Modellbasierte Entwicklung von Anwendungssoftware mit AUTOSAR-konformen Schnittstellen Sauberer Schnitt

Ein Fahrzeughersteller muss heute eine Vielzahl elektronischer Funktionen integrieren und zugleich gewährleisten, dass sich Teilfunktionen, die vom Fahrer wahrgenommen werden, über verschiedene Modellreihen hinweg gleich verhalten. Diese Anforderungen lassen sich mit der modellbasierten Spezifikation von Funktionen und einheitlichen Schnittstellen der Steuergeräte-Software abdecken.

Ein Fahrzeughersteller muss heute eine Vielzahl elektronischer Funktionen integrieren und zugleich gewährleisten, dass sich Teilfunktionen, die vom Fahrer wahrgenommen werden, über verschiedene Modellreihen hinweg gleich verhalten. Diese Anforderungen lassen sich mit der modellbasierten Spezifikation von Funktionen und einheitlichen Schnittstellen der Steuergeräte-Software abdecken.

In der Vergangenheit wurden Bedienfunktionen in der Karosserieelektronik bei BMW textbasiert in Form eines Lastenheftes spezifiziert. Die daraus entstandenen Implementierungen waren individuelle Interpretationen, die für ein konkretes Steuergerät optimiert waren. Dies hatte zur Folge, dass sich eine Funktion, etwa die Bedienung des Schiebedachs, in weiteren Fahrzeugbaureihen unterschiedlich verhielt, wenn die Funktion dort durch ein anderes Steuergerät dargestellt wurde. Endkunden beanstandeten das unterschiedliche Funktionsverhalten oftmals als Fehler.

Präzise Spezifikationen mit modellbasierter Funktionsentwicklung

Um Kontinuität im Bedienkonzept zu gewährleisten, werden heute in der Karosserieelektronik-Entwicklung bei BMW viele kundenerlebbare Funktionen vollständig von den ausführenden Komponenten — Bedientasten, Stellmotoren oder Relais — losgelöst und als hardwareunabhängiges Funktionsmodell mit dem Entwicklungswerkzeug ASCET von Etas beschrieben. Aus dem ASCET-Modell lässt sich automatisch C-Code generieren, der dann in ein Steuergerät integriert werden kann.

Entscheidender Vorteil dieser Vorgehensweise im Vergleich zu textbasierten Lastenheften ist die einfache Übernahme einmal für gut befundener Funktionsmodelle von einem Fahrzeugprojekt ins nächste. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Produktqualität aus, reduziert spürbar die Entwicklungs- und Wartungskosten und unterstützt die Gleichteilestrategie. Gegenwärtig gibt es bei BMW sechs fertig gestellte Funktionsmodelle, die sich bereits im Serieneinsatz befinden, voraussichtlich 15 weitere kommen in den nächsten zwei Jahren hinzu.

Mit dem Modellieren von Bedienfunktionen durch BMW, und deren Weitergabe an Zulieferer zur Integration, entstand zwischen beiden eine neue Schnittstelle für die Bediensoftware. Zwar stellen die Bedienfunktionen eines Karosserieelektronik-Steuergeräts mit fünf bis zehn Prozent nur einen kleinen Teil an der Gesamt-Software, wegen der starken Wahrnehmung durch den Kunden haben diese Bedienfunktionen jedoch für den Fahrzeughersteller große Bedeutung.

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Der „AUTOSAR Virtual Functional Bus“ eröffnet den Weg für die virtuelle Integration von Software-Komponenten. Beispielsweise verwendet BMW in frühen Entwicklungsphasen einfache Simulationen von Sensoren und Aktoren, wie Bedienelemente, Servomotoren oder Relais, um die ASCET-Modelle kundenerlebbarer Funktionen eines bestimmten Steuergeräts zu validieren. Mit AUTOSAR können Software-Komponenten während der Entwurfsphase integriert werden, ohne sie zuvor auf Steuergeräte zu verteilen, weil der VFB die Grenzen des Steuergeräts auflöst. Implementierte atomare Software-Komponenten lassen sich über eine RTE miteinander verbinden, die von einem AUTOSAR OS am PC ausgeführt wird.

Die virtuelle Integration wird mit dem Etas-Werkzeug INTECRIO bewerkstelligt, das eine Umgebung für die Validierung und das Prototyping von elektronischen Systemen im Fahrzeug zur Verfügung stellt. INTECRIO ist in der Lage, Verhaltensmodelle, die in MATLAB/Simulink oder ASCET entworfen wurden, und manuell in C entwickelte Module zu integrieren. Die Migration hin zu AUTOSAR-Software-Architekturen wird von der neuen Version 3.0 unterstützt, die die Integration von AUTOSAR-Software-Komponenten mit bestehenden Funktionsmodulen ermöglicht (Bild 4).

Zusätzlich zur virtuellen Integration am PC kann auch das Verhalten der integrierten Komponenten auf einem Rapid-Prototyping-System mit AUTOSAR RTE und AUTOSAR OS in der realen Fahrzeugumgebung gestestet werden. Für die Generierung der Steuergeräte-RTE stellt das Integrationswerkzeug die validierte RTE-Konfiguration als XML-Datei zur Verfügung.