Les tests Software-In-the-Loop (SIL) permettent de tester les calculateurs (ECU) de manière entièrement virtuelle - y compris un système de test virtuel, des ECU virtuels, une communication de bus virtuelle et un environnement virtuel. Le SIL est indispensable pour raccourcir les cycles de développement et garantir la qualité dès le départ.
La validation précoce au niveau logiciel améliore considérablement l'efficacité de nos tests. Pour l'utiliser de manière fiable, nous nous appuyons sur la plateforme de simulation basée sur PC, dSPACE VEOS, qui s'intègre parfaitement à nos workflow de test.
Grâce à VEOS, Ford est passé des phases d’apprentissage et d’évaluation logicielle à des résultats considérables en quelques mois.
« Grâce à VEOS de dSPACE, nous pouvons accélérer l’innovation en validant les fonctions dès le début du cycle de développement. Les capacités d’intégration Software-In-the-Loop et V-ECU réduisent considérablement le délai de commercialisation et nous permettent de livrer un logiciel véhicule de haute qualité plus rapidement et plus efficacement. »
Que sont les tests Software-In-the-Loop (SIL) ?
Software-In-the-Loop signifie tester les fonctions d'une unité de contrôle sur un PC lorsqu'il n'y a pas de matériel ECU disponible et sans matériel de test ou de simulation spécialisé. Les tests SIL supportent le processus de développement et permettent des tests précoces des fonctions initiales, du logiciel complet du calculateur ou des systèmes complexes avec plusieurs calculateurs virtuels (V-ECU) et leur communication par bus.
Des tests précoces à chaque étape du développement augmentent la qualité de vos fonctions et réduisent la nécessité de corriger les erreurs par la suite.
Points forts du Software-In-the-Loop
- Environnement de test intégré de bout en bout pour les tests SIL sur plusieurs étapes de développement et pour différents domaines d'application, depuis les premiers tests logiciels et la préparation préalable des tâches de tests jusqu'à la validation complète de systèmes entiers
- Solution SIL ouverte qui vous permet d'obtenir tous les éléments de dSPACE, tout en permettant l'intégration d'éléments tiers.
- Transition directe entre les tests SIL et HIL, par exemple pour la réutilisation de vos tests SIL/HIL
- Expérience acquise au cours des nombreux projets clients – Nous sommes votre partenaire pour développer un environnement de simulation SIL adapté à vos besoins
- Le résultat : plus d'efficacité, de productivité et de fiabilité pour vos innovations !
Indépendance vis-à-vis des fournisseurs pour les V-ECU
Grâce aux produits SIL de dSPACE, l'échange de V-ECU entre différentes équipes, équipementiers et fournisseurs est simplifié, car les V-ECU créés à l'aide des outils dSPACE sont entièrement conformes à la norme FMI et à ses normes sous-jacentes.
Offre dSPACE pour les tests Software-in-the-Loop
Pour tous les composants d'un système de test SIL, dSPACE propose des solutions et une mise en oeuvre maîtrisées. Nos solutions de bout en bout vous permettent de configurer un environnement de test fluide entre les différents services et fournisseurs. Toutes vos configurations, artefacts, modèles et scénarios de test peuvent être réutilisés pour les tests Software-In-the-Loop comme pour les tests Hardware-In-The-Loop, ce qui permet une transition en douceur.
Système sous test
Le logiciel développé est au cœur de toute validation et est donc appelé système sous test (SUT).
Où puis-je me procurer le système sous test pour mon test SIL ?
Un système sous test peut se présenter sous différentes formes et provenir de différentes sources. En fonction de la classification de votre SUT virtuel, l'effort requis pour l'intégrer dans la simulation SIL et le champ d'application du test réalisable diffèrent.
- Environnement d'exécution
- Algorithmes
- Calculateurs virtuels
Environnement d'exécution en tant que système sous test pour SIL
C'est le cas si le SUT existe déjà et est exécutable dans un environnement sans simulateur supplémentaire. Les tests fonctionnels ne nécessitant pas de modèles d'entrée ou de comportement physique plus complexes peuvent être exécutés directement dans cet environnement.
