Menggeser Pengembangan Sistem Kendaraan ke Kiri Dengan ECU Virtual

Mengembangkan konten kelistrikan dan elektronik untuk kendaraan selalu menjadi tantangan teknik dan manufaktur. Jalanan merupakan lingkungan yang sangat sulit bagi komponen: suhu dan kelembapan terus berubah sementara kebisingan dan getaran menghantam seluruh bagian kendaraan. Sifat perjalanan berkecepatan tinggi memerlukan keselamatan dan keandalan, yang harus dicapai dengan adanya faktor lingkungan yang sulit. Selain itu, ada banyak komponen di dalam kendaraan yang harus berinteraksi secara terus-menerus, sehingga komunikasi intra-sasis yang kuat sangatlah penting. Dengan semua tantangan ini, pengembang perlu menemukan kekurangan dan keterbatasan desain sedini mungkin agar dapat diperbaiki. Proyek ini sudah sangat terlambat untuk menunggu hingga kendaraan prototipe siap digunakan untuk melakukan pengujian menyeluruh.

Proses pengembangan kendaraan tradisional sebagian besar bergantung pada pengujian bangku, diikuti dengan pengujian jalan ketika prototipe sudah tersedia. Untuk sebagian besar sistem, dimungkinkan untuk merancang dan mereplikasi pengaturan pengujian benchtop. Pembuatannya mahal, tetapi dapat dibuat lebih awal dan dengan biaya lebih murah dibandingkan prototipe. Bench test pada suatu waktu mewakili “pergeseran ke kiri” yang signifikan dalam pembangunan, namun hal ini tidak lagi mencukupi. Sistem elektronik kendaraan saat ini sering kali berisi chip khusus yang memerlukan waktu berbulan-bulan untuk dibuat, sehingga menemukan bug desain di bangku cadangan menyebabkan penundaan besar dalam jadwal. Selain itu, beberapa jenis bug sulit ditemukan karena memerlukan kesalahan penyuntikan yang dapat merusak pengaturan bangku. Pengembang memerlukan pendekatan yang lebih fleksibel untuk memberikan pergeseran dramatis ke kiri.

Solusi logisnya adalah prototipe virtual untuk sistem elektronik kendaraan. Mewakili sistem dalam perangkat lunak dan memverifikasi dalam simulasi adalah metode ampuh yang dapat dilakukan sebelum chip dibuat. Kesalahan dapat terjadi tanpa dampak buruk pada prototipe, sehingga respons perbaikan yang diamanatkan oleh standar keselamatan ISO 26262 dapat diverifikasi. Prototipe virtual dapat direplikasi dengan cepat dan murah, sehingga tersedia bagi lebih banyak anggota tim pengembangan. Hal ini sangat berharga bagi pengembang perangkat lunak tertanam, yang secara historis memerlukan pengaturan bangku untuk menguji kode mereka. Menurut Morgan Stanley Research, porsi perangkat lunak pada nilai kendaraan akan tumbuh dari 10% saat ini menjadi 60% dalam waktu dekat. Pergeseran prototipe virtual meninggalkan tugas pemrograman penting dengan pengujian perangkat lunak dalam loop (SiL).

Mungkin tidak ada bagian sistem elektronik kendaraan yang mendapat manfaat lebih dari pendekatan ini selain unit kendali mesin (ECU). Komponen-komponen ini mengumpulkan informasi dari banyak sensor dalam sasis, menafsirkan data, dan menyesuaikan kinerja mesin dan kendaraan dengan mengendalikan serangkaian aktuator. Sensor tradisional mencakup sensor yang mengukur aliran udara, suhu udara, suhu cairan pendingin, tekanan manifold, posisi throttle, dan kecepatan kendaraan, dan aktuator tradisional mengontrol campuran udara-bahan bakar mesin, waktu pengapian, kecepatan idle, dan parameter lainnya. Sistem bantuan pengemudi tingkat lanjut (ADAS) dan kendaraan otonom telah meningkatkan peran ECU, yang kini mengumpulkan data sensor dari kamera, radar, dan lidar, dan dapat mengontrol setiap aspek pengoperasian kendaraan, termasuk akselerasi, pengereman, dan kemudi.

