Razvoj sistema za prestavljanje vozil je ostal z virtualnimi ECU-ji

Razvoj električnih in elektronskih vsebin za vozila je bil vedno inženirski in proizvodni izziv. Cesta je izjemno grobo okolje za komponente: temperatura in vlažnost se nenehno spreminjata, medtem ko hrup in tresljaji udarjajo po vseh delih vozila. Narava hitrega potovanja zahteva varnost in zanesljivost, ki ju je treba doseči ob prisotnosti zahtevnih okoljskih dejavnikov. Poleg tega je v vozilu veliko komponent, ki morajo nenehno sodelovati, zato je robustna komunikacija znotraj šasije bistvena. Ob vseh teh izzivih morajo razvijalci čim prej poiskati pomanjkljivosti in omejitve v načrtovanju, da jih je mogoče popraviti. Pri projektu je veliko prepozno, da bi čakali, da bodo prototipi vozil na cesti, da bi izvedli temeljito testiranje.

Tradicionalni proces razvoja vozil se je večinoma zanašal na testiranje na preskusnih napravah, ki so mu sledili preskusi na cesti, ko so bili na voljo prototipi. Za večino sistema je mogoče oblikovati in ponoviti namizne preskusne nastavitve. Njihova izdelava je draga, vendar jih je mogoče ustvariti prej in po nižji ceni kot prototipe. Testiranje je nekoč predstavljalo pomemben »premik v levo« v razvoju, ki pa ne zadošča več. Današnji elektronski sistemi v vozilih pogosto vsebujejo čipe po meri, katerih izdelava zahteva več mesecev, zato iskanje napak v konstrukciji povzroči velike zamude pri načrtovanju. Poleg tega je nekatere vrste hroščev težko najti, saj zahtevajo vbrizgavanje napak, ki lahko poškodujejo nastavitve klopi. Razvijalci potrebujejo bolj prilagodljiv pristop, ki zagotavlja dramatičen premik v levo.

Logična rešitev so virtualni prototipi za elektronske sisteme vozil. Predstavljanje sistemov v programski opremi in preverjanje v simulaciji je zmogljiva metoda, ki se lahko pojavi, preden so čipi izdelani. Napake je mogoče vnesti brez škodljivega vpliva na prototip, tako da je mogoče preveriti korektivne odzive, ki jih predpisuje varnostni standard ISO 26262. Virtualne prototipe je mogoče hitro in poceni posnemati, tako da so na voljo večjemu številu članov razvojne ekipe. To je še posebej dragoceno za razvijalce vgrajene programske opreme, ki so v preteklosti zahtevali namizne nastavitve za testiranje svoje kode. Po podatkih Morgan Stanley Research bo delež programske opreme v vrednosti vozila narasel z današnjih 10 % na 60 % v bližnji prihodnosti. Premik virtualnih prototipov je pustil kritične programske naloge s testiranjem programske opreme v zanki (SiL).

Morda noben del elektronskih sistemov v vozilu nima več koristi od tega pristopa kot krmilne enote motorja (ECU). Te komponente zbirajo informacije iz množice senzorjev v šasiji, interpretirajo podatke in prilagajajo delovanje motorja in vozila s krmiljenjem niza aktuatorjev. Tradicionalni senzorji vključujejo tiste, ki merijo pretok zraka, temperaturo zraka, temperaturo hladilne tekočine, tlak v kolektorju, položaj plina in hitrost vozila, tradicionalni aktuatorji pa nadzorujejo mešanico zraka in goriva v motorju, čas vžiga, število vrtljajev v prostem teku in druge parametre. Napredni sistemi za pomoč voznikom (ADAS) in avtonomna vozila so močno povečali vlogo ECU-jev, ki zdaj zbirajo podatke senzorjev iz kamer, radarja in lidarja ter lahko nadzorujejo vse vidike delovanja vozila, vključno s pospeševanjem, zaviranjem in krmiljenjem.

Sodobni ECU temeljijo na mikroprocesorjih in imajo veliko programske opreme. Zato so virtualni ECU-ji ključni deli katerega koli virtualnega prototipa za modeliranje in testiranje strojne in vgrajene programske opreme za elektronske sisteme vozila. Kot ponudnik rešitev za razvoj avtomobilov in drugih vozil Synopsys podpira virtualne ECU-je in virtualno izdelavo prototipov od sistema do programske opreme z naborom naprednih izdelkov. Ti vključujejo Synopsys Silver, virtualna platforma ECU, ki premakne razvoj iz namiznih naprav v osebni računalnik (PC) za hiter in učinkovit iterativni razvoj programske opreme ECU.

S Silver lahko inženirji sestavijo virtualne ECU-je, ki služijo kot modeli izvajanja programske opreme fizičnih enot. Različne dele programske opreme ECU, kot so sloji aplikacijske programske opreme (ASW) in osnovne programske opreme (BSW), je mogoče virtualizirati in simulirati. Rešitev Synopsys zagotavlja obsežno povezljivost in integracijo testiranja z vsemi deli ekosistema avtomobilskega orodja. Silver izvaja simulacije SIL za razvoj programske opreme ECU in testiranje interakcije med komponentami vozila. Ko te simulacije vključujejo izvajanje produkcijske kode, Virtualizer izvede dejanske binarne datoteke, ki se bodo izvajale v vozilu. To zagotavlja zelo natančne simulacije obnašanja sistema in preprečuje presenečenja, ko se programska oprema izvaja v fizičnih prototipih. Silver izvaja tudi teste na ravni sistema, da doseže visoko raven pokritosti.

Tradicionalno je večina virtualnih prototipov za avtomobilsko elektroniko delovala na osebnih računalnikih z operacijskim sistemom Windows. Pomemben vidik rešitve Synopsys je, da podpira Linux in Windows. To razvijalcem omogoča pisanje kode, gradnjo virtualnih ECU-jev, izvajanje testov in odpravljanje napak na delovni postaji Linux. Ni potrebe po preklapljanju med okolji Windows in Linux, kar omogoča tesne interaktivne simulacijske zanke s kratkimi časi preobrata. Pristop Synopsys podpira tudi stalno integracijo (CI) in testiranje virtualne ECU. Vsakič, ko programerji izdajo novo ali spremenjeno programsko opremo, to sproži samodejno posodobitev modela Silver z delovne postaje Linux na strežniško infrastrukturo Linux v oblaku, kjer poteka postopek gradnje in testiranja. Podprti so tako kratkotrajni testi za preverjanje programske opreme kot izčrpni nočni zagoni z dolgotrajnimi testi.

Premik virtualnih ECU-jev je zapustil razvojni proces s prejšnjim testiranjem in hitrejšimi povratnimi zankami, so razširljivi in ​​cenejši v projektnih skupinah ter olajšajo odpravljanje napak. Delujejo v virtualnem okolju za izdelavo prototipov SiL in omogočajo varnejša vozila s preizkušanjem napak, ki bi jih bilo težko uvesti v namizne nastavitve ali prototipe. Virtualni ECU-ji so bistveni del razvoja kompleksnih elektronskih sistemov vozil. A Bela knjiga je na voljo z več tehničnimi podrobnostmi o delovanju zasnove in preskusnega poteka. V sredo, 10. novembra 2021, je tudi prihajajoči »Dan virtualne izdelave prototipov – Silver: pospešite svoje inovacije z virtualnimi ECU-ji«. Vodilni v industriji Synopsys, Daimler in Hyundai Transys bodo delili najnovejše inovacije, metodologije in izkušnje z uporabo virtualnega Synopsys Silver. ECU-ji. Več informacij in podrobnosti o registraciji so na voljo tukaj.