La Formula 1 è un ambiente in cui la tecnologia è spinta al suo estremo e dove la telemetria rappresenta un aspetto determinante per il successo. Si tratta di un'applicazione che vede Magneti Marelli Motorsport in "pole position" per competenze ed esperienza. La divisione della nota casa milanese dedicata al mondo delle corse rappresenta con il proprio Sistema di Telemetria Radio, lo standard de facto in Formula 1. Per estendere la portata della propria soluzione e migliorare la distribuzione dei dati, Magneti Marelli ha scelto di affidarsi alle soluzioni software e alla capacità progettuale di Sun Microsystems.

La Formula 1 è un ambiente in cui la tecnologia è spinta al suo estremo e dove la telemetria rappresenta un aspetto determinante per il successo. Si tratta di un'applicazione che vede Magneti Marelli Motorsport in "pole position" per competenze ed esperienza. La divisione della nota casa milanese dedicata al mondo delle corse rappresenta con il proprio Sistema di Telemetria Radio, lo standard de facto in Formula 1. Per estendere la portata della propria soluzione e migliorare la distribuzione dei dati, Magneti Marelli ha scelto di affidarsi alle soluzioni software e alla capacità progettuale di Sun Microsystems.

Requisiti critici in un ambiente complesso

Quello delle gare di Formula 1 è un ambiente operativo "mission critical", in cui tutto deve funzionare in modo perfetto e sincronizzato, su scale di tempo estremamente ristrette poiché decisioni prese in pochi secondi possono determinare la differenza tra la vittoria e una sconfitta. Questo è particolarmente vero per i dati di telemetria, generati da una serie di sensori collocati sulla macchina o dai sistemi elettronici on-board, e trasmessi via radio ai box, dove un gruppo di ingegneri li esamina in tempo reale e sulla base di essi prende decisioni operative. I dati telemetrici sono anche utilizzati da un team parallelo a quello di racing, che opera durante tutto il campionato sui test e per alimentare correlazioni sempre più complesse.

In precedenza, il sistema di telemetria Magneti Marelli prevedeva una connessione diretta di tipo point-to-point tra ogni client e il server. Questo determinava un numero elevato di connessioni punto a punto configurate esplicitamente sui client, limitando il numero di client che potevano accedere ai dati. L'esigenza di migliorare la flessibilità e di superare questi limiti ha indotto Magneti Marelli ad affidare a Sun il progetto per un nuovo sistema di interconnessione. Il progetto denominato RTTS (sigla per Real Time Telemetry System) ha previsto la realizzazione, da parte di Sun, di un middleware per la distribuzione dei dati ricevuti dal ponte radio verso i client. Questo sistema fornisce, mediante multicast, informazioni a 100 diversi sistemi client in frazioni di secondo. "Sun ha dimostrato una grande capacità progettuale nell'ambito delle soluzioni software" ha detto Tom Hyder, responsabile per gli strumenti software PC di Magneti Marelli Motorsport. "La metodologia di Sun, basata su un disegno architetturale che utilizza un approccio di tipo iterativo e incrementale, ha funzionato egregiamente, dimostrandosi efficace e affidabile in un contesto critico ed estremo qual è la Formula 1".

Le esigenze del progetto

Il software doveva rispondere a una serie di esigenze molto stringenti. Doveva, infatti, inserirsi in un contesto multipiattaforma e interfacciarsi con i software preesistenti, sviluppati "ad hoc" da terze parti, che realizzavano la connessione diretta ai ponti radio attraverso protocolli proprietari. Inoltre, le esigenze di gara richiedevano alta disponibilità, massima affidabilità e la totale assenza di configurazione dei client. Una delle difficoltà che gli specialisti Sun hanno dovuto superare era di operare in uno scenario in cui non potevano gestire alcuna tipologia di hardware, né a livello di configurazione né di installazione, visto che il sistema doveva funzionare sull'IT di proprietà dei team. Per ottenere questi obiettivi è stata utilizzata l'architettura di rete dinamica Jini/Rio e il framework JGroups per la gestione del protocollo multicast. Jini è un'architettura "proxy based" che facilita la connessione di componenti distribuiti e inoltre consente di modificare in modo dinamico il protocollo di comunicazione persino durante il run time. In RTTS Jini ha svolto le funzioni di ricerca del servizio e "lookup" e di proxy dinamico. Rio è una infrastruttura di servizi che mette a disposizione il paradigma container/componente per eseguire le funzionalità di Jini. È stato utilizzato per fornire il provisioning dinamico e le funzioni di configurazione centralizzata. "La decisione di utilizzare Jini e Rio rispetto ad altre opzioni possibili", ha spiegato Tom Hyder, "è legata anche alla natura specifica del progetto.

