Serienentwicklung von Komfort- und Innenraumfunktionen mit AUTOSAR - Ein Erfahrungsbericht

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1 Serienentwicklung von Komfort- und Innenraumfunktionen mit AUTOSAR - Ein Erfahrungsbericht Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth Übersicht Einführung: Komfort- und Innenraumsysteme AUTOSAR-Prozess und Modellbasierte Entwicklung Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Nächster Schritt: Virtuelle Integration Zusammenfassung und Ausblick 2 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

2 Komfort und Innenraumfunktionen bei Mercedes-Benz PKW Funktionalitäten wie Innenlicht Sitzheizung Außenlicht Wischen/Waschen sind kundenerlebbar innovativ hochwertig gleichartig in allen Baureihen 3 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Komfort und Innenraumfunktionen bei Mercedes-Benz PKW Funktionale Anforderungen Funktionsarchitektur OHCM DM LIN BC_F CAN DM Hardwarearchitektur BC_R DM DM Spec Fkt 1 Spec Fkt 2 Spec Fkt 3 Nichtfunktionale Anforderungen Hohe Qualität Gleiche Funktion in allen Baureihen Lieferanten-unabhängig Termingerecht Minimaler Hardwareeinsatz Funktion frühzeitig darstellbar Evolutionäre Weiterentwicklung 4 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

3 Herausforderungen bei der Funktionsentwicklung Ausgangsbasis Spezifikation der Funktionen ECU-orientierte Lastenhefte Software-Architektur Unterschiedliche Software- Architekturen bei den Lieferanten Funktionsentwicklung Funktionsmodelle mit ECUspezifischer Schnittstelle Funktionsvalidierung Modell-Test für einzelne Funktionen Schnittstellen-Beschreibung Heterogene DBC Beschreibungsformate Kommunikations-Management ECU-orientierter Kommunikationsentwicklungsprozess Entwicklungsumgebung Isolierte Entw.-Umgebungen für Modellierung & Vernetzung Herausforderung Funktionskomplexität Abgrenzung der Funktionen Einheitliche Integration OEM- Software bei Lieferanten Wiederverwendung bei Lieferantenwechsel Integrationstest verteilter Funktionen Einheitliche und vollständige Beschreibungsformate Funktionsbeherrschung und Verschiebung bei K-Matrix Konsistenzsicherung von Funktionen & K-Matrix Lösungsansatz Trennung in ECU- und Systemlastenhefte Fahrzeugweiter Einsatz der AUTOSAR-Software-Architektur Funktionsmodelle als AUTOSAR-Software-Komponenten Frühzeitige Absicherung der Funktionen durch virtuelle Methoden Konsequente Nutzung der AUTOSAR- Beschreibungsformate Systemorientierter K-Matrixprozess, abgeleitet aus sys.-or. Spezifikation Integrierte Entwicklungsumgebung für Funktions- und Kom.-Entwicklung 5 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Übersicht Einführung: Komfort- und Innenraumsysteme AUTOSAR-Prozess und Modellbasierte Entwicklung Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Nächster Schritt: Virtuelle Integration Zusammenfassung und Ausblick 6 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

4 *.mdl Durchgängiger AUTOSAR-Entwicklungsprozess Systemorientierter Vernetzungsprozess Vernetzungs- Prozess Systemorientierte Spezifikation Systemmodellierung Erstellung Kommunikations- Matrix Datenaustausch mit Lieferanten E/E-System Schnittstellen und Komponentenbeiträge des Systems System-Sicht AUTOSAR-XML ECU-Sicht Systemlastenheft ECU1 ECU2 Anforderungsmanagement Komponentenbeitrag 1 Komponentenbeitrag 2 Formalisierung als AUTOSAR-SWCs* AUTOSAR-Design-Tool & Vernetzungsdatenbank ECU-Mapping Konsistenzprüfung und Freigaben Nachrichten K-Matrix Entwicklung Export ECU-Extracts mit SWCs E/E-Systeme Bussystem beschreibungen Gesamtfahrzeug 7 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Durchgängiger AUTOSAR-Entwicklungsprozess Integration der Modellbasierten Funktionsentwicklung Vernetzungs- Prozess Systemorientierte Spezifikation Systemmodellierung Modellbasierte Fkt.-Entwicklung Modellierung Funktionsmodellschnittstellen Modellierung in Simulink/TargetLink Datenaustausch mit Lieferanten Code- Generierung (TargetLink) Atomic SWC Generierung Modellrahmen AUTOSAR- Eingangsschnittstelle Funktionsverhalten AUTOSAR Ausgangsschnittstelle Simulink/ TargetLink Modelle AUTOSAR Tool-Chain beim Lieferant (z.b. DaVinci) ECU ECU-Extract inkl. Atomic SWCs 8 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

