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Mischung von Individual-Software und AUTOSAR-Komponenten
ID: 35076
Von Peter Schiekofer, Vector Informatik GmbH, Regensburg
(firmenpresse) - Die Steuergeräte-Entwicklung im Fahrzeug verändert sich rasant. Dieser Artikel beleuchtet einen wichtigen Aspekt: Die Einführung von standardisierter Basissoftware, die von der AUTOSAR-Entwicklungspartnerschaft definiert wird. Wird die Übernahme von AUTOSAR-Softwarekomponenten in die Gesamtarchitektur schrittweise und differenziert durchgeführt, stellt das eine erhöhte Qualität sicher.
Die AUTOSAR-Entwicklungspartnerschaft hat Anfang 2007 mit dem Release 2.1 eine praxiserprobte Software-Architektur definiert, auf deren Grundlage wiederverwendbare Anwendungen entwickelt werden können. Mit der Veröffentlichung der Spezifikationen ist es in Zukunft allen der AUTOSAR-Entwicklungspartnerschaft angehörenden Unternehmen möglich, AUTOSAR-konforme Komponenten zu entwickeln. Die Umsetzung in der Praxis ist jedoch nicht trivial. Der Übergang von Individual- zu Standardsoftware muss gut geplant sein und ist wohl nur schrittweise denkbar.
AUTOSAR ermöglicht standardisierte Software
Mit der AUTOSAR-Philosophie und Beschreibungssprache wurde ein mannigfaltiger Raum für den Einsatz von standardisierter Software geschaffen. In der Praxis kann dies ein Mischverbau von AUTOSAR- und Nicht-AUTOSAR-Komponenten sein oder die Integration von Basissoftware für bestimmte Plattformen durch mehrere Software-Lieferanten. Für beide Einsatzmöglichkeiten ist es notwendig, die jeweiligen Rahmenbedingungen aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu beleuchten und zu definieren.
Aus Sicht der OEM werden derzeit Basisplattformen, Technikplattformen etc. entwickelt, von welchen die nächsten Fahrzeuggenerationen abgeleitet werden. Dahinter steht das Ziel, ein und dasselbe Steuergerät in viele Fahrzeuge zu integrieren und damit die Kosten zu reduzieren. Gleichzeitig sollen Qualität und die Stabilität der Elektronik erhöht werden. Daraus abgeleitet ergibt sich ein Spagat zwischen den Unwägbarkeiten einer neu eingeführten Technik und der Stabilität des Produktes. Wenn man nun von der Fahrzeugsicht in ein Steuergerät blickt und sich hier die Software-Architektur vor Augen führt, sind individuelle Ausprägungen erkennbar. Zumal bei der Basissoftware der aktuellen Steuergeräte zwei
mitunter gegensätzliche Ansätze verfolgt werden. Zum einen geben viele OEM Softwarekomponenten vor oder zumindest die Spezifikation dazu. Zum anderen sind die Lieferanten der Steuergeräte bestrebt, hausintern immer die gleiche Architektur für eine Steuergeräteplattform zu verwenden.
Hinzu kommt, dass der Standardisierungsgrad der Software nicht so umfassend ist, wie ihn AUTOSAR beschreibt. Ziel ist es hier, einen Standard bei nicht wettbewerbsdifferenzierender Software zu verwenden, um Raum für neue Innovationen zu schaffen. Optimalerweise fallen nur geringe Investitionen in neue Werkzeuge an, da die bereits im Einsatz befindlichen größtenteils weiterverwendet werden können.
Klare Migrationsstrategie als Erfolgsfaktor
Zieht man diese beiden Betrachtungsweisen bei der Entscheidung über die Einführung von AUTOSAR heran, ist es sinnvoll, die Mehrstufigkeit zu wählen. Zuerst wird in der ersten Stufe – Aufsetzen der Architektur und Erweiterung – zwischen der bestehenden Individualsoftware und der AUTOSAR-Architektur verglichen.
Nach Analyse hinsichtlich Überschneidungen und Integrationsmöglichkeiten fällt die Entscheidung, welche Module bestehen bleiben und welche durch Standardsoftware ersetzt werden können. Es empfiehlt sich in diesem Stadium die Einführung einer Trennschicht zwischen Applikations- und Basissoftware und eine einheitliche Schnittstelle dahin.
Die sogenannte Runtime Environment (RTE) sorgt als Bindeglied für den nötigen Datenaustausch und ermöglicht als Puffer mit definierter Schnittstelle, dass modular und unabhängig programmiert werden kann. So lassen sich die AUTOSAR-Komponenten ohne zusätzliche Änderung von Individual- und Anwendungssoftware integrieren. Die Individualsoftware wird über einen Adaption Layer an die Gesamtarchitektur angebunden, damit ein Datenaustausch mit den AUTOSAR-Komponenten über die RTE erfolgen kann. Um die Aufwände zu minimieren und eine optimale Gesamtlösung zu erhalten, ist es zu diesem Zeitpunkt hilfreich, die Individualsoftware in die Konfigurationswerkzeuge zu integrieren.
Sukzessive werden nun in der zweiten Stufe – Ersetzen – Nicht-AUTOSAR-Komponenten durch AUTOSAR-Komponenten ersetzt, ohne die Gesamtarchitektur zu gefährden oder Umprogrammierungen an anderen Modulen vornehmen zu müssen. Ziel ist es hier, eine AUTOSAR-Architektur aufzusetzen und die dazu passenden Werkzeuge zu verwenden. Angefangen von einzelnen Steuergeräten wird am Ende das komplette Fahrzeug mit AUTOSAR-Software konzipiert, angefangen vom Systemdesign bis hin zur Integration.
