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汽车开发领域有着垂直性较强的一系列需求其中最为瞩目的需求之一就是对安全高效的软件测试方法的需求。传统的汽车开发偏向使用硬件原型与真实ECU进行软件测试但由于硬件设备往往在开发周期的中后阶段才生产完成给汽车开发带来了成本与时间方面的挑战。最近一项研究表明约60%的开发项目遇到没有真实硬件可用的情况10%的工程师被迫在真实车辆上进行测试。
真实硬件的缺失及搭建虚拟硬件的高昂成本正带来一系列困境
测试能力有限。只有在真实测试时才能发现集成中的缺点。无法在开发阶段验证设计也无法提供快速更新。无法应对当前市场中不断缩短的开发周期。 汽车开发的最优解在某一模块开发完成或发生调整之后进入下一流程前即刻进行全系统测试。伴随“软件定义汽车”概念的深入为实现这一目的使用虚拟ECU来进行测试与验证已成为行业内的共识业界已逐渐意识到虚拟ECU的潜力、优势及其在塑造未来移动出行方面的潜能。 01.什么是虚拟ECU验证
虚拟ECU验证通常称为vECU是一种突破性的方法可以在暂无硬件原型的情况下测试软件功能。通过创建独立于硬件的虚拟环境开发人员可以在PC机上使用仿真模型闭环执行ECU、模拟各种场景并在早期阶段评估软件功能、与环境模型的交互以及组件模型。这种安全且高效的方法使得道路、台架测试得以转移至PC机支持在开发阶段进行全面测试以最有效和最可行的方式确保ECU软件的可用性。 其优点有
及早发现集成问题虚拟ECU验证有助于及早发现与集成相关的缺陷使工程师能够在进入下一个开发阶段之前及时解决这些问题。通过消除对硬件原型的依赖可以更有效地识别和解决潜在问题从而节省时间和资源。可扩展的环境虚拟ECU平台提供了一个可扩展的环境可以适应特定的测试要求。开发人员可以在相同的时间内运行更多测试从而提高生产力并加快整个开发进程。减少验证工作由于减少了对物理原型的需求最大限度地减少了验证工作量和相关成本开发人员可以专注于测试软件堆栈的复杂性而不受硬件可用性的限制。稳定可靠的测试环境虚拟ECU平台提供稳定可靠的测试环境不受物理原型的不确定性和限制。这种受控设置可以对软件功能进行精确测试和准确评估确保在实际场景中具有强大的性能。重用可用的硬件测试用例通过将软件测试与硬件原型分离虚拟ECU验证允许重用可用的硬件测试用例不会丢失有价值的测试场景。 02.虚拟ECU是如何工作的
虚拟ECU不依赖硬件通过虚拟化环境来测试软件堆栈的复杂性从而帮助开发人员构建ECU。通过连接外部环境模型的输入和输出信号虚拟ECU得以使应用软件读取传感器值并设置执行器并且可在相同时间内运行更多测试。 根据其使用情况虚拟ECU有着不同的利用率级别
0级vECU控制器模型最简单的vECU 类型由控制器模型或由其生成的 C 代码组成主要用于测试控制算法本身。1级vECU应用级包含特定于虚拟ECU的应用软件代码无需使用总线或网络。2级vECU模拟BSW在1级的基础上提供模拟底层软件BSW功能可以在信号级别以及总线或网络级别进行通信。3级vECU生产BSW不仅包括应用软件还包括用于测试目的的底层软件BSW能够评估真正ECU的硬件独立软件并作为在各种测试级别测试BSW的手段。4级vECU目标二进制文件以真实ECU编译的代码为代表。作为实时系统最接近的表示形式4级vECU包括硬件依赖性允许评估潜在的故障和问题。 *其中4级又分为4a和4b级分别指代部分未仿真和全栈仿真ECU。 03.移动出行的未来
虚拟ECU提供的协作属性使得汽车OEM和供应商能够在相同的工件虚拟ECU下无缝协作。vECU测试提供的真实可视化功能使其用户友好并有助于不同利益相关者接受验证结果。这种方法不仅节省了时间和成本使制造商能够投入更多时间部署新功能也使ECU软件能够达到更高的成熟度水平。
随着自动驾驶、移动出行以及OEM对软件功能投资的增加汽车行业已准备好迎接由汽车虚拟ECU等数字技术推动的重大转型。 04.工具推荐
SkyEye中文全称天目全数字实时仿真软件是基于可视化建模的硬件行为级仿真平台能够为汽车嵌入式软件提供满足AUTOSAR标准的ECU虚拟化运行环境实现故障诊断系统的预模拟。除了能够提前进行故障诊断的相关验证外SkyEye还具备测试用例执行时间远低于实际硬件的优势是车厂研发团队的最佳伴侣。 参考链接
https://www.cyient.com/blog/virtual-ecu-validation-validating-software-without-hardware-prototypes
