Modellbasierte AUTOSAR-Entwicklung

Die Firmen The MathWorks und Vector Informatik sind eine Kooperation eingegangen, um künftig für eine durchgehende Kompatibilität bei der Entwicklung von AUTOSAR-konformer Software zu sorgen.

FPGA-basierende Embedded-Systeme, die sich mit einer Vielzahl von Soft-Core-Prozessoren ausstatten lassen, eröffnen Systementwicklern neue technische Möglichkeiten. Damit können nicht nur ASIC-Entwickler ihre System-on-Chips mit speziellen Funktionen auf optimale Leistung trimmen, sondern auch Anwender programmierbarer Logik. Die Aufteilung der Verarbeitungslast einer Applikation auf mehrere Soft-Cores bringt nicht nur mehr Flexibilität beim Entwurf mit sich, sondern auch die Möglichkeit, mit steigenden Leistungsanforderungen mithalten zu können.

Die Firmen The MathWorks und Vector Informatik sind eine Kooperation eingegangen, um künftig für eine durchgehende Kompatibilität bei der Entwicklung von AUTOSAR-konformer Software zu sorgen.

Entwickler von Embedded-Systemen können durch den Einsatz von mehreren Soft-Core-Prozessoren die Gesamtsystemleistung steigern oder auch Aufgaben aufteilen und damit gegebenenfalls einen Standard-Prozessor entlasten. Typischerweise werden mit 400 bis 800 MHz getaktete diskrete Prozessoren eingesetzt, um die unzähligen Aufgaben – relativ einfache wie auch sehr aufwendige – abzuarbeiten. Indem die Aufgaben nach Zeit- und Leistungs-Anforderungen partitioniert werden, ermöglichen mehrere Soft-Prozessoren eine effizientere Nutzung der Rechenleistung, während zusätzlich die gleiche oder sogar eine höhere Gesamtverarbeitungsleistung erreicht wird.

Die Anzahl von Soft-Core-Prozessoren, die in einem einzigen FPGA implementiert werden kann, hängt nur ab von den Ressourcen des Bausteins (zum Beispiel Logik und Speicher). Komplexe FPGAs beispielsweise können prinzipiell Hunderte von Soft-Core-Prozessoren integrieren. Es lassen sich auch verschiedene Soft-Core-Prozessoren – 16 oder 32 bit – implementieren, um ein Design in Bezug auf Rechenleistung, Logikfläche, Leistungsaufnahme etc. zu optimieren.
Codierungsalgorithmen können auf mehrere Prozessoren verteilt werden, je nachdem, welche Aufgaben zusammengehören. Und zeitkritische Tasks lassen sich dedizierten Prozessoren zuweisen, während weniger anspruchsvolle Aufgaben von einer oder mehreren anderen CPUs übernommen werden. Diese Flexibilität ermöglicht eine logische Gruppierung der Aufgaben und somit höhere Leistungsniveaus bei gleichzeitig reduzierter Taktfrequenz, was wiederum die Leistungsaufnahme des Systems senkt.

Im Rahmen der Kooperation sollen die Welten der Software-Architekten, die bisher eher in der Vector-Welt zu Hause waren, und die der Algorithmen-Entwickler, die klassische Matlab/ Simulink-Domäne, enger zusammenwachsen. Entwickler können nun mit dem DaVinci Developer von Vector (www.vector.com) die Software-Architektur definieren und die Systembeschreibung nach Simulink von Math-Works (www.mathworks.com) exportieren. Dort können die einzelnen Software-Komponenten entwickelt werden. Mit dem Real-Time Workshop Embedded Coder (MathWorks) wird dann AUTOSAR-konformer Code generiert, der wiederum im DaVinci Developer importiert und mit der AUTOSAR-RTE (Run Time Environment) verknüpft wird.

Die Entwicklungsmethode kann dabei sowohl auf neu zu implementierende Module als auch auf bereits bestehende Software-Teile angewendet werden. Simulink benutzt als Datenformat XML, der Real-Time Workshop Emdedded Coder liefert AUTOSAR-konforme C-Dateien. Die AUTOSAR-Spezifikation wird dabei in den Versionen 2.0, 2.1 und 3.0 unterstützt.

Embedded-Prozessoren in FPGAs