Gemeinsam mit der Robert Bosch GmbH realisierte das Fraunhofer IESE die virtuelle Integration und Validierung von Steuergeräