ECU軟件的案例
ECU增強 | 通過XCP-on-Ethernet進行軟件優化
<p><br></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 50, 120);">通過XCP-on-Ethernet協議，獲取附加傳感器數據，輕松調整軟件參數</strong> </p><p><br></p><p> </p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">隨著規模和復雜度的增加，功能軟件在汽車開發過程中扮演著越來越重要的作用。</span> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">在現代電子控制單元（ECU）上運行的算法需要在車輛發布前進行微調并定期維護。</span> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">ECU的微調和優化通常首先在PC上進行仿真模擬，但主要還是在試驗臺或軌道上的移動測試中進行驗證。</span> </p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">額外的傳感器數據將提高ECU單元的洞察力，是軟件快速優化的基礎。通過添加QuantumX測量模塊，能以擴展的方式采集所有傳感器信號，涵蓋所有數據源 - 車內傳感器和總線信號數據以及附加傳感器等。</span> </p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">使用標準化的XCP協議可將所有數據放置同一個工作流中，非常簡單和靈活。可確保了一個友好的集成測試環境，進行測量，校準和診斷（MCD），并對嵌入式軟件進行優化。
展開 ECU電控軟件開發及測試介紹
為了提升開發效率、提高軟件的穩定性以及便于平臺移植，基于 AutoSar 架構開發復雜軟件已成為行業共識。
另外，行業內競爭愈發激烈，開發周期大大壓縮，加之軟件復雜度的提升，在快速迭代的情況下確保軟件質量是一個重要課題。加之 ASPICE、ISO26262 等過程體系和法規標準的要求，如何開發符合 AutoSar 架構的應用軟件、評估軟件質量和性能、優化軟件結構、驗證壓力場景下的 ECU 穩定性成為各廠商面臨的新挑戰。
本文重點介紹符合 AutoSar 架構的應用軟件開發、MBD 開發模式下的軟件質量評估與優化方案、復雜場景下的 ECU 性能壓力測試方案。
符合 AutoSar 架構的應用軟件開發介紹
對于 AutoSar 軟件架構，分為經典平臺 AutoSar CP 和自適應平臺 AutoSar AP，二者應用場景存在一定差別：AutoSar CP 具有高安全、高實時性，其通常部署在微控制器 MCU 類型芯片或多核異構芯片 M 核；AutoSar AP 具有動態性和可擴展性，適用于大數據并行處理和高性能計算等應用場景，通常部署在 MPU 或多核異構芯片 A 核。目前從行業內來看，無論是域控制器還是中央 + 區域控制器，通常都是多核的，甚至是多核異構的，不同核根據實際使用需求部署 AutoSar CP 或 AP，基礎軟件通常采用標準的 BSW 協議棧。
展開 ECU軟件的AUTOSAR分層架構
來源 | 汽車功能安全
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主要目錄：概述、應用層、VFB與RTE層、基礎軟件（BSW）、示例（前車燈管理系統）、總結、參考文獻
蔚來：使用基于模型設計開發符合 ISO26262的車用ECU軟件
來源 | 汽車電子電氣架構創新發展論壇
AutoSar在自動駕駛開發中應用原理
它提供了在多個ECU之間分布應用程序以及集成來自不同來源的軟件模塊的可能性。
