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Anwendungsfall: Generieren von AUTOSAR-V-ECUs

Abhängig von Ausgangssituation und Projektanforderungen und davon, ob die Entwicklung auf AUTOSAR basiert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine V-ECU zu erstellen.

dSPACE bietet eine umfassende Werkzeugkette für die Generierung und den Einsatz virtueller Steuergeräte (V-ECUs). Eine V-ECU ist Software, die in einem Simulationsszenario ein echtes Steuergerät emuliert. Verschiedene V-ECU-Versionen decken einen großen Variantenbereich ab – von sehr einfachen Versionen bis hin zu einer Komplettversion, die alle Komponenten eines realen Steuergeräts enthält:

  • Die einfachste Form einer V-ECU hat für jede Funktion nur eine Komponente.
  • In einer komplexeren Version enthält die V-ECU mehrere verknüpfte Software-Komponenten, zum Beispiel die komplette Funktionalität eines Steuergeräts. Daneben gehört die AUTOSAR Runtime Environment (RTE) und das Betriebssystem für realistisches Task Scheduling dazu. Bei Bedarf können ausgewählte Software-Komponenten hinzugefügt werden, um die Buskommunikation oder den NVRAM zu simulieren.
  • Eine V-ECU wird sogar noch realistischer, wenn der echte Basis-Software-Code hinzugefügt wird, der auch im Seriencode verwendet wird.

Die V-ECU enthält Komponenten von Applikations- und Basis-Software und bietet daher Funktionalitäten, die mit denen echter Steuergeräte vergleichbar sind. Eingesetzt wird sie für die Validierung während der PC-basierten Simulation mit VEOS und in virtuellen Bypassing-Szenarien mit der MicroAutoBox II.

dSPACE unterstützt V-ECUs

  • Leichte Generierung mit SystemDesk aus Software-Architekturen heraus
  • Automatische Generierung von einfachen, aber funktionalen V-ECUs
  • Detaillierte Anpassungsmöglichkeiten, um realistische V-ECU-Verhalten nachzubilden

Warum werden virtuelle Steuergeräte eingesetzt?

Mit V-ECUs werden Integrationstests für Software-Komponenten (SWCs) realistischer. Neue SWCs werden zu einem V-ECU integriert und entweder mit realistischen Streckenmodellen oder mit VEOS in einem offenen Regelkreis simuliert. Da Anwender nicht mit realer Steuergeräte-Hardware arbeiten, können sie schneller als in Echtzeit simulieren und ihre Funktionen komfortabel debuggen.

Aufgrund ihrer großen Variationsbandbreite decken V-ECUs alle Aspekte ab, die für verschiedene Testszenarien benötigt werden. Sie können in jeder Phase des Entwicklungsprozesses generiert werden und den Testprozess ergänzen. Da sich V-ECUs leicht generieren lassen, können kontinuierlich neue Entwicklungsstatus integriert werden.
Ein weiterer Vorteil von V-ECUs ist die Möglichkeit, Hardware-in-the-Loop-Tests vorzubereiten. Da V-ECUs dieselben Schnittstellen wie die reale Steuergeräte-Hardware bereitstellen, können mit VEOS Testlayouts und Konfigurationen entwickelt und getestet werden. Funktionstests lassen sich sogar vom HIL-Simulator auf den PC vorverlagern.

Wie werden virtuelle Steuergeräte generiert?

Einfache V-ECUs ohne Basis-Software können mit TargetLink, dem Seriencode-Generator von dSPACE, oder mit Simulink generiert werden. Sie enthalten hauptsächlich Code für das TargetLink- oder Simulink-Modell.

Um komplexe V-ECUs zu generieren, muss die AUTOSAR-Software oder die Systemarchitektur der Komponenten in den V-ECUs enthalten sein. Dafür lässt sich entweder die Software oder Systemarchitektur als ARXML-Datei in SystemDesk importieren oder die Architektur kann direkt mit dem SystemDesk Modeling Module modelliert und als Grundlage für die V-ECU-Generierung verwendet werden. Daneben sind die Code-Dateien, die die Software-Komponenten implementieren, und die entsprechenden A2L-Dateien erforderlich.
Zahlreiche Funktionen in SystemDesk unterstützen die Option, auf dieser Grundlage V-ECUs zu generieren. Dabei kommt es vor allem darauf an, dass das Generieren nicht zu viel Zeit in Anspruch nimmt. Daher bietet SystemDesk ein Framework für die Steuergeräte-Konfiguration mit mehreren Funktionen, um die Basis-Software anhand der Architekturbeschreibung automatisch zu konfigurieren. Zum Beispiel schlägt SystemDesk ein Runnable-to-Task-Mapping vor, das sogar die Reihenfolge der gemappten Runnables optimiert. Dank der automatischen Konfiguration sind für die V-ECU-Generierung nur wenige Klicks notwendig.
Werden hingegen realistischere V-ECUs benötigt, kann das Ergebnis der automatischen Konfiguration an spezifische Anforderungen angepasst werden. Darüber hinaus lassen sich auch die Methoden der automatischen Konfiguration anpassen. Das ist besonders dann hilfreich, wenn die serienreife Basis-Software in die V-ECUs integriert werden soll.

Wer profitiert von virtuellen Steuergeräten?

Funktions- und Software-Entwickler profitieren von V-ECUs, da neue oder geänderte Funktionen automatisch inkludiert werden und so schon in frühen Phasen eine realistische V-ECU zur Verfügung steht. Zudem können sie realistische Umgebungsmodelle aus den HIL-Tests mit VEOS für die Absicherung nutzen.

Software-Integratoren können Software-Komponenten oder -Funktionen aus unterschiedlichen Quellen in SystemDesk kombinieren, um eine vollständige V-ECU zu generieren. Vollständige V-ECUs enthalten die RTE und optional Basis-Software zusätzlich zur Applikationsschicht, wodurch für alle Komponenten Integrationstests möglich sind. Auch können die Software-Integratoren den Funktions- und Software-Entwicklern die V-ECUs für Funktionstests zur Verfügung stellen.

HIL-Tester haben den Vorteil, bestehende V-ECUs wiederzuverwenden, um Teile ihrer HIL-Tests auf einen PC vorzuverlagern und früher Funktionstests durchzuführen. Sie können ihre HIL-Tests und -Testszenarien vorbereiten, bevor sie auf dem HIL-Simulator ausgeführt werden.

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