汽車微控制器軟件開發(fā)中的五大挑戰(zhàn)-汽車制造商和供應商指南 2024

汽車微控制器軟件開發(fā)中的五大挑戰(zhàn)汽車制造商和供應商指南目錄4.2.標定復雜5.結(jié)論14口和控制的經(jīng)濟實惠的8位微控制器，到用于現(xiàn)代標準的現(xiàn)代車輛包含超過40個這樣的電子組件，高端車型甚至多達150個。這些組件確保了例如安全有相當大的增長(見圖1)。因此，原始設備制造商圖1:全球微控制器市場增長2023來源：https:I//de/m調(diào)中，微控制器(MCU)處理實時任務，如發(fā)輔助系統(tǒng)(ADAS),通常運行在Linux等操作系統(tǒng)上。車輛計算機(VCU)協(xié)調(diào)這些3.車載單片機軟件的開發(fā)過程E/E架構(gòu)正朝著更加集中的方式進行重組，但基于微控制器的ECU將繼續(xù)存在。嵌入式軟件的一般開發(fā)過程理論上可以繼續(xù)保持不變。然而，為了滿足對功能性渴求的市場需求，開發(fā)周期將急劇加快，正如我們在流行的軟件定義車輛(SDV)中所遇到的那樣。傳統(tǒng)的方法無法跟上這種速度，然而，它們也不能簡單地在一夜之間被取代。在許多情況下，最佳解決方案是將經(jīng)過驗證的流程和工具與創(chuàng)新解決方案相首先，重要的是要了解流程的觸發(fā)因素，并將該3.1ECU生成變化的原因在深入探討具體挑戰(zhàn)之前，讓我們簡要地看一這個過程如此耗時且復雜。一切都始于從一代ECU在車輛ECU軟件開發(fā)過程中，程序員在開始創(chuàng)建新軟件之前，必須投入精力進行工具鏈設置。每一代新的ECU都有其特定的開發(fā)過程，取決于具體的領域和合作模式。相應的工具鏈是為即將到來的這一代單獨定義的，因此可能會包含相當大的變化，這與通過更新解決的小調(diào)整形成對比。指導原則是盡可能少地(或僅在必要時)從一代到下一代進行更改，因為新從一代到下一代需要進行這些變更的原因有很多 (見圖2)。有些是內(nèi)在的，例如質(zhì)量問題或?qū)Ξ斍肮ぞ呋蚬ぞ吖痰牟粷M意程度較低。其他則是由外部因素決定的，例如新的立法或流程要求(例如，ASPICE,ISO26262ASIL-D)。市場壓力或增強的可用性和最先進的用戶界面也起著決定性作用。代際變更最常見的障礙包括高成本、質(zhì)量風險和不一致的遺留問題，即難以適應、不靈活的工具鏈設置。主要質(zhì)量問題質(zhì)量問題最先進的用戶界面滿意度低難以適應且不靈活的工具鏈設置市場壓力的問題變革的主要原因變革的主要障礙嵌入式軟件開發(fā)過程的一個常見示例是V模型，它有不同的變體。根據(jù)我們的經(jīng)驗，我們將階段劃分為以下主要工作步驟，如下面的圖3所示?；蛘弑仨毝啻螆?zhí)行。需求和變體管理在所有工作步驟圖3:車輛軟件開發(fā)的V模型specificationArchitectureTestinganddesign體系結(jié)構(gòu)設計作為ECU的一部分，微控制器負責特定的互連功能，如發(fā)動機或車輛動態(tài)控制。因此，非常詳細的硬件元素、中間件及其相互依賴關系。在這個早期階中間件配置中間件是指ECU中位于操作系統(tǒng)或硬件與應用軟件之間的軟件層。它可以作為橋梁，促進車輛軟件架構(gòu)中各個組件之間的通信和數(shù)據(jù)交換。通過將應用維護和升級它們成為可能。中間件充當中介，抽象底層硬件并為軟件組件提供標準化接口，以實現(xiàn)無縫交不言而喻，這樣的中間件必須符合最高的安全標準，因為ECU中的漏洞和合規(guī)性問題可能導致未經(jīng)授權的訪問、數(shù)據(jù)泄露和系統(tǒng)故障，從而危及車輛的安全性和可靠性。確保這種水平的合規(guī)性符合嚴格的行業(yè)標準需要廣泛的測試和驗證，這增加了開發(fā)過程的復雜性和時間。因此，中間件的選擇至關重要，重點在于成熟度(符合ISO26262ASIL-D)、未來導向(無供應商鎖定)和網(wǎng)絡安全。只有一個健壯且高度可配置的中間件解決方案，并且具有持續(xù)更新，才能保護ECU免受不斷發(fā)展的威脅，并滿足所有(不斷變化的)法規(guī)需求。汽車微控制器軟件開發(fā)中的五大挑戰(zhàn)7中。在這里，軟件開發(fā)人員編寫新的(補充)功集成校準部署4.制造商和供應商面臨的主要挑戰(zhàn)現(xiàn)在我們對流程中涉及的步驟有了一個很好的概述，在此過程中更容易匹配具體的挑戰(zhàn)。有些只局限于其中一個步驟，有些則適用于整個過程或從一代到另一代的轉(zhuǎn)變。我們已經(jīng)確定了我們在整個汽車行業(yè)中反復遇到的五大挑戰(zhàn)。4.1高集成工作車輛系統(tǒng)幾乎總是在棕地環(huán)境中開發(fā)，即在現(xiàn)有的軟件環(huán)境中開發(fā)，這導致在集成過程中出現(xiàn)許多遺留問題，從而使開發(fā)過程變得復雜。各種組件之間多樣且復雜的通信接口需要復雜的配置和廣泛的測試，以確保無縫互操作性。此外，依賴手動流程進行集成任務會導致錯誤率增加和開發(fā)時間延長。圖4:V模型過程步驟中的“集成”解決挑戰(zhàn)的方法漸進式現(xiàn)代化逐步用現(xiàn)代等效組件更新遺留組件，確保向后兼容，以便順利過渡和與新系統(tǒng)集成，而不會完全推翻既定流程或冒高投資成本的風險。集成任務的自動化實現(xiàn)自動化的工具和腳本來處理重復的集成任務，減少錯誤率并加速開發(fā)周期。中間件解決方案采用最先進的中間件來抽象和管理接口的復雜性，提供一致的通信層，從而簡化集成工作。采用并實施標準化的通信協(xié)議，以簡化接口配置，并確?？绮煌M件的互操作性。4.2復雜校準校準的耗時特性延長了開發(fā)周期，推遲了項目時間表，增加了成本，并限制了效率。理解校準參數(shù)的困難可能導致設置中的錯誤，這需要反復測試和重新校準周期。參數(shù)配置錯誤可能導致微控制器未能滿足監(jiān)管標準，需進行進一步修訂，并可能導致昂貴的召回。此外，在復雜項目的情況下，傳統(tǒng)的軟件文檔(有時甚至仍然是手動完成的)達到了其極限，并且也非常容易出錯。解決挑戰(zhàn)的方法增強文檔和知識共享用戶友好界面通過使用只向用戶提供相關參數(shù)和選項的解決方自動化和標準化仿真與建模設置的影響可以可視化，以便更好地做出決策。此外，基于模型的設計方法將校準參數(shù)嵌入系統(tǒng)模型4.3測試調(diào)試耗時軟件越復雜，就越需要進行測試——測試正在成為創(chuàng)新的瓶頸。因此，效率與可靠性和安全性相結(jié)合是未來測試流程的核心要素。此外，不同模塊和系統(tǒng)之間的交互可能導致復雜的測試場景，這些場景難以管理和執(zhí)行，并且在測試開始之前會導致長時間的集成過程。更重要的是，深度嵌入的微控制器通常具有有限的處理能力、內(nèi)存和存儲，這可能會限制可以直接在硬件上運行的測試類型和范圍。因此，傳統(tǒng)的調(diào)試和測試工具可能不適合上述情況。解決挑戰(zhàn)的方法基于模型的開發(fā)高級調(diào)試工具在虛擬環(huán)境中執(zhí)行測試(前加載),這使得在早期階持續(xù)集成/持續(xù)部署單元測試和測試驅(qū)動開發(fā)代碼生成自動化框架并行和連續(xù)測試4.4可拓擴展性和靈活性方面的限制僵化的單體軟件設計限制了修改和擴展，增加了更新和添加新功能的復雜性。專有系統(tǒng)和缺乏標準化導致供應商鎖定，并使與新功能或第三方組件的集成變得復雜且容易出錯。此外，軟件設計中模塊化不足阻礙了代碼的高效重用，并妨礙了新功能的無縫集成，影響了整體系統(tǒng)的適應性。解決挑戰(zhàn)的方法模塊化設計和標準化接口開放標準和互操作性在工具鏈中實施開放標準和設計系統(tǒng)時要考慮到互中間件和抽象層利用中間件和抽象層將應用程序邏輯相互分離，并將其與硬件細節(jié)分離，從而確保更容易更新和改進可伸模塊化和代碼重用設計具有高度模塊化和可重用組件的軟件，以方便新4.5整體網(wǎng)絡安全需求使用多層安全方法(包括加密、身份驗證、入侵檢測資源受限環(huán)境的安全性與監(jiān)管標準保持一致件開發(fā)，使其能夠應對未來的(市場)需求和(法律)法規(guī)。這種強ETAS有限公司成立于1994年，是羅伯特博世的全資子公司，在歐洲，北美，南美和亞洲的所有主要ETAS在軟件開發(fā)解決方案、車輛操作系統(tǒng)、車輛云服務、數(shù)據(jù)采集和處理解決方案、集成客戶解決方案和網(wǎng)絡安全等領域為實現(xiàn)軟件定義車輛提供全面作為網(wǎng)絡安全領域的行業(yè)先驅(qū)，我們通過成熟的軟件產(chǎn)品和專業(yè)的安全服務組合，幫助客戶管理網(wǎng)絡安全相關的復雜性，降低網(wǎng)絡風險，并最大限度地發(fā)揮其業(yè)務潛ETAS汽車安全解決方案正在保護全球數(shù)以百萬計的車我們?yōu)镺EM和供應商提供軟硬件無縫集成的解決方案包，以及針對網(wǎng)絡威脅的全面保護。此外，我們的虛擬測試解決方案支持開發(fā)生命周期中的早期集成，ETASRTA-CAR(經(jīng)典AUTOSAR)它是一個用于開發(fā)和配置的工具集十是一款創(chuàng)新且靈活的高速同步安全固件，可確保寫十十虛擬ECUs十十十規(guī)和標準為ECU軟件的文檔化提供了新的工具，在不同的抽象層次上以交互式和圖形化的方式顯示功能的邏輯十INCA(集成標定和應用工具)包含靈活的工具，用于汽車電子系統(tǒng)的標定，診斷和驗證我們的