Virtuelles Testing – der Game Changer in der Fahrzeugentwicklung

Virtuelles Testing
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Virtuelles Testing – Game Changer in der Fahrzeugentwicklung

Software-defined vehicle (SDV): in der Automobilindustrie längst kein Buzzword mehr, sondern der neue Standard. Die sich daraus ergebenden Herausforderungen sind vielschichtig. Wie lassen sich beispielsweise in der Fahrzeugentwicklung Kosten reduzieren und gleichzeitig die Entwicklungsgeschwindigkeit substanziell steigern? Wie kann die hohe Qualität trotz steigender Komplexität der Elektronik und der Explosion von Source-Code innerhalb der Steuergeräte gewährleistet werden? Und wie kann die fortschreitende Digitalisierung der Fahrzeuge und die notwendige Beschleunigung der Time-to-Market erreicht werden? Die Antwort lautet: virtuelles Testing.

Wie funktioniert virtuelles Testing?

Es geht darum, die Testplattformen ohne den Einsatz von physisch vorhandener (Fahrzeug-)Hardware aufzubauen und zu betreiben. Man bewegt sich beim Verbund- und Integrationstest nicht im Code einzelner Software-Bausteine, sondern betrachtet vielmehr die Gesamtintegration der Fahrzeugsoftware als Blackbox und auf funktionaler Ebene aus Sicht des Kunden (Fahrer*in).

Ein modernes Fahrzeug besteht nicht nur aus einer einzigen Steuereinheit, sondern aus mehr als 100 verschiedenen Steuergeräten. Beim virtuellen Testing werden die digitalen Zwillinge dieser Steuergeräte in eine virtuelle Testplattform integriert und dort getestet. Im Gegensatz zum hardwarebasierten Testansatz kann dieser Prozess frühzeitig in der Entwicklung starten und kontinuierlich (“Continuous Testing“) ablaufen, da die Software vollständig virtuell ohne Hardware abgesichert werden kann. Zusätzlich ermöglicht uns der Einsatz von Cloud-Technologien eine nahezu beliebige Skalierung.

Und warum ist das jetzt ein Game Changer?

Seine größte Stärke spielt der virtuelle Test in der Ausgestaltung der Testplattformen aus. Mit Hardware aufgebaute Plattformen sind oft sehr statisch und nur für wenige Anwendungsfälle aufgebaut. Das Design von virtuellen Prüfständen ist dynamisch und kann beliebig ausgestaltet und verändert werden. Tatsächlich können wir mit einer weitreichenden Virtualisierung des Steuergeräts auch sehr hardwarenahe Inhalte wie Buskonformität, Diagnose und verschiedene Fehlersimulationen durchführen. Damit bietet das vECU nicht nur in der Entwicklung große Mehrwerte, sondern auch in der Produktion und im After Sales können diverse Anwendungsfälle abgebildet werden.

Sogenannte Level-3 und Level-4 vECUs können unter einigen Voraussetzungen sogar mit realen Prüfständen gekoppelt werden. Somit kann ein Hardware-Setup gezielt erweitert werden. Mit einem guten Testkonzept lassen sich ebenso Testfälle von einem realen Prüfstand auf einen virtuellen Prüfstand übertragen.

Was heißt das jetzt konkret?

Stellen Sie sich vor, die Änderung einer einzigen Codezeile oder das Release eines Steuergeräts führt zu einer vollständig automatisierten Absicherung der gesamten Fahrzeugdomäne oder sogar des virtuellen Fahrzeugs (vCAR). Durch Virtuelles Testing werden Fehler frühzeitig erkannt und die Softwarequalität erheblich verbessert, bevor sie auf die Hardware-Steuergeräte trifft.

Klingt dennoch kompliziert?

Ist es auch, aber zum Glück kennen wir uns aus. Wir helfen Ihnen, die Absicherung der Funktionen bereits beim Entwurf der Softwarearchitektur mitzudenken. Wenn frühzeitig Testkonzepten entstehen, welche die verschiedenen Integrationsstufen der virtuellen Steuergeräte mit den Integrationsstufen vorhandener Hardwareplattformen in Einklang bringen, lassen sich nicht nur eine signifikante Kostenreduktion realisieren, sondern auch die Entwicklungsgeschwindigkeit substanziell steigern.

Ein vollständiges virtuelles Fahrzeug (vCAR) ist dabei ebenso unser Ziel wie schnell und effizient auf Anforderungen im Bereich OTA, Connected Mobility, In-Car Apps, Automotive Security und viele weitere Software-definierte Lösungen zu reagieren.

Virtuelles Testing in 55 Sekunden. Video ab!

Sie möchten mehr verstehen was hinter einer vECU steckt und was die Level 1-4 bedeuten?

vECUs ermöglichen die Simulation produktiver Software auf verbreiterter Computer-Hardware, was die Entwicklung in verschiedenen Phasen beschleunigt und die Softwarequalität signifikant verbessert.

Klassifizierung von virtuellen Steuergeräten

Level-0 vECU

Ausschließlich das Controller Modell, z.B. als MATLAB Simulink.
Kein Fokus im Bereich der virtuellen Absicherung.

Level-1 vECU

Produktive SWC (Application Code) mit teilweise generierter Basissoftware.

Kommunikation über Signal Ebene.

Beispiel: Einzelne Applikationen innerhalb der vECU (z.B. ESC) oder im Verbund mit anderen Softwarekomponenten.

Level-2 vECU

Wie Level 1, ergänzt um simulierte Basissoftware, die zusätzlich Kommunikationsfähigkeiten auf Bus- oder Netzwerkebene bietet.

Beispiel: Ideal für die Absicherung von Application Code und Bus-Kommunikation, einschließlich der Verwendung mit Restbus-Modellen oder vergleichbaren Anwendungen.

Level-3 vECU

Enthält SWC und produktive Basissoftware, d.h. vollständig mit der echten ECU vergleichbar, abgesehen von der Hardware-Ebene.

Beispiel: Enthält maximalen produktiven Code der realen ECU, optimal für die funktionale Absicherung nahezu aller Funktionen, mit Ausnahme der Hardware-Ebene.

Level-4 vECU

Als Target-Binary bezeichnet wird hier zusätzlich die Hardware emuliert, sodass eine größtmögliche Vergleichbarkeit mit einem realen Steuergerät erreicht wird.

Beispiel: HPC Steuergerät auf Basis eines Embedded Linux OS und ARM-Prozessoren.
Vollständige Vergleichbarkeit zu einer realen ECU ermöglichen bspw. auch die Absicherung von Flash-Prozessen.