Continental i AWS proširuju alate za virtualne ECU-ove u 2023.

Tehnički krajolik razvoja upravljačkih jedinica motora (ECU) prolazi temeljni pomak od procesa usmjerenih na hardver prema arhitekturama nativnim za oblak i definiranima softverom. Dana 17. kolovoza 2023. Continental je najavio vECU Creator, alat za razvoj virtualnih ECU-ova unutar okvira Continental Automotive Edge (CAEdge), uz AWS kao pružatelja usluga u oblaku. U to se vrijeme alat predstavljao kao nadolazeći, a ne kao isporučen proizvod. Za neovisnu tuning i kalibracijsku industriju ovaj potez signalizira odmak od tradicionalnih metodologija testiranja na klupi prema budućnosti kojom dominiraju softver u petlji (SIL) i virtualizirani ciklusi validacije.

Virtualizacija automobilskog softvera omogućuje dobavljačima prve razine (Tier 1) poput Continentala da odvoje softverske funkcije od fizičkih mikrokontrolerskih jedinica (MCU) u kojima će se one na kraju nalaziti. Koristeći AWS-ovu infrastrukturu visokih performansi (HPC), razvojni inženjeri mogu simulirati ponašanje složenih sustava vozila dugo prije nego što se fizički prototipovi proizvedu. Taj pristup odgovara sve većoj složenosti suvremenih vozila definiranih softverom (SDV), u kojima kodna baza često premašuje 100 milijuna linija koda.

Okvir CAEdge i uspon virtualnih ECU-ova

Srž partnerstva Continentala i AWS-a je platforma CAEdge, modularno okruženje za hardver i softver osmišljeno da pojednostavi razvoj automobilskih funkcija. U tradicionalnom radnom procesu inženjeri za kalibraciju moraju čekati fizički hardver, koji se često naziva „A-uzorci“ ili „B-uzorci“, kako bi počeli testirati softversku logiku. Ta ovisnost stvara znatna uska grla u životnom ciklusu razvoja.

Virtualizacijom ECU-a Continental stvara „digitalnog blizanca“ hardverskog okruženja. Taj virtualni ECU (vECU) omogućuje razvojnim inženjerima da pokreću kod u okruženju u oblaku koje oslikava arhitekturu skupa instrukcija (ISA) ciljanog hardvera. To je posebno važno za sljedeću generaciju Continentalovih platformi, poput onih koje se koriste u računalnim jedinicama visokih performansi i zonskim upravljačima. Za profesionalne tunere razumijevanje prijelaza prema vECU-ovima ključno je jer određuje kako će buduće strukture mapa i sigurnosni slojevi, poput onih u Continentalovim obiteljima Simos i SID, biti oblikovani i zaštićeni.

Proces virtualizacije oslanja se na AWS instance za simulaciju operacijskih sustava stvarnog vremena (RTOS) i temeljnog AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) sloja. To omogućuje masovno paralelno testiranje. Umjesto da jedan inženjer testira jedan ECU na klupi, tisuće automatiziranih testnih slučajeva mogu se istodobno izvršavati u oblaku, otkrivajući logičke pogreške ili nestabilnosti kalibracije u djeliću vremena.

Posljedice za neovisne radne procese kalibracije i tuninga

Ubrzavanje razvoja softvera na razini OEM proizvođača i dobavljača (Tier 1) izravno utječe na neovisni aftermarket. Kako Continental prelazi na agilniji razvoj integriran s oblakom, očekuje se da će se učestalost ažuriranja softvera, isporučenih putem mehanizama Over-the-Air (OTA), povećati. Taj pomak zahtijeva promjenu načina na koji tuning tvrtke pristupaju verzioniranju i kompatibilnosti softvera.

Kada se softver razvija i validira u virtualnom okruženju, razlika među različitim verzijama firmvera može postati složenija. Alati i značajke koji se tradicionalno koriste za fizičku izmjenu ECU-a, poput onih istaknutih u našem ETP skupu značajki, moraju se razvijati kako bi se nosili s apstraktnim slojevima koje donosi virtualizacija. Prijelaz na razvoj temeljen na oblaku često prati prijelaz prema centraliziranijim arhitekturama vozila, u kojima se funkcije ranije raspoređene na više malih ECU-ova konsolidiraju u jedan visokoperformansni domenski kontroler.

Nadalje, korištenje AWS infrastrukture omogućuje Continentalu da tijekom faze razvoja primijeni robusnije sigurnosne protokole. Virtualizirana okruženja omogućuju testiranje šifriranja i sekvenci Secure Boot prema širem nizu simuliranih napadačkih vektora. Za tuning zajednicu to znači da će sigurnosne prepreke na budućim Continentalovim jedinicama vjerojatno biti sofisticiranije jer su ojačane u virtualnom „pješčaniku“ prije nego što su uopće stigle na proizvodnu liniju.

