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-Systemspezifikationen: HW-Spezifikation-
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Projektbezeichnung		PMBook24	
Projektleiter		
Verantwortlich		HW-Architekt	
Erstellt am		
Zuletzt geändert	27.06.2005 14:45	
Bearbeitungszustand	X	in Bearbeitung	
		vorgelegt	
		fertig gestellt	
Dokumentablage	C:\V-Modell-Editor\eclipse\workspace\weiter\Teilprojekte\TP14\templates\MasterTemplate.doc	
V-Modell-XT Version	Version 1.2.0	

Weitere Produktinformationen
Mitwirkend	[nicht beteiligt]	Logistikentwickler
[nicht beteiligt]	Systemsicherheitsbeauftragter
[nicht beteiligt]	Ergonomieverantwortlicher
[nicht beteiligt]	HW-Entwickler	
Erzeugung	Produktumfang einer HW-Einheit im System
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System
[Dateiname]
Systemarchitektur
[Dateiname]
Produktumfang einer HW-Komponente
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW
[Dateiname]
HW-Architektur
[Dateiname]
Produktumfang einer HW-Einheit im Unterstützungssystem
•	Unterstützungs-Systemarchitektur
[Dateiname]
Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept Unterstützungssystem
[Dateiname]
Produktumfang eines HW-Moduls
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW
[Dateiname]
HW-Architektur
[Dateiname]	
Änderungsverzeichnis
Änderung	Geänderte Kapitel	Beschreibung der Änderung	Autor	Zustand	
Nr.	Datum	Version					
1		1.1	Alle	Initiale Produkterstellung			
Prüfverzeichnis
Die folgende Tabelle zeigt einen Überblick über alle Prüfungen – sowohl Eigenprüfungen wie auch Prüfungen durch eigenständige Qualitätssicherung – des vorliegenden Dokumentes.
Datum	Geprüfte Version	Anmerkungen	Prüfer	Neuer Produktzustand	

Inhalt
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1	Einleitung

1	

Einleitung
Die HW-Spezifikation beschreibt alle funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen an ein HW-Element (HW-Einheit, HW-Komponenten oder HW-Modul). Zur Erstellung der Spezifikation werden die Anforderungen aus den Spezifikationen übergeordneter Systemelemente beziehungsweise HW-Elemente abgeleitet. Die Spezifikation dient als Vorgabe und Hilfsmittel für Entwurf und Dekomposition der HW-Architektur. Sollten im Laufe der weiteren Entwicklung des HW-Elements Änderungen nötig sein, ist zunächst immer die HW-Spezifikation anzupassen. Die Prüfspezifikation Systemelement definiert die Prüffälle zum Nachweis der Schnittstellen und Anforderungen der Spezifikation.
Wesentliche Inhalte der HW-Spezifikation sind die Beschreibung der Anforderungen an das HW-Element sowie die Festlegung der Schnittstellen, die es zu bedienen hat. Zusätzlich wird die Verfeinerung und Zuordnung von Anforderungen und Schnittstellen zu untergeordneten HW-Elementen beschrieben.
Im Rahmen der Anforderungsverfolgung wird sichergestellt, dass alle Anforderungen an das Element bei der Verfeinerung auf die nächste Hierarchieebene berücksichtigt werden. Die Erstellung der HW-Spezifikationen erfolgt Hand in Hand mit dem Architekturentwurf der HW-Einheiten. Zur Sicherstellung der Konsistenz zwischen Spezifikationen und Architektur ist der HW-Architekt verantwortlich für die Erstellung beider Produkte.
Anforderungen aus der HW-Spezifikation können sich auf die Spezifikation Logistische Unterstützung auswirken. Ebenso können Anforderungen der Logistik die HW-Spezifikation beeinflussen.

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2	
HW-Element-Überblick
Der HW-Element-Überblick gibt einen groben Überblick über das zu realisierende HW-Element. Aufgaben und Ziele des HW-Elements werden überblickartig beschrieben, beispielsweise anhand eines Blockschaltbilds mit erklärendem Text. Zum besseren Verständnis wird die Rolle des Elements innerhalb des Systems, eines Unterstützungssystems oder einer HW-Einheit dargestellt.

