Continental ו-AWS הרחיבו כלי vECU וירטואליים ב-2023

הנוף הטכני של פיתוח יחידת בקרת המנוע (ECU) עובר שינוי יסודי, מתהליכים הממוקדים בחומרה לארכיטקטורות מבוססות ענן ומוגדרות-תוכנה. ב-17 באוגוסט 2023, Continental הכריזה על vECU Creator, כלי לפיתוח ECU וירטואלי במסגרת Continental Automotive Edge (CAEdge), עם AWS כספק הענן. באותו זמן, הכלי הוצג כעתידי ולא כמוצר שכבר נשלח. עבור תעשיית הטיונינג והכיול העצמאית, המהלך הזה מסמן יציאה משיטות בדיקה על ספסל לעבר עתיד שנשלט על ידי Software-in-the-Loop (SIL) ומחזורי אימות וירטואליים.

וירטואליזציה של תוכנה לרכב מאפשרת לספקי Tier 1 כמו Continental להפריד בין פונקציות התוכנה לבין יחידות המיקרו-בקר הפיזיות שבהן הן ישכנו בסופו של דבר. על ידי שימוש בתשתית המחשוב בביצועים גבוהים (HPC) של AWS, מפתחים יכולים לדמות את התנהגות מערכות רכב מורכבות הרבה לפני שייוצרו אבות טיפוס פיזיים. הגישה הזו מתמודדת עם המורכבות ההולכת וגדלה של רכבים מוגדרי תוכנה (SDV) מודרניים, שבהם בסיס הקוד חוצה לעתים קרובות 100 מיליון שורות קוד.

מסגרת CAEdge ועלייתן של ECU וירטואליות

הליבה של השותפות בין Continental ל-AWS היא פלטפורמת CAEdge, סביבת חומרה ותוכנה מודולרית שנועדה לייעל את פיתוח פונקציות הרכב. בתהליך עבודה מסורתי, מהנדסי כיול צריכים לחכות לחומרה פיזית, שמכונה לעתים קרובות “דגימות A” או “דגימות B”, כדי להתחיל לבדוק את לוגיקת התוכנה. התלות הזו יוצרת צווארי בקבוק משמעותיים במחזור החיים של הפיתוח.

על ידי וירטואליזציה של ה-ECU, Continental יוצרת “תאום דיגיטלי” של סביבת החומרה. ה-ECU הווירטואלי (vECU) מאפשר למפתחים להריץ קוד בסביבה מבוססת ענן, שמשקפת את ארכיטקטורת הפקודות (ISA) של חומרת היעד. זה רלוונטי במיוחד לדור הבא של פלטפורמות Continental, כמו אלה שמשמשות ביחידות מחשוב בביצועים גבוהים ובבקרי אזורים. עבור טיונרים מקצועיים, הבנת המעבר ל-vECU היא קריטית, מכיוון שהיא מגדירה כיצד ייבנו ויוגנו מבני מפות עתידיים ושכבות אבטחה, כמו אלה שנמצאים במשפחות Simos ו-SID של Continental.

תהליך הווירטואליזציה מסתמך על מופעי AWS כדי לדמות מערכות הפעלה בזמן אמת (RTOS) ואת מחסנית AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) שמתחתיה. זה מאפשר בדיקות מקבילות בהיקף גדול. במקום שמהנדס אחד יבדוק ECU בודד על ספסל, אפשר להפעיל אלפי מקרי בדיקה אוטומטיים בו-זמנית בענן, ולאתר שגיאות לוגיקה או חוסר יציבות בכיול בחלק קטן מהזמן.

השלכות על תהליכי כיול וטיונינג עצמאיים

האצת פיתוח התוכנה ברמת ה-OEM וה-Tier 1 משפיעה ישירות על שוק השירותים שלאחר המכירה העצמאי. ככל ש-Continental עוברת לפיתוח זריז יותר ומשולב בענן, צפויה עלייה בתדירות עדכוני התוכנה שנשלחים באמצעות מנגנוני Over-the-Air (OTA). המעבר הזה מחייב שינוי בגישה של עסקי טיונינג לניהול גרסאות ולתאימות תוכנה.

כשתוכנה מפותחת ומאומתת בסביבה וירטואלית, ההפרש בין גרסאות הקושחה השונות עלול להפוך למורכב יותר. כלים ותכונות שמשמשים באופן מסורתי לשינוי ECU פיזי, כמו אלה שמודגשים במערך התכונות של ETP שלנו, חייבים להתפתח כדי להתמודד עם שכבות ההפשטה שהוירטואליזציה מביאה. המעבר לפיתוח מבוסס ענן מלווה לעתים קרובות במעבר לארכיטקטורות רכב מרוכזות יותר, שבהן פונקציות שהתפזרו בעבר בין כמה ECU קטנים מאוחדות לבקר תחום יחיד בעל ביצועים גבוהים.

יתרה מזאת, השימוש בתשתית AWS מאפשר ל-Continental ליישם פרוטוקולי אבטחה חזקים יותר בשלב הפיתוח. סביבות וירטואליות מאפשרות לבדוק רצפי הצפנה ו-Secure Boot מול מגוון רחב יותר של וקטורי תקיפה מדומים. עבור קהילת הטיונינג, המשמעות היא ששערי האבטחה שייתקלו בהם ביחידות Continental עתידיות כנראה יהיו מתוחכמים יותר, מכיוון שהם הוקשחו ב“ארגז חול” וירטואלי לפני שהגיעו בכלל לקו הייצור.

