Continental и AWS ги проширија алатките за виртуелни ECU во 2023

Техничкиот пејзаж на развојот на електронската контролна единица (ECU) претрпува суштинска промена, од процеси насочени кон хардверот кон архитектури дефинирани со софтвер и изградени за облак. На 17 август 2023 година Continental најави vECU Creator, алатка за развој на виртуелна ECU во рамките на рамката Continental Automotive Edge (CAEdge), со AWS како облак-провајдер. Во тоа време, алатката беше претставена како претстојна, а не како испорачан производ. За независната тјунинг и калибрациска индустрија, овој потег означува отстапување од традиционалните методологии за тестирање на тест-клупа кон иднина доминирана од software-in-the-loop (SIL) и виртуелизирани циклуси на валидација.

Виртуелизацијата на автомобилскиот софтвер им овозможува на Tier 1 добавувачите како Continental да ги одвојат софтверските функции од физичките микроконтролерски единици (MCU) во кои ќе бидат вградени на крајот. Со користење на инфраструктурата за високоперформансно компјутерство (HPC) на AWS, програмерите можат да го симулираат однесувањето на сложените системи на возилото долго пред да се произведат физички прототипови. Овој пристап ја решава растечката сложеност на современите софтверски дефинирани возила (SDV), каде кодната база често надминува 100 милиони редови код.

CAEdge рамката и подемот на виртуелните ECU

Јадрото на партнерството Continental-AWS е платформата CAEdge, модуларна хардверска и софтверска средина дизајнирана да го поедностави развојот на автомобилските функции. Во традиционалниот работен тек, калибраторите мора да чекаат физички хардвер — често наречен „A-samples“ или „B-samples“ — за да започнат со тестирање на софтверската логика. Оваа зависност создава значајни тесни грла во животниот циклус на развојот.

Со виртуелизирање на ECU, Continental создава „дигитален близнак“ на хардверската средина. Оваа виртуелна ECU (vECU) им овозможува на програмерите да извршуваат код во средина базирана на облак, која ја огледа архитектурата на инструкциското множество (ISA) на целниот хардвер. Ова е особено релевантно за следната генерација платформи на Continental, како оние што се користат во високоперформансните компјутерски единици и зонските контролери. За професионалните тјунери, разбирањето на преминот кон vECU е критично, бидејќи го дефинира начинот на кој ќе бидат дизајнирани и заштитени идните структури на мапи и безбедносните слоеви — како оние што се наоѓаат во фамилиите Simos и SID на Continental.

Процесот на виртуелизација се потпира на AWS инстанци за симулирање на оперативни системи во реално време (RTOS) и на основниот стек AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture). Ова овозможува масовно паралелно тестирање. Наместо еден инженер да тестира една ECU на клупа, илјадници автоматизирани тест-случаи можат да се извршуваат истовремено во облакот, со што се откриваат логички грешки или калибрациски нестабилности за дел од времето.

Последици за независните калибрациски и тјунинг работни процеси

Забрзувањето на развојот на софтверот на ниво на OEM и Tier 1 директно влијае на независниот aftermarket. Како што Continental се движи кон поагилен, интегриран со облак развој, очекува се фреквенцијата на софтверските ажурирања — испорачувани преку механизми Over-the-Air (OTA) — да расте. Оваа промена бара тјунинг бизнисите да пристапат поинаку кон верзиите и софтверската компатибилност.

Кога софтверот се развива и валидира во виртуелна средина, разликата помеѓу различните фирмверски верзии може да стане покомплексна. Алатките и функциите што традиционално се користеа за физичка модификација на ECU, како оние истакнати во нашата листа на функции на ETP, мора да се развиваат за да се справат со слоевите на апстракција што ги воведува виртуелизацијата. Преминот кон развој базиран на облак често се придружува со премин кон поцентрализирани архитектури на возилата, каде функциите што претходно беа распределени низ неколку мали ECU се консолидираат во еден контролер на домен со високи перформанси.

Понатаму, користењето на инфраструктурата на AWS му овозможува на Continental да применува поробусни безбедносни протоколи во фазата на развој. Виртуелизираните средини овозможуваат тестирање на шифрирањето и на секвенците на Secure Boot против поширок спектар на симулирани напаѓачки вектори. За тјунинг заедницата, ова значи дека безбедносните бариери што ќе се сретнат кај идните Continental единици веројатно ќе бидат пософистицирани, бидејќи се зацврстени во виртуелно „sandbox“ пред воопшто да стигнат до производната линија.

