Projekte - Inhalte Steinbach


Projekt GEneration of TEst CAses IV (GETECA IV)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Bayer Business Services GmbH
04 / 2005 - 05 / 2006
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

In den Projekten GETECA, GETECA II und GETECA III wurde gezeigt, dass der Übergang von einer UML-Darstellung über eine Kodierung in einer Metasprache zum Booleschen Modell möglich ist. Aus dem Booleschen Modell können die erforderlichen Testfall-Templates generiert werden. Durch die Modellanalyse ist es möglich geworden, komplexe Sequenzabläufe in dem GETECA Programm verarbeiten zu können und die gewonnenen Informationen beim Generieren von Testfällen zu berücksichtigen. Durch das Parametrisieren von Testfällen kann der Person, die für die Testdurchführung zuständig ist, einen für die konkrete Situation passenden Wert vorgeschlagen werden. Die Aufgabe des Projekts GETECA-IV besteht in der Implementierung der XMI 2.0 Datenschnittstelle sowie in der Anpassung des internen Datenmodells an den UML 2.0 Standard. Ein weiterer Hauptschwerpunkt des GETECA IV Projektes besteht in der Speicherung der generierten Testfalltemplates und der durch den Benutzer eingegebenen Testdaten in der Modelldatei der Datenquelle.


 

Projekt UTEFE III
(UML-Test Front-End)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Projektvolumen:
Bayer Business Services GmbH
01.07.2006 - 30.06.2007
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach
71.910,- EUR (inkl. MwSt)

Ausgangsbasis:
In den Projekten UTEFE I und II wurde der UML2.0- Designer zur Darstellung und Bearbeitung von Klassen-, Use-Case-, Sequenz-, Aktivitäts- und Zustandsdiagrammen entsprechend der UML 2.0 Syntax entwickelt. Die erstellten UML- Modelle können mittels eines internen Formats serialisiert bzw. mit Hilfe einer einfachen Datenstruktur und eines Datenbankservers innerhalb der Berkeley Datenbank gespeichert werden. Mittels der Datenbank wurde gleichzeitig die Voraussetzung für die Kommunikation mit der Anwendung GETECA und den XMI- Konverter geschaffen. Der XMI- Konverter ermöglicht den Import und Export von UML 2.0 Modellen einschließlich Graphik zu und von Dateien im Format XMI 2.0.

Zielstellung für UTEFE III:
In den Projekten UTEFE III und GETECA V steht ein reales Softwareprojekt im Mittelpunkt. Diese Referenzanwendung soll mit Hilfe des UML2.0- Designers und der Modellierungssprache UML 2.0 modelliert werden, so dass GETECA daraus Testfälle generieren kann. Zur Erreichung des Ziels innerhalb des Projektzeitraums 01.07.2006 – 30.06.2007 sind folgende Meilensteine vorgesehen.

  • Erstellung eines Lastenhefts, dass die Funktionalitäten und Anforderungen der Referenzanwendung beschreibt.
  • Spezifikation eines UML- Modells, das den Aufbau und das Verhalten der Referenzanwendung mit den Funktionalitäten, die im UML2.0- Designers zur Verfügung stehen, beschreibt.
  • Erweiterung des UML2.0- Designers um Funktionalitäten, die sich bei der Entwicklung und der Testgenerierung der Referenzanwendung als erforderlich bzw. hilfreich erweisen. Die nachfolgende Liste enthält bereits absehbare potentielle Erweiterungen des UML2.0- Designers.     
    • Aktionssequenzen innerhalb des Sequenzdiagramms
    • Ergänzungen der Aktionen (z.B.: OpaqueAction, CreateObjectAction, DestroyObjectAction, …) die mit den Designer noch nicht modelliert werden können
    • qualifizierte Assoziation
    • generische Klassen
    • Action Language


Weitere Meilensteine die innerhalb UTEFE III vorgesehen sind:

