Projektisuunnitelma

Tehtävän kuvaus

Ryhmän tehtävänjako on seuraava:

Projektipäällikkö Anu Vilvala

• Aikataulusta huolehtiminen
• Vastuu dokumentoinnista ja raporteista
• Mikrokontrollerin, johdotuksen ja radan koodaamista

• Vastuu mikrokontrollerisimulaattorista
• Vastuu johdotuksesta ja radasta

• Vastuu käyttöliittymästä
• Vastuu tulosten visualisoinnista

• Vastuu fysiikkamallista
• Vastuu toimilaitteiden ja antureiden mallinnuksesta

Projektin tavoitteena on UNIX-ympäristöön tehtävä mikrokontrolleriohjatun auton simulaattori. Toteutus tapahtuu pääosin C++-kielellä. Ohjelma koostuu seuraavista pääkokonaisuuksista:

• mikrokontrollerin simulaattori
  Mikrokontrolleri lienee Motorola 68HC11. Simulointi voidaan suorittaa joko askel kerrallaan tai jatkuvasti tulkaten.
• näyttö
  Visuaalinen osuus käyttää X-ympäristön tarjoamia palveluja täysipainoisesti hyväkseen. Kaikista ohjelman kokonaisuuksista saadaan yhtäaikaisesti tietoa näytölle eri ikkunoihin.
• auton mallinnus
  Auton fysiikka mallinnetaan riittävässä määrin.
• toimilaitteiden ja antureiden mallinnus
  Toimilaitteet vaikuttavat auton kulkuun ja siten sen sijaintiin radalla. Nämä antavat jälleen uutta informaatiota antureille. Antureiden ja mittalaitteiden mallia ja sijaintia ei ole vielä lopullisesti lyöty lukkoon.
• johdotus
  Johdotus eli piirikortin suunnittelu toteutetaan helposti muutettavaksi.
• rata
  Ratakin on pystyttävä kohtuullisella vaivalla määrittelemään uudelleen.

Projektin vaiheistus

Ohjelmatyöprojekti jakaantuu kuuteen vaiheeseen:

1. MP Määrittely ja perehtyminen 18.9.95 - 2.10.95
2. ET Esitutkimus 2.10.95 - 30.10.95
3. JS Järjestelmäsuunnittelu 30.10.95 - 4.12.95
4. PT Prototyyppijärjestelmän toteutus 4.12.95 - 4.3.96
5. LT Lopullisen järjestelmän toteutus 4.3.96 - 22.4.96
6. DE Projektin luovutus demonstraatioineen 22.4.96 - 8.5.96

Määrittely- ja perehtymisvaihe (MP)

Tehtävät:

1. Projektiryhmän muodostaminen ja organisointi
2. Tehtävänantoon ja kohdejärjestelmään perehtyminen
3. Projektin suunnittelu:
   • tehtävä- ja vastuujako
   • resurssitarvearviot projektin eri vaiheissa
   • dokumentointijärjestelmän määrittely

Raportit:

1. Ryhmän kokoonpano (ilmoittautumislomake H2)
2. Projektisuunnitelma

Esitutkimusvaihe (ET)

Ongelmaan liittyvät toiminnot, tiedot ja niiden väliset riippuvuudet selvitetään ja kuvataan. Pidetään tiiviisti yhteyttä projektin ohjaajiin ja yhteistyökumppaneihin Tampereella. Opetellaan käyttämään tarvittavia työkaluja.

Tehtävät:

1. Tehtävän analysointi ja toimintojen rajaus ja toimenpiteiden selvitys:
   • kartoitetaan, mitä ohjelmalta kokonaisuutena vaaditaan
   • päätetään, mitä auton eri osia mallitetaan ja mitä jätetään mallittamatta
   • päätetään mitä radan ja johdotuksen mallitukselta vaaditaan
   • mikrokontrollerisimulaattorin syöttö- ja tulostietojen sekä tapahtumien määritys
   • käyttöliittymän informaatiosisällön määritys
   • otetaan selvää mahdollisista valmiista osista ja hankitaan mahdollinen valmis materiaali (esim. mikrokontrollerisimulaattori)
   • hankitaan mahdollisimman paljon tietoa tarvittavista osajärjestelmistä (esim. mikrokontrollerin manuaali)
   • kaikkien eri osien eri vaatimusten priorisointi
   • selvitetään kriittiset osatekijät projektin onnistumiselle
   • ehdotus järjestelmäarkkitehtuurista ja osien välisistä rajapinnoista
   • tehdään alustava luonnos käyttöohjeesta
2. Järjestelmäsuunnittelun työsuunnitelman teko

Raportit:

1. Esitutkimusraportti
2. Järjestelmäsuunittelun työsuunnitelma
3. Edistymisraportti

Järjestelmäsuunnittelu (JS)

Kuvataan järjestelmän ulkoinen toiminta ja sen tekniset ratkaisut siten, että sen toteuttaminen on mahdollista. Se perustuu esitutkimuksessa selvitettyhin järjestelmän toiminnallisiin vaatimuksiin ja teknisiin menetelmiin.

Yhteiset tehtävät:

1. tehdään OMT- ja ER-luokkamallit, tietovirtakaaviot ja moduulijakokaaviot
2. suunnitellaan järjestelmän:
   • perustoiminnot ja niiden väliset liitännät (syötteet, tulosteet, prosessit)
   • käyttöliittymä
   • virhetilanteiden käsittely
   • testaus
3. järjestelmän validointi suhteessa esitutkimuksessa asetettuihin tavoitteisiin
4. käyttöohjeen kirjoittaminen

• Anu ja Tiina
  • Mikrokontrollerin manuaaliin tutustuminen
  • Valmiin simulaattorin lähdekoodin tutkiminen
  • Prosessorisimulaattorin jakaminen osajärjestelmiin (esim. 68HC11A1, kello, debuggauksen ohjaus, ...)
  • Prosessorin sisäisten tietorakenteiden ja toteutuksen suunnittelu
  • Työn jako koodausvaihetta varten
• Joni
  • Tutustumismatka Tampereelle
  • Käyttöiittymän jako eri osajärjestelmiin
  • Käyttöliittymän ja sen visualisoinnin suunnittelu
  • Päätös käytettävästä ohjelmointityökaluista (Python, C++)
• Ilari
  • Tutustumismatka Tampereelle
  • Toimilaiteosan jako eri funktionaalisiin yksiköihin
  • Kunkin toimilaitteen esitystavan päättäminen ja toteutuksen suunnittelu
  • Fysiikkamallin toteutuksen suunnittelu

Raportit:

1. Järjestelmäkäsikirjan luonnos
2. Prototyypin toteutusvaiheen työsuunnitelma
3. Edistymisraportti

Prototyypin toteutusvaihe (PT)

1. Keskeisten osien ohjelmointi ja testaus, käyttöliittymön mahdollita grafiikkaa ei vielä vaadita, autosta pitää olla yksinkertainen fysikaalinen malli
2. Järjestelmäkäsikirjan tarkentaminen
3. Käyttöohjeen tarkentaminen
4. Prototyyppijärjestelmän demonstraatio

Raportit:

1. Tarkennettu järjestelmäkäsikirja
2. Lopullisen toteutuksen työsuunnitelma
3. Edistymisraportti

Lopullisen järjestelmän toteutus (LT)

Loppuvaiheessa suunniteltu järjestelmä rakennetaan kaikin puolin täyteen laajuuteensa, sen toimivuus testataan, ja sen dokumentointi hiotaan lopulliseen muotoonsa.

Tehtävät:

1. Puuttuvien järjestelmäosien toteutus
2. Järjestelmätestaus
3. Järjestelmäkäsikirjan viimeistely
4. Käyttöohjeen viimeistely
5. Lopullisen järjestelmän demonstraatio ja luovutus

Raportit:

1. Lopullinen järjestelmäkäsikirja

Järjestelmän luovutus (DE)

Lopetusvaihe koostuu ennen kaikkea järjestelmän demonstraatiosta, jossa valmis ohjelmisto luovutetaan "tilaajalle" ja osoitetaan sen toimivuus. Samalla luovutetaan myös projektin loppuraportti.

Tehtävät:

1. Demonstraation valmistelu, mm. testiaineiston tuottaminen.
2. Loppuraportin laatiminen.

Raportit:

1. Projektin loppuraportti

Resurssi- ja aikasuunnitelma

Työnjako:

Riskitekijät

Jos alussa hyväksytään liian laajat vaatimukset, saattaa olla, että työtä ei saada ajoissa valmiiksi halutulla tavalla toimivaa järjestelmää. Ratkaisuna on tiukka EI-linja.

Muut työt tai kurssit vaativat enemmän aikaa kuin alussa arvioitiin. Yritetään suunnitella aikataulu tarpeeksi väljäksi.

Menetelmien määrittely ja työnjako

Virheistä on raportoitava seuraavat asiat:

• virheen numero
• kuka löysi virheen
• kenen vastuulla on virheen korjaus
• päivä milloin havaittu
• virheen korjauksen tila
• päivä milloin korjattu
• kauanko korjaamiseen meni aikaa
• virheen tyyppi
• virheen kuvaus

Kirjallisuuslähteinä käytetään seuraavia teoksia:

• Mikrokontrollerin manuaali
• Naive Physics Simulator Reference Manual (Fraunberg, Lampio, Räty, Salonen, Tuomas, Mäntylä)
• A framework for graphical animation of object-oriented models of embedded real-time software (Salmela)
• A simulation-based approach to testing embedded software (Honka)
• Fundamentals of Software Engineering (Ghezzi, Jazayeri, Mandrioli)

Projektin ohjaussuunnitelma

Projektin sisäiset valvontapisteet:
Ryhmä kokoontuu ainakin kerran viikossa, jolloin tarkistetaan edistyminen ja koordinoidaan toimintaa.
12.2. on oltava valmiina prototyypin eri osajärjestelmät, jonka jälkeen ne kootaan yhteen ja testataan.
1.4. on oltava valmiina lopullisen järjestelmän eri osajärjestelmät, jonka jälkeen ne kootaan yhteen ja testataan.
Ohjaajan kanssa käydään läpi suunnitelmat mahdollisimman varhaisessa vaiheessa, jolloin projektin laatu saadaan pysymään hyvänä.

Eri vaiheiden edistymisraportit

Järjestelmäsuunnittelun edistymisraportti

Prototyyppivaiheen edistymisraportti