08/9/2023 |
Sophia Suo, Leiterin, Elektrifizierter Antriebsstrang, KPIT
Geetha Srinivasan, Chefarchitektin, Antriebsstrang, KPIT
Hier kann ein plattformorientierter Ansatz für die Softwareintegration in Elektrofahrzeugen eine verbesserte Validierung, höhere Produktivität und geringere Kosten über den gesamten Programmlebenszyklus hinweg gewährleisten und gleichzeitig kritische Sicherheits-, Funktions- und Zeitanforderungen effektiv erfüllen. In diesem Kontext etabliert sich AUTOSAR als Standardschnittstelle für Komponenten und gewährleistet deren Wiederverwendung und Verwaltung über verschiedene Plattformen hinweg, während gleichzeitig das geistige Eigentum aller Beteiligten geschützt wird.
In diesem Webinar diskutieren Sophia Suo und Geetha Srinivasan von KPIT die Herausforderungen und analysieren den Softwareentwicklungs- und Integrationsprozess für Elektrofahrzeuge vom Prototyp bis zur Serienproduktion. Dabei geben sie Einblicke in die ganzheitliche Lösung von KPIT.
Auch wenn sich die Elektromobilitätstechnologie rasant weiterentwickelt, steht sie nicht nur vor architektonischen Herausforderungen, sondern auch vor anderen Hürden, um eine Technologie vom Konzeptstadium zur Serienreife zu bringen. Hardware-Muster von OEMs durchlaufen typischerweise mehrere Evaluierungsstufen: Zuerst wird das B-Muster (funktionsgeprüft) getestet, gefolgt vom C-Muster (Designverifizierung und -validierung des Designkonzepts), der Validierung des Fertigungsprozesses und schließlich der finalen Produktion.
Auch die Tier-1-Zulieferer haben ähnliche Meilensteine, um die Komponentenreife und die Fahrzeugmuster aufeinander abzustimmen. Der gesamte Prozess umfasst mehrere Schritte und Iterationen von den B- bis zu den D-Musterphasen sowie häufige Software-Releases in kurzer Zeit, die oft sowohl Tier-1-Zulieferer als auch OEMs destabilisieren. Darüber hinaus stellen der erhöhte Input von OEMs und Tier-1-Zulieferern, ständige Architekturänderungen, das Programmmanagement und die mehrfache V-Zyklus-Verifizierung und -Validierung während der Musterphasen große Herausforderungen für die Softwareintegration dar.
Robuste eingebettete Systeme haben sich in bestehenden Systemen bewährt, doch die Architektur muss sich weiterentwickeln, um den Herausforderungen der Zeit gerecht zu werden:
Plattformbasierte Entwicklung ist der Schlüssel bei:
Bei einer Einkernarchitektur dienen die Leistungsmessungen dieses Systems als Grundlage. Anschließend erfolgt eine Datenprofilierung, bevor die Partitionsdefinition abgeschlossen oder Schnittstellenspekulationen durchgeführt werden. Die Zuordnung von Komponenten zu Kernen und von Kernen zu Partitionen ist dabei entscheidend. Daraufhin werden Komponentencluster erstellt, um Speicherverwaltung, Aufgabenausführung und Lese-/Schreibzugriffskonsistenzen für die gemeinsame Datennutzung zu untersuchen. Abschließend wird die Mehrkernarchitektur festgelegt.
Datenprofilierung und Komponentenkopplung: Wie man bestehende Architektur quantitativ und qualitativ bewertet Wie lässt sich eine Multi-Core-Softwarearchitektur ableiten?
Dies beinhaltet: Schnittstellen, Komponenten und Zugriffsraten definieren. Diese Daten in eine Simulationsumgebung für Abhängigkeitsmatrizen einspeisen. Für jede Komponente, die nicht auf die Partition aufgeteilt werden kann, den Kopplungsfaktor und den Kopplungsindex ermitteln. Diese Komponenten gruppieren und schließlich die Menge der gemeinsam genutzten Daten ableiten, die für den gleichzeitigen Zugriff aus einem Mehrkernszenario berücksichtigt werden muss.
Es ist wichtig, frühzeitig Funktionssicherheitsanalysen durchzuführen, um beispielsweise ASIL-basierte Komponenten zu identifizieren und die Sicherheit nicht zu gefährden. Anschließend sollten die Zuordnungskonzepte zusammen mit den Richtlinien für die Migration zu Mehrkernsystemen abgeleitet werden, bevor schließlich die Sicherheitstestfälle erstellt werden.
Ein Softwareintegrationspartner mit jahrelanger Erfahrung in der Arbeit an zahlreichen Produktionsprogrammen beschleunigt den Entwicklungsprozess durch Feinabstimmung der:
KPITs bewährter und ganzheitlicher Ansatz für Herausforderungen in der Prototypenentwicklung und Serienfertigung umfasst sofort einsatzbereite Frameworks (SOTA-konform mit Cybersicherheit), Bibliotheken (Sicherheit, MIL, SIL), Plattformen (mit generischen Anforderungsspezifikationen) und Beschleuniger für wichtige Komponenten von Elektrofahrzeugen wie Ladegerät, Wechselrichter, Batteriemanagementsystem (BMS) und Fahrzeugsteuergerät (VCU). Das Lösungsportfolio beinhaltet zahlreiche Architekturrichtlinien und Integritätsbewertungen, DFA-Vorlagen und -Methoden, automatisierte Prüfungen sowie bewährte ePT-Softwarekomponenten. Die umfassenden Kompetenzen von KPIT tragen maßgeblich dazu bei, die zunehmende Komplexität der Softwarearchitektur angesichts sich ändernder Anforderungen zu bewältigen und termingerechte Lieferungen sowie eine tiefgreifende und umfassende Verifizierung und Validierung zu gewährleisten.
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