Einsatz der AUTOSAR-Architektur beim Design von neuen Steuergeräten
Essenzielle Teile der Individualsoftware können auch im Rahmen einer AUTOSAR-Architektur weiterverwendet werden. Sie sind dann über eine Anpassungsschicht als Complex Device Driver mit der Applikation verbunden. Eine Überdeckungsmatrix zeigt die Anteile, bei denen AUTOSAR-Software ohne großes Risiko eingeführt werden kann. Das wird sich im Wesentlichen mit dem Memory-Teil und der IO Hardware Abstraction problemlos durchführen lassen. Besonders das Cluster Memory- Management hat sehr klare und einfach zu verwendende Schnittstellen, die eine frühe Migration in neue Steuergeräte ermöglichen.
Bei Kommunikation und Diagnose hingegen ergeben sich größere Überschneidungen der proprietären Fahrzeugsoftware mit Standardmodulen der AUTOSAR-Basissoftware. Im Sinne der Stabilität des Fahrzeuges bedarf es dabei einer eher konservativen Vorgehensweise.
Viele OEM verwenden Plattform-Steuergeräte, bei denen bestehende Softwaremodule in neue Fahrzeugmodelle übernommen werden. Dadurch bedingt, kann die Netzwerk- und Kommunikationsstrategie nicht kurzfristig verändert werden. Auch die Steuergerätekalibrierung und Offboard-Diagnose ist im Falle einer sofortigen Migration anzupassen, was in der Praxis zu erheblichen Problemen führen würde. Der einfachste Weg ist es daher, den bestehenden Kommunikationsstack auch in der AUTOSAR-Umgebung zu verwenden. Dieser Stack kann mittels einer Adaptionsschicht an die RTE angebunden werden.
XCP in Migrationsarchitektur integrierbar
Vector verfügt hier über das notwendige Know-how und entsprechende Lösungsvorschläge, solche Mischarchitekturen zu erstellen beziehungsweise dem Kunden zur Verfügung zu stellen. So kann das bekannte XCP Protokoll in eine Migrationsarchitektur integriert werden, um bestehende Mess- und Kalibrierwerkzeuge wie CANape verwenden zu können.
Der beschriebene Ansatz ist kein reiner Top Down Approach, da an vielen Stellen schon auf den unteren hardwarenahen Schichten AUTOSAR-Software integriert werden kann. Der modulare Aufbau und die definierten Schnittstellen helfen dabei, auf SPAL-Ebene Standardsoftware einzusetzen, ohne die oberen Schichten zu beeinflussen. Bezüglich der Wiederverwendung bringt dies einen enormen Vorteil.
Vector Informatik verwendet dafür den Begriff der Produkt-Clusterung. Das Angebot erstreckt sich über mehrere Schichten und bietet in Anlehnung an die AUTOSAR-Vorgaben Gesamtlösungen für den Memory-, Kommunikations-, Diagnose- oder Systembereich. Dies sind in sich funktionierende Bereiche, die zum Teil auch ohne AUTOSAR-Architektur eingesetzt werden können. So lässt sich zum Beispiel der Cluster Memory schnell und einfach in viele Steuergeräte-Anwendungen integrieren.
Unterstützung durch Werkzeuge
Eine weitere wichtige Säule für die Einführung von AUTOSAR sind die Werkzeuge. Diese müssen die AUTOSAR-Schnittstellen bedienen, aber trotzdem für die Integration von Drittkomponenten offen sein. Vor allem Konfigurationswerkzeuge sollen diese Herausforderung meistern und den Anwender auch bei der Validierung der Systemkonfiguration unterstützen.
Die Werkzeugwelt rund um AUTOSAR lässt sich in die drei Kategorien Design, Konfiguration und Test/Simulation aufteilen. Vor allem geeignete Testinstrumente sind essenzieller Bestandteil einer erfolgreichen Entwicklung. Ein Steuergerät arbeitet als Teil eines Ganzen. Um die Konsistenz im Gesamtsystem zu überprüfen und sicherzustellen, erfordert das ein leistungsfähiges Simulationswerkzeug. Die Vector Informatik GmbH hat sich diesen Anforderungen gestellt und kann mit umfassenden Werkzeug-Lösungen wie der DaVinci Tool Suite, der MICROSAR Configuration Suite oder CANoe einen Anteil am Erfolg von AUTOSAR leisten. Unterstützung im Rahmen von Projektarbeit und Beratung runden das Produktportfolio ab.
Zusammenfassung
Aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet erscheint die schrittweise Einführung der von der AUTOSAR-Entwicklungspartnerschaft definierten Standardkomponenten in die unternehmens-individuelle Software-Architektur als richtiger Weg. Diese Vorgehensweise sichert Qualität und Konsistenz. Geeignete Werkzeuge unterstützen dabei. Migration statt einem sofortigen Totalumstieg führt damit zu einer AUTOSAR-Gesamtlösung im Fahrzeug ohne Sicherheitsrisiken. Vectors Know-how und langjährige Erfahrungen unterstützen dabei.
Quelle: OEM&Lieferant, Messeausgabe 2007
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93059 Regensburg
Tel: 0941 20865-0
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www.vector-informatik.com
  
  
  
Datum: 07.09.2007 - 18:04 Uhr
Sprache: Deutsch
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Kategorie:
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