Virtualizacija i budućnost validacije performansi

Iako fizička ispitivanja na dinamometru ostaju zlatni standard za konačnu validaciju performansi, preliminarne faze kalibracije sve se više premještaju u virtualni prostor. Continentalova upotreba AWS alata sugerira da je „paritet okruženja“, koncept da razvojno okruženje mora savršeno odgovarati proizvodnom, sada prioritet.

Za neovisne kalibratore to otvara pitanje hoće li virtualizirani simulacijski alati s vremenom postati dostupni za optimizaciju performansi u aftermarketu. Trenutačno je prag ulaska za visokovjernu simulaciju ECU-a značajan i zahtijeva duboki pristup vlasničkim slojevima apstrakcije hardvera (HAL). Međutim, kako se industrija standardizira oko platformi poput CAEdge-a, metodologija interakcije s logikom ECU-a mogla bi postati standardiziranija, iako tehnološki zahtjevnija.

Prijelaz na SDV vozila također mijenja narav onoga što se „podešava“. U virtualiziranoj arhitekturi dobici u performansama mogu dolaziti ne samo iz podešavanja trenutka paljenja ili tlaka punjenja, nego i iz optimizacije načina na koji različiti softverski moduli međusobno djeluju unutar virtualiziranog sloja. To zahtijeva pomak stručnosti s čistog mehaničkog razumijevanja na sveobuhvatnije poznavanje ugradbenih softverskih sustava i integracije s oblakom.

Izazovi prijelaza na automobilski softver nativan za oblak

Unatoč učinkovitosti postignutoj partnerstvom Continentala i AWS-a, prijelaz nije bez prepreka. Jedan od glavnih izazova je osigurati da se zadovolje zahtjevi za latenciju u stvarnom vremenu pri simuliranju funkcija vozila u oblaku. Upravljačke petlje u automobilu, osobito one koje upravljaju dinamikom motora i sigurnosno kritičnim sustavima, rade na mikrosekundnoj razini. Reproduciranje te točnosti vremena u virtualiziranom, nedeterminističkom okruženju oblaka zahtijeva visoko specijalizirane softverske omotače.

Dodatno, integracija naslijeđenih sustava u moderni okvir nativan za oblak predstavlja poteškoće. Mnoge postojeće ECU funkcije dizajnirane su za specifična hardverska ograničenja koja u oblaku ne postoje. Continental mora pažljivo prenijeti te funkcije na platformu CAEdge bez mijenjanja njihova temeljnog ponašanja, postupak poznat kao „bit-exact“ simulacija. Za tuning industriju to znači da mape i tablice logike pronađene u proizvodnom ECU-u i dalje odgovaraju dokumentaciji i obrascima uspostavljenima u prethodnim generacijama.

Za tvrtke koje žele ostati korak ispred tih arhitektonskih promjena, istraživanje profesionalnih razvojnih putova je ključno. Resursi poput ETP probne verzije pružaju uvid u to kako suvremeni alati obrađuju sve složenije skupove podataka ECU-a u eri u kojoj softver više nije statična komponenta, nego dinamička imovina kojom se upravlja u oblaku.

Česta pitanja: virtualizacija automobilskog softvera

Što je virtualni ECU (vECU)?
vECU je softverska predodžba fizičke upravljačke jedinice motora. Omogućuje razvojnim inženjerima da pokreću i testiraju softver ECU-a na standardnom PC-ju ili hardveru u oblaku (poput AWS-a), umjesto da zahtijevaju fizički automobilski hardver.

Kako partnerstvo Continentala i AWS-a utječe na aftermarket tuning?
Partnerstvo ubrzava razvoj vozila definiranih softverom (SDV). To dovodi do učestalijih OTA ažuriranja i centraliziranijih, sigurnijih arhitektura ECU-a, zbog čega tuneri moraju koristiti naprednije alate za povezivanje sa softverom.

Hoće li fizički ECU-ovi nestati?
Ne, fizički hardver i dalje je potreban za izvršavanje naredbi u vozilu. Međutim, razvoj, testiranje i kalibracija softvera koji radi na tom hardveru prelaze u virtualna okruženja kako bi se uštedjelo vrijeme i trošak.

Što je CAEdge?
Continental Automotive Edge (CAEdge) cjelovit je okvir za hardver i softver koji su razvili Continental i AWS. Pruža infrastrukturu potrebnu za razvoj, implementaciju i upravljanje automobilskim softverom u okruženju nativnom za oblak.