5 Funktionswarenkorb mit AUTOSAR Komfort- und Innenraumfunktionen Anzahl Funktionsmodelle S-Klasse 40 M-Klasse C-Klasse Funktionswarenkorb Funktionswarenkorb in allen PKW-Neuanläufen seit 2007 eingesetzt Mehr als 60% der Komfort- und Innenraumfunktionen modellbasiert umgesetzt Konsistente Schnittstellen der verteilten Funktionsmodelle durch AUTOSAR-Methodik 9 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Übersicht Einführung: Komfort- und Innenraumsysteme AUTOSAR-Prozess und Modellbasierte Entwicklung Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Nächster Schritt: Virtuelle Integration Zusammenfassung und Ausblick 10 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

6 Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz AUTOSAR-Standard Der AUTOSAR-Standard V3.x hat sich im Serieneinsatz bewährt! Es wurde ein produkttaugliches Subset des Standards ausgewählt und eingesetzt Notwendige Erweiterungen wurden entwicklungsbegleitend in die Standardisierung eingebracht Die Einsatzerfahrungen werden weiterhin aktiv in die Weiterentwicklung des Standards eingebracht Initialer Aufwand für Know-how-Aufbau wurde bei allen Entwicklungspartnern unterschätzt Konsequente Verwendung des AUTOSAR-Standards als Austauschformat! Vollständiger Verzicht auf die Nutzung von proprietären Austauchformaten Basis für toolgestützte Übernahme, Weiterverarbeitung und Automatisierung Reduktion der Redundanz und erhöhter Reifegrad der bereitgestellten Daten Stark reduzierter Abstimmungsaufwand über den Austausch von Meta-Daten Intuitive ARXML-Werkzeuge notwendig: Viewer, Differ, Merger, 11 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Methodik & Tool-Chain Toolgestützter integrierter Entwicklungsprozeß auf Basis von XDIS Integrierte Entwicklungsumgebung für Funktions- und Kommunikationsdesign als Funktionsnetz von Softwarekomponenten Exportschnittstellen für SW-Cs, ECU-Extrakte und Diagnose Multiuserbetrieb, Versionierung, Konsistenzprüfung und Freigabe Ergänzungen des Standards konnten zügig umgesetzt werden Hohe Prozeßtreue auf Grund eines streng getakteten Zeitplans notwendig Damit sind kurzfristige Änderungen und Fehlerkorrekturen sehr fordernd Atomic SWC Funktionspartitionierung der Softwarekomponenten Partitionierung und Funktionsumfang ergab sich intuitiv aus der Struktur der Systemlastenhefte Masterfunktionen und thin Clients Beschränkung auf applikationsspezifische Diagnose Daraus entstanden in sich geschlossene große Funktionseinheiten (SW-C s) zur Sicherstellung der Ausführungsreihenfolge innerhalb einer Funktion auf einem Steuergerät, da die Ausführungsreihenfolge von Runnables unter AR3.x zwischen OEM und ZL nicht spezifiziert werden kann mit der Möglichkeit der Funktionsabsicherung innerhalb von Simulink und der Modularisierung, durch den Einsatz von Libraries und inkrementeller Codegenerierung 12 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