Виртуелизацијата и иднината на валидацијата на перформансите

Иако физичкото тестирање на динамометар останува златен стандард за конечна валидација на перформансите, претходните фази на калибрацијата сè повеќе се префрлаат во виртуелниот простор. Употребата на AWS алатките од страна на Continental укажува дека „паритетот на средината“ — концептот дека развојната средина треба совршено да одговара на производната — сега е приоритет.

За независните калибратори, ова го поставува прашањето дали виртуелизираните симулациски алатки на крајот ќе станат достапни за оптимизација на перформансите во aftermarket. Во моментов, бариерата за влез во висококвалитетна симулација на ECU е значајна и бара длабок пристап до сопственичките слоеви за апстракција на хардверот (HAL). Меѓутоа, како што индустријата се стандардизира околу платформи како CAEdge, методологијата за интеракција со логиката на ECU може да стане постандардизирана, иако технички побарувачка.

Преминот кон SDV, исто така, ја менува природата на она што се тјунира. Во виртуелизирана архитектура, добивките во перформансите може да дојдат не само од прилагодување на времето на палење или притисокот на полнење (boost), туку и од оптимизација на начинот на кој различните софтверски модули комуницираат во виртуелизираниот стек. Ова бара промена на експертизата — од чисто механичко разбирање до поцелосно разбирање на вградените софтверски системи и интеграцијата со облак.

Предизвици во преминот кон автомобилски софтвер изграден за облак

И покрај ефикасноста добиена преку партнерството Continental-AWS, преминот не е без пречки. Една од главните предизвици е да се обезбедат барањата за латентност во реално време при симулирање на функциите на возилото во облакот. Автомобилските контролни јамки, особено оние што ја управуваат динамиката на моторот и безбедносно критичните системи, работат во размери на микросекунди. Репродуцирањето на оваа точност на времето во виртуелизирана, недетерминистичка облак-средина бара високо специјализирани софтверски обвивки (wrappers).

Дополнително, интегрирањето на наследените системи во современа рамка изградена за облак претставува тешкотии. Многу постоечки функции на ECU биле дизајнирани за специфични хардверски ограничувања што не постојат во облакот. Continental мора внимателно да ги префрли овие функции на платформата CAEdge, без да го промени нивното основно однесување — процес познат како „bit-exact“ симулација. За тјунинг индустријата, ова обезбедува мапите и логичките табели пронајдени во производствената ECU да остануваат во корелација со документацијата и шемите утврдени во претходните генерации.

За бизнисите што сакаат да бидат напред во однос на овие архитектонски промени, истражувањето на професионалните патишта за развој е суштинско. Ресурси како пробниот период на ETP даваат увид во тоа како современите алатки ги ракуваат сè покомплексните ECU збирки на податоци, во ера во која софтверот повеќе не е статична компонента, туку динамички, со облак управуван актив.

Најчесто поставувани прашања: виртуелизација на автомобилскиот софтвер

Што е виртуелна ECU (vECU)?
vECU е софтверска претстава на физичка електронска контролна единица на моторот. Таа им овозможува на програмерите да извршуваат и тестираат ECU софтвер на стандардни PC или облак-хардвер (како AWS), наместо да бара физички автомобилски хардвер.

Како партнерството Continental-AWS влијае на aftermarket тјунингот?
Партнерството го забрзува развојот на софтверски дефинирани возила (SDV). Ова води до почести OTA ажурирања и поцентрализирани, безбедни архитектури на ECU, за кои тјунерите мора да користат понапредни алатки за поврзување со софтверот.

Ќе исчезнат ли физичките ECU?
Не, физичкиот хардвер и понатаму е потребен за да се извршуваат командите во возилото. Меѓутоа, развојот, тестирањето и калибрацијата на софтверот што работи на тој хардвер се префрлаат во виртуелни средини, со цел да се заштеди време и трошоци.

Што е CAEdge?
Continental Automotive Edge (CAEdge) е целосна хардверска и софтверска рамка развиена од Continental и AWS. Таа ја обезбедува инфраструктурата потребна за развој, распоредување и управување со автомобилски софтвер во средина изградена за облак.