Applications of virtual TCUs. QTronic User Conference 2018 Dr. Thomas Liebezeit, Berlin, Oktober 2018
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- Hannelore Hoch
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1 Applications of virtual TCUs QTronic User Conference 2018 Dr. Thomas Liebezeit, Berlin, Oktober 2018
2 Einführung Wo kommen wir her? Funktions-/SW-Entwicklung für Getriebe in einem großen Serienprojekt Nutzung der SiL-Methodik seit 2010 Motivation für SiL Entwicklung von Seriensoftware mit diversen Software-Derivaten Funktionsentwicklung stützt sich für den Test auf HiL-Systeme sowie Testfahrzeuge Begrenzte Analysemöglichkeiten für Software am realen Steuergerät Hohe Anschaffungskosten (HiL) Geringe Verfügbarkeit (Fahrzeug) Softwaretests am HiL Hohe HiL-Auslastung 2
3 Einsatz IAV Getriebe SiL-Umgebung 3
4 Einsatzszenarien von Software-in-the-Loop Beispiele Untersuchung/Test von funktionalen Codeänderungen durch Entwickler (Entwicklertest) Einsatz in der (HiL-)Modellentwicklung Basisabsicherung der Software-Funktion per Continuous Integration HiL-Testfall-Entwicklung am SiL Exploratives Testen am SiL mit TestWeaver Rapid Control Prototyping im Fahrzeug SiL: Virtuelle Entwicklungsumgebung mit breitem Einsatzspekturm 4
5 Untersuchung/Test von funktionalen Codeänderungen durch Entwickler (Entwickler-Test)/ Einsatz in der (HiL-)Modellentwicklung Aktueller Entwicklercode vor Commit, SiL ist alternatives Build-Target 1. Untersuchung/Test von funktionalen Codeänderungen a. Debuggen auf Signal-Ebene in der GUI oder via XCP mit CANape Virtuelle Versuchsfahrt am Schreibtisch Zugriff auf Steuergeräte-Daten (vollständig über PDB, sowie Parameter und Messwerte über A2L; XCP nur Parameter und Messwerte, CAN- Signale) b. Debuggen auf Code-Ebene mit Visual Studio Bedingung: Rehost-Ansatz, C-Code Breakpoint, Variablen verändern Umgebungsmodell wartet automatisch beim Debuggen 2. Entwicklung der HiL-Modell-Funktionen am SiL Modellfunktionen am Platz entwickeln Einsparung an HiL-Zeit 5
6 Etabliertes und bewährtes Vorgehen Täglich Bauen reicht für zeitnahe Rückmeldung Basisabsicherung der Software-Funktion per Continuous Integration Tägliche Jenkins-Builds 1. Steuergerätesoftware (mehrere Derivate mit jeweils mehreren Software- Schienen) Test: Baubarkeit, Builderstellung (Software, A2L) 2. Software-Dokumentation Test: Baubarkeit, Builderstellung, nichtkonforme A2L-Ändeurngen 3. SiL-Software + Experiment Test: Baubarkeit, Builderstellung, Kurztest der Funktionsfähigkeit 4. Autocode-Generierung für einzelne Software-Komponenten 5. Statischer Modultest für die Gesamtsoftware 6. Überprüfen von KM-Prozessvorgaben Etabliertes und bewährtes Vorgehen Tägliches Builds reicht für zeitnahe Rückmeldung 6
7 HiL-Testfall-Entwicklung am SiL Zielstellung: (HiL-)Testfälle am SiL entwickeln Entwicklung der Testfälle in SiL verlagern Entlastung des HiL Testen am SiL Soll den HiL ergänzen und nicht vollständig ersetzen ECU-TEST: klassische Testfallautomatisierung für den HiL Ansatz ist aktuell in Übernahme für den Einsatz in der Serienentwicklung Aktuell: Parallele Nutzung von TPT 7
8 Exploratives Testen am SiL mit TestWeaver Paralleler Einsatz zum Testen am HiL für Software-Abgaben Zielstellung finden von Division durch Null Steuergeräte-Resets Erweiterung in Arbeit Schaltungs-basierte Kriterien 8
9 Rapid Control Prototyping im Fahrzeug Developer laptop Silver IAV Transmission software Powertrain CAN Demonstrator vehicle BMW Mini Cooper S Vector CAN Driver Vector VN1610 MCD tool (e.g. Canape) XCP ByPass CAN Basic control (IAVCon) Aisin 6AT Transmission BMW Mini Cooper S (1,6l Turbo; 135 kw/ 260 Nm; Serienfahrzeug mit 6-Gang Automatikgetriebe) IAV Transmission Function Software (Komplette Getriebe-Funktionssoftware) Fahrzeug fährt vergleichbar mit MicroAutoBox-Lösung Vorteile Schnelles Umschalten zwischen Entwicklung am SiL und Test im Fahrzeug möglich Zugriff auf alle internen Signale, diese sind auch parallel messbar (~1400 Signale, 9min, 5.2 GB) 9
10 Fazit: SiL Technologie Vorteile Vielseitig anwendbar Einsparungspotential Besser Zugang zu internen Steuergerätegrößen (Debugging) Skaliert besser mit Nutzern als HiL/ Prototypen Keine Hardware nötig Nachteile Weitere Abstraktion des Zielsystems Zusätzliche Entwicklungsumgebung 10
11 Aufbau des IAV Getriebe SiL 11
12 IAV Getriebe SiL Umgebung Closed-Loop Simulationsumgebung Virtuelles Steuergerät Umgebungsmodell(e) Nachbildung des relevanten Fahrzeugverhaltens mit (Motormodell, Getriebemodell, Fahrzeug-Längsdynamik, weitere beteiligte Steuergeräte/ CAN-Restbus) XCP und Flashen (PAR-Dateien über A2L, Flashen der Modellparameter) GUI Steuerung der Simulation Bedienelemente Signal-Debugging (Plots) Weitere Möglichkeiten (z.b. Python-Skripte) Virtuelle Entwicklungsumgebung auf dem Entwickler-Laptop 12
13 Virtuelles Steuergerät Ziel: Originale Steuergeräte-Funktionssoftware verwenden Randbedingungen Zugriff auf Steuergeräte-Sourcecode Funktionssoftware läuft in Realität auf Steuergerät Bedatung über A2L und Parameter-Datei Ein- und Ausschaltverhalten Resetverhalten Scheduling CAN EEPROM Es braucht mehr als die reine Softwarefunktion: Virtuelles Steuergerät 13
14 RPM CAN Scheduler EEPROM Realisierung virtuelles Steuergerät Funktionssoftware Virtuelles Steuergerät Retarget Ansatz: Kompilieren für x86 (Visual Studio EE) Silver Modul (DLL) I U Funktionssoftware C-Code und x86-libraries, A2L Klemmensteuerung Silver Plugin Schnittstelle Datei Nahezu ohne Änderungen Wrapper Realisiert benötigtes BIOS/ Hardware-Verhalten in C-Code o Schnittstellen zu Funktionssoftware: BIOS-Schnittstelle mit C- Funktionsaufrufen o Schnittstelle zur Simulation: Silver Plugin Schnittstelle Implementierung nutzt Silver Basis Software (SBS) Ergebnis: Ein Silver Modul pro Software-Stand SBS-Funktionalität sehr hilfreich 14
15 Projekt-Herausforderungen Tagesaktueller Entwickler-Code statt Releases Zusätzliches Build-Target für Entwickler Entwickler erhält komplette SiL- Umgebung nach dem Build Projekt mit mehreren Derivaten und jeweils mehreren aktiven Releases Verzahnung mit der Softwareentwicklung nötig Konfigurationsmanagement zusammen mit dem Code Continuous Integration mit Jenkins Auslieferung virtueller Steuergeräte/ SiL-Umgebungen an den Kunden Verwaltung/ Archivierung von offiziellen Releases Synchronisierung mit den Entwicklungsprozess Optimierung der Auslieferstruktur der SiL-Umgebung nach Komponenten 15
16 Kontakt Dr. Thomas Liebezeit IAV GmbH Carnotstraße 1, Berlin Telefon
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