BSW進一步分為以下幾層：“服務”，“ ECU抽象”，“微控制器抽象”，運行時環境從基本軟件中提取應用程序層，并組織它們之間進行數據和信息通信。這構成了在應用程序級別上面向組件，與硬件無關的軟件結構的基礎，其中軟件模塊為獨立的單元。例如，駕駛員輔助系統的功能由軟件模塊實現。這些軟件模塊共同構成了應用程序。各個軟件模塊僅直接與RTE通信。因此，無論通信發生在ECU內還是超出ECU邊界，通信都經過清晰設計來確保獨立性，可以在不了解所使用或計劃的硬件的情況下開發軟件組件，或者在ECU之間分配現有軟件模塊。
AutoSar設計方法論
除了軟件體系結構以外，AUTOSAR還對汽車軟件的開發方法進行了標準化，從而促進了現代系列項目相關合作伙伴的合作。AUTOSAR設計方法論解決了將ECU和各種ECU中的軟件模塊集成到具有不同總線系統的車輛通信網絡中。它定義了通用工件和相關活動，尤其是活動的依賴性。該設計方法可應用于應用軟件的開發，運行時環境和系統配置中。
對于產生或可以在AUTOSAR設計方法中使用的信息，AUTOSAR定義了具有語義約束的正式數據交換格式（AUTOSAR方案）。此信息作為形式描述存儲在AUTOSAR XML（.arxml）文件中。許多工具將這些描述用于RTE和AUTOSAR BSW的配置和生成。例如，軟件組件描述為應用程序軟件提供了標準化的組件模型。或者，系統描述使用交叉鏈接的ECU實例定義系統上的純軟件層與物理系統體系結構之間的關系。它描述了網絡拓撲，每個通道的通信以及各個ECU上軟件模塊的分配。AUTOSAR設計方法的原理如下圖所示。
展開 TCU軟件開發：變速箱基礎
作者： 糊涂振
來源：
汽車電子與軟件
本系列將要分享的是TCU軟件開發（變速箱控制軟件開發），雖然不是當今汽車行業流行的“新四化”（電動化，智能化，網聯化，共享化），但也可以通過這個系列的分享獲得一些非常重要的ECU軟件開發知識與經驗，以此可遷移到“新四化”。
詳解汽車Bootloader設計
來源 |
汽車ECU開發
BootLoader(下文簡稱Boot)也稱為引導程序，其主要用于軟件更新。這就帶來一個問題，ECU的軟件更新方式有很多，比如通過JTAG調試更新軟件，為什么要Boot呢？
由于ECU軟件中難免會有BUG存在，以及要滿足整車OTA需求，必須可以在不開蓋的情況下更新軟件。而ECU控制器對外的接口通常只有總線、電源和控制IO等。出于最大化復用接口(減少線束的重量和成本）考慮，通常采用基于UDS的Boot，而最常用的總線為CAN。為什么不用JTAG口呢？主要是ECU裝車后，直接通過燒錄器或者仿真器更新軟件的很不方便，難以實現遠程更新，另外由于JTAG口的權限很高，可以任意修改內部程序，安全風險很大。
BootLoader的設計需求
Boot除了正常滿足更新軟件需求外，還需滿足以下需求。
1、安全需求
Boot和APP應該放在不同的內存區域，防止相互干擾。Boot中不應集成Flash Driver，避免程序在正常運行時非法修改FLash，導致軟件異常，通常在刷寫App或者標定數據時，先將Flash Driver下載至芯片的RAM中。
另外，在Boot執行App或者標定數據更新時，應該具有多重安全檢查機制，確保刷入正確的軟件。
首先在執行刷寫流程之前，上位機對需要更新的軟件包進行檢查，通常包括兩項，其一是在生成軟件包時，開發人員會在特定位置增加一個與上位機約定的特定的ID，當上位機加載軟件包時，會去檢查軟件包中存儲的ID是否與上位機中相同，如果不同，則終止刷寫，這樣可以防止刷入其他ECU的軟件包。
展開 面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
從當前的技術及市場趨勢來看，汽車硬件體系將逐漸趨于一致，OEM很難在硬件上打造差異化，軟件和算法將逐漸成為OEM競爭的核心要素，即軟件成為定義汽車的關鍵。整車E/E架構團隊作為整車電子電氣系統的頂層設計團隊，必須從提高軟件競爭力的角度來應對挑戰，更好地統籌整車電子電氣系統的軟件架構。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供先進的電子電氣架構解決方案，憑借專業的架構技術團隊和豐富的電子電氣架構設計經驗、控制器軟硬件產品開發經驗，可為客戶提供面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務。