ECU modern didasarkan pada mikroprosesor dan memiliki konten perangkat lunak yang signifikan. Oleh karena itu, ECU virtual adalah bagian penting dari setiap prototipe virtual untuk pemodelan dan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak tertanam untuk sistem elektronik kendaraan. Sebagai penyedia solusi untuk pengembangan mobil dan kendaraan lainnya, Synopsys mendukung ECU virtual dan pembuatan prototipe virtual dari sistem ke perangkat lunak dengan serangkaian produk canggih. Ini termasuk Sinopsis Silver, platform ECU virtual yang memindahkan pengembangan dari bench rig ke komputer pribadi (PC) untuk pengembangan perangkat lunak ECU berulang yang cepat dan efisien.

Dengan Silver, para insinyur dapat membangun ECU virtual yang berfungsi sebagai model eksekusi perangkat lunak dari unit fisik. Berbagai bagian perangkat lunak ECU seperti lapisan perangkat lunak aplikasi (ASW) dan perangkat lunak dasar (BSW) dapat divirtualisasikan dan disimulasikan. Solusi Synopsys menyediakan konektivitas yang luas dan integrasi pengujian dengan seluruh bagian ekosistem perkakas otomotif. Silver menjalankan simulasi SIL untuk mengembangkan perangkat lunak ECU dan menguji interaksi antar komponen kendaraan. Ketika simulasi ini memerlukan menjalankan kode produksi, Virtualizer mengeksekusi biner sebenarnya yang akan dijalankan di kendaraan. Ini memberikan simulasi perilaku sistem yang sangat akurat dan mencegah kejutan ketika perangkat lunak dijalankan dalam prototipe fisik. Silver juga menjalankan pengujian tingkat sistem untuk mencapai cakupan tingkat tinggi.

Secara tradisional, sebagian besar prototipe virtual untuk elektronik kendaraan dijalankan pada PC Windows. Salah satu aspek penting dari solusi Synopsys adalah ia mendukung Linux dan juga Windows. Hal ini memungkinkan pengembang untuk menulis kode, membangun ECU virtual, menjalankan tes dan melakukan debug semuanya di workstation Linux. Tidak perlu beralih antara lingkungan Windows dan Linux, memungkinkan loop simulasi interaktif yang ketat dengan waktu penyelesaian yang singkat. Pendekatan Synopsys juga mendukung integrasi berkelanjutan (CI) dan pengujian ECU virtual. Setiap kali pemrogram melakukan perangkat lunak baru atau yang diubah, hal ini memicu pembaruan otomatis model Silver dari stasiun kerja Linux ke infrastruktur server Linux di cloud, tempat proses pembuatan dan pengujian terjadi. Baik pengujian jangka pendek untuk memverifikasi perangkat lunak maupun pengujian jangka panjang yang menyeluruh dengan pengujian jangka panjang didukung.

Pergeseran ECU virtual meninggalkan proses pengembangan dengan pengujian lebih awal dan putaran umpan balik yang lebih cepat, dapat diskalakan dan lebih murah di seluruh tim proyek, dan membuat proses debug menjadi lebih mudah. Beroperasi di lingkungan pembuatan prototipe virtual SiL, teknologi ini memungkinkan kendaraan lebih aman dengan menguji kesalahan yang akan sulit dilakukan pada pengaturan bangku atau prototipe. ECU virtual adalah bagian penting dalam pengembangan sistem elektronik kendaraan yang kompleks. A laporan resmi tersedia dengan rincian teknis lebih lanjut tentang cara kerja desain dan alur pengujian. Ada juga “Virtual Prototyping Day – Silver: Accelerate Your Innovation with Virtual ECUs” yang akan datang pada hari Rabu, 10 November 2021. Pemimpin industri dari Synopsys, Daimler, dan Hyundai Transys akan berbagi inovasi, metodologi, dan pengalaman terbaru menggunakan virtual Synopsys Silver ECU. Informasi lebih lanjut dan rincian pendaftaran tersedia di sini.