La Formula 1 è un circo in continuo spostamento attraverso il globo. Uno dei requisiti da affrontare era, pertanto, quello di realizzare una soluzione software che non richiedesse operazioni di configurazione e che fosse immediatamente disponibile in qualsiasi ambiente. Jini, grazie alle sue caratteristiche, garantiva proprio questo". La realizzazione degli obiettivi prefissati ha richiesto un notevole sforzo architetturale. Gli specialisti Sun hanno, quindi, virtualizzato la connessione verso i dati di telemetria sviluppando opportune API di interfacciamento denominate JRTTS (Java RTTS) che sono state fornite alle case automobilistiche, evitando di intervenire sul protocollo di trasporto dei dati. È l'API che si fa carico di gestire in modo opportuno la comunicazione con lo specifico protocollo di trasporto dei dati.

L'interconnessione verso i dati di telemetria è stata generalizzata in modo che, attraverso le API, le informazioni non fossero solo fruibili sul sistema grafico di gestione ed analisi, ma anche su database in modo da poter alimentare applicazioni ed elaborazioni personalizzate. Grazie al sistema realizzato da Sun, non appena i client si connettono alla rete interna e vengono riconosciuti e autorizzati, ricevono immediatamente i dati. Un altro ostacolo superato ha riguardato la rapidità di reattività rispetto a possibili problemi di rete. L'ambiente di gara è, infatti, soggetto a frequenti possibili connessioni e sconnessioni dei cavi che devono essere gestite entro pochi secondi. L'esigenza di rilevare immediatamente lo scollegamento del cavo di rete di un client, e adeguare il sistema, non poteva appoggiarsi semplicemente su TCP/IP, poiché questo protocollo reagisce a eventi come la disconnessione dei cavi con tempi troppo lenti rispetto a quelli richiesti. Per ridurre questo intervallo è stato realizzato il servizio RTTS Service Discovery che affianca Rio e Jini nel monitoraggio della raggiungibilità dei servizi disponibili in rete, usando un "heartbeat multicast" in grado di rilevare un problema di disconnessione in poco più di un secondo. Nonostante la soluzione implementata da Sun sia stata progettata per essere utilizzata sui sistemi già in possesso dei team, alcuni di loro hanno preferito avvalersi, come infrastruttura di riferimento, dei server Sun V20z e dei nuovi server SunFire X4100, con risultati particolarmente performanti.

La tempistica e le prospettive future

Il progetto, avviato a marzo 2004, ha richiesto uno studio iniziale e la realizzazione di prototipo operativo mirato a dimostrare che la tecnologia Jini/Rio poteva rispondere alle esigenze d'uso in termini di risposta e prestazioni. La release 1.0 di RTTS è stata messa in produzione a settembre 2004. Grazie alla metodologia di sviluppo iterativo ed incrementale, i progettisti di Sun sono stati in grado di rispettare il rigido calendario di Testing della Formula 1 che precede la partenza del campionato del mondo. Il Core applicativo di RTTS che gestisce la distribuzione dei dati è stato testato nei laboratori Magneti Marelli Motorsport già 45 giorni dopo l'inizio dei lavori; il mese successivo era già in pista per le prove in campo. Sun ha anticipato, seguendo la sua metodologia standard, il più possibile i test nell'ambiente reale. Questo ha permesso una migliore gestione dei rischi e delle inevitabili incognite legate alla difficoltà di simulare l'ambiente operativo che caratterizza le gare di Formula 1.

Dal 2004 gli specialisti Sun operano presso i siti di test delle squadre di Formula 1 e dal 2005 RTTS è utilizzato in ambito di gara come parte integrante dell'ambiente di telemetria Magneti Marelli. Il progetto è in continua evoluzione in funzione della nascita di nuove esigenze. Il sistema messo a punto da Sun, per come è stato costruito, può rappresentare anche un gateway di interconnessione per operazioni di grid computing, con tempi di elaborazione basati su silos anziché limitati dalle prestazioni specifiche di ogni client. Altre possibili evoluzioni tecnologiche in corso riguardano le tecniche di gestione dei dati di telemetria. "RTTS è una soluzione unica nel suo genere e siamo pienamente soddisfatti del risultato conseguito", ha concluso Hyder. "La soluzione sviluppata da Sun ci ha consentito di incrementare il numero di parametri controllabili e di migliorare l'efficienza complessiva, dimostrandosi affidabile e flessibile".