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2	
Schnittstellenbeschreibung
Eine Schnittstelle repräsentiert die Grenze eines HW-Elements zu seiner Umgebung. Sie beschreibt welche Daten an der Elementgrenze ausgetauscht werden, und die logischen Abhängigkeiten. Damit definiert die Schnittstelle die Dienste, die vom HW-Element zu erbringen sind. Ein HW-Element kann durchaus mehrere Schnittstellen unterstützen.
In der Schnittstellenbeschreibung werden die funktionalen Anforderungen an das HW-Element gesammelt, alle Schnittstellen festgelegt und im Zusammenhang dargestellt. Zusammen mit den nicht-funktionalen Anforderungen enthält die Schnittstellenbeschreibung die notwendigen Informationen zur Entwicklung des HW-Elements. In der Schnittstellenbeschreibung werden neben den Schnittstellen zu anderen HW-Elementen auch die Schnittstellen zur Umgebung beschrieben, wie die Mensch-Maschine-Schnittstelle oder Schnittstellen zu Unterstützungssystemen.
Die Beschreibung der funktionalen Schnittstelle teilt sich in die Beschreibung ihrer statischen Elemente und die Beschreibung des dynamischen Verhaltens auf. Das statische Verhalten legt die Struktur der Schnittstelle fest, über die Funktionalitäten des HW-Elements genutzt werden können. Das dynamische Verhalten bestimmt die Reihenfolge der Nutzung und die logischen Abhängigkeiten der übermittelten Daten und Signale.
Zu den statischen Elementen einer HW-Schnittstelle zählen beispielsweise Angaben zu elektrischen Leistungsdaten (Leistung, Spannung, Strom, Frequenz, Polarität), Angaben zur mechanischen Auslegung (Steckertyp, Steckerbelegung, Kabeltyp) oder Angaben zum technischen Aufbau (Funktionsaufruf und Parameterliste, Übertragungsrichtung, Layout einer Nutzerschnittstelle). Zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens zählen beispielsweise die Festlegung von Kommunikationsprotokollen und deren Spezifikationen, die Beschreibung von Synchronisationsmechanismen sowie Hinweise zur Benutzung und Bedienung der Schnittstelle. Ebenfalls Teil des dynamischen Verhaltens ist die Beschreibung von Funktionsabläufen und Datenflüssen im Normal-, Grenz- und Ausnahmefall. Häufige Schnittstellen bei HW-Elementen sind:
	Externe Kommunikationsschnittstellen des operationellen Betriebs,
	Test- und Diagnoseschnittstellen (z.B. JTAG, Schalter, LEDs),
	Elektrische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Schnittstellen.
Die Beschreibung der Kommunikationsschnittstellen orientiert sich idealerweise an den Schichten des OSI-Referenzmodells.
Grundlage für die Schnittstellenbeschreibung sind die Schnittstellenübersicht der Architektur sowie die Schnittstellenrealisierungen der Systemspezifikationen übergeordneter Systemelemente.
Die Schnittstellenbeschreibung sollte sich daran orientieren, ob eine Wiederverwendung bereits bestehender HW-Elemente möglich ist. Darüber hinaus ist bei der Beschreibung der Schnittstellen darauf zu achten, dass die Schnittstellen stabil sein sollen, und damit eine möglichst lange Nutzung des HW-Elements möglich wird.

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2	
Nicht-funktionale Anforderungen
Neben den funktionalen Anforderungen, hat ein HW-Element eine Reihe nicht-funktionaler Anforderungen zu erfüllen. Nicht-funktionale Anforderungen spielen gerade bei HW-Elementen eine entscheidende Rolle. Zu speziell von HW-Elementen geforderten nicht-funktionalen Anforderungen gehören mindestens:
	Rechenleistungsbedarf bezogen auf eine Rechnerarchitektur,
	Speicherbedarf (VM, NVM),
	Zuverlässigkeit (Betrieb und Lagerung, z.B. bei programmierbarer Logik Anforderungen an die Vermeidung von Metastabilität oder Data Retention Time bei PROMS),
	Systemsicherheit,
	Logistische Anforderungen (Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit, Austauschbarkeit, Instandsetzbarkeit, Benutzbarkeit, Bedienbarkeit, Entsorgung),
	Effizienz (Stromverbrauch, Spannungen, Netzteile),
	EMV (elektromagnetische Verträglichkeit),
	CE, VDE,
	Umweltbedingungen,
	gesetzliche Forderungen (Sicherheit, Gefahrstoffe, etc.)
	zu verwendende Technologien,
	Festlegungen für die Bauelementeauswahl,
	Materialien, Schirmung, Kennzeichnung, Oberflächen, Wärmemanagement,
	Vertraulichkeit und Security (z. B. keine Nutzerschnittstelle, Verschlüsselung zur Sicherstellung der Vertraulichkeit fest codierter, geheimer Systemparameter). Die nicht-funktionalen Anforderungen werden im Detail beschrieben und mit konkret geforderten Werten belegt. Die für das HW-Element relevanten, nicht-funktionalen Anforderungen werden aus den Spezifikationen der übergeordneten Systemelemente beziehungsweise HW-Elemente abgeleitet.

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2	
Schnittstellenrealisierung
In der Schnittstellenrealisierung erfolgt die Verfeinerung der funktionalen Anforderungen in der Schnittstellenbeschreibung. Anforderungen und Schnittstellen werden konkretisiert, verfeinert und den HW-Elementen der darunter liegenden Hierarchieebene zugeordnet.
Grundlage der Schnittstellenrealisierung ist die HW-Architektur der übergeordneten HW-Einheit. HW-Komponenten und HW-Module der verschiedenen Hierarchieebenen werden dort im Rahmen der Dekomposition identifiziert.

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2	
Verfeinerung nicht-funktionaler Anforderungen
Die Verfeinerung nicht-funktionaler Anforderungen erfolgt parallel zur Verfeinerung der funktionalen Anforderungen in der Schnittstellenrealisierung. Die nicht-funktionalen Anforderungen werden konkretisiert, verfeinert und den HW-Elementen der darunter liegenden Hierarchiestufe zugeordnet. So kann beispielsweise eine Prüfbarkeitsanforderung auf eine JTAG-Testschnittstelle und die Definition einer präzisen Anforderung an die Boundary-Scan-Testabdeckung abgebildet werden. Die verfeinerten Anforderungen bleiben als eigenständige Anforderungen bestehen oder werden in die Schnittstellenrealisierung integriert.

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2	
Anforderungsverfolgung
Im Rahmen der Anforderungsverfolgung wird die Zuordnung der funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen an das HW-Element auf die verfeinerten Anforderungen und auf untergeordnete HW-Elemente zusammenfassend dargestellt. Grundlage sind die Ergebnisse der Schnittstellenrealisierung sowie der Verfeinerung nicht-funktionaler Anforderungen. Die bidirektionale Verfolgbarkeit (d.h. von übergeordneten zu untergeordneten HW-Elementen und umgekehrt) muss dabei sichergestellt werden. Die Darstellung kann beispielsweise anhand einer Matrix erfolgen.

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3	
 Abkürzungsverzeichnis
Abkürzung	Erklärung	

4	Literaturverzeichnis

5	Abbildungsverzeichnis

Vorgaben zur Prüfung des Dokuments
Inhaltliche und formale Vorgaben an das Produkt sind dem Teil 5: V-Modell-Referenz Produkte des V-Modell XT und gegebenenfalls einer zugehörigen Prüfspezifikation Dokument zu entnehmen. Für die Überprüfung des Produktes hinsichtlich seiner inhaltlichen Konsistenz zu bereits fertig gestellten Produkten sind die folgenden Produktabhängigkeiten zu überprüfen.

Vorgaben zur Benutzungsschnittstelle
Betroffene Produkte:
•	Systemspezifikation
Mensch-Maschine-Schnittstelle (Styleguide)
HW-Spezifikation
SW-Spezifikation
Beschreibung:
Der Entwurf der Benutzungsschnittstelle, der in der Systemspezifikation, der SW-Spezifikation und der HW-Spezifikation beschrieben wird, muss sich an den Vorgaben aus der Mensch-Maschine-Schnittstelle (Styleguide) orientieren.

Produktumfang einer HW-Einheit im Unterstützungssystem
Betroffene Produkte:
•	Unterstützungs-Systemarchitektur
Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept Unterstützungssystem
Beschreibung:
Diese Produktabhängigkeit beschreibt den Übergang von der Systemerstellung des Unterstützungssystems zur HW-Entwicklung.
Die Beschreibung dieser Abhängigkeit entspricht der Produktabhängigkeit Produktumfang einer HW-Einheit im System.

Logistische Konzeption beeinflusst SW- und HW-Spezifikationen
Betroffene Produkte:
•	Externe-Einheit-Spezifikation
Systemspezifikation
HW-Spezifikation
SW-Spezifikation
Externes-SW-Modul-Spezifikation
Spezifikation logistische Unterstützung
Externes-HW-Modul-Spezifikation
Beschreibung:
Logistische Anforderungen wie Verfügbarkeit oder Instandhaltbarkeit werden im Zusammenspiel von System, Unterstützungssystem und der logistischen Unterstützung erfüllt. Beispielsweise entscheiden die Ausbaubarkeit eines HW-Moduls im System, der Funktionsumfang des Unterstützungssystems "Messgerät" und die Güte der Instandhaltungsanleitung über die Reparaturzeit des Systems und damit über dessen Verfügbarkeit. In der logistischen Konzeption wird dieses Zusammenspiel untersucht, daraus ergeben sich gegebenenfalls neue Anforderungen an HW- oder SW-Bestandteile und an externe Elemente wie Externe Einheiten und Produkte vom Typ Externes HW-Modul bzw Externes SW-Modul.

Produktumfang einer HW-Einheit im System
Betroffene Produkte:
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System
Systemarchitektur
Beschreibung:
Diese Produktabhängigkeit beschreibt den Übergang von der Systemerstellung zur HW-Entwicklung.
Für jede in der Systemarchitektur identifizierte HW-Einheit ist eine HW-Architektur und HW-Spezifikation erforderlich. Ausgehend von der HW-Einheit erfolgt in der HW-Architektur die Dekomposition der HW-Elemente. Begleitend zur Dekomposition der HW-Elemente wird eine Zuordnung und Verfeinerung der Schnittstellen und Anforderungen der HW-Spezifikation vorgenommen.
Für jede HW-Einheit wird gemäß den Vorgaben des Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzeptes HW eine Prüfspezifikation und Prüfprozedur erstellt. Die Prüfspezifikation leitet sich aus der HW-Spezifikation ab. Die Prüfprozedur ist eine ins Detail gehende Umsetzung der Prüfspezifikation in konkrete Arbeitsanweisungen für den Prüfvorgang für jeden einzelnen Prüffall. Die Prüfresultate werden im Prüfprotokoll dokumentiert.
Die Integration der geprüften HW-Einheit ins System wird im Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept System beschrieben.

Produktumfang eines HW-Moduls
Betroffene Produkte:
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW
HW-Architektur
Beschreibung:
Diese Produktabhängigkeit beschreibt den Übergang von der Hierarchieebene HW-Komponente zum HW-Modul.
Die Beschreibung dieser Abhängigkeit entspricht der Produktabhängigkeit Produktumfang einer HW-Komponente.

Produktumfang einer HW-Komponente
Betroffene Produkte:
•	Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW
HW-Architektur
Beschreibung:
Diese Produktabhängigkeit beschreibt den Übergang von der Hierarchieebene HW-Einheit zu HW-Komponente der HW-Entwicklung.
Für jede in der HW-Architektur identifizierte HW-Einheit ist eine HW-Spezifikation erforderlich.
Ausgehend von der HW-Komponente erfolgt in der HW-Architektur die Dekomposition in weitere detailliertere HW-Elemente. Begleitend zur Dekomposition dieser HW-Elemente wird analog der Produktabhängigkeit Produktumfang einer HW-Einheit im System eine Zuordnung und Verfeinerung der Schnittstellen und Anforderungen der HW-Spezifikation vorgenommen.
Für jede HW-Komponente wird gemäß den Vorgaben des Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzeptes HW eine Prüfspezifikation und Prüfprozedur erstellt. Die Prüfspezifikation leitet sich aus der HW-Spezifikation ab. Der Zusammenhang zwischen HW-Komponente, Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW, Prüfprozedur, Prüfspezifikation und Prüfprotokoll ist dem Produktumfang einer HW-Einheit im System zu entnehmen.
Die Integration der geprüften HW-Komponente zur HW-Einheit beziehungsweise zur HW-Komponente wird im Implementierungs-, Integrations- und Prüfkonzept HW beschrieben.