Einsatz von modellbasierten Entwicklungswerkzeugen FlexRay-Projekte leicht gemacht

Mit den Erfahrungen aus ersten FlexRay-Projekten bietet dSPACE jetzt neue Entwicklungswerkzeuge für FlexRay an, die auf Standards ausgerichtet sind und sich nahtlos in bestehen-den Umgebungen verwenden lassen.

Mit den Erfahrungen aus ersten FlexRay-Projekten bietet dSPACE jetzt neue Entwicklungswerkzeuge für FlexRay an, die auf Standards ausgerichtet sind und sich nahtlos in bestehen-den Umgebungen verwenden lassen.

Ein Projektteam in der Automobilindustrie, das in diesen Tagen mit der Durchführung eines FlexRay-Projekts beauftragt wird, kann in der Regel auf ein langjähriges Methodenwissen zur Entwicklung von vernetzten Systemen zurückgreifen. Das arbeitsteilige Zusammenspiel von Herstellern und Zulieferern – von der systemweiten Festlegung einer Kommunikationsmatrix über die Entwicklung und den Test von Komponenten bis hin zum Verbundtest der Steuergeräte – ist auf der Grundlage des CAN-Protokolls gut eingeführt und durch Werkzeuge unterstützt.

Zur Absicherung der Projektplanung für das FlexRay-Projekt muss jedoch auch auf die Besonderheiten eingegangen werden, die sich mit FlexRay (www.flexray.com) als einem neuartigen Busprotokoll ergeben. Hier ist die zeitgesteuerte Aktivierung von Kommunikation und zugeordneten Anwendungen zu nennen, für die speziel-le Entwicklungsmethoden notwendig sind. Zusätzlich müssen die vielfältigen Konfigurationsmöglichkeiten von FlexRay auf das vorliegende Projekt konkretisiert werden. Und letztlich sind neben FlexRay noch weitere neue Standards zu berücksichtigen, hier insbesondere FIBEX (www.asam.net) und auch AUTOSAR (www.autosar.org).

Idealerweise sollten daher Entwicklungswerkzeuge zur Projektunterstützung herangezogen werden, die sich bewährt haben und zugleich auf die Besonderheiten von FlexRay abgestimmt sind. Sie sollten ferner einen hohen Bedienkomfort aufweisen, der eine Konzentration auf die eigentliche Entwicklungsaufgabe ermöglicht und die Komplexität von FlexRay so weit wie möglich abschirmt. Diese Herausforderung beantwortet dSPACE mit einem überarbeiteten Werkzeugangebot aus einer Hand – als integraler Bestandteil eines etablierten Werkzeugkonzepts. Die Einsatzszenarien und die Leistungsmerkmale werden im Folgenden dargestellt.

Anwendungsszenarien für die Simulation

Das Werkzeugangebot von dSPACE zur Unterstützung von FlexRay ist auf unterschiedliche Anwendungsgebiete zugeschnitten. Dazu zählt das Rapid Control Prototyping (RCP) als Methode zur Entwicklung und Absicherung von Funktionsmodellen elektronischer Regler. Die Funktionsmodelle werden auf Prototyping-Systemen simuliert. Diese Systeme treten an die Stelle von neu zu entwickelnden oder zu modifizierenden Steuergeräten (Electronic Control Units – ECUs). Als Ergebnis dieser Methode erhält man Aussagen über das funktionale Verhalten der Regler und über das zeitlich korrekte Zusammenspiel mit der Buskommunikation. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Test eines ECU-Netzwerks im Rahmen einer Restbussimulation. Real vorhandene ECUs werden zusammen mit Ersatzmodellen für virtuell nachgebildete ECUs sowie von Umgebungsmodellen in einer Simulationsumgebung getestet. Es kann zwischen statischer und dynamischer Restbussimulation unterschieden werden.

Für beide Anwendungsgebiete kommen die Systeme von dSPACE zum Einsatz – von der MicroAutoBox bis hin zu den verschiedenen Varianten der Hardware-in-the-Loop-Simulatoren. Diese Systeme sind mit Steckplätzen für IP-Module ausgestattet, die einen FlexRay-Kommunikations-Controller tragen. Die Modellierung erfolgt jeweils mit Hilfe von MATLAB/Simulink – in Verbindung mit Real-Time Interface Blocksets von dSPACE, über die der Zugriff auf die angeschlossenen Bussysteme sowie auf weitere externe Peripherie erfolgt. Die Modelle werden in einer Simulation auf der Hardware ausgeführt. Modellausführung und Buszugriff erfolgen synchronisiert und unter Echtzeit-Bedingungen. Die Ergebnisse können in einer Experimentierumgebung visualisiert werden.

Die Anwendung der Software-Werkzeuge von dSPACE für FlexRay folgt der Methodologie, die innerhalb von AUTOSAR spezifiziert wird, hier jedoch angepasst für einen modellbasierten Ablauf (Bild 1). Für die Systemkonfiguration wird eine vollständig beschriebene Kommunikationsmatrix für einen FlexRay-Bus im FIBEX-Format als gegeben vorausgesetzt. Auf der Grundlage dieser Beschreibung erfolgt eine Konfiguration für jeweils eine dSPACE-Hardware, d.h., es wird eine Auswahl von Signalen bzw. Frames für eine Simulation auf der Hardware getroffen. Diese Konfiguration wird automatisch in ein MATLAB/Simulink-Modell überführt, das schließlich mit dem eigentlichen Funktionsmodell verknüpft werden kann, um zu einer ausführbaren Simulation zu gelangen.

Konfiguration und Generierung sind im dSPACE FlexRay Configuration Tool („Konfigurationswerkzeug“) zusammengefasst (Bild 2). Dieses Werkzeug wird durch das RTI FlexRay Configuration Blockset ergänzt. Blö-cke dieser Bibliothek werden auf der Grundlage der gewählten Konfiguration automatisch vorbelegt und stehen für eine applikationsspezifische Modellierung unter MATLAB/Simulink zur Verfügung.