汽车微控制器软件开发中的五大挑战-汽车制造商和供应商指南 2024

汽车微控制器软件开发中的五大挑战汽车制造商和供应商指南目录4.2.标定复杂5.结论14口和控制的经济实惠的8位微控制器，到用于现代标准的现代车辆包含超过40个这样的电子组件，高端车型甚至多达150个。这些组件确保了例如安全有相当大的增长(见图1)。因此，原始设备制造商图1:全球微控制器市场增长2023来源：https:I//de/m调中，微控制器(MCU)处理实时任务，如发辅助系统(ADAS),通常运行在Linux等操作系统上。车辆计算机(VCU)协调这些3.车载单片机软件的开发过程E/E架构正朝着更加集中的方式进行重组，但基于微控制器的ECU将继续存在。嵌入式软件的一般开发过程理论上可以继续保持不变。然而，为了满足对功能性渴求的市场需求，开发周期将急剧加快，正如我们在流行的软件定义车辆(SDV)中所遇到的那样。传统的方法无法跟上这种速度，然而，它们也不能简单地在一夜之间被取代。在许多情况下，最佳解决方案是将经过验证的流程和工具与创新解决方案相首先，重要的是要了解流程的触发因素，并将该3.1ECU生成变化的原因在深入探讨具体挑战之前，让我们简要地看一这个过程如此耗时且复杂。一切都始于从一代ECU在车辆ECU软件开发过程中，程序员在开始创建新软件之前，必须投入精力进行工具链设置。每一代新的ECU都有其特定的开发过程，取决于具体的领域和合作模式。相应的工具链是为即将到来的这一代单独定义的，因此可能会包含相当大的变化，这与通过更新解决的小调整形成对比。指导原则是尽可能少地(或仅在必要时)从一代到下一代进行更改，因为新从一代到下一代需要进行这些变更的原因有很多 (见图2)。有些是内在的，例如质量问题或对当前工具或工具供应商的不满意程度较低。其他则是由外部因素决定的，例如新的立法或流程要求(例如，ASPICE,ISO26262ASIL-D)。市场压力或增强的可用性和最先进的用户界面也起着决定性作用。代际变更最常见的障碍包括高成本、质量风险和不一致的遗留问题，即难以适应、不灵活的工具链设置。主要质量问题质量问题最先进的用户界面满意度低难以适应且不灵活的工具链设置市场压力的问题变革的主要原因变革的主要障碍嵌入式软件开发过程的一个常见示例是V模型，它有不同的变体。根据我们的经验，我们将阶段划分为以下主要工作步骤，如下面的图3所示。或者必须多次执行。需求和变体管理在所有工作步骤图3:车辆软件开发的V模型specificationArchitectureTestinganddesign体系结构设计作为ECU的一部分，微控制器负责特定的互连功能，如发动机或车辆动态控制。因此，非常详细的硬件元素、中间件及其相互依赖关系。在这个早期阶中间件配置中间件是指ECU中位于操作系统或硬件与应用软件之间的软件层。它可以作为桥梁，促进车辆软件架构中各个组件之间的通信和数据交换。通过将应用维护和升级它们成为可能。中间件充当中介，抽象底层硬件并为软件组件提供标准化接口，以实现无缝交不言而喻，这样的中间件必须符合最高的安全标准，因为ECU中的漏洞和合规性问题可能导致未经授权的访问、数据泄露和系统故障，从而危及车辆的安全性和可靠性。确保这种水平的合规性符合严格的行业标准需要广泛的测试和验证，这增加了开发过程的复杂性和时间。因此，中间件的选择至关重要，重点在于成熟度(符合ISO26262ASIL-D)、未来导向(无供应商锁定)和网络安全。只有一个健壮且高度可配置的中间件解决方案，并且具有持续更新，才能保护ECU免受不断发展的威胁，并满足所有(不断变化的)法规需求。汽车微控制器软件开发中的五大挑战7中。在这里，软件开发人员编写新的(补充)功集成校准部署4.制造商和供应商面临的主要挑战现在我们对流程中涉及的步骤有了一个很好的概述，在此过程中更容易匹配具体的挑战。有些只局限于其中一个步骤，有些则适用于整个过程或从一代到另一代的转变。我们已经确定了我们在整个汽车行业中反复遇到的五大挑战。