וירטואליזציה ועתיד אימות הביצועים

בעוד שבדיקת דינו פיזית נותרה תקן הזהב לאימות הביצועים הסופי, שלבי הכיול המקדימים עוברים יותר ויותר לתחום הווירטואלי. השימוש של Continental בכלי AWS מעיד על כך ש“שוויון סביבתי” — הרעיון שסביבת הפיתוח צריכה להתאים בדיוק לסביבת הייצור — הוא כעת בראש סדר העדיפויות.

עבור מכיילים עצמאיים, זה מעלה את השאלה האם כלי סימולציה וירטואליים יהפכו בסופו של דבר לנגישים לאופטימיזציה של ביצועים בשוק השירותים שלאחר המכירה. כיום, הכניסה לסימולציית ECU בנאמנות גבוהה דורשת מחסום משמעותי, כולל גישה עמוקה לשכבות הפשטת חומרה (HAL) קנייניות. עם זאת, ככל שהתעשייה מתייעלת סביב פלטפורמות כמו CAEdge, שיטת האינטראקציה עם לוגיקת ה-ECU עשויה להפוך לסטנדרטית יותר, אם כי תובענית יותר מבחינה טכנולוגית.

המעבר לרכבים מוגדרי תוכנה משנה גם את טבעו של מה ש“מטייבים”. בארכיטקטורה וירטואלית, רווחי ביצועים עשויים לנבוע לא רק מכוונון תזמון ההצתה או לחץ הטורבו, אלא גם מאופטימיזציה של האופן שבו מודולי תוכנה שונים פועלים זה עם זה בתוך המחסנית הווירטואלית. הדבר דורש מעבר של המומחיות מהבנה מכנית טהורה להבנה מקיפה יותר של מערכות תוכנה משובצות ושילוב בענן.

אתגרים במעבר לתוכנת רכב מבוססת ענן

למרות היעילות שנרכשה בשותפות בין Continental ל-AWS, המעבר לא נטול מכשולים. אחד האתגרים המרכזיים הוא להבטיח שדרישות ההשהיה בזמן אמת מתקיימות בעת סימולציה של פונקציות רכב בענן. לולאות הבקרה ברכב, במיוחד אלה שמנהלות את דינמיקת המנוע ומערכות קריטיות לבטיחות, פועלות בסקאלות של מיקרו-שניות. שחזור דיוק התזמון הזה בסביבת ענן וירטואלית ולא דטרמיניסטית דורש עטיפות תוכנה מיוחדות מאוד.

בנוסף, שילוב של מערכות מורשת במסגרת מודרנית מבוססת ענן מציב קשיים. פונקציות רבות של ECU קיימות תוכננו למגבלות חומרה ספציפיות שאינן קיימות בענן. Continental חייבת להעביר את הפונקציות האלה בזהירות לפלטפורמת CAEdge בלי לשנות את ההתנהגות הבסיסית שלהן, תהליך שנקרא סימולציה “bit-exact”. עבור תעשיית הטיונינג, הדבר מבטיח שהמפות וטבלאות הלוגיקה שנמצאות ב-ECU של ייצור עדיין מתאימות לתיעוד ולדפוסים שנקבעו בדורות הקודמים.

לעסקים שרוצים להישאר לפני השינויים הארכיטקטוניים האלה, חשוב לבחון מסלולי התפתחות מקצועיים. משאבים כמו ניסיון ETP מציגים כיצד כלים מודרניים מטפלים במערכי נתונים מורכבים יותר ויותר של ECU, בתקופה שבה התוכנה כבר אינה רכיב סטטי אלא נכס דינמי שמנוהל בענן.

שאלות נפוצות: וירטואליזציה של תוכנת רכב

מהו ECU וירטואלי (vECU)?
vECU הוא ייצוג מבוסס תוכנה של יחידת בקרת מנוע פיזית. הוא מאפשר למפתחים להריץ ולבדוק תוכנת ECU על חומרת PC רגילה או חומרת ענן (כמו AWS), במקום לדרוש את חומרת הרכב הפיזית.

איך השותפות בין Continental ל-AWS משפיעה על טיונינג שלאחר המכירה?
השותפות מאיצה את הפיתוח של רכבים מוגדרי תוכנה (SDV). זה מוביל לעדכוני OTA תכופים יותר ולארכיטקטורות ECU מאובטחות ומרוכזות יותר, שמחייבות טיונרים להשתמש בכלי ממשק תוכנה מתקדמים יותר.

האם ECU פיזיים ייעלמו?
לא, חומרה פיזית עדיין נדרשת כדי לבצע פקודות ברכב. עם זאת, הפיתוח, הבדיקה והכיול של התוכנה שרצה על החומרה הזו עוברים לסביבות וירטואליות כדי לחסוך זמן ועלויות.

מהו CAEdge?
Continental Automotive Edge (CAEdge) הוא מסגרת חומרה ותוכנה מלאה שפותחה על ידי Continental ו-AWS. היא מספקת את התשתית הנדרשת לפיתוח, פריסה וניהול של תוכנת רכב בסביבה מבוססת ענן.