在汽车电子开发虚拟

发展电子/电气(E / E)系统在汽车和其他车辆一直挑战由于粗糙的环境条件有经验的在路上,安全性和可靠性很高的期望。近年来,这些挑战已经加剧了几个行业趋势。他们引发了一场革命在电子控制单元(ecu)是如何设计的,在系统级验证,验证。

第一个趋势是大大增加的作用在现代汽车电子产品。处理能力已成为马力一样重要。车载信息娱乐(新),电动和混合动力动力系统和高级驾驶员辅助系统(ADAS)计算的需求远远高于传统与简单的微控制器ecu。自主驾驶(广告)车辆与人工智能(AI)功能进一步把这些需求。

在今天的汽车使用的处理器是一些世界上最大的和最先进的芯片。他们是由复杂的E / E软件体系结构和增加内容与数百万行代码。事实上,经常使用术语“软件定义的车辆”。连续无线(OTA)更新的软件使更好的可靠性通过bug修复,更多的操作灵活性,并延长产品的寿命,但增加了复杂性的设计。

汽车软件的层次。

扩大电子内容全电动和无人驾驶车辆导致了风险投资在许多初创公司挑战传统的汽车制造商。他们的激进计划增加的竞争压力,需要加速生产(SOP)的开始。传统供应链和启动制造商遭受经济放缓和芯片短缺,推动更多的内容更新到软件和在线旅行社比以往任何时候都更重要。

安全风险也增加了。OTA更新引入新的漏洞,不存在无关的车辆,也依赖于数据收集和某些类型的云计算。严格的ISO 26262功能安全标准已经成为众所周知的,供应链中的所有球员甚至最终用户要求合规。汽车电子开发人员的工作更加困难比仅仅几年前。

结果是,传统的试验台基础测试和验证不再满足:

• 实验室设置是昂贵的建造、维护和复制
• 更多的软件内容意味着更多的程序员需要访问测试平台
• 软件开发必须早期开始,物理硬件可用之前
• 细菌在实验室发现导致非常昂贵的芯片将进一步推迟SOP

汽车电子行业必须取代冗长的开发周期更快更敏捷方法。这是通过虚拟:从软件开发和验证使用物理ecu和长椅用仿真的虚拟数字双胞胎ecu(似曾经历过”)。似曾经历过”使前期验证工作,更大的测试可伸缩性和更好的生态系统合作。

数字双胞胎提供一个高效的验证环境在开发过程的早期。他们提供更有效率的系统测试和验证,因为问题可以重现确定性与高能见度和调试。似曾经历过”支持与物理硬件的故障注入困难的或不可能的,验证功能安全的关键。他们也使简单的供应链协作由于其软件的特性。

似曾经历过”的仿真发现采用ECU快速发展,但行业缺乏标准化的术语来描述我们今天使用的不同。Synopsys对此建议软件层被指定为应用程序、中间件和操作系统(OS)。如果存在一个管理程序,它被认为是操作系统的一部分。似曾经历过”的软件运行在两种不同的类型:主机编译和编译的目标。

在主机编译似曾经历过”,ECU软件是交叉编译仿真主机(通常是Intel x86服务器或桌面)。似曾经历过”不包含模型的ECU硬件和不执行较低,硬件相关的软件层。因此,软件需要修改某些层和似曾经历过”不是运行完整的产品代码。主机编译似曾经历过”比目标编译似曾经历过”更快但不准确。

似曾经历过”使用的编译器编译目标特定的目标汽车处理器,如手臂、RH850或TriCore。似曾经历过”的使用和因此需要进行详细的仿真模型来表示ECU硬件。这使得生产软件编译时,就会在实际车辆和运行没有修改。目标编译似曾经历过”更慢但比主机编译似曾经历过”更准确。

联邦类型和抽象级别。

上图显示了联邦的建议分类类型和他们支持的抽象级别:

• 0级侧重于算法的设计模型,通常用c++写的代码或使用MathWorks MATLAB环境。代码模拟主机,主机编译后的代码或通过一个翻译。
• 1级重点测试生产应用程序,或一个模块。中间件软件层被替换为基本运行时和I / O仿真代码。应用程序或模块编译成可执行文件。
• 2级扩展范围的完整的应用程序,从应用程序中间件接口。生产代码的完整的应用程序,但是中间件是取代了模拟等价的。
• 3级增加了更多的生产软件栈的底部。生产包括中间件,设备驱动程序与模拟等效代替。所有的硬件独立软件层都可以验证。
• 级别4 b使用生产代码的软件层:应用程序、中间件和操作系统。不需要模拟替换。相同的编译器使用的物理ECU生产相同的二进制可执行的目标。
• 四级Synopsys对此是一种独特的方法。就像四级b除了选择软件功能完整的堆栈是绕过和主机上执行。这加速了似曾经历过”模拟和减少所需的模型。
• 5级是传统的台式方法与运行全面生产的物理ECU软件堆栈作为目标编译后的代码。这也是实际车辆运行的方式。

这种分类有许多更多的维度,包括混合似曾经历过”的能力水平在一个单一的模拟。最近发表的白皮书提供更多信息的使用数字双胞胎和似曾经历过”加速和提高汽车电子的验证。

没有单一的似曾经历过”,地址的所有挑战。作为提供业界最广泛、最强劲的汽车解决方案Synopsys对此完全支持似曾经历过”的完整的范围的水平在一个单一的框架。没有更好的方法来开发功能正确,可靠的,安全的,安全的汽车电子产品。