Continental i AWS proširili virtuelne ECU alate 2023

Tehnički pejzaž razvoja upravljačkih jedinica motora (ECU) prolazi kroz temeljnu promenu, od procesa zasnovanih na hardveru ka cloud-native, softverski definisanim arhitekturama. Dana 17. avgusta 2023. Continental je najavio vECU Creator, alat za razvoj virtuelnih ECU jedinica u okviru CAEdge okvira (Continental Automotive Edge), uz AWS kao cloud provajdera. U to vreme alat je predstavljen kao nadolazeći, a ne kao isporučen proizvod. Za nezavisnu tuning i kalibracionu industriju ovaj potez signalizira odlazak od tradicionalnih metoda testiranja na klupi ka budućnosti u kojoj dominiraju software-in-the-loop (SIL) i virtuelni ciklusi validacije.

Virtualizacija automobilskog softvera omogućava dobavljačima Tier 1 nivoa, kao što je Continental, da odvoje softverske funkcije od fizičkih mikrokontrolera (MCU) u kojima će se one na kraju nalaziti. Korišćenjem AWS infrastrukture za računarstvo visokih performansi (HPC) razvojni inženjeri mogu da simuliraju ponašanje složenih sistema vozila mnogo pre nego što se fizički prototipovi proizvedu. Ovaj pristup odgovara rastućoj složenosti savremenih softverski definisanih vozila (SDV), u kojima kodna baza često premašuje 100 miliona linija koda.

Okvir CAEdge i nastanak virtuelnih ECU jedinica

Srž partnerstva Continental i AWS je platforma CAEdge, modularno okruženje za hardver i softver osmišljeno da pojednostavi razvoj automobilskih funkcija. U tradicionalnom procesu inženjeri za kalibraciju moraju da čekaju fizički hardver, često nazivan „A-uzorci“ ili „B-uzorci“, da bi započeli testiranje softverske logike. Ova zavisnost stvara značajna uska grla u životnom ciklusu razvoja.

Virtualizacijom ECU jedinice Continental pravi „digitalni blizanac“ hardverskog okruženja. Ova virtuelna ECU jedinica (vECU) omogućava razvojnim inženjerima da izvršavaju kod u okruženju u oblaku koje oslikava arhitekturu skupa instrukcija (ISA) ciljnog hardvera. To je naročito važno za sledeću generaciju Continental platformi, poput onih koje se koriste u jedinicama za računanje visokih performansi i zonskim kontrolerima. Za profesionalne tjunere razumevanje prelaska ka vECU jedinicama je ključno, jer određuje kako će buduće strukture mapa i bezbednosni slojevi, poput onih u Continentalovim porodicama Simos i SID, biti projektovani i zaštićeni.

Virtualizovani proces oslanja se na AWS instance koje simuliraju operativne sisteme u realnom vremenu (RTOS) i osnovni AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) stek. To omogućava masovno paralelno testiranje. Umesto da jedan inženjer testira jednu ECU jedinicu na klupi, na hiljade automatizovanih test slučajeva može da se izvrši istovremeno u oblaku, uz otkrivanje logičkih grešaka ili nestabilnosti kalibracije za delić vremena.

Posledice za nezavisnu kalibraciju i tuning procese

Ubrzavanje razvoja softvera na nivou OEM proizvođača i Tier 1 dobavljača ima direktan uticaj na nezavisno tržište dodatne opreme. Kako Continental prelazi na agilniji razvoj integrisan sa cloud-om, očekuje se porast učestalosti ažuriranja softvera koja se isporučuju preko OTA mehanizama (ažuriranja preko vazduha). Ovaj prelaz nalaže promenu načina na koji tuning biznisi pristupaju verzionisanju i kompatibilnosti softvera.

Kada se softver razvija i proverava u virtuelnom okruženju, razlike između raznih verzija firmvera mogu postati složenije. Alati i funkcije koji se tradicionalno koriste za fizičku izmenu ECU jedinica, kao što su oni istaknuti u našem skupu funkcija ETP-a, moraju da se razvijaju kako bi obradili slojeve apstrakcije koje uvodi virtualizacija. Prelazak na razvoj zasnovan na cloud-u često prati i prelazak ka centralizovanijim arhitekturama vozila, u kojima se funkcije koje su ranije bile raspoređene između više malih ECU jedinica objedinjuju u jedan kontroler domena visokih performansi.

