich auf Datei-, Bibliotheks- und Modellperspektive betrachten und es besteht die Möglichkeit nach Instanzen eines Blocks, Moduls oder Modells zu suchen.
Modell - Editor: Der Modell-Editor ist die Arbeitsfläche, in der Sie grafisch Blöcke und Module zu einem Systemmodell vereinen. Dazu wird ein hierarchischer, grafischer Block-Diagramm-Editor verwandt. ( Es ist möglich eigene Basisblöcke (Primitiven) mit Hilfe von C++ zu entwerfen). Der Modell-Editor erlaubt auch das Setzen von sogenannte "Probes" in Modellen, was beim Debuggen des Systems hilfreich ist. Dies ermöglicht Werte grafisch darzustellen bzw Ergebnisse für spätere Analysen in Dateien zu schreiben.
Modelleigenschaften-Editor: Der Modelleigenschaften-Editor (Property-Editor) wird verwendet, um Modellparameter vor der Simulation zu definieren bzw. zu verändern. Parameter können mit jedem MLDesigner Block assoziiert werden. Parameter untergeordneter Blöcke können nach oben exportiert und in der Top-Level-Ansicht betrachtet werden, um die Modellkonfiguration zu vereinfachen. MLDesigner bietet ebenfalls die Möglichkeit, Parameter dynamisch während der Simulation zu verändern oder zur Laufzeit aus einer Datei auszulesen.
Konsole: Die Konsole ist ein multi-funktionelles Fenster, um Infomationen zwischen Benutzer und Programm auszutauschen. Die Konsole bietet die Möglichekeit auf ein Kommandozeilen-Fenster bzw. ein Log-Fenster zu zugreifen. Im Simulationsmodus befinden sich zusätzlich Tabs für den Simulationsfortschritt und die Breakpoint-Verwaltung.
Datenstruktur-Editor: Der Datenstruktur-Editor wird verwendet, um Datenstrukturen zu definieren und diese hierarchisch zu organisieren. Er kann ausgeblendet werden, wenn er nicht gebraucht wird, um die Arbeitsfläche im Modell-Editor zu vergrößern.
Die integrierte Tcl/TK Skriptsprache wird zur Entwicklung dynamischer Laufzeit-Animationen verwendet. Tcl/TK Kontrollelemente dienen der dynamischen Parameterkontrolle während der Ausführung und Simulation.
Externe Simulationsfähigkeiten: Durch MLDesigner-externe Simulationen kann die Simulation beschleunigt werden. Parameter können zur Laufzeit durch automatisch generierte (und editierbare) Parameter-Dateien festgelegt werden. Externe Simulationen erfordern installierte MLDesigner-Runtime-Bibliotheken.
Vielschichtiges Debuggen durch automatische Design-Checks, grafische Animation während der Simulation, Ausgabefenster während der Simulation/Ausführung und durch Breakpoints.
Unterstützung verteilter Ressourcen (z. B. Speicher - oder Server- Ressourcen).
Unterstützung von "Mix & Match Design". Der Systementwurf kann Module verschiedener Domänen beinhalten und Module unterschiedlicher Abstraktionsniveaus miteinader kombinieren.
Ein Multi-Domänen-Kernel, der die Zusammenarbeit verschiedener Simulations-Engines für ein einzelnes Modell managen.
Dokumentation: Das gesamte Handbuch wird als durchsuchbares PDF angeboten. Es gibt eine hierarchische Online-Dokumentation für alle Block-Modelle, Module und Primitiven. Das System dokumentiert automatisch neue Designblöcke und -modelle.
Unterstützung von "Collaborative Design" (Standort und Arbeitsgruppen übergreifende Produkt- und Systementwicklung).

SatLab - der flexibelste Weg Satellitensysteme zu modellieren

SatLab ermöglicht es, die Missionsumgebung von mobiler und satellitengestützter Kommunikation zu modellieren. Genaue Szenarien auf Missionsebene lassen sich schnell mit SatLabs Umgebungsmodellen und seinen präzisen Trajektoriengeneratoren umsetzen.

