Fachartikel

Wir blicken auf ein erfolgreiches Jahr 2011 zurück, das den in der Automobilindustrie tätigen Unternehmen durchweg gute Steigerungsraten gebracht hat. Überschattet wird die Stimmung einzig von der Unsicherheit, die zurzeit von den Finanzmärkten ausgeht. Für Vector als Hersteller von Werkzeugen und Software-Komponenten für die Elektronikentwicklung im Automobilbereich stehen unter anderem die folgenden Themen im Fokus für das Jahr 2012:

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Der Funktionstest von Steuergeräten im Automobil erfordert neben dem Prüfen der eigentlichen Funktionalität auch das Testen der wichtigsten Fehlerfälle. Die verwendeten Testsysteme müssen daher hohe Anforderungen erfüllen. Mit dem modularen und speziell auf die Bedürfnisse der Automobilindustrie zugeschnittenen Testsystem VT System des Unternehmens Vector Informatic lassen sich Funktionstests bereits in frühen Entwicklungsphasen effizient durchführen.

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Software-Komponenten und Virtual Functional Bus von AUTOSAR definieren eine neue Ebene in der Applikationssoftware. Diese Ebene ermöglicht das Testen von einzelnen Software-Komponenten und der Kommunikation zwischen ihnen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie in frühen Entwicklungsphasen bereits Teile der Applikation testen und somit die spätere Integration der Software-Komponenten vereinfachen.

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Ohne den Einsatz modellbasierter Techniken wäre die Komplexität in der Automobilentwicklung schon seit geraumer Zeit nicht mehr überschaubar und zu beherrschen. Allerdings haben sich im mechanischen Bereich und in der Elektrik/Elektronik verschiedene Entwicklungs- und Architekturwerkzeuge etabliert.

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AUTOSAR ist die zukunftsweisende Referenzarchitektur für Steuergerätesoftware. Eindeutig spezifizierte Schnittstellen, standardisiertes Verhalten und XML-basierte Datenformate sind die wesentlichen Merkmale dieses Standards. Die Diagnose wird in AUTOSAR in den Modulen DCM (Kommunikation) und DEM (Fehlerspeicher) behandelt. Dieser Beitrag geht zunächst auf die Diagnose in AUTOSAR mit den zugehörigen Datenformaten ein. Eine Alternative zur Konfiguration der Diagnosesoftware sind Beschreibungsdaten im ODX-Format (Open Diagnostic Data Exchange). Auf das Thema „ODX im AUTOSAR-Entwicklungsprozess“ wird im nächsten Heft eingegangen.

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Bei der Fehlersuche im Steuergeräteverbund ist der Einsatz von Debuggern oft nur eingeschränkt möglich, vor allem wenn Fehler nur sporadisch oder im Testfahrzeug auftreten. Das bewährte Mess- und Kalibrierprotokoll XCP leistet in diesen Fällen nützliche Dienste. Nachfolgend wird beschrieben, wie mit XCP Abläufe in der AUTOSAR-Basissoftware (BSW) und den Softwarekomponenten (SWCs) verfolgt werden können. Die Basissoftware muss für diese Messzwecke um bestimmte Eigenschaften ergänzt werden. Für eine effiziente Fehlersuche und einfache Auswertung benötigt der Testingenieur auch spezielle Erweiterungen der Analysewerkzeuge.

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Dieser Beitrag ist der zweite Teil der Reihe „Diagnose mit AUTOSAR und ODX“ und behandelt das Thema ODX und wie verfügbare ODX-Daten gewinnbringend in die AUTOSAR-Entwicklung integriert werden können.

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Die system- und herstellerübergreifende Kompatibilität von Isobuskonformen Geräten erlaubt es dem Landwirt, Traktoren und Anbaugeräte über Herstellergrenzen hinweg beliebig zu kombinieren. So einfach wie sich das auf der Anwenderseite darstellt, so hoch ist der Aufwand auf der Entwicklungsseite, insbesondere in der Testphase. Ein Blick zu John Deere zeigt, dass die gängige Testpraxis bei Elektronikkomponenten in der Branche derzeit häufig an Grenzen stößt. Ungleich schneller und effizienter führen automatische Testabläufe mit einer simulierten Anbaugeräteumgebung ans Ziel.

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Estimating size or resources is one of the most important topics in product development and IT. You won’t deliver according to expectations if you don’t plan, and you can’t plan if you don’t know the underlying dependencies and estimates. This Vector white paper published in IEEE Software is an overview on estimation methods, techniques and tools. It covers estimation methods and provides an overview and evaluation of popular estimation tools.

