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Messung, Simulation, Virtualisierung

Methoden und Tools für die Entwicklung von Fahrzeugsystemen

13. September 2016, 13:29 Uhr | Stefanie Eckardt

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Offen für alle Aufgaben

Isolar-Eve ist mit Entwicklungs-, Test-, Mess- und Applikationswerkzeugen von ETAS und anderen Anbietern interoperabel (Bild 2). Zu diesem Zweck wurde die Lösung auf der Open-Source-Plattform Eclipse aufgesetzt. Unabhängig davon bietet sie offene, flexibel konfigurierbare Schnittstellen konform zu Automotive-Standards. Aufgrund der Offenheit lassen sich spezielle Editoren, Versionsverwaltungssysteme und spezifische Werkzeuge wie zum Beispiel Debugger oder Code Coverage Analyzer einfach mit der Virtualisierungsplattform integrieren. Das Gleiche gilt für Software-Testumgebungen sowie Mess- und Applikationswerkzeuge. Zusätzlich dazu unterstützt das Tool das Generieren virtueller Steuergeräte mit Functional Mockup Interfaces (FMI) zur Ko-Simulation von Systemen verschiedener Fahrzeugdomänen, aber auch die Integration in Fahrdynamiksimulationen wie zum Beispiel IPG CarMaker. Zur Integration in Simulink-Simulationen lassen sich virtuelle Steuergeräte zusätzlich dazu in Form von S-Funktionen kapseln.
Die konfigurationsspezifisch generierte Mikrocontroller-Abstraktionsschicht (MCAL) der virtuellen Steuergeräte erlaubt den Zugriff auf Schnittstellenfunktionen, die auf dem realen Steuergerät in Hardware realisiert sind, wie analoge und digitale I/O sowie Netzwerkschnittstellen wie CAN, LIN oder FlexRay. Darüber lassen sich die virtuellen Steuergeräte stimulieren oder in einer geschlossenen Regelschleife mit einer Umgebungssimulation verbinden. Beispielsweise können so Restbus-Simulationen, die von Werkzeugen wie Busmaster oder CANoe generiert werden, auf virtuelle Steuergeräte angewendet werden.
Werden die mit Isolar-Eve generierten virtuellen Steuergeräte auf einem echtzeitfähigen, Linux-basierten PC (Realtime-PC) betrieben, so können sie sowohl mit Hardware-Komponenten des Gesamtsystems als auch mit Hardware-in-the-Loop-Testsystemen verbunden werden. Zu diesem Zweck wird eine MCAL speziell für die PC-Hardware-Schnittstellen erzeugt. Bei Einsatz der Multi-Realtime-PC-Technologie von ETAS lassen sich dabei mehrere virtuelle und physische Steuergeräte aus verschiedenen Fahrzeugdomänen miteinander vernetzen.

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Applikationen im Überblick
Weil bei Verwendung von Isolar-Eve nicht nur die Anwendungs-Software der virtuellen Steuergeräte, sondern auch deren Basis-Software einschließlich RTE und Betriebssystem weitestgehend mit der Software der entsprechenden physischen Steuergeräte identisch ist, lassen sich viele Integrations- und Freigabetests mit Hilfe virtueller Steuergeräte und geeigneten Testkonzepten durchführen.
Mit dem Werkzeug können Entwickler sowohl Anwendungs-Software als auch Basis-Software verschiedener Hersteller testen. Das Spektrum reicht von Komponententests inklusive Überprüfung der AUTOSAR-Konformität bis hin zu Integrationstests und nachgelagerten Funktionsvalidierungen (Bild 3). Dabei ermöglicht es die Virtualisierungsplattform, Testschnittstellen auf allen Architekturschichten zu generieren, sei es auf der Ebene der Anwendungs-Software, der Basis-Software, des Runtime Environment (RTE) oder des Microcontroller Abstraction Layer (MCAL). Die Lösung unterstützt die Verifikation der Implementierung und die Validierung des funktionalen Verhaltens von

einzelnen Software-Funktionen,
mehreren Software-Funktionen und -Komponenten, die auf einem Steuergerät integriert sind,
Software-Funktionen und -Komponenten, die auf mehrere Steuergeräte verteilt sind,
Anwendungs- und Basis-Software, die identisch zum Steuergeräte-Quellcode ist, sowie Steuergerätenetzwerken.

Einmal erzeugt, lassen sich virtuelle Steuergeräte am Windows-PC flexibel konfigurieren und bedaten und so an die jeweilige Anwendung anpassen. Im Vergleich zu physischen Steuergeräten lässt sich dabei die Software virtueller Steuergeräte in kürzester Zeit aktualisieren. Zur Reproduktion und für das Debugging von Fehlern können Software-Entwickler ihre üblichen Software-Werkzeuge am PC verwenden und Daten auf den Festplatten ihrer PCs aufzeichnen.
Virtuelle Steuergeräte ermöglichen auch die Kalibrierung von Steuergeräte-Software auf dem PC. Zu diesem Zweck können diese auf die gleiche Art und Weise wie physische Steuergeräte an Mess- und Applikationswerkzeuge wie ETAS Inca angeschlossen und beispielsweise in einer Closed-Loop-Simulation kalibriert werden. Die so gewonnenen Applikationsdaten lassen sich dann in den nachfolgenden Prozessschritten weiter verwenden.