Une solution SIL étendue entre en jeu lorsque le champ d’application du test doit être élargi, par exemple pour tester des scénarios de trafic dans des tests en boucle fermée ou pour des tests qui incluent d'autres SUT virtuels. Dans ce cas, l’environnement doit être couplé à une plateforme de simulation et d'intégration qui simule les parties restantes.
Des exemples d'outils pour les environnements d'exécution sont RTMaps, ROS, et l'utilisation de conteneurs, tels que Docker.
Algorithmes en tant que système sous test pour SIL
Un système sous test peut également consister en un ou plusieurs algorithmes, qu'ils soient basés sur un modèle ou sur un code. Un environnement SIL dédié permet de tester le fonctionnement des algorithmes en association avec d'autres participants, par exemple des V-ECU, des modèles ou des outils de test.
Pour les algorithmes basés sur un modèle ou sur un code, l'effort requis pour intégrer le SUT dans une simulation SIL est faible. Avec les algorithmes basés sur des modèles, des outils tels que TargetLink ou Simulink peuvent être utilisés pour exporter un artefact qui peut être directement intégré dans la simulation SIL. Pour les algorithmes basés sur un code, certaines informations relatives à la plateforme de simulation doivent être configurées, par exemple les ports permettant de connecter le SUT au reste du système de simulation.
Les calculateurs virtuels en tant que système sous test pour SIL
Il s'agit ici d'un logiciel qui représente tout ou partie d'un calculateur. Les V-ECU permettent une large gamme de tests, depuis les tests fonctionnels, par exemple CI/CD, jusqu'aux tests d'intégration logiciel-logiciel de chaque ECU, en passant par les tests d'intégration logicielle de réseaux entiers d'ECU, y compris la communication par bus. Ils comblent le fossé entre les tests au niveau fonctionnel et les tests d'unités de contrôle entières sur le matériel, permettant ainsi des tests avec décalage à gauche.
Tout d'abord, il est important de faire la différence entre les calculateurs classiques basés sur OSEK et les calculateurs modernes basés sur POSIX. L'intégration dans la simulation SIL diffère considérablement d'un cas à l'autre. Le logiciel de production pour les calculateurs basés sur OSEK ne peut normalement pas simplement fonctionner sur un PC ; le système d'exploitation doit être simulé et les interfaces avec le matériel doivent être converties pour le SIL. dSPACE offre une solution puissante pour les V-ECU de niveau 1 à 3 avec son produit SystemDesk.
Pour les calculateurs basés sur POSIX, en revanche, il existe des solutions standard pour l'exécution sur le PC. Ces solutions n'ont qu'à être connectées à la plateforme de simulation SIL. VEOS fournit déjà quelques connexions à cet effet, par exemple QEMU.
Adaptation du niveau V-ECU à l'objectif du test
Les similitudes entre les calculateurs virtuels et les calculateurs réels passent du niveau 1 au niveau 4. Plus le niveau est élevé, plus le champ d’application des tests est large, allant des tests de fonction initiaux du logiciel d'application aux tests complets du logiciel de calculateur, y compris les effets matériels.
Par conséquent, il est essentiel de choisir le bon niveau de V-ECU pour le champ d'application du test ciblé. Si vous souhaitez tester la communication par bus, par exemple, une pile COM correspondante doit être intégrée dans le V-ECU, ce qui nécessite souvent un V-ECU de niveau 3. Ces exigences peuvent se traduire par une combinaison de V-ECU de différents niveaux. Dans ce cas, la normalisation des V-ECU joue un rôle puisque les interfaces de ces V-ECU sont clairement définies.
Pour plus d'informations sur les différents niveaux de V-ECU, leurs définitions et les normes existantes, veuillez vous référer au livre blanc de l'association ProSTEP iViP « Virtual Electronic Control Units » WhitePaper_V-ECU_2020_05_04-EN.pdf
Modèles de simulation
Les modèles de comportement physique, d'environnement et de messagerie véhicule fournissent au système sous test des données d'entrée réalistes et permettent de réaliser des tests en boucle fermée.
