Betrachtungen zur Komplexität bei der Aktualisierung von Software im Automobil. Volker Feil, Cornelia Heinisch, Martin Simons REI/VA

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Achim Dresdner
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1 Betrachtungen zur Komplexität bei der Aktualisierung von Software im Automobil Volker Feil, Cornelia Heinisch, Martin Simons REI/VA

2 Inhalt Komplexitätsbetrachtungen Forschungsstudie: Telematikmoderierter Software-Download 2

3 Komplexitätsbetrachtungen 3

4 Komplexitätszunahme (1) Zunahme der Kundenindividualisierung von Produkten Zunahme des Software-Volumen und der Anzahl von Funktionen Zunahme von Fehlern Zunahme von Teilen und deren Versionen und Varianten Zunahme der Änderungshäufigkeit Zunahme der Wartungskomplexität Zunahme der Anzahl zu wartender Teile Zunahme der Anzahl und Komplexität der Wartungswerkzeuge und prozesse (Flashloader-Heterogenität) Zunahme der rechtlichen Anforderungen 4

Änderungshäufigkeit Zunahme der Wartungskomplexität Zunahme der Anzahl zu wartender Teile Zunahme der Anzahl

5 Komplexitätszunahme (2) Anzahl der Steuergeräte Kundenindividuelle Produkte Beispiel S-Klasse Modell 320 CDI 25 frei kombinierbare Sonderausstattungs- Merkmale mit Einfluss auf Elektrik/Elektr E-Klasse 1998 S-Klasse er-Serie 2005 S-Klasse 2 25 Möglichkeiten, wie ein Fahrzeug bestellt werden kann Fast kein Fahrzeug gleicht dem anderen Anzahl der Codierwerte Anzahl der Flashware

1995 E-Klasse 1998 S-Klasse 2002 7er-Serie 2005 S-Klasse 2 25 Möglichkeiten, wie ein Fahrzeug bestellt werden kann

6 Komplexitätsbeherrschung Software-Aktualisierung durch Flashen Einfachere Änderbarkeit in Entwicklung und Wartung Konfigurations- und Änderungsmanagement Versions- und Variantenverwaltung (SCM, PDM) Änderungsdokumentation Kompatibilitäts-Sicherstellung Standardisierung 6

und Änderungsmanagement Versions- und Variantenverwaltung (SCM,

7 Software-Aktualisierung durch Flashen Potenzial bei Komplexitätsbeherrschung Beherrschung kurzer Innovationszyklen, hoher Änderungshäufigkeit Reduktion der Vielfalt an Hardware-Varianten Weitere Potenziale Senkung G&K-Kosten Standzeitenreduzierung, Stückkosten, Enabler für Funktionserweiterung 7

Änderungshäufigkeit Reduktion der Vielfalt an Hardware-Varianten Weitere

8 CCM Configuration and Change Management Erfassung der Ist-Konfiguration der Fzg.- Steuergeräte Bereitstellung der Flashware aus Ist- und Soll-Konfig. in Zentrale Zuverlässig. Transfer zum Fzg. Abnahme durch Werkstattpersonal Flash- Prozess Rückdoku. an Zentrale Durchgänge, aufeinander abgestimmte Prozesschritte Automatisierung zur Fehlervermeidung 8

in Zentrale Zuverlässig. Transfer zum Fzg.

9 Standardisierung HIS (Hersteller-Initiative Software) Zusammenarbeit deutscher Automobilhersteller zur Abstimmung der Software-Standards, die nicht wettbewerbsrelevant sind Mitglieder: Audi, BMW, DC, Porsche, VW Arbeitskreise: Standardsoftware, Software Test, Process Assessment, Simulation und Tools, Flashbare Software 9

wettbewerbsrelevant sind Mitglieder: Audi, BMW, DC, Porsche, VW Arbeitskreise:

10 Standardisierung HIS - AK Flashbare Software Standardisierung des Flash-Loaders Optimierung des Flash-Prozesses Reduktion der Flash-Zeiten, Erhöhung der Robustheit Empfehlung kryptographischer Verfahren Autorisierung des Programmiergeräts (Seed/Key) Prüfung der Authentizität und Integrität der Flashware (digitale Signaturen) Spezifikation gemeinsamer Sicherheitsklassen 10

kryptographischer Verfahren Autorisierung des Programmiergeräts (Seed/Key) Prüfung der

11 Standardisierung HIS-Flash-Ablauf Startup-Phase Liegt Reprogrammieranforderung vor? Liegt gültige Anwendung vor? Authentication Externes Programmiergerät weist sich gegenüber Steuergerät aus Flash-Driver Download Flash-Treiber werden vom Mikrocontroller- Hersteller bereitgestellt. Erhöhung der Sicherheit Flash-Data Download Löschen der Flash-Bereiche Übertragen der Daten CRC-Berechnung Signatur-Check ECU Restart Löschen des Flash-Treibers Neustart 11

werden vom Mikrocontroller- Hersteller bereitgestellt.