? 規劃平臺級E/E Feature
? E/E架構整體方案設計
? 基于用戶場景的Use Case分析
? 功能實現方案設計
? 面向軟件模塊的子系統方案設計
? ECU軟件需求規范設計
? ECU硬件需求規范設計
服務優勢
? 10年以上電子電氣架構開發經驗
? 30多個OEM整車E/E架構開發案例
? 100人以上的專業架構開發團隊
? 功能安全、信息安全、車載以太網等專業技術團隊支撐
? 豐富的工程咨詢服務經驗
? 豐富的產品開發配套經驗
展開 軟件如何「吞噬」汽車？
與服務器機架和高速光互連不同，ECU 和線束在整個車輛內外進行數據通信。所以即便只是去雜貨店，都會運行數百萬行代碼。
Vard Antinyan 是沃爾沃汽車的軟件質量專家，他撰寫了大量有關軟件和系統復雜性的文章，他解釋說，截至 2020 年，「沃爾沃擁有大約 120 個 ECU 的超集，每輛沃爾沃汽車從中選擇創建系統架構。它們總共包含 1 億行源代碼。」 Antinyan 說，這個源代碼「包含 1000 萬條條件語句以及 300 萬個函數，這些函數在源代碼中的大約 3000 萬處被調用。」
每個 ECU 中駐留的軟件數量和類型差異很大，這取決于 ECU 的計算能力、ECU 控制的功能、需要處理的內部和外部信息和通信以及它們是否是事件或時間觸發，以及強制性安全和其他監管要求。在過去的十年中，越來越多的 ECU 軟件專門用于確保運行質量、可靠性、安全性和保障性。
「用于檢測不當行為以確保質量和安全的軟件數量正在增加，」采埃孚軟件解決方案和全球軟件中心副總裁 Nico Hartmann 說，采埃孚是全球最大的汽車零部件供應商之一。Hartmann 表示，十年前可能有三分之一的 ECU 軟件專門用于確保質量運行，現在通常超過一半或更多，尤其是在關鍵安全系統中。
沃爾沃豪華 SUV XC90擁有大約 110 個 ECU，那么哪些 ECU 和相關軟件最終會進入這種車型取決于幾個因素。與所有汽車制造商一樣，沃爾沃針對不同的市場提供不同車型的變體。正如 Antinyan 所指出的，「在瑞典購買完全相同型號沃爾沃的人可能與在美國銷售的不同。」不僅每輛車都需要滿足區域監管制度，而且每個車主都可以在沃爾沃提供的多種可選發動機、驅動、安全或其他功能中進行選擇。
展開 基于自適應AUTOSAR的HPC開發
哪怕現在軟件投入最多的大眾，可能投入上萬人開發自己的OS，但是絕對不可能靠這一萬個人寫出OS，肯定還是會利用一些商業軟件公司提供的OS，把它打包變成自己的OS，就是所謂的BWOS。
看看整合的車輛基礎架構，現在比較傳統的Sigle ECU可以基于Linux OS平臺，把ECU軟件合并到HPC上，肯定是要高性能的，把這些ECU軟件部分向上合并。其背后有很多的集成工作，有很多的健康管理、狀態管理等等。但是總的軟件架構應該是差不多的。
在把多個ECU合并到HPC上之后，整個架構提升到了更高的層面，就形成了整車的架構。圖中灰色的部分是OEM掌控的后端服務器；藍色的部分是HPC，有三個，當然也有可能是4個，這取決于中心化、高性能計算平臺的分布。
剛才說的是挑戰，現在說一下市場趨勢。目前看來有三大趨勢，大家各有各自的提法，我總結了三個主要趨勢：
·第一是電氣化，電氣化可以大大降低動力總成的復雜度，也可以降低硬件復雜性，還可以降低架構的復雜度，讓中心化、高性能的平臺成為可能。如果你還是用傳統的架構，很難做到中心化、高性能的架構。所以集成化將起到非常重要的推動作用，這就是為什么現在很多OEM對整個架構的改革是從電動車開始。
·第二是自動駕駛，自動駕駛會產生海量的數據，安全性是必選項，對于SOA和操作系統故障恢復機制可用性提出了很高的要求。