SatLab ist ein Softwarewerkzeug für den Entwurf auf Missions- und Systemebene, die Animation und die Analyse von drahtlosen Mobilfunkkommunikation- und Navigationssystemen. SatLab stellt die Dynamik von Kommunikationsknoten (Satellitenorbits, Trajektorien von Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen) sowie deren Umgebung (Gelände, Übertragungseffekte, Blocking, Coverage) dar. In Verbindung mit der SatCom Bibliothek kann SatLab genutzt werden, um Design-Tradeoffs auf Missions- und Systemebene und entsprechende Animationen in Systemen wie den folgenden durchzuführen:

Global Mobile Personal Communications by Satellite (GMPCS),
Mobile erdverbundene Kommunikationssysteme,
Satellite-gestützte Navigationssysteme,
Doppler- und Verfügbarkeitsinformation für RF und "Handover Design",
Integrierte Navigations- und Kommunikationssysteme und
Systemdesign von Beobachtungssatelliten

SatLab Systemmodelle können Satelliten beinhalten, feststehende Basisstationen sowie bewegliche Fahrzeuge/Personen (Boden, Luft und Wasser).

SatLab ist fest integriert in unser Modellierungswerkzeug MLDesigner. Kundenspezifische Schnittstellen und SatLabs SatCom Design-Bibliothek garantieren eine nahtlose Integration. Diese Integration unterstützt Design Flows, der die 14 Größenordnungen von globalen Satellitensystemen bis hin zu Systemen in Silizium abdecken.

Modelle auf Missionsebene beschreiben den Energie- und Informationsfluss (Transactions) durch verschiedene Systemelemente: den Missionsablauf, die Missionsumgebung (z.B. Gelände, atmosphärische Auswirkungen, die Verfügbarkeit von Solarenergie), Systemarchitektur-Komponenten (z.B. CPU, Speicher, Warteschlangen, Stromversorgung, Stromversorgungs- und Kommunikationsbusse) und Systemkommunikations-Komponenten (z.B. Sender, Empfänger und Antennen). Eine Modellsimulation auf Missionsebene ermöglicht Leistungsanalysen von Gebietsabdeckung, Verfügbarkeit, Bandbreite, Antwortzeit, Durchsatz, Auslastung, Fehlerwahrscheinlichkeit sowie von Stromerzeugung und -nutzung.

Die Ergebnisse lassen sich verwenden, um Quantifizierungen bei Systemkomponenten durchzuführen - das geht von Umlaufbahnen- über Gateway-Planung bis Frequenzbandbreite und Speicher für Mission-Level-Anforderungen - alles mit dem Ziel, die beste Performance bei niedrigsten Kosten zu erreichen. Das SatLab Gelände- und Kanalmodell unterstützt Tradeoff-Analysen auf Missionsebene, die bisher nur durch Tests direkt vor Ort durchgeführt werden konnten. Die Durchführung dieser Analysen und die damit verbundene Möglichkeit, Designentscheidungen schon früh im Entwurfsprozess machen zu können, minimiert spätere Überraschungen und spart Zeit und Geld.

Die äußerst hohe Simulationsgeschwindigkeit von SatLab, die Simulationen von GMPCS-Systemen ( global mobile personal communications by satellite) mit tausenden von Satelliten und Anwendern, die über den gesamten Globus verteilt sind, unterstützen, erlauben sowohl Kanal-Größenabschätzungen als auch realistische Interferenzanalysen mit anderen GMPCS-Systemen, basierend auf echten Traffic-Szenarios. In Kombination mit MLDesigner Netzwerkmodellen ermöglicht SatLab die Analyse integrierter mobiler erdgebundener und mobiler Satelliten-Kommunikationssysteme wie UMTS/IMT2000.

Die Animationsfähigkeiten von SatLab mit seinen Ansichten aus dem Weltraum, von der Erde aus und in 3D-Terrains ermöglichen eine schnelle visuelle Analyse komplexer Verbindungen von globaler Kommunikation und Navigationssystemen und können sowohl zum besseren Verständnis solch komplexer Zusammenhänge als auch zum Debuggen von Simulationen genutzt werden.

Überblick

SatLab ist...

ein Entwurfswerkzeug auf System- und Missionsebene und bietet Animation und Analyss von Mobil-/Satellitenkommunikation und Navigationssystemen.
verfügbar für Solaris 2.5, Solaris 2.6, Solaris 7, Solaris 7 x86, SunOS 4.1, HP-UX 10, Linux 2.0, Red Hat Linux, and SuSE Linux.

