Der moderne Funktions- und Softwareentwicklungsprozess

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1 Bild 2.6_1 Quelle: ETAS Der moderne Funktions- und Softwareentwicklungsprozess ECU = Electronic Control Unit = Elektronisches Steuergerät Bild 2.6_2 Quelle: Bosch SW-QB = Software- Qualitätsbewertung Zeitlicher Ablauf der Softwareentwicklung

2 Bild 2.6_3 Prozess- Modelle der Funktions- und Softwareentwicklung Grundmodell aus den Anfangstagen der SW-Entwicklung: 1) Beschreibe die Aufgabe in Prosa 2) Schreibe ein Programm 3) Finde und behebe die Fehler in dem Programm Der Softwerker als kreativer Künstler! Diese Vorgehensweise wird heutigen Anforderungen nicht gerecht. Deshalb: Software ist Hardware!! -> klar strukturiertes Vorgehen Für die Softwareentwicklung wurden deshalb verschiedene Prozessmodelle entwickelt. Als wichtigstes wird hier das V-Modell behandelt. Bild 2.6_4 Quelle: Matlab Labor: Einführung in Simulationstool MATLAB/Simulink

3 Bild 2.6_5 Produkt/Projekt planen: Lastenheft, Projektplan Anwendungsszenarien Feldtest, Kundentest: Feldberichte, Garantiestatistik Validation Produkt/Funktion definieren: formale Spezifikation Programm entwerfen: Testfälle Testfälle Systemtest: Prüfstand, Fahrversuch Versuchsberichte, Parameterfestlegung Verifikation Progr.-Module codieren: z.b. Testfälle Modultest, Code-Review: Seriencode erzeugen: compilierter, gelinkter Maschinencode Funktions- und Softwareentwicklungsprozess (V- Modell) Bild 2.6_6 Verifikation und Validation Verifikation ist die Überprüfung der Übereinstimmung zwischen einem Software- Produkt und seiner Spezifikation. Verifikation: Wird ein korrektes Produkt entwickelt? Validation ist die Eignung bzw. der Wert eines Produktes bezogen auf seinen Einsatzzweck. Validation: Wird das richtige Produkt entwickelt?

4 Bild 2.6_7 Planungsphase Am Anfang jeder (Software-)Produktentwicklung steht nach der Idee oder der Kundenanfrage die Planungsphase, in der folgende Fragen zu beantworten sind: Ist das Produkt technisch-funktionell machbar? (z.b. Simulation) Wie hoch sind schätzungsweise die Entwicklungskosten? Mechatronische Systeme: wie hoch sind schätzungsweise die Fertigungskosten? Bis zu welchem Serientermin kann das Produkt entwickelt werden? (time-tomarket) Läßt sich das Produkt unter obigen Randbedingungen gewinnbringend vermarkten? Ergebnis der Planungsphase: Entscheidung über Projektstart Dokumente: Machbarkeitsstudie, grobes Lastenheft, Projektplan Bild 2.6_8 Definitionsphase: Pflichtenheft und formale Spezifikation Als nächster Schritt wird ein detailliertes Pflichtenheft als strukturiertes Textdokument erstellt. Teilweise ergänzt durch grafische Darstellungen. Das Pflichtenheft beschreibt das was?, nicht das wie? (Wirk- nicht Bauvorschrift!) Die formale Spezifikation geht einen Schritt weiter und beschreibt Daten Funktionen (zeitabhängige) Algorithmen Software-Schnittstellen in einer von konkreten Programmiersprachen unabhängigen Form. Moderne Tools wie z.b. MATLAB/Simulink bei dspace oder ASCET-SD von ETAS benutzen dazu eine grafische, blockorientierte Darstellung.

5 Bild 2.6_9 Entwurfsphase: Festlegung der Softwarearchitektur Die Entwurfsphase beantwortet neben dem wie? z.b. folgende Fragen, falls nicht schon im Pflichtenheft festgelegt: Auf welcher Hardware muß die Software laufen? Wird ein (Echtzeit)-Betriebssystem eingesetzt? Welche Programmiersprache dient zur Implementierung? Wie wird die Gesamtfunktion auf mehrere Steuergeräte verteilt? Wie sind die Ein- und Ausgabeschnittstellen zu bedienen, z.b. CAN? In welchen Speichern werden welche Daten abgelegt? Wie wird das Gesamtprogramm in einzelne Software-Module (z.b. Unterprogramme) gegliedert? Spezifikation der Module und Komponenten. Bild 2.6_10 Anwendungsfunktionen z.b. ABS-, ASR-, ESP- Algorithmen Funktion 1 Funktion 2 Funktion 3 Plattform- Software- Komponenten Basis- Sicherheits- Funktionen Sensor- Signalaufbereitung Diagnose CAN- Kommunikation Echtzeit- Betriebssystem Betriebssystem Seriell ADC Digital I/O CAN Hardware Schnittstellentreiber Stecker zu Sensoren und Aktoren Moderne Software-Architektur z.b. für Kfz-Steuergeräte