·第三是出行服務，V2X互聯和OTA更新，信息安全必不可少，對于信息安全的要求越來越高。所有的對于軟件架構影響和EB架構需求就變成了行業需求，SOTA，比如動態配置、遠程分析診斷。
Adaqtive AUTOSAR定義及特性
如何滿足未來的動態需要呢？就是Adaptive AUTOSAR。
展開 淺談 FOTA ：通過固件方式升級汽車 ECU
例如，在完善的流程和安全措施下，ECU 在執行車輛功能時不會更新，并且只有在車輛停止移動且關閉點火鑰匙時才執行更新。
4.3經銷商所面臨的問題
隨著無線軟件更新（維護）所需的勞動力減少，經銷商逐漸失去了其主要收入來源。
此外，在初始階段，由于更新過程隨時發生，同時并非所有系統適用于 OTA 更新，所以經銷商會面臨混亂的局面。
4.4汽車原始設備制造上所面臨的難題
車輛制造商必須跟蹤每輛車的 ECU 和軟件版本，包括 ECU 之間的依賴關系。當特定 ECU 軟件更新時，必須同步更新列表。
制定正確的測試和驗證流程，從而保證車輛在軟件更新后正常運行。同時，在任何情況下，更新過程都不應影響目標 ECU重新刷新后其軟件的完整性和安全性。
構建后端基礎設施，從而通過無線方式將更新包發送到汽車端。在某些情況下，此基礎架構應連接到應用程序商店的交付系統中的客戶服務或計費系統。
結論
汽車行業正面臨著與八年前移動行業相同的經歷。隨著軟件維護需求的增大，更新汽車 ECU 已成為一項必須操作。當前軟件更新的模式成本高昂，對客戶不友好，而且不夠靈活，無法應對汽車行業正在發生的快速變化，因此，如今的汽車行業正尋找新的、更高效且更具成本效益的方法。
展開 
斯巴魯攜手ANSYS推動未來混合動力汽車設計
至此代碼生成的自動化程度提高到95%，快速實現高精準性和成本節約
2019年8月14日，匹茲堡訊 – 斯巴魯公司利用ANSYS（NASDAQ: ANSS）嵌入式軟件解決方案開發了極具顛覆性的控制系統，為其新一代混合動力汽車（HEV）提供高度的安全性與可靠性。ANSYS在這過程中幫助來自斯巴魯的工程師能夠快速、精確地生成極其復雜的軟件代碼，確保關鍵的互聯HEV系統能夠可靠地運行，進而保障駕駛人員在道路上安全行駛。
對HEV設計者來說，設計有效管理和保證安全、性能及能效的電子控制單元（ECU）是重中之重。一套高可靠的控制系統用于確保如轉向與制動等安全相關、任務關鍵的汽車功能至關重要，在發生可能引發系統故障的突發情況后，仍能保持在運轉。
斯巴魯公司的工程師利用ANSYS SCADE?為全新e-Boxer系統迅速、準確地設計和驗證嵌入式軟件。通過SCADE自動生成95%代碼，幾乎不需要人為干預，就可顯著加快軟件代碼創建。這樣不僅可以顯著提高生產率，而且能大幅降低成本、減少生產時間以及最終代碼驗證所需的文檔數量。
斯巴魯公司電子工程部高級工程師Yuji Kawakami表示：“ANSYS SCADE利用其超凡的速度、效率和精準度，在推動端到端開發高度復雜的ECU軟件代碼中起著關鍵作用。利用SCADE，我們的研發自動化程度提高了15%，這使我們能夠快速推進全新ECU技術的創新并加快其市場投放速度，從而獲得巨大的市場競爭優勢。”
ANSYS產品線高級總監Gunther Siegel稱： “ANSYS SCADE作為行業領先的重要工具，能以較低成本實現復雜ECU研發流程的自動化。ECU由數量龐大的軟件代碼行組成，并且必須符合嚴格的行業法規。
展開 斯巴魯攜手ANSYS推動未來混合動力汽車設計
至此代碼生成的自動化程度提高到95%，快速實現高精準性和成本節約
2019年8月14日，匹茲堡訊 – 斯巴魯公司利用ANSYS（NASDAQ: ANSS）嵌入式軟件解決方案開發了極具顛覆性的控制系統，為其新一代混合動力汽車（HEV）提供高度的安全性與可靠性。ANSYS在這過程中幫助來自斯巴魯的工程師能夠快速、精確地生成極其復雜的軟件代碼，確保關鍵的互聯HEV系統能夠可靠地運行，進而保障駕駛人員在道路上安全行駛。