Différents types de modèles de simulation et où les obtenir
Différents types de modèles de simulation et où les obtenir
-
Les modèles de simulation peuvent fournir des entrées à un système et consommer des sorties d'un système sous test afin de permettre des tests en boucle fermée. Selon le cas d'utilisation, des modèles de simulation sophistiqués sont disponibles pour :
- La simulation de la dynamique des véhicules (simulation multi-corps complexe de voitures particulières, de camions, de remorques, de vélos et de diverses applications hors route).
- La simulation de différents groupes motopropulseurs (ICE, pile à combustible, BEV) et de batteries.
- La simulation du trafic et des scénarios, y compris des scénarios prêts à l'emploi pour des réglementations telles que NCAP, DCAS, etc.
- La simulation de capteurs (caméra, radar, lidar et ultrason) à différents niveaux de complexité (des données brutes aux données de listes d'objets).
-
Selon le cas d'utilisation, les modèles de simulation peuvent être simples à très complexes. Ils peuvent être obtenus de différentes sources :
- Les experts en modélisation peuvent utiliser Simulink et générer automatiquement des modèles Simulink dans un format de conteneur (SIC) pouvant être utilisé sur toutes les plateformes dSPACE.
- dSPACE ASM offre des modèles hautement sophistiqués pour la dynamique véhicule, le groupe motopropulseur et les simulations de trafic. Les modèles sont ouverts et adaptables et constituent un point de départ idéal pour tous les besoins en matière de tests. Tous les modèles peuvent fonctionner en temps réel, voire plus rapidement, ce qui est idéal pour les tests SIL et HIL.
- La simulation de messagerie véhicule (CAN, LIN, Ethernet et Flexray) est possible grâce aux conteneurs de simulation de bus (BSC). Ils peuvent être facilement combinés avec des modèles de simulation fonctionnelle tels que dSPACE ASM.
-
Tous les modèles sont réutilisables pour différents cas d'utilisation, comme :
- Prototypage rapide de lois de commande (RCP) avec la dSPACE MicroAutobox III
- Tests Software-In-the Loop (SIL) avec dSPACE VEOS
- Tests Hardware-In-the-Loop (HIL) avec dSPACE SCALEXIO
Comment puis-je visualiser mes tests SIL ?
Des modèles de véhicules complets préconfigurés et des scénarios de test vous aident à lancer la simulation. Les paramètres du véhicule, des routes ou du scénario sont modifiés via un éditeur.
Les dSPACE Automotive Simulation Models vous offrent des modèles de simulation ouverts, modulaires et évolutifs pour une large gamme d'applications de test, par exemple, les véhicules, les camions, les avions ou les motos.
Vous pouvez utiliser dSPACE AURELION pour visualiser les tests. Le logiciel offre un rendu réaliste. Vous pouvez importer des objets et des paysages 3D personnalisés et modifier les conditions météorologiques d'un simple click sur un bouton.
Utiliser la simulation de capteurs basée sur la physique pour développer et tester des suites de capteurs, des systèmes de perception et des systèmes de conduite automatisée de bout en bout.
La simulation de capteur dSPACE est capable de fonctionner en temps réel, prend en compte les propriétés physiques des actifs 3D et permet une simulation très réaliste des types de capteurs suivants :
-
Caméra
- Rendu photoréaliste et effets de lumière réalistes
- Configuration des profils de lentille et des éléments intrinsèques de la caméra
- Modification de l'image et insertion de défauts (distorsion, vignettage, aberration chromatique, erreurs de pixels, erreurs de lentilles, etc.)
-
Radar
- Calcul polarimétrique du canal radar basé sur la physique
- Différents modes de sortie : listes de détection, listes de cibles, réponse impulsionnelle de voie, données brutes ADC
- Propagation multivoie des ondes radar
-
Lidar
- Lidar à balayage mécanique ou à semi-conducteurs
- Résiste aux conditions météorologiques (par exemple, interaction du lidar avec les gouttes de pluie)
- Effets physiques tels que l'obturateur roulant
-
Ultrasons
- Calcul des signaux ultrasonores basé sur la physique
- Inclut les effets des interférences du transducteur
- Différents modes de sortie (réponse impulsionnelle de voie, pression acoustique résolue par angle)
- La simulation de capteur dSPACE fournit également des informations de réalité terrain à la définition parfaite pour tous les types de capteurs afin de supporter les cas d'utilisation de l'IA avec la génération de données synthétiques.