Osim toga, korišćenje AWS infrastrukture omogućava Continentalu da u razvojnoj fazi primeni robusnije bezbednosne protokole. Virtualizovana okruženja omogućavaju testiranje šifrovanja i sekvenci Secure Boot-a na širem spektru simuliranih napadačkih vektora. Za tuning zajednicu to znači da će bezbednosne barijere na budućim Continental jedinicama verovatno biti sofisticiranije, jer su ojačane u virtuelnom „sandbox“ okruženju pre nego što su stigle na proizvodnu liniju.

Virtualizacija i budućnost validacije performansi

Iako fizička ispitivanja na dinamometru ostaju zlatni standard za konačnu validaciju performansi, preliminarne faze kalibracije se sve više premeštaju u virtuelni prostor. Continentalovo korišćenje AWS alata sugeriše da je „paritet okruženja“ (ideja da razvojno okruženje treba savršeno da odgovara proizvodnom) sada prioritet.

Za nezavisne kalibratore ovo otvara pitanje da li će virtuelni simulacioni alati vremenom postati dostupni za optimizaciju performansi na tržištu dodatne opreme. Trenutno je prag ulaska za visokokvalitetnu ECU simulaciju značajan i zahteva dubok pristup vlasničkim slojevima apstrakcije hardvera (HAL). Ipak, kako se industrija standardizuje oko platformi poput CAEdge-a, metodologija za interakciju sa ECU logikom može postati standardizovanija, iako tehnološki zahtevnija.

Prelazak na SDV-ove takođe menja prirodu onoga što se „podešava“. U virtualizovanoj arhitekturi dobici u performansama ne moraju da dolaze samo iz podešavanja paljenja ili pritiska punjenja, već i iz optimizacije načina na koji različiti softverski moduli međusobno deluju unutar virtualizovanog steka. To zahteva prelazak sa čisto mehaničkog znanja na sveobuhvatnije razumevanje ugrađenih softverskih sistema i integracije sa cloud-om.

Izazovi u prelasku na cloud-native automobilski softver

Uprkos efikasnosti koju donosi partnerstvo Continental i AWS, prelaz nije bez prepreka. Jedan od glavnih izazova je obezbediti ispunjenje zahteva za latencijom u realnom vremenu prilikom simulacije funkcija vozila u cloud-u. Upravljačke petlje u automobilu, naročito one koje upravljaju dinamikom motora i sistemima kritičnim za bezbednost, rade na mikrosekundnoj skali. Da bi se ova tačnost vremena reprodukovala u virtualizovanom, nedeterminističkom cloud okruženju, potrebni su visoko specijalizovani softverski omotači.

Pored toga, integracija nasleđenih sistema u moderni cloud-native okvir predstavlja poteškoće. Mnoge postojeće ECU funkcije projektovane su za specifična hardverska ograničenja koja u cloud-u ne postoje. Continental mora pažljivo da prenese te funkcije na platformu CAEdge bez promene njihovog osnovnog ponašanja, što se naziva „bit-exact“ simulacija. Za tuning industriju to znači da mape i tabele logike pronađene u proizvodnoj ECU jedinici i dalje odgovaraju dokumentaciji i obrascima uspostavljenim u prethodnim generacijama.

Za biznise koji žele da ostanu ispred ovih arhitektonskih promena, istraživanje profesionalnih razvojnih puteva je neophodno. Resursi poput ETP probne verzije pružaju uvid u to kako savremeni alati obrađuju sve složenije ECU skupove podataka u eri u kojoj softver više nije statička komponenta, već dinamička imovina kojom upravlja cloud.

Pitanja i odgovori: virtualizacija automobilskog softvera

Šta je virtuelna ECU jedinica (vECU)?
vECU je softverska predstava fizičke upravljačke jedinice motora. Omogućava razvojnim inženjerima da pokreću i testiraju ECU softver na standardnom PC ili cloud hardveru (poput AWS-a), umesto da zahtevaju fizički automobilski hardver.

Kako partnerstvo Continental i AWS utiče na nezavisni tuning?
Partnerstvo ubrzava razvoj softverski definisanih vozila (SDV). To dovodi do češćih OTA ažuriranja i centralizovanijih, bezbednijih ECU arhitektura, što zahteva od tjunera da koriste naprednije alate za rad sa softverom.

Da li će fizičke ECU jedinice nestati?
Ne, fizički hardver je i dalje potreban za izvršavanje komandi u vozilu. Međutim, razvoj, testiranje i kalibracija softvera koji radi na tom hardveru prelaze u virtuelna okruženja kako bi se uštedeli vreme i novac.

Šta je CAEdge?
Continental Automotive Edge (CAEdge) je hardversko i softversko okruženje punog steka koje su razvili Continental i AWS. Pruža infrastrukturu potrebnu za razvoj, isporuku i upravljanje automobilskim softverom u cloud-native okruženju.