對HEV設計者來說，設計有效管理和保證安全、性能及能效的電子控制單元（ECU）是重中之重。一套高可靠的控制系統用于確保如轉向與制動等安全相關、任務關鍵的汽車功能至關重要，在發生可能引發系統故障的突發情況后，仍能保持在運轉。
斯巴魯公司的工程師利用ANSYS SCADE?為全新e-Boxer系統迅速、準確地設計和驗證嵌入式軟件。通過SCADE自動生成95%代碼，幾乎不需要人為干預，就可顯著加快軟件代碼創建。這樣不僅可以顯著提高生產率，而且能大幅降低成本、減少生產時間以及最終代碼驗證所需的文檔數量。
斯巴魯公司電子工程部高級工程師Yuji Kawakami表示：“ANSYS SCADE利用其超凡的速度、效率和精準度，在推動端到端開發高度復雜的ECU軟件代碼中起著關鍵作用。利用SCADE，我們的研發自動化程度提高了15%，這使我們能夠快速推進全新ECU技術的創新并加快其市場投放速度，從而獲得巨大的市場競爭優勢。”
ANSYS產品線高級總監Gunther Siegel稱： “ANSYS SCADE作為行業領先的重要工具，能以較低成本實現復雜ECU研發流程的自動化。ECU由數量龐大的軟件代碼行組成，并且必須符合嚴格的行業法規。
展開 整車電子電氣測試咨詢服務
測試業務包括網絡通信、故障診斷、軟件模型、HIL 測試、實車功能、電性能測試，測試對象涵蓋智能駕駛、智能座艙、動力底盤、車聯網等各功能域的電子電氣系統和部件，服務車型涉及傳統乘用車、商用車、純電動車、混合動力車、工程機械和特種車輛。
測試服務介紹
? 覆蓋EEA開發全階段的測試服務
提供伴隨整車電子電氣開發V流程的完整服務，面向不同的測試對象，定制化測試解決方案。
測試業務線簡介
? 軟件測試
面向整車各ECU軟件提供專項功能和性能測試服務，包括：
? 軟件單元/MIL/SIL測試
? 軟件性能測試
? APP功能測試
? 編程/建模規范檢查
? 傳統車載網絡測試
面向整車各類網絡通信和診斷協議，基于單部件、系統和實車提供測試服務，包括：
? 通信/診斷/網絡管理/BT下載測試
? CAN/LIN/CANFD/FlexRay
? E2E/SecOC測試
? 車載以太網測試
在北京、上海等多地建立的車載以太網測試實驗室，結合豐富的車載以太網開發及測試項目經驗，為各零部件供應商和主機廠提供面向ECU、系統及實車的車載以太網測試服務。同時，經緯恒潤車載以太網測試實驗室已通過長城汽車、吉利汽車、北汽新能源、紅旗等多家OEM的車載以太網Test House認證。
展開 基于Autosar的SOA軟件開發設計詳解
基于Autosar的SOA軟件架構
基于SOA開發模式的軟件架構（見下圖）主要在于通過軟件抽象層——運行時環境 (RTE) 拆分獨立于硬件的應用軟件（ASW）和面向硬件的基礎軟件 (BSW)。一方面，這個抽象層能夠為OEM自動駕駛系統開發特定的、有競爭力的軟件應用程序。另一方面，它簡化了獨立于 OEM 的 基礎軟件標準化，其中，基礎軟件進一步分為以下幾層，“服務”、“ECU 抽象”、“微控制器抽象”。此外，它是 ECU 軟件可擴展性的前提條件。
運行時環境RTE是從基礎軟件中抽象出應用層，并組織它們之間的數據和信息流量。這構成了在應用層面向組件、獨立于硬件的軟件結構的基礎，軟件模塊可以作為獨立的單元存在。
例如，下一代自動駕駛系統采用SOA軟件模塊架構，其所有頂層功能都由底層軟件模塊實現。這些軟件模塊共同構成了應用程序。各個軟件模塊僅直接與 RTE 通信。因此，無論是在 ECU 內還是超出 ECU 邊界，都設計了清晰的通信邊界。通過這種獨立性，可以在不了解使用或計劃的硬件情況下開發軟件組件，或者更確切地說是在 ECU 之間分配現有軟件模塊。
基于SOA構建軟件設計方法
除了基于SOA的軟件架構模塊設計外，AUTOSAR針對汽車軟件開發提出了一套標準化的方法論，構建 ECU 中的軟件模塊，將各種 ECU 集成到具有不同總線系統的車輛通信網絡。它定義了通用工件和相關活動，特別是活動的依賴關系。
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