Plateformes de simulation et d’intégration
Pour l'exécution de toutes les parties du système de simulation, telles que les modèles de simulation, la simulation de messagerie véhicule et le système sous test.
Principales caractéristiques des composants d'une plateforme de simulation et d'intégration
Une plateforme de simulation et d'intégration doit intégrer les artefacts et les formats fournis par différents services internes et fournisseurs externes. La plateforme doit prendre en charge différents types de composants et de bus virtuels, tels que les Functional Mock-up Units (FMU), les calculateurs virtuels (V-ECU), le conteneur d'implémentation Simulink (SIC) et le conteneur de simulation de bus (BSC). Les bus virtuels pour CAN, LIN et Ethernet permettent de simuler des systèmes complexes.
Comment se connecter à différents simulateurs et outils ?
Le système de simulation peut être étendu par la co-simulation
- Basé sur le signal via des FMU personnalisées
- Basé sur le signal et le bus via l'API Co-Sim de dSPACE
Une co-simulation à distance vous permet de répartir votre simulation sur de grands clusters de calcul. Ces clusters peuvent être constitués de systèmes de simulation logiciels ou peuvent inclure des composants de simulation matériels (couplage SIL-HIL). dSPACE a de l'expérience dans l'intégration de nombreux outils tiers dans un système de simulation.
Connexion aux outils d'automatisation des tests et d'expérimentation
La plateforme de simulation et d'intégration VEOS supporte les interfaces permettant de se connecter aux outils d'automatisation des tests et d'expérimentation, qu'il s'agisse d'outils tiers ou d'outils dSPACE.
- Ethernet XCP intégré pour l'accès aux modèles Simulink et TargetLink ainsi qu'aux V-ECU
- Support des ports d’accès au modèle XIL API
- Accès aux bus virtuels via dSPACE Bus API
- Accès aux variables et aux paramètres pendant la simulation via dSPACE ControlDesk, dSPACE AutomationDesk et des outils tiers
Solutions de validation
Logiciel de planification, d'exécution et d'automatisation des tests, par exemple, si vous utilisez des tests basés sur les exigences ou sur les scénarios.
Planification et exécution des tests SIL
- Choisissez la méthode qui vous convient : tests basés sur des signaux, sur des scripts, sur des scénarios, orientés sur des étapes ou par rejeu de données.
- Contrôlez la progression des tests et visualiser les résultats
- Créez des rapports complets et partagez-les avec votre équipe
Automatisation des tests SIL
- Planifiez l'automatisation des tests graphiquement ou par le biais du code
- Créez des programmes de test à exécuter pendant la nuit afin de pouvoir voir les résultats le matin.
Contrôle et étalonnage des tests SIL
- Effectuer des mesures, des calibrations et des diagnostics en cours d'exécution
- Accéder à la plateforme de simulation ainsi qu'aux systèmes de bus connectés
- Utiliser le même logiciel de calibration pour les calculateurs virtuels et réels, ainsi que pour le prototypage rapide des lois de commande, la simulation SIL et la simulation HIL.
Génération automatisée de cas de test avec l'IA générative
L'IA générative réduit considérablement les efforts manuels nécessaires à l’élaboration des scripts de test, à la configuration et à la gestion de l'environnement. En automatisant la création de nouveaux cas de test et de spécifications, dSPACE permet un développement de test plus rapide, plus intelligent et plus efficace, ajoutant ainsi une réelle valeur à l'ensemble du processus de validation.
Projets SIL de nos clients
Découvrez comment vous pouvez réutiliser les artefacts de test SIL pour d'autres phases de test.
Blog dSPACE - Ce que disent nos experts
Support pour les utilisateurs de SIL
Liens vers des informations techniques détaillées et le service client. L'accès peut nécessiter une inscription.
