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Bypass – Externe ou directement sur le calculateur

De nouvelles fonctions pour les contrôleurs existants

À la différence des approches fullpass où le calculateur est entièrement remplacé par le système de prototypage, le bypass est utilisé pour développer ou modifier uniquement certaines parties du logiciel du calculateur, p. ex. des fonctions de contrôle isolées. Ces parties fonctionnent soit sur un système de prototypage connecté à un calculateur existant (bypass externe) soit directement sur le calculateur (prototypage sur cible). dSPACE offre un grand éventail de systèmes et de logiciels qui aident à préparer un calculateur existant au bypass et qui supportent les différentes méthodes de bypass.

Une intégration du bypass rapide et flexible

Afin d’utiliser le bypass externe ou sur cible, le code existant du calculateur doit être adapté. Grâce au bypass basé sur services supporté par dSPACE, il est théoriquement possible d’adapter un nombre illimité de fonctions dans le code du calculateur qu’il sera possible d’appeler en intégrant des appels de services, également connus sous le nom de hooks de bypass. Ces appels de service peuvent être utilisés au besoin dans l’environnement de modélisation MATLAB®/Simulink® pour les mesures synchrones et la calibration des variables et des paramètres du calculateur, pour la programmation de la mémoire flash du calculateur et pour le bypass. Afin de vous aider à préparer le code du calculateur au bypass, dSPACE propose l’ECU Interface Manager avec le Binary Code Management Module en tant qu’outil simple à utiliser, doté d’une interface graphique intuitive sur la structure de code d’un calculateur. Il vous offre la possibilité d’implémenter de manière flexible et pratique les services de bypass directement et automatiquement dans le code binaire du calculateur. Il n’est donc pas nécessaire pour le fournisseur du calculateur de modifier le code source et de reprendre l’ensemble du processus de développement de production et d’équipement. Cette approche permet des économies de temps et d’argent tout en augmentant la flexibilité. Comme alternative, il est également possible d’intégrer manuellement les services pour le bypass au code source du calculateur. dSPACE propose ses services de bypass et ses appels de service, conçus de façon générique, sous forme de code source C qui peuvent ainsi être compilés et intégrés au code du calculateur existant. En utilisant ConfigurationDesk ou le RTI Bypass Blockset, vous pouvez développer facilement de nouvelles fonctions de bypass basées sur modèle, dans Simulink.

Bypass externe

Cette méthode de bypass est une approche efficace pour le développement de nouvelles fonctions de commande et pour l'optimisation des stratégies existantes du contrôleur. ‘Externe’ signifie qu’un système RCP spécifique est relié à un calculateur. Le système de prototypage exécute une nouvelle fonction de contrôle f(x)’, de façon synchrone au code d’origine qui fonctionne sur le calculateur cible. Les systèmes de prototypage n’ont pratiquement aucune contrainte de ressources au niveau de la disponibilité en mémoire RAM et ROM (flash) ou de la performance du processeur, et ils fournissent également des voies d’E/S supplémentaires. Par conséquent, même les modèles Simulink complexes peuvent être exécutés en tant que fonctions de bypass externes. Le comportement temps réel est assuré par des mécanismes de synchronisation spécifiques de l’interface du calculateur.

Exemple d’un scénario de bypass externe avec les outils dSPACE pour un moteur à combustion.

Dans le cas d’une simulation Vehicle-In-the-Loop où un calculateur est testé dans un véhicule réel mais dans des conditions (partiellement) virtuelles (p. ex. listes d’objets vidéo ou de circulation virtuels), la même méthode vous permet de simuler un environnement virtuel sur un système temps réel dSPACE et ainsi d’alimenter le calculateur en temps réel (bypass d’environnement externe).

Dans les installations matérielles plus complexes, vous pouvez également connecter plusieurs calculateurs à votre système de prototypage. En utilisant l’approche de bypass, il devient ainsi possible d’injecter des valeurs dans un premier calculateur, de modifier l’algorithme de contrôle d’un deuxième et de capturer les variables internes d’un troisième calculateur, tout cela en même temps. Là encore, les mécanismes de synchronisation des interfaces du calculateur garantissent le comportement temps réel de l’installation dans son ensemble. Le nombre des calculateurs qui peuvent être montés en bypass en parallèle n’est limité que par les ressources de traitement de données sur le système de prototypage.

dSPACE supporte de nombreuses interfaces permettant de connecter le système de prototypage au calculateur. Si le calculateur dispose d’interfaces CAN, CAN FD ou Ethernet, un accès direct via le protocole XCP est possible sans matériel supplémentaire. Si de telles interfaces de bus ne sont pas disponibles pour le bypass et qu’une performance élevée temps réel avec une large bande passante est exigée, vous pouvez utiliser la Generic Serial Interface (DCI-GSI2) qui est connectée à l’interface de débogage intégrée du calculateur comme NEXUS ou DAP. S’il n’est pas non plus possible d’utiliser une telle interface, dSPACE supporte également les dispositifs enfichables (PODs) spécifique au calculateur.

Bypass sur cible

Si un calculateur fournit toutes les interfaces d’E/S adéquates et a suffisamment de ressources disponibles, il est possible de développer de nouvelles fonctions directement sur le calculateur. Ceci réduit les coûts de développement puisqu’aucun matériel ou câblage supplémentaire n’est nécessaire. Les nouvelles fonctions sont directement exécutées sur le matériel cible, il n'y a donc pas de latences de communication vers les dispositifs de développement externes. Les fonctions peuvent ainsi être intégrées dans des boucles de contrôles très rapides. Le fait d’utiliser TargetLink de dSPACE comme générateur de code permet une transition directe vers la production et une utilisation efficace des ressources limitées du calculateur. Un autre avantage est de pouvoir déterminer le besoin supplémentaire en ressources au niveau du calculateur, très tôt dans le développement. Par ailleurs, en utilisant le générateur de code TargetLink certifié avec un calculateur déjà préparé à la production, il est possible d’améliorer la sécurité opérationnelle globale pour la phase de prototypage, p. ex. pendant les tests de parcs automobiles.

Exemple d’un scénario de bypass sur cible avec les outils dSPACE pour une utilisation efficace des ressources limitées du calculateur.

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