Embedded DevOps (eDevOps)

Übertragung eines erfolgreichen Softwareentwicklungsmodells aus der IT-Welt auf die Anwendungsentwicklung eingebetteter Systeme für das industrielle Internet der Dinge.

DevOps sind eine Kombination aus Menschen, Methoden, Prozessen, Technologien und Werkzeugen, um hochwertige Softwareprodukte oder softwarebasierte Lösungen zu erstellen und in der Praxis zu betreiben.

Der Begriff "DevOps" selbst setzt sich aus "Dev" (Development) und "Ops" (Operations) zusammen und bezeichnet damit auch die kooperative Zusammenarbeit mit Hilfe des agilen Projektmanagements.

Die acht typischen DevOps-Phasen werden in Bildern oft als Endlosschleife dargestellt, die das verantwortliche

Produktmanagement, das Entwicklungsteam und die Anwendungsmanager als Prozesskette immer wieder durchlaufen.

Zu diesem Konstrukt gehören eine CI- (Continuous Integration, Software-Codierungs- und Änderungsprozess) und eine CD-Aktivitätspipeline (Continuous Delivery, Software-Auslieferungsprozess).

Alle Aufgaben werden von einem Entwicklerteam und einem Anwendungsteam bearbeitet.

DevOps-Bausteine

Development (CI-Pipeline)

Plan (Dev + Ops): Bestimmung der Ziele einer (Weiter-)Entwicklung. Festlegung, welche besonderen Ressourcen benötigt werden und wie die Ziele innerhalb eines festzulegenden Zeitrahmens erreicht werden sollen.

Code (Dev): Softwareentwickler erstellen den für eine Anwendung benötigten Code oder die für eine Iteration erforderlichen Codeänderungen. Am Ende dieses Prozessschrittes wird der neue Code dann in ein Repository übertragen.

Build (Dev): Während der Build-Phase überprüft ein anderer Entwickler den geänderten Code im Repository. Es werden verschiedene Tests durchgeführt (z. B. Unit- und Integrationstests). Wenn diese Überprüfung erfolgreich war, wird die komplette Codebasis zusammengestellt.

Test (Dev): Testphase in einer speziellen Einsatzumgebung. Die dafür verwendete Testumgebung sollte der tatsächlichen Anwendungsumgebung so weit wie möglich entsprechen.

Operation (CD-Pipeline)

Release (Dev): Bereitstellung der Anwendungsversion mit allen Komponenten (einschließlich Komponenten-Updates, falls zutreffend) für den realen Einsatz.

Deploy (Ops): Bereitstellung einer neuen Anwendungsversion (ggf. über Blue-Green-Deployment mit der Möglichkeit, zur alten Version zurückzukehren).

Operate (Ops): Messung der Anwendungsqualität (Ziel: Optimierung der Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Ops-Teams durch eine Feedback-Schleife).

Monitor (Ops): Überwachung des Anwendungsbetriebs in der Produktionsumgebung. Die Analyse und Auswertung der Betriebsdaten liefert neuen Input für die nächste Planungsphase.

Herausforderung Remote Deployment

DevOps wurden ursprünglich für IT-Anwendungen geschaffen, um neue Softwarefunktionen mit standardisierten Entwicklungs- und Testprozessen zu implementieren und anschließend die Benutzerakzeptanz durch Monitoring zu messen.

Bei Embedded DevOps geht es weniger um die kontinuierliche Entwicklung neuer softwarebasierter Produktfeatures, sondern vielmehr um die hardwarenahe Integrationsoptimierung eingebetteter Systeme für spezielle Anwenderumgebungen und Anforderungen. Daraus ergeben sich zahlreiche Unterschiede zu herkömmlichem DevOps.

Eine ganz besondere Herausforderung ist die Zusammenarbeit zwischen Dev- und Ops-Teams sowie das Remote Deployment. In vielen Fällen gab es ein Entwicklungsteam und mehrere Betriebsteams oder verteilte Betriebsteams mit Mitgliedern an verschiedenen Standorten. Darüber hinaus sind On-the-fly-Bereitstellungen nur unter besonderen Bedingungen möglich, da es sich um die Aktualisierung von Software (Firmware) für eingebettete Systeme handelt, die eine Maschine oder ein medizinisches Gerät steuern.

Auch die Verwaltung von Rückmeldungen aus sehr unterschiedlichen Quellen erfordert angepasste Methoden.

Für Remote-Deployment-Aufgaben bieten wir mit dem DIL/NetPC DNP/8331 einen integrierbaren Gateway-Funktionsblock, der Embedded DevOps mit beliebigen Mikrocontroller-Systemen in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen unterstützt.

Use Case "embedded DevOps"

Awendungsspezifische industrielle Sensoren

Der DIL/NetPC DNP/8331 ist ein embedded Gateway, das als Einsteckmodul im DIL-40-Format oder als komplette CAD-Bibliotheksfunktion in eigene Schaltungen integriert werden kann. Dank eines ausgeklügelten Bootloaders und des Embedded-Linux-Betriebssystems mit A/B-Boot-Konzept sowie diverser weiterer Spezialfunktionen verfügt der DNP/8331 über eine überdurchschnittliche Systemverfügbarkeit und Cyber-Resilienz.

Ein DNP/8331 als Embedded-Gateway-Gerät eignet sich beispielsweise als Bindeglied zwischen einem global verfügbaren Update-Server und den MCUs in industriellen Sensoren, um Embedded DevOps-Implementierungen neuer Firmware-Releases zu ermöglichen. Darüber hinaus unterstützt der DNP/8331 die Geräteüberwachung für Feedback-Schleifen.

Hardware reference DNP/8331

Fact sheet embedded DevOps technology kit eDO/8331

Pressemitteilung embedded DevOps

User Story Sensoren

Wir sind ein Hersteller von industriellen Sensorsystemen. Unsere Produkte werden vor allem zur Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen eingesetzt. Die einzelnen Sensoren basieren auf einem modularen System, das von unseren Softwareexperten relativ einfach an unterschiedliche Kundenanforderungen angepasst werden kann.

Wir benötigen eine integrierbare Gateway-Funktion, die Software-Anpassungen an der Sensor-Firmware direkt im Feld ermöglicht und gleichzeitig dem aktuellen Stand der Technik in Sachen Cybersecurity entspricht.

Außerdem soll die Gateway-Funktion die Ethernet-Schnittstelle zu den Systemen unserer Kunden bilden und verschiedene Protokolle wie RFC 1006, Modbus, MQTT und OPC UA unterstützen.

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