7 Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Abbildung auf Software-Komponenten in Simulink/TargetLink Applikationsprofil für die Applikations-Softwarekomponenten Beschränkung auf AUTOSAR-Sprachelemente, die sich gut mit Matlab/Simulink & TargetLink abbilden lassen Sender/Receiver-Interfaces CalPrm-Interfaces mit Daimler-spezifischer Erweiterung um Write Operationen Beschränkung auf wenige zyklisch aktivierte Runnables Client/Server-Interfaces nur für Diagnosefehlerspeicher Handshake-Protokoll für Diagnose-Routinen AUTOSAR E2E-API AUTOSAR- Eingangsschnittstelle Funktionsverhalten AUTOSAR Ausgangsschnittstelle Integrierte Modellierungsumgebung für AUTOSAR SW-C s Erweiterung in Zusammenarbeit mit dspace AUTOSAR Import/Export Konfigurierbarer SW-C Rahmengenerator incl. E2E Diff-Tool direkt mit XDIS Signalkonditionierung Applikationsbibliothek 13 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Zukünftige Anforderungen an TargetLink Anforderungen Support des AR-NVRAM-Interfaces für Parameter und NVRAM-Objekte Codegenerierung mehrfachinstanzierbarer SW-Components Vollständige Unterstützung der E2E-Interfaces Unterstützung von Enumerations & Bitfeldern Ausbau der Codegenerierung für Module Generierung von A2L-Files aus dem DD Erweiterung der TL-Blocklib um SL-Blöcke (z.b. Bus Assignment, Signal Conversion, Simulink Variant Blocks ) Optimierung des Codegenerators (Schalter mit gemeinsamen Steuereingang, StateUpdate) Verbesserte Nachvollziehbarkeit von generiertem Code bei kleinen Modelländerungen Erhaltung der Benennung von temporären Variablen Generierung von Änderungen so lokal wie möglich (Patchen) Überprüfung von Schnittstellen innerhalb eines Modells (TL-Ports als Constraints) Generierung von Standardfunktionen für Diagnosedienste (für aktuelle und gespeicherte Daten) 14 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

8 Übersicht Einführung: Komfort- und Innenraumsysteme AUTOSAR-Prozess und Modellbasierte Entwicklung Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Nächster Schritt: Virtuelle Integration Zusammenfassung und Ausblick 15 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Virtuelle Integration auf Basis von AUTOSAR State of the Art: Statische Schnittstellenkonsistenz und Einzelmodell-Test Nächster Schritt Absicherung des Zusammenspiels verteilter Funktionen (inkl. K-Matrix) Frühe Erhöhung des Reifegrads von Systemspezifikation und Modellen Horizontale Integration Funktions-Sicht Frühe Absicherung des Zusammenspiels der Teil-Funktionen / Nachbarfunktionen Frühe visuelle Erlebbarkeit eines verteilten E/E-Systems ECU ECU ECU Bussystem BSW Vertikale Integration ECU-Sicht Konsistenzsicherung im ECU-Kontext Absicherung der Funktionen mit Teilaspekten des ECU-Kontexts ECU-Startup/Shutdown Interaktion mit Diagnose & Fehlerspeicher 16 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

9 Virtuelle Integration auf Basis von AUTOSAR Einsatzgebiet und resultierende Tool-Anforderungen Einsatzgebiet Durchführung in frühen Phasen mit unvollständigen Daten Anwenderkreis: Umfeld modellbasierte Entwicklung Einbindung in den Entwicklungsprozess: Enger 3-Monats-Zyklus Tool-Anforderungen Skalierbarkeit: Ein Tool für alle Abstraktionsgrade; Stellschrauben für Abstraktionsgrad und Genauigkeit Bedienbarkeit: Easy to Use, ohne spezif. BSW-Know-how, automatisierte Konfiguration, Default-Werte Automatisierung: Nigthly-Build- Fähigkeit, Command-Line-Interface Weiterverwendung etablierter Test- Methodik und Tools Überprüfung von Fehlersituationen 17 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Effiziente Testschnittstelle: für systematisches Testen und Anbindung von graphischen Panels Fehlerstimulations-Interface zur Einstreuung von Fehlern & Debugging-Interface BSW: Basis-Software Übersicht Einführung: Komfort- und Innenraumsysteme AUTOSAR-Prozess und Modellbasierte Entwicklung Erfahrungen beim AUTOSAR-Einsatz Nächster Schritt: Virtuelle Integration Zusammenfassung und Ausblick 18 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz

10 Zusammenfassung und Ausblick AUTOSAR ist die Basis für Komfortund Innenraum-Funktionen bei Mercedes-Benz PKW. Die virtuelle Integration ist der nächste konsequente Schritt der modellbasierten Entwicklung unter AUTOSAR. Serienentwicklung von Komfort- und Innenraumfunktionen mit AUTOSAR AUTOSAR ist die Schlüsseltechnologie für die verteilte Entwicklung wiederverwendbarer verteilter Funktionen. Die AUTOSAR-Anwendungserfahrungen werden weiterhin aktiv in die Standardisierung eingebracht werden. Die Anlaufschwierigkeiten sind überwunden, in den Folgebaureihen können nun die Synergiepotentiale gehoben werden. 19 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz 2013 Vielen Dank! 20 Christian Dziobek, Dr. Thomas Ringler, Dr. Florian Wohlgemuth, dspace Konferenz