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Im Unterschied zu konventionell angetriebenen Fahrzeugen haben Elektrofahrzeuge aufgrund der geringen Energiedichte von Batterien eine deutlich geringere Reichweite. Für eine erfolgreiche Markteinführung von E-Fahrzeugen ist eine weit verbreitete und einfach zu bedienende Lade-Infrastruktur wichtig, und standardisierte Ladeverfahren müssen verfügbar sein. Dieser Artikel beschreibt das intelligente Laden (Smart Charging) und dessen Standardisierung in der Norm ISO 15118, die bis Mitte 2012 freigegeben werden soll. Zusätzlich zum Stromanschluss baut das Fahrzeug dabei eine Kommunikation zur Ladesäule auf.

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Functions such as adaptive cruise control, crash protection systems, active body control and ESP are increasing in complexity and taking an ever more active role in controlling the car. These functions are realized by systems of sensors, actuators and interconnected electronic control units. The systems must be designed to function under a variety of operating conditions and must adhere to a number of mechanical, hardware and software constraints. In order to be able to manage the emerging product liability risks associated with such systems as well as ensuring the high level of quality required of automotive systems, significant improvements to engineering processes are necessary. In this article, we describe our experiences in adapting companies’ development processes to conform to safety standards and to cope with the challenges mentioned above. We detail key success factors in overcoming these challenges and provide practical examples from working with global OEMs and tier-one suppliers on implementing safety standards in E/E development.

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Die neuen elektrisch angetriebenen Fahrzeuge stellen Testsysteme vor besondere Herausforderungen: Insbesondere der effiziente Umgang der Steuergeräte mit elektrischer Energie muss in der Entwicklung und im Test beherrscht werden. Hierzu ist die Stromaufnahme der Steuergeräte abhängig von den Zuständen der Software zu messen, denn nur so ist die geforderte Energieeffizienz erreichbar.

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Zahlreiche Forschungsprojekte konzentrieren sich auf Themen rund um die Elektromobilität. Als kritischer Punkt wird noch immer der Aktionsradius von Elektrofahrzeugen angesehen. Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang das „Schluckspecht“-Projekt, dessen gleichnamiges Fahrzeug auf der Solar Challenge 2010 in Südafrika mit 626,6 km die längste Strecke zurückgelegt hat, die von einem Elektroauto im öffentlichen Straßenverkehr mit einer einzigen Batterieladung erreicht worden ist.

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Software wird heute heute in der Regel von Teams mit Mitarbeitern in verschiedenen geographischen Orten entwickelt. Unser Artikel stellt Technologien und Tools vor, die Teamarbeit verteilt unterstützen. Wir geben einen Überblick über diese Technologien mit konkreten werkzeug-Beispielen, beginnend mit Technologien wie Jazz. Dann zeigen wir, wie Benutzer einzelne Werkzeuge in einer verteilten Umgebung bestmöglich orchestrieren können.

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Die Entwicklung von Software ist komplex, vor allem wenn viele Personen und Teams zusammenarbeiten. Gute Prozess helfen bei der Zusammenarbeit, doch sie müssen auch visualisiert und implementiert werden. Dieser Artikel gibt eine Einführung und Übersicht zu Werkzeugen für die Prozessmodellierung und -ausführung. Wir zeigen, wie solche werkzeuge die Kommunikation, Automation und Zusammenarbeit erleichtern.

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Neue Bussysteme und eine zunehmende Zahl von Netzwerken treiben herkömmliche Schnittstellen zunehmend an ihre Leistungsgrenzen. Die Qualität von Tests, Analysen und Simulationen wird jedoch entscheidend vom Echtzeitgrad des Datenaustauschs zwischen Fahrzeug-Netzwerken und Testsystemen geprägt. Vector hat daher seine Schnittstellenfamilie um ein modulares Hochleistungs-Interface mit integriertem Echtzeitrechner ergänzt – mit außergewöhnlich kurzen Zyklus- und Antwortzeiten.

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Verschwendung vermeiden – Lean Development in der Praxis. Zunehmend setzen Unternehmen ihre Entwicklung auf Diät. Ging es in 2009 primär um Kostensenkung, so geht es heute auch um kürzere Projektzeiten, schnellere Umsetzung von Innovationen und das Bestehen im weltweiten Wettbewerb. Dieser Beitrag führt kurz in die Grundprinzipien des Lean Development ein und zeigt anhand von konkreten Beispielen und Tipps, wie sie umgesetzt werden.

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Bei der Abstimmung von Motorsteuergeräten für Serienfahrzeuge arbeiten Elektronikentwickler gewöhnlich mit Prüfständen und zahlreichen Testfahrten mit verschiedenen Streckenprofilen. Bei Spezial-Motorsteuergeräten für Dragster-Rennen stehen diese Hilfsmittel nicht zur Verfügung. Mit Hilfe des Mess- und Kalibrierwerkzeugs CANape der Vector Informatik wird ein Motorsteuergerät ohne Prüfstand, mit knappem Budget, unter ständiger Gefahr der Zerstörung des Motors und innerhalb weniger Testläufe auf Höchstleistungen getrimmt.