  • Entwicklung eines relationalen Datenbankmodells, das einen effizienten Zugriff auf die gespeicherten UML2.0 Modelle einschließlich deren Graphik ermöglicht. Dieses Datenmodell soll außerdem folgende Funktionalitäten unterstützen:
    • Versionierung der erstellen UML- Projekte
    • Unterstützung von verschiedenen Zugriffsrechten (Rollen)
    • gleichzeitige Bearbeitung eines Projekts von mehreren Anwendern
    • Bearbeitung von Teilmodellen
  • Entwicklung eines Konverters, der das UML- Modell aus der Datenbank zum MOCCA- Compiler überträgt. Dadurch wird die Voraussetzung für die perspektivische Codegenerierung der Software aus einem UML- Modell geschaffen. 
     

(siehe UTEFE Projekt)


 

Projekt GEneration of TEst CAses III (GETECA III)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Bayer AG
04 / 2004 - 03 / 2005
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

Im dritten Jahr des GETECA Projektes bestand das Ziel in der Analyse von hierarchischen UML Modellen, so dass komplexe Sequenzabläufe bei der Generierung von Testtemplates berücksichtigt werden können und somit zur reduzierung der Anzahl von Testtemplates führen. Im Ergebnis des GETECA III entstand ein Softwaresystem, das die mit den Case-Tools Together und Rational Rose erstellte Modelle eingeliest und mit konkreten Werten parametrisiert. Außerdem wurde ein OCL Compiler entwickelt und in das GETECA-Programm integriert. Das Boolesche Modell wurde um die aus OCL-Ausdrucken gewonnenen Informationen erweitert.


 

Projekt GEneration of TEst CAses II (GETECA II)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Bayer AG
04 / 2003 - 03 / 2004
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

Im Projekt GETECA II stand als Ziel das Generieren von parametrisierten Testfällen für Geschäftsprozesse, die als hierarchische UML-Modelle gegeben sind. Im Projekt GETECA I wurden automatisch ermittelte Testfälle als Testtemplates in Textform dargestellt.
Dabei wurde zunächst nur die Korrektheit von Testparametern berücksichtigt und keine Informationen darüber angegeben, welche konkrete Werte, die für den Test teilweise richtig und teilweise falsch sein müssen, in den Testfällen angewendet werden sollen.

Um das Ziel des automatisierten Generierens von Testfällen für SAP-Units zu erreichen, wurden im Projekt GETECA II zwei Teilaufgaben gelöst:

  1. Generieren von Testfällen für hierarchische UML-Modelle
  2. Parametrisieren von Testfällen

 

Projekt GEneration of TEst CAses (GETECA)

Partner
Laufzeit:
Fördermitel:
Gesamtprojekt
Teilsumme Berichtsjahr
Projektleiter:
Bayer AG
04/2002 - 03/2003

29.400,00 Euro
22.050,00 Euro
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

Phasen 1, 2 und 3 im Projekt GEneration of TEst CAses (GETECA) Das Ziel des Gesamtprojektes besteht in der Ermittlung von Testfällen aus der UML-Darstellung von Geschäftsprozessen. Die Schwerpunkte der abgeschlossenen Projektphase bestanden in:

  1. Analyse von CASE-Tools bezüglich des Exports von UML-Modellen in eine Metasprache
  2. GETECA -Parser
  3. Transformation des UML-Modells aus der Metasprache in ein Boolesches Modell und generieren codierter Testfälle

Die erreichten Ergebnisse bestätigten die Möglichkeit der automatisierten Ermittlung von Testfällen für Kollaborationen von Objekten.


 

Projekt UTEFE I (UML-Test Front-End)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Projektvolumen:
Bayer Business Services GmbH
01.05.2004 - 30.04.2005
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach
45.240,- EUR (inkl. MwSt)

Ausgangspunkt:
Innerhalb des CETECA III Projekts (Generation of TestCases) wurden die UML- Modelle zur Gewinnung der Testfälle mit den Case- Tools Together und Rational Rose erstellt und in eine XMI- Datei exportiert.