4.1高集成工作车辆系统几乎总是在棕地环境中开发，即在现有的软件环境中开发，这导致在集成过程中出现许多遗留问题，从而使开发过程变得复杂。各种组件之间多样且复杂的通信接口需要复杂的配置和广泛的测试，以确保无缝互操作性。此外，依赖手动流程进行集成任务会导致错误率增加和开发时间延长。图4:V模型过程步骤中的“集成”解决挑战的方法渐进式现代化逐步用现代等效组件更新遗留组件，确保向后兼容，以便顺利过渡和与新系统集成，而不会完全推翻既定流程或冒高投资成本的风险。集成任务的自动化实现自动化的工具和脚本来处理重复的集成任务，减少错误率并加速开发周期。中间件解决方案采用最先进的中间件来抽象和管理接口的复杂性，提供一致的通信层，从而简化集成工作。采用并实施标准化的通信协议，以简化接口配置，并确保跨不同组件的互操作性。4.2复杂校准校准的耗时特性延长了开发周期，推迟了项目时间表，增加了成本，并限制了效率。理解校准参数的困难可能导致设置中的错误，这需要反复测试和重新校准周期。参数配置错误可能导致微控制器未能满足监管标准，需进行进一步修订，并可能导致昂贵的召回。此外，在复杂项目的情况下，传统的软件文档(有时甚至仍然是手动完成的)达到了其极限，并且也非常容易出错。解决挑战的方法增强文档和知识共享用户友好界面通过使用只向用户提供相关参数和选项的解决方自动化和标准化仿真与建模设置的影响可以可视化，以便更好地做出决策。此外，基于模型的设计方法将校准参数嵌入系统模型4.3测试调试耗时软件越复杂，就越需要进行测试——测试正在成为创新的瓶颈。因此，效率与可靠性和安全性相结合是未来测试流程的核心要素。此外，不同模块和系统之间的交互可能导致复杂的测试场景，这些场景难以管理和执行，并且在测试开始之前会导致长时间的集成过程。更重要的是，深度嵌入的微控制器通常具有有限的处理能力、内存和存储，这可能会限制可以直接在硬件上运行的测试类型和范围。因此，传统的调试和测试工具可能不适合上述情况。解决挑战的方法基于模型的开发高级调试工具在虚拟环境中执行测试(前加载),这使得在早期阶持续集成/持续部署单元测试和测试驱动开发代码生成自动化框架并行和连续测试4.4可拓扩展性和灵活性方面的限制僵化的单体软件设计限制了修改和扩展，增加了更新和添加新功能的复杂性。专有系统和缺乏标准化导致供应商锁定，并使与新功能或第三方组件的集成变得复杂且容易出错。此外，软件设计中模块化不足阻碍了代码的高效重用，并妨碍了新功能的无缝集成，影响了整体系统的适应性。解决挑战的方法模块化设计和标准化接口开放标准和互操作性在工具链中实施开放标准和设计系统时要考虑到互中间件和抽象层利用中间件和抽象层将应用程序逻辑相互分离，并将其与硬件细节分离，从而确保更容易更新和改进可伸模块化和代码重用设计具有高度模块化和可重用组件的软件，以方便新4.5整体网络安全需求使用多层安全方法(包括加密、身份验证、入侵检测资源受限环境的安全性与监管标准保持一致件开发，使其能够应对未来的(市场)需求和(法律)法规。这种强ETAS有限公司成立于1994年，是罗伯特博世的全资子公司，在欧洲，北美，南美和亚洲的所有主要ETAS在软件开发解决方案、车辆操作系统、车辆云服务、数据采集和处理解决方案、集成客户解决方案和网络安全等领域为实现软件定义车辆提供全面作为网络安全领域的行业先驱，我们通过成熟的软件产品和专业的安全服务组合，帮助客户管理网络安全相关的复杂性，降低网络风险，并最大限度地发挥其业务潜ETAS汽车安全解决方案正在保护全球数以百万计的车我们为OEM和供应商提供软硬件无缝集成的解决方案包，以及针对网络威胁的全面保护。此外，我们的虚拟测试解决方案支持开发生命周期中的早期集成，ETASRTA-CAR(经典AUTOSAR)它是一个用于开发和配置的工具集十是一款创新且灵活的高速同步安全固件，可确保写十十虚拟ECUs十十十规和标准为ECU软件的文档化提供了新的工具，在不同的抽象层次上以交互式和图形化的方式显示功能的逻辑十INCA(集成标定和应用工具)包含灵活的工具，用于汽车电子系统的标定，诊断和验证我们的