SatLab enthält...

eine Simulations-Engine mit einem schnellen orbitalen Ausbreitungs- und Trajektorien-Generator für bewegliche Objekte (Flugzeuge, Raketen, Fahrzeuge, etc..)
ein Animationssystem mit Ansichten aus Weltraum, von der Erde aus und in 3D-Gelände, Coverage-Analysen, "Circle Views" und "Path-loss-View" innerhalb von 3D-Terrain
eine Gelände-Datenbank, die kompatibel mit USGS DEM, USGS Land-Nutzungs-Daten und DMA DTED-Daten ist
eine High-Level-Programmiersprache, die sogenannte "SatLab Command Language" (SCL), die Sprachen wie in Ctrl-C and MATLAB^™ sehr ähnlich ist

SatLab bietet...

Mehrere animierte Ansichten globaler Satellitensysteme
Die Simulationsgeschwindigkeit ist um einige Größenordnungen höher als bei anderen verfügbaren Systemen
Uplink-, Crosslink- Downlink-Analyse
ECM, Jamming- und Interferenz-Analyse benachbarter Satelliten
eine Darstellung feststehender, mobiler und portabler Erdstationen
Trade-off-Design-Fenster für jede Art der Orbitkonfiguration

SatLab modelliert...

Satelliten mit runder und elliptischer Umlaufbahn
Feststehende Erdstationen auf jedem Längen-/Breitengrad und jeder Höhe
Mobile Erdstationen
Parameter, mit denen sich alle Systemwerte definieren lassen

SatLab kann gesteuert werden über...

ein Menüsystem mit Umlaufbahn-Modellen für die meisten GMPCS-Systeme
ein Befehlssystem mit über 400 Funktionen und Demosystemen für: Routing-Animation, Dopplerfrequenz-Analyse, Link-Analyse, Anntennen-Verstärkungs-Anzeigen und Anntennen-Ausrichtung zwischen Erdstationen und Satelliten, für Satelliten untereinander, Filterentwurf und
ein Serversystem. SatLab kann direkt mit MLDesigner für Client-/Serveroperationen verbunden werden. MLDesigner enthält mehrere Beispiele, wie beide Programme zusammenarbeiten.

Simulationsfähigkeiten

Positioning Simulation

Die "Positioning Simulation" modelliert, analysiert und animiert verschiedene Konfigurationen von Satelliten, festen Basisstationen und beweglichen Stationen. Die Satellitenpositionen werden durch ihre orbitale Dynamik definiert. Die mobilen Stationen werden durch einen allgemeinen Trajektorien-Generator verteilt. Die Simulation ermittelt Knotenstandorte (von Satelliten, bewegliche Stationen, feststehende Stationen), die Sichtbarkeit anderer Knoten (Nodes) und deren Gebietsabdeckung. Sie können Standorte von Handy/Satelliten ausgehend von ihrer Perspektive - auf einer ebenen Karte oder der Erde, durch kaum bewegliche oder feste Ansichten von Erde und Weltraum aus oder von einem Beobachter verknüpft mit jedem Knoten, ob er sich auf der Erde befindet oder im All, bewegt oder fliegt - nachvollziehen. Sie können sich ebenfalls die Dichte der Satellitenabdeckung für alle Punkte auf der Erde ansehen. In der unten aufgeführten Liste werden die verschiedenen Ansichten der Positioning Simulation kurz erklärt.

