Розвиток системи транспортного засобу з перемиканням передач залишився за допомогою віртуальних блоків керування керуванням

Розробка електричного та електронного контенту для транспортних засобів завжди була проблемою для інженерів та виробництва. Дорога є надзвичайно складним середовищем для компонентів: температура та вологість постійно змінюються, а шум і вібрація б’ють по всіх частинах автомобіля. Природа високошвидкісних пересувань вимагає безпеки та надійності, які повинні бути досягнуті за наявності складних факторів зовнішнього середовища. Крім того, в транспортному засобі є багато компонентів, які повинні взаємодіяти на постійній основі, тому надійний зв’язок між шасі має важливе значення. З огляду на всі ці труднощі, розробникам необхідно якомога раніше знайти недоліки та обмеження дизайну, щоб їх можна було виправити. У проекті вже занадто пізно чекати, поки прототипи транспортних засобів вийдуть на дорогу, щоб провести ретельне випробування.

Традиційний процес розробки транспортних засобів здебільшого покладався на стендові випробування, за якими йшли дорожні випробування, коли були доступні прототипи. Для більшої частини системи можна розробити та відтворити настільні тестові установки. Їх дорого побудувати, але їх можна створити раніше і з меншими витратами, ніж прототипи. Свого часу стендове тестування являло собою значний «зсув ліворуч» у розробці, але цього вже недостатньо. Сучасні автомобільні електронні системи часто містять нестандартні мікросхеми, для виготовлення яких потрібні місяці, тому пошук помилок у конструкції на стендовому стенді спричиняє значні затримки в розкладі. Крім того, деякі типи помилок важко знайти, оскільки вони вимагають ін’єкційних помилок, які можуть пошкодити стендові налаштування. Розробникам потрібен більш гнучкий підхід, що забезпечує різкий зсув ліворуч.

Логічним рішенням є віртуальні прототипи електронних систем автомобіля. Представлення систем у програмному забезпеченні та перевірка за допомогою симуляції є потужним методом, який можна застосувати до того, як будь-які чіпи будуть виготовлені. Несправності можуть бути введені без негативного впливу на прототип, тому можна перевірити коригувальну відповідь, передбачену стандартом безпеки ISO 26262. Віртуальні прототипи можна копіювати швидко та недорого, що робить їх доступними для більшої кількості членів команди розробників. Це особливо цінно для розробників вбудованого програмного забезпечення, яким історично потрібні були стендові налаштування для тестування свого коду. За даними Morgan Stanley Research, частка програмного забезпечення у вартості автомобіля зросте з 10% сьогодні до 60% у найближчому майбутньому. Зміна віртуальних прототипів залишила критичні завдання програмування з тестуванням програмного забезпечення в циклі (SiL).

Можливо, жодна частина автомобільної електронної системи не отримає більше переваг від цього підходу, ніж блоки керування двигуном (ECU). Ці компоненти збирають інформацію з безлічі вбудованих у шасі датчиків, інтерпретують дані та регулюють роботу двигуна та автомобіля, керуючи серією приводів. Традиційні датчики включають датчики, які вимірюють потік повітря, температуру повітря, температуру охолоджуючої рідини, тиск у колекторі, положення дросельної заслінки та швидкість автомобіля, а традиційні приводи контролюють повітряно-паливну суміш двигуна, момент запалювання, швидкість холостого ходу та інші параметри. Удосконалені системи допомоги водієві (ADAS) і автономні транспортні засоби значно підвищили роль ECU, які тепер збирають дані датчиків із камер, радарів і лідарів і можуть контролювати всі аспекти роботи автомобіля, включаючи прискорення, гальмування та рульове керування.

Сучасні ЕБУ базуються на мікропроцесорах і мають значний вміст програмного забезпечення. Тому віртуальні ECU є ключовими частинами будь-якого віртуального прототипу для моделювання та тестування як апаратного забезпечення, так і вбудованого програмного забезпечення для електронних систем автомобіля. Як постачальник рішень для розробки автомобілів та інших транспортних засобів, Synopsys підтримує віртуальні ECU та створення віртуальних прототипів від системи до програмного забезпечення з набором передових продуктів. До них відноситься Synopsys срібло, віртуальна платформа ECU, яка переносить розробку з стендових установок на персональний комп’ютер (ПК) для швидкої та ефективної ітераційної розробки програмного забезпечення ECU.

За допомогою Silver інженери можуть створювати віртуальні ECU, які служать програмними моделями виконання фізичних блоків. Різні частини програмного забезпечення ECU, такі як прикладне програмне забезпечення (ASW) і базове програмне забезпечення (BSW), можна віртуалізувати та моделювати. Рішення Synopsys забезпечує широке підключення та інтеграцію тестування з усіма частинами екосистеми автомобільного інструменту. Silver запускає моделювання SIL для розробки програмного забезпечення ECU та тестування взаємодії між компонентами автомобіля. Коли ці симуляції передбачають запуск робочого коду, Virtualizer виконує фактичні двійкові файли, які запускатимуться в автомобілі. Це забезпечує високоточне моделювання поведінки системи та запобігає сюрпризам, коли програмне забезпечення запускається у фізичних прототипах. Silver також проводить тести на системному рівні, щоб досягти високого рівня покриття.

Традиційно більшість віртуальних прототипів автомобільної електроніки працюють на ПК з Windows. Важливим аспектом рішення Synopsys є те, що воно підтримує як Linux, так і Windows. Це дозволяє розробникам писати код, створювати віртуальні ECU, запускати тести та налагоджувати все на робочій станції Linux. Немає необхідності перемикатися між середовищами Windows і Linux, що забезпечує вузькі інтерактивні цикли моделювання з коротким часом виконання. Підхід Synopsys також підтримує безперервну інтеграцію (CI) і тестування віртуального ECU. Кожного разу, коли програмісти встановлюють нове або змінене програмне забезпечення, це запускає автоматичне оновлення моделі Silver із робочої станції Linux до серверної інфраструктури Linux у хмарі, де відбувається процес збірки та тестування. Підтримуються як короткострокові тести для перевірки програмного забезпечення, так і вичерпні нічні прогони з тривалими тестами.

Перехід на віртуальні ECU залишив процес розробки з попереднім тестуванням і швидшими циклами зворотного зв’язку, вони масштабовані та менш дорогі для проектних команд, і вони спрощують налагодження. Працюючи в середовищі віртуального прототипування SiL, вони створюють безпечніші транспортні засоби, перевіряючи несправності, які важко виявити в стендових установках або прототипах. Віртуальні ECU є важливою частиною розробки складних автомобільних електронних систем. А біла книга доступно з додатковими технічними відомостями про те, як працює дизайн і тестовий потік. У середу, 10 листопада 2021 року, також відбудеться «День віртуального прототипування – Silver: прискоріть свої інновації за допомогою віртуальних блоків керування». Лідери галузі Synopsys, Daimler і Hyundai Transys поділяться останніми інноваціями, методологіями та досвідом за допомогою віртуального Synopsys Silver. ЕБУ. Додаткова інформація та деталі реєстрації доступні тут.