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Eine ideale Hardware-Schnittstelle für die EV-/HEV-Entwicklung zeichnet sich durch hohe Echtzeitfähigkeit, eine einfache Handhabung, Erweiterbarkeit und möglichst flexible Einsatzmöglichkeiten aus. Diese teilweise konträren Anforderungen ließen sich mit bisherigen Konzepten nicht erfüllen. Vector hat nun seine Schnittstellen-Familie um ein modulares Interface mit integriertem Echtzeitrechner erweitert. Diese Echtzeitfähigkeit sorgt für kurze deterministische Zyklus- und Antwortzeiten und ermöglicht den flexiblen Einsatz im Bereich EV-/HEV-Entwicklung.

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Mit Einführung der neuen Norm ISO 26262 werden die Anforderungen an sicherheitsrelevante Funktionen deutlich anspruchsvoller als bisher, gleichzeitig aber auch genauer eingegrenzt und klarer definiert. Dabei müssen formell validierte Systeme und die Wiederverwendung bestehender Lösungen kein Widerspruch sein. Generische Sicherheitsmodule in Hardware und Software können bewährte Komponenten ergänzen.

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Beim Panamera setzt Porsche für die Validierung von Gateway-Steuergeräten den sogenannten „Porsche Echtzeit TRace Analyser“ (PETRA) ein. PETRA basiert auf dem Testwerkzeug CANoe und generiert aus Routing-Tabellen automatische Gateway-Tests. Diese werden in Erprobungsfahrten eingesetzt und prüfen die Routing-Funktionen online. Auch spätere Analysen anhand von Aufzeichnungen der Buskommunikation können mit PETRA durchgeführt werden. Zusätzlich zu den sequenziellen Testumfängen im Labor erhält Porsche damit ein Testwerkzeug zum automatischen Erkennen von Routing-Fehlern.

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Durch das Verwenden verschiedener Bussysteme im Fahrzeug wird die Fehlersuche und -analyse immer aufwändiger. Labortests reichen nicht aus, um reale Situationen für die Kommunikation im Gesamtsystem Fahrzeug nachzubilden. Allein umfangreiche Testfahrten in der realen Umgebung sorgen für die notwendige Testtiefe. In den Testflotten verbaute Datenlogger sind hierbei das Mittel der Wahl für das Aufzeichnen des Datenverkehrs aller Busse sowie ausgewählter I/O Leitungen. Im Rahmen der Qualitätssicherung kann dann jederzeit auf Daten aus den Testfahrten zurückgegriffen werden.

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Reifegradmodelle und darauf basierende Assessments werden eingesetzt, um die Leistungsfähigkeit der eigenen Entwicklungs- und Lieferantenprozesse zu prüfen und zu verbessern. Slogans wie "CMMI ist schwergewichtig" oder "agile Entwicklung liefert keine verlässlichen Ergebnisse" führen zu Denkfallen, die zwar polarisieren, aber die Softwareentwicklung nicht weiter bringen. Dieser Beitrag gibt Denkanstöße, wie Reifegradmodelle zu bewerten und ergebnisorientiert zu nutzen sind.

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Individuelle Automobile verlangen maßgeschneiderte Elektrik-/Elektronik-Architekturen. Mit einer speziellen Software Tool Suite entwirft Delphi Leistungsverteilungs- und Datennetze sowie alle notwendigen Komponenten exakt nach Kundenwunsch.

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Aufgrund neuer Anforderungen an die Anwendungsschicht entwickelt die SAE den hauptsächlich bei der Vernetzung des Antriebsstrangs in Nutzfahrzeugen eingesetzten Standard J1939 ständig weiter. Doch auch in den anderen Kommunikationsschichten bis hin zur physikalischen Übertragungsschicht ergeben sich Optimierungen und Erweiterungen. Der Beitrag fasst den aktuellen Stand der Diskussionen innerhalb der SAE J1939-Arbeitskreise zusammen, z.B. die geplante Einführung der 500 kBit physikalischen Übertragungsschicht oder Änderungen am Netzwerk-Management. Außerdem werden die Standardisierungsarbeiten über J1939 in AUTOSAR Release 4 und die WWH-OBD-Diagnose beleuchtet.

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In der Steuergeräteentwicklung spielen für Zulieferer die OEM-spezifischen Testimplementierungen eine besondere Rolle. Sie überprüfen die Netzwerkkonformität, stellen das reibungslose Zusammenspiel der zahlreichen Steuergeräte sicher und sind ein wesentliches Kriterium für die Endabnahme seitens des Automobilherstellers. Mit einer VAG-spezifischen Testsoftware können Entwickler und Zulieferer durch eine automatisierte Generierung von CAN-High-Speed-Tests gemäß der VW80118-Spezifikation viel Zeit und Kosten sparen.

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