Der Map view zeigt den Standort jedes Satelliten, Handys oder Feststation auf einer ebenen Karte der Erde und stellt die Kontinente mit dar.
Der Earth Centered Intertial (ECI) view zeigt alle Satellitenumlaufbahnen im Bezug zu Hintergrund-Koordinaten auf der Erde, zeigt aber die Standorte der Kontinente nicht an.
Der Earth Centered Fixed (ECF) view zeigt die Position jedes Satelliten und Handys auf einer Erdkugel und zeigt die Kontinente mit an.
Der Observer view zeigt die Satelliten, Handys und feste Erdstationen, die von einem Beobachtungspunkt (mit selektierbarer Höhe, Länge/Breite) aus sichtbar sind; Höhe und Längen-/Breitengrade können während der Simulation mit Slidern verändert werden. Zeitabhängige Veränderungen von relativem Anstieg und Azimuthwinkeln können betrachte, aufgezeichnet und geplottet werden. Sichtbarkeits-Animationen zeigen eine Anzahl von Satelliten in einer Ansicht als Zeitfunktion. Ein Observer kann an jeden Knoten angehängt werden.
Der Coverage view stellt die Anzahl der Satelliten dar, die von einem Beobachtungspunkt (festgelegter Ort und Anstiegs-Winkel) auf der Erde aus sichtbar sind. Eine animierte Karte der Erde stellt die Abdeckung dar und zeigt, wie sich aktuelle, teilweise, Minimum-/ Maximum- und statistische Abdeckungsmuster ändern, während sich die Satelliten auf ihrer Umlaufbahn bewegen.
Der Coverage ECF view stellt die Anzahl der Satelliten dar, die von einem Beobachtungspunkt (festgelegter Ort und Anstiegswinkel) aus sichtbar sind. Eine animierte Erdkugel zeigt, wie sich aktuelle , teilweise, Minimum-/ Maximum- und statistische Abdeckungsmuster ändern, während sich die Satelliten auf ihrer Umlaufbahn bewegen.
Der Circle view veranschaulicht die Gebiete auf der Erdoberfläche, die von Handys und Satelliten mit festgelegter Höhe aus gesehen werden können.
Der Circle ECF view zeigt die Gebiete auf einem Globus, die von Handys und Satellieten mit festgelegter Höhe aus gesehen werden können.
Der 3D Earth Centered Fixed (ECF) view zeigt den Standort jedes Satelliten auf einem Globus mit eingefärbten Oberflächenanhebungen und 3D-Schattierungen.

Design Simulation

Die "Design Simulation" führt automtische eine Simulation für eine Reihe von Parameterwerten durch. Unter Verwendung von Raum-Zeit-Optimierungen berechnet SatLab die nicht untergeordneten Designoberflächen jedes gewählten Designparameters. Sie können diese Optimierung für jedes gewählte Zielgebiet auf der Erde und zu einer bestimmten Zeit durchführen. Sie können zum Beispiel die Überlagerung von Satellitenkommunikationssystemen in Bezug auf andere Kommunikationssysteme bestimmen oder die Wahrscheinlichkeit einer Interferenz zwischen Satellitensystemen für gemeinsame Frequenzbereiche. Gateway-Standorte für eine minimale Überlagerung lassen sich ebenfalls berechnen.

Communication Simulation

"Communication Simulationen" werden in SatLab in Verbindung mit einem Netzwerksimulator (wie z.B. MLDesigner) und der SatCom Kommunikationsbibliothek durchgeführt. Mit der SatCom Bibliothek und einem Netzwerk Simulationswerkzeug können Sie ein Blockdiagramm erzeugen, welches die Kommunikation unter den Knoten darstellt. Ein Knoten kann ein Satellit, eine feststehende Erdstation oder ein bewegliches Objekt sein (z.B. ein Fahrzeug auf Land, Wasser oder in der Luft). Die Datenübertragung kann zwischen jedem beliebigen Knoten stattfinden beginnend bei Satelliten-Satelliten-Verbindungen (Cross-Link), Basisstation (feststehend oder mobil) zu Satellit (Up-Link), Satellit zu Basisstation (Down-Link) oder von Basisstation zu Basisstation. "Communication Simulation" wird verwendet, um die Quelle und den Verlauf von Datenpacketen zu verfolgen und um zu bestimmen, welche Strecke die beste für ein Kommunikationspacket ist - basierend auf relativer Entfernung, Geschwindigkeit, Winkel, Sichtbarkeit, Traffic-Engpässen und Interferenz zwischen 2 oder mehr Knoten. Um diesen Typ der Simulation in SatLab zu steuern, lässt sich eine Kombination aus Simulationskontrollfenster und Messages zu und von den Blocks in der SatCom Bibliothek verwenden. Beispiel: während der Simulation sendet das MLDesigner-SatLab Interface Modul (BSIM) aus der SatCom Bibliothek Abfragen an die SatLab "Positioning Simulation" und empfängt im Gegenzug Daten von ihr. Im Verlauf der Simulation kann man den Packetfluss durch das Kommunikationssystem beobachten.