6 Bild 2.6_11 Funktionsentwicklung und Offline-Simulation Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Funktionsentwicklung + Offline- Simulation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Bild 2.6_12 Funktionsentwicklung + Offline-Simulation (z.b. (z.b. mit mit MATLAB/Simulink) Anwendung: Funktion schnell und kostengünstig entwickeln und prüfen ohne Hardware! Entwicklungssystem, z.b. PC SW-Funktionsmodell in grafischer Blockstruktur z.b. Leerlaufregelung SW-Funktionsmodell des umgebenden Systems z.b. Motor und Fahrzeug Funktionsentwicklung und Offline-Simulation

7 Bild 2.6_13 Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Rapid Prototyping Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Integrationstest Integrationstest Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Rapid Prototyping Bild 2.6_14 Rapid Rapid Prototyping (Übersetzung in in C-Code für für Prototypentest) Entwicklungssystem, z.b. PC SW-Funktionsmodell in in grafischer Blockstruktur, z.b. z.b. Leerlaufregelung Anwendung: Schnell die Funktion auf realen Prototypen testen und weiterentwickeln! Zielsystem, z.b. z.b. realer realer Prototyp des des Motors Motors oder oder Fahrzeugs SW-Funktionsmodell in in Prototypen-C-Code Einschubkarte mit mit Hochleistungsrechner und und Input/Output I/O Rapid Prototyping

8 Bild 2.6_15 Simulation: MATLAB/Simulink/Stateflow Modell als Blockdiagramm Codegenerierung: Real-Time Workshop Modell als C-Code + Treiber Linker + Compiler (hardwarespezifisch) Real-Time Hardware hardwareunabhängig teilweise hardwareabhängig I/O externer C-Code z.b. schon vorhanden Single-board modular Entwickl.-SG 2. PC (xpc) Experiment Software (hardwarespezifisch) Reale Welt Rapid Prototyping: Notwendige Software und Hardware (Beispiel) Bild 2.6_16 Rapid Prototyping mit Single-board Hardware I/O Download, Messdaten Parameter Sensoren Aktoren Eine PCI-Einsteckkarte für PC enthält Hochleistungs- Echtzeitrechner sowie Input/Output-Schnittstellen. Vorteil: relativ preisgünstig (ca T ) Nachteil: Flexibilität und Leistung begrenzt

9 Bild 2.6_17 Rapid Prototyping mit modularer Hardware z.b. Ethernet Download, Messdaten Parameter I/O Sensoren Aktoren Modularer Aufbau mit verschiedenen Einschubkarten für Rechner und Input/Output in einer Box. Anbindung an Simulationsrechner z.b. über Ethernet oder seriell Vorteil: Flexibel, universell, erweiterbar Nachteil: relativ teuer je nach Umfang Bild 2.6_18 Rapid Prototyping mit Notebook und Entwicklungs-Steuergerät I/O Download Messdaten Parameter Sensoren Aktoren Laptop (oder auch Desktop), über Ethernet oder serielle Schnittstelle mit Entwicklungs-Steuergerät verbunden. Entwicklungs-Steuergerät enthält Hochleistungs-Echtzeitrechner und Input/Output-Schnittstellen. Optimal für mobile Anwendungen.

10 Bild 2.6_19 Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Automatische Generierung von Seriencode Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Automatische Generierung von Seriencode Bild 2.6_20 Generierung von von Seriencode Anwendung: Funktion schnell und fehlerfrei vom Blockdiagramm in Seriencode umsetzen. Entwicklungssystem, z.b. PC SW-Funktionsmodell in in grafischer Blockstruktur z.b. z.b. Leerlaufregelung C-Code-Generator Generierter Funktions-C-Code +Treiber + externer C-Code Linker und Compiler Ausführbarer Seriencode.hex.hex Weitere Software- Komponenten Download Zielhardware, z.b. Motronic-Steuergerät Echtzeitbetriebssystem + Seriencode, z.b. z.b. Leerlaufregelung Generierung von Maschinencode für die Serie (Seriencode)

11 Bild 2.6_21 Implementierungssphase: Codierung der Softwaremodule Die sogenannte Implementierungsphase, also die eigentliche Codierung des Sourcecodes der Software-Module (= Software-Komponenten) mit einem Editor, wird oft fälschlicherweise als die Haupttätigkeit eines Programmierers angesehen. Sie ist vom Aufwand her gesehen jedoch nur ein kleiner Teil des Gesamtaufwands, z.b %, und wird zunehmend durch automatische Codegenerierungstools ersetzt. Typische Aufwandsverteilung vor, für, nach Codierung: 40/20/40 Typische Aufwandsverteilung bei modernem Vorgehen: 60/15/25 Der erstellte Sourcecode wird i.a. mit einem Inspektionstool auf formale syntaktische Korrektheit getestet. Bild 2.6_22 Vorteile automatischer Seriencode- Generierung Konventionelle Vorgehensweise Funktionsentwickler: erstellt Algorithmus, Offline-Simulation Datenflußdiagramme, Text Softwarespezialist: Fachkenntnisse über µc Codierung von Hand Iterationen µc-zielsysteme mit begrenzten Resourcen

12 Bild 2.6_23 Vorteile automatischer Seriencode- Generierung Moderne Vorgehensweise Funktionsentwickler: erstellt Algorithmus Modellspezifikation, Implementierungsspezifikation Softwarespezialist: Fachkenntnisse über µc, spezifiziert Implementierungsinformation (z.b. Auflösung und Wertebereiche für Integerarithmetik) Codegenerator Iterationen µc-zielsysteme mit begrenzten Resourcen Bild 2.6_24 Generierung von Serien-Code für Steuergeräte 2 wesentliche Schritte bei der Generierung von Serien-C-Code: 1) Umwandlung der hardwareunabhängigen Modellbeschreibung (z.b. Blockdiagramme oder textuelle Modellbeschreibungssprache) in C-Code. Durch die Implementierung für einen bestimmten Rechner (Integer-Arithmetik, Treiber in C, Echtzeit-Betriebssystem) ist dieser Code nicht hardwareunabhängig, sondern spezifisch für den Zielrechner (Target). Vorteilhaft ist die Trennung in einen hardware-unabhängigen (und damit auf andere Rechner portierbaren) und einen hardwareabhängigen C-Code-Teil. Auch externer, z.b. schon vorhandener C-Code kann eingebunden werden. 2) Alle C-Quell-Code-Teile werden dann durch einen hardwarespezifischen Linker und Compiler zusammengebunden und in Maschinencode (.hex-file) übersetzt. Dieser kann z.b. in einen Flash-EEPROM im Steuergerät geladen werden und ist dann lauffähig.

13 Bild 2.6_25 Unterschiede zwischen Prototypen- C-Code und Serien- C-Code Prototyp: Experimental-Hardware nicht laufzeit- und speicheroptimiert, optimiert für Messzwecke/Parameterverstellung Fließkomma-Arithmetik: Floating point -> quasikontinuierlich Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen fehlen (zum Teil) reduzierte Qualitätsanforderungen Serien-Steuergerät: laufzeit- und speicheroptimiert für verwendeten µc Integer-Arithmetik: Integer, Fixed point Vollständige Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen Vollständige Qualitätsanforderungen Bild 2.6_26 Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Programm Programm entwerfen: entwerfen: Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: HiL, HiL, Fahrzeugversuch: Fahrzeugversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung HW in the Loop Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Hardware-in-the-Loop Simulation

14 Bild 2.6_27 Hardware-in-the-Loop- Simulation mit mit Seriencode Entwicklungssystem, z.b. PC SW-Funktionsmodell des umgebenden Systems in Echtzeit (= SW-Loop ) z.b. Motor, Fahrzeug Anwendung: Seriencode zusammen mit Zielhardware schnell, umfassend und kostengünstig testen. Zielhardware, z.b. Motronic- Steuergerät im Labor Einschubkarte mit mit Hochleistungsrechner und und Input/Output I/O Seriencode, z.b. z.b. Leerlaufregelung Hardware-in-the-Loop Simulation (HiL) Bild 2.6_28 Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Parameter- Optimierung Systemtest: Systemtest: HiL, HiL, Fahrzeugversuch: Fahrzeugversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Parameteroptimierung

15 Bild 2.6_29 Parameteroptimierung Parameteroptimierung bereits bereits in in der der Funktionsentwicklungs- und und Prototypenphase Parameter sind Variable in der Funktion (also auch im Programm), die der Anpassung an verschiedene Randbedingungen dienen. z.b. Unterschiedliche Zündwinkel und Einspritzmengen einer Leerlaufregelung für verschiedene Motoren. Die Parameter können bereits im frühen Entwicklungsstadium (Funktionsentwicklungs- und Prototypenphase) voroptimiert werden. Im aufwendigen Motor- bzw. Fahrversuch (Applikation) erfolgt dann nur noch die Feinabstimmung und Überprüfung. Bild 2.6_30 Grundsätze bei der Softwareentwicklung Software = Hardware, d.h. Software bei der Entwicklung wie Hardware behandeln und nicht darauf bauen, dass schnelle Änderungen in der Serie möglich sind. Gute Dokumentation! Nicht nur das wie, sondern auch das warum! Möglichst durchgängige Kette von CASE-Tools (Computer Aided Software Engineering) von Spezifikation bis zur Generierung des Maschinencodes (z.b. von dspace, ETAS). Gutes Projektmanagement mit sauberer Spezifikation und Software-Freeze (Änderungsstop). Grundsätze

16 Bild 2.6_31 Quelle: Bosch Film Steuergeräteentwicklung (13 min) Bild 2.6_32 Funktionsentwicklung und Offline-Simulation FGR FGR = Fahrgeschwindigkeitsregelung

17 Bild 2.6_33 SW- Modell der Regelstrecke: Fahrzeug mit Straße/Fahrwiderstand Bild 2.6_34 SW- Modell des Reglers: PID- Geschwindigkeitsregler

18 Bild 2.6_35 Funktionsentwicklung und Offline-Simulation Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Funktionsentwicklung + Offline- Simulation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Prototypen- Prototypen-oder oder Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Bild 2.6_36 Funktionsentwicklung und Offline-Simulation Funktionsentwicklung + Offline-Simulation (mit (mit MATLAB/Simulink) Anwendung: Funktion schnell und kostengünstig entwickeln und prüfen ohne Hardware! Entwicklungssystem PC (Host) SW-Reglermodell in grafischer Blockstruktur: v-regelung (PID) SW-Streckenmodell des geregelten Systems: Fahrzeug und Straße

19 Bild 2.6_37 Realer Fahrgeschwindigkeitsregler (Tempomat) Geschwindigkeitssensor Drosselklappensteller + Poti Bedienhebel Zündschalter V Schalter Bremse El. Steuergerät mit Regler Schalter Kupplung Bild 2.6_38 Erstes Simulink- Modell für FGR Sollwertbildung x& Soll x& -Regler (PID) Stellgröße Antriebs- und Bremskraft Z Fahrzeugund Straßenmodell x& Ist

20 Bild 2.6_39 Erweiterung des Simulink- Modells für FGR Bedienhebel Sollwertbildung, Ein/Aus Bedienhebel/ Schalterstellung Schalterstellung Zündschalter Bremsschalter Kupplungsschalter x& Soll x& x& Ist -Regler -Sensor x& Ist,gemessen Stellgröße Antriebskraft Z Soll x& Ist,theoretisc Stellgröße Antriebskraft Z ist h Fahrer Gaspedalvorgabe Z soll,gas/bremse Stellglied Antrieb/Bremse Fahrzeugund Straßenmodell Bild 2.6_40 Parameteroptimierung Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Parameter- Optimierung Systemtest: Systemtest: HiL, HiL, Fahrzeugversuch: Fahrzeugversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Prototyp- Prototyp-oder oder Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode

21 Bild 2.6_41 Parameteroptimierung Parameteroptimierung bereits bereits in in der der Funktionsentwicklungs- und und Prototypenphase Parameter sind bei der FGR z.b. die Regler-Parameter für den PID- Geschwindigkeitsregler (K p, K i,k d ). Die optimale Kombination dieser Reglerparameter kann ermittelt werden, indem in einem Batch-Durchlauf (z.b. über Nacht) sehr viele Varianten systematisch durchsimuliert werden. Optimierungskriterien können dabei sein z.b. stationäre Regelabweichung, Schnelligkeit des Einschwingens bei Sollgeschwindigkeitssprung oder die Amplitude unerwünschter Überschwinger. Bild 2.6_42 Rapid Prototyping Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Rapid Prototyping Programm Programm entwerfen: entwerfen: Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Integrationstest Integrationstest Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Prototyp- Prototyp-oder oder Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode

22 Bild 2.6_43 Rapid Prototyping: Notwendige Software und Hardware (Beispiel) Simulation: MATLAB/Simulink/Stateflow Modell als Blockdiagramm Codegenerierung: Real-Time Workshop Modell als C-Code + Treiber Linker + Compiler (hardwarespezifisch) Real-Time Hardware hardwareunabhängig teilweise hardwareabhängig I/O externer C-Code z.b. schon vorhanden Single-board modular Entwickl.-SG 2. PC (xpc) Experiment Software (hardwarespezifisch) Reale Welt Bild 2.6_44 Rapid Prototyping Rapid Rapid Prototyping (Übersetzung in in C-Code für für Prototypentest) Entwicklungssystem PC (Host) SW-Funktionsmodell des des FGR FGR grafischer Blockstruktur Anwendung: Schnell die Funktion auf realen Prototypen testen und weiterentwickeln! Zielsystem: reales reales Fahrzeug auf auf der der Teststrecke Prototypen-C-Source-Code Compil. Prototypen C-Code Download Entwicklungs-Steuergerät mit mit Input/Output (CAN, (CAN, digital digital I/O,...) I/O,...) I/O + -

23 Bild 2.6_45 FGR - Prototyp im Entwicklungssteuergerät im Fahrzeug Geschwindigkeitssensor Motronic-SG Bedienhebel Zündschalter CAN V Schalter Bremse Schalter Kupplung Rapid Prototyping Entwicklungs- Software Steuergerät mit (compilierter C-Code) FG-Regler - Download C-Code Notebook: - Parametereinstellung - Messdatenerfassung Bild 2.6_46 Automatische Generierung von Seriencode Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: Prüfstand, Prüfstand, Fahrversuch: Fahrversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung Programm Programm entwerfen: entwerfen: Automatische Generierung von Seriencode Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Prototypen- Prototypen-oder oder Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode

24 Bild 2.6_47 Generierung von Maschinencode für die Serie (Seriencode) Generierung von von Seriencode Anwendung: Funktion schnell und fehlerfrei in Seriencode umsetzen. Entwicklungssystem PC (Host) Optimiertes SW-Funktionsmodell des des FGR FGR in in graf. graf. Blockstruktur Zielhardware: Serien- FGR - Steuergerät Serien-C-Code Compilierter Seriencode Download Compilierter Seriencode der der FGR FGR Bild 2.6_48 FGR im Ziel-(Serien)-Steuergerät im Fahrzeug Geschwindigkeitssensor Motronic-SG Bedienhebel Zündschalter CAN V Schalter Bremse Serien-SG mit FG- Regler Compilierter Serien-Code Schalter Kupplung Notebook: über Diagnose- Schnittstelle - Download Serien-Code - Parametereinstellung - Messdatenerfassung

25 Bild 2.6_49 Beispiel Fahrgeschwindigkeitsregelung Produkt/Projekt Produkt/Projekt planen: planen: Lastenheft, Lastenheft, Projektplan Projektplan Produkt Produkt definieren: definieren: formale formale Spezifikation Spezifikation Programm Programm entwerfen: entwerfen: Feldtest, Feldtest, Kundentest: Kundentest: Feldberichte, Feldberichte, Garantiestatistik Garantiestatistik Systemtest: Systemtest: HiL, HiL, Fahrzeugversuch: Fahrzeugversuch: Ergebnisprot., Ergebnisprot., Versuchsberichte, Versuchsberichte, Parameterfestlegung HW in the Loop Progr.-Module Progr.-Module codieren: codieren: Modultest, Modultest, Code-Review: Code-Review: Prototypen- Prototypen-oder oder Seriencode Seriencode erzeugen: erzeugen: compilierter, compilierter, gelinkter gelinkter Maschinencode Maschinencode Bild 2.6_50 Hardware-in-the-Loop Test des FGR Systems: Hardware xpc (Echtzeit- Simulation) CAN-Schnittstelle Digital Output Host, Bedienrechner I/O-Karte FGR - SG Bedienhebel/ Schalterstellungen CAN HW-Nachbildung der Schaltsignale von Bedienhebel Zündschalter Bremsschalter Kupplungsschalter + -

26 Bild 2.6_51 Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für Bremssystem

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