12 Forschungsstudie: Telematikmoderierter Software-Download 12

Forschungsstudie EAST EEA EU-Forschungsprojekt Flash-Programmierung ist ein Dienst einer fahrzeugweiten Middleware Leitthemen - Software-Wartung, Software-Verwaltung, Software-Provisioning - Nutzung

13 Forschungsstudie EAST EEA EU-Forschungsprojekt Flash-Programmierung ist ein Dienst einer fahrzeugweiten Middleware Leitthemen - Software-Wartung, Software-Verwaltung, Software-Provisioning - Nutzung von Telematik-Ressourcen Prozessor- und Speicherkapazität Kommunikations-Ressourcen Laufwerke,... Prototypische Implementierung +12V CANCardXL CH 1 OSGi-Service- Gateway Prosyst Ethernet Management Console / Management Server Framework Prosyst 1053 LS-CANcab Head-Unit PC Infrastructure PC HITEX Board 13

Speicherkapazität Kommunikations-Ressourcen Laufwerke,.

14 Merkmale der Architektur Überwachung des Installationsvorgangs und Überprüfung der Gesamt-Software-Integrität Transport der Fahrzeug-SW über beliebige abgesicherte Medien Automatische Generierung von Aktualisierungs-Paketen Mechaniker SG SG n Flashware Zugangspunkt Flashware- Reprogramming- Controller Installation- Configuration- Controller Bluetooth, W-LAN drahtgebunden GSM, GPRS, UMTS, DAB sichere Verbindung portable Übertragungsmedien CD-ROM, Memory-Stick Internet Release Distributions Management Konfigurationsverwaltung Laden und Konfigurieren der in einer SW-Komponente bereitgestellten Flash-Programmiersoftware 14

.... SG n Flashware Zugangspunkt Flashware- Reprogramming- Controller Installation- Configuration- Controller Bluetooth, W-LAN drahtgebunden GSM, GPRS, UMTS,

15 Installieren eines neuen SW-Releases in der Werkstatt Mechaniker 10: Status 1: Anmeldung 5: Bereite Installation vor 7: Transfer Flashware SG SG 6: Reprog. CAN SG SG Telematiksteuergerät Installation Configuration Controller 8: Status Flashware Reprogramming Controller MOST Ring SG 2: Fahrzeug-ID (+ Konfig.-Infos) 4: Aktualisierungsanweisungen 9: Status Baureihen-Release Release Distributions Management 3: Erzeuge Aktualisierungsanweisungen Fahrzeugdaten Flashloader Konfigurationsmodell SG

CAN SG SG Telematiksteuergerät Installation Configuration Controller 8: Status Flashware Reprogramming Controller MOST Ring SG

16 Verschiedene Technologien OSGi (Open Service Gateway Initiative) Fahrzeug: Service Gateway Infrastruktur: Framework von Prosyst Container und SW-Komponenten als OSGi-Bundles Windows CE mit Device Management Fahrzeug: Windows CE Infrastruktur: Device Management von Microsoft Container als CAB-Files SW-Komponenten als COM-Komponenten 16

OSGi-Bundles Windows CE mit Device Management Fahrzeug: Windows CE Infrastruktur:

17 OSGi-Prototyp Proxy für das installierte Flashware-Modul im Hitex-Board und Container-Konstrukt zum Transport der Flashware (Re)programmierlogik des Diagnose-Testers Bereitstellen der KWP2000-Services für die (Re)programmierung Abstraktion der Datenübertragung über verschiedene Subnetze flash loader Standard Communication Stack / Operating System Hitex-Board Flashware Module A ECU Application A Standard Communication Stack / Operating System powerful telematics ECU OSGi Service Gateway (Prosyst) Flashware Moydule Proxy A Flashware Reprogramming Controller KWP2000 ISO-TP adapter Java Virtual Machine Operating System / Native Modules ISO-TP CAN driver Installation- GUI Installation Configuration Controller Local Administration wireless / wired communication protocols Flashware Server Management Server Framework (Prosyst) Release Distribution Management Remote Administration Java Virtual Machine Operating System / Native Modules wireless / wired communication protocols Flashware-Module gekapselt in Container- Konstrukten A B CAN Ethernet Hinterlegtes Konfigurationsmodell 17

Application A Standard Communication Stack / Operating System powerful telematics ECU OSGi Service Gateway (Prosyst) Flashware Moydule Proxy A Flashware Reprogramming Controller KWP2000 ISO-TP

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