Nachteile der vorhandenen Lösung:

  • Beide Case- Tools basieren auf den UML 1.4 Standard
  • Die erstellten Testtemplates müssen nach jeder Modelländerung komplett neu generiert werden, da der Import der Testtemplates durch die oben genannten Tools nicht möglich ist.


Da der neue UML2.0- Standard eine bessere und vollständiger Verhaltensbeschreibung ermöglicht, so wurden zum Beispiel innerhalb des Sequenzdiagramms die kombinierten Fragmente eingeführt, haben wir uns für die Modellierung der Modelle entsprechend des UML 2.0 Standards entschieden.
Da der Standardisierungsprozess noch nicht vollständig abgeschlossen ist und somit noch keine Entwicklungstools vorhandenen sind die den UML2.0 Standard unterstützen sowie auf absehbarer Zeit noch keine nicht kommerzielles Entwicklungstool zur Verfügung stehen werden, möchten wir innerhalb des UTEFE I Projekts ein graphisches Front End mit folgenden Leistungsmerkmalen erstellen:
 

  • Erstellung einer Java API- die das UML2.0 Metamodell beschreibt
  • Erstellung eines graphischen Modells mittels dessen die UML2.0 Notationselemente dargestellt und bearbeitet werden können
  • Erstellung eines graphischen Editors zur Darstellung der Notationselemente, eines Dialogs zur Editierung der Notationselemente und eines Explorers zur Navigation innerhalb des UML2.0 Modells

(siehe UTEFE Projekt)

 

Projekt UTEFE II (UML- Test Front-End)

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
Projektvolumen:
Bayer Business Services GmbH
01.05.2005 - 30.06.2006
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach
52.780,- EUR (inkl. MwSt)

Ausgangspunkt:
Innerhalb des UTEFE I Projekts werden die erstellen Modelle einschließlich der graphischen Informationen mit Hilfe der Objektserialisierung innerhalb einer Datei abgespeichert. Damit ist der Import der Modelle innerhalb der Anwendung CETECA noch nicht realisiert.

Zielsetzung innerhalb des UTEFE II Projekts:

  • Ex- und Import der Modell- und Geometriedaten innerhalb einer XML- Datei im XMI 2.0 Format. Dabei sollen die erforderlichen Daten zur besseren Handhabbarkeit innerhalb eines simplen Datenbankschemas zwischen gespeichert werden.
  • Modellierung der Paket- und Zustandsdiagramme
  • Erweiterung der Leistungsmerkmale der Anwendung UML2.0 Designer um die Funktionalität des Druckens und des Graphikexports einzelner Diagramme und Notationselemente

(siehe UTEFE Projekt)


 

Dekompositorischer Schaltungsentwurf

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
DFG
1992-1997
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

Ausgehend von den im Projektantrag und im Fortsetzungsantrag formulierten Aufgaben wurden im Berichtszeitraum umfangreiche Forschungen zum Logikentwurf mittels dekompositorischer Methoden durchgeführt. Theoretische Grundlagen wurden gezielt entwickelt bzw. systematisch vervollkommenet, die zur eine Menge dekompositorischer Synthesestrategien führten. Wichtiges Arbeitsmittel dafür war das in den ersten beiden Jahren des Vorhabens konzipierte und implementierte Experimentalsystem SAM (System zum Testem von Algorithmen und Methoden des Schaltungsentwurfs), das kontinuirlich ergänzt und weiterentwickelt wurde. Mit diesem System gewonnene Ergebnisse wurden mit den Resultaten der Entwurfsprogramme MISII und SIS1.2 anhand von Standard-Benchmarks aus dem LGSynth93- bzw. ISCAS-Suites verglichen.

Einordnung des Forschungsgegenstandes

  • Mikroelektronik
  • Entwurf integrierter digitaler Schaltungen>
  • Logiksynthese
  • Testbarkeit digitaler Schaltungen

Literatur:

Bochmann, D.; Steinbach, B. : Logikentwurf mit XBOOLE , Verlag Technik, Berlin; 1991

Bochmann, D.; Dresig, F.; Steinbach, B.: A New Decomposition Method for Multilevel Circuit Design , Proceedings of the European Design Automation Conference , Amsterdam, 1991

Steinbach, B; Lang, C.; Dresig, F.; Zühlke, R.: Analytical Power Estimation for CMOS Circuits at Logical Level , Proceedings of the European Workshop on Power and Timing Modelling , Paris, 1992

Le, T. Q. : Testbarkeit kombinatorischer Schaltungen - Theorie und Entwurf , Dissertation, TU Karl-Marx-Stadt (Chemnitz), 1989

Steinbach, B.; Le, T. Q. : Entwurf testbarer Schaltungen , Wissenschaftliche Schriftenreihe der TU Chemnitz, 12/1990

Steinbach, B.; Schumann, F.; Stöckert, M.: Functional Decomposition of Speed Optimized Circuits in Auvergne, D.; Hartenstein, R.: Power and Timing Modeling for Performance of Integrated Circuits , S. 65-77, IT Press Verlag, Bruchsal, 1993

Steinbach, B.; Stöckert, M.: Design of Fully Testable Circuits by Functional Decomposition and Implicit Test Pattern Generation. Proceedings of "12th IEEE VLSI Test Symposium", Cherry Hill, New Jersey, 1994, pp. 22 - 27 (Paper: ps 402k)

Zwischenbericht an die Deutsche Forschungsgemeinschaft über das Forschungsthema Dekompositorischer Schaltungsentwurf , 1994

Steinbach, B., Wereszczynski, A.: Synthesis of Multi-Level Circuits Using EXOR-Gates. Proceedings of "IFIP WG 10.5 - Workshop on Applications of the Reed-Muller Expansion in Circuit Design", Chiba (Makuhari), Japan, 1995, pp.161 -168

Steinbach, B.; Zhang, Z.: Synthesis for Full Testability of Large Partitioned Combinational Circuits. in: Steinbach, B. (Hrsg.): Boolesche Probleme, Proceedings des 2. Workshops, 19. und 20. September 1996, TU Bergakademie Freiberg, S. 31 - 38 (Abstract)

Abschlußbericht an die Deutsche Forschungsgemeinschaft über das Forschungsthema Dekompositorischer Schaltungsentwurf , 1997


 

Entwurf testbarer Schaltungen unter Verwendung komplexer Logikmoduln

Partner
Laufzeit:
Projektleiter:
DFG
1993-1995
Prof. Dr.-Ing. Bernd Steinbach

Hersteller integrierter Schaltkreise stellen als Realisierungsbasis Bibliotheken einfacher und komplexer Mogikmodule für den Anwender zur Verfügung. Die komplexen Logikmodule bieten den Vorteil, bei gleicher Verzügerungszeit und gleicher Fläche größere Funktionsanteile zu realisieren.

Bekannte Entwurfsverfahren versuchen durch Mapping-Algorithmen von einer zunächst unabhängig von der Realisierungsbasis gefundenen Schaltungstruktur Teilschaltungen auf komplexe Logikmoduln abzubilden. Bessere Entwurfsergebnisse sind zu erwarten, wenn mit neu zu entwickelnden Verfahren die verfügbare Realisierungsbasis unmittelbar optimal ausgenutzt wird.

Das Entwurfsverfahren soll die vollstängige Testbarkeit der entstehenden Schaltungen garantieren. Hierzu wird der Systementwurf zerlegt in Module mit rein kombinatorischer Funktion sowie Schieberegistern, die im Normalbetrieb den sequentiellen Anteil des Systems darstellen, im Testmodus den Zugriff auf die interne Knoten sicherstellen. Nach Synthese der kombinatorischer Module bei gleichzeitiger Generierung der dazugehörigen Testmuster erfolgt die Synthese der gesamten Schaltung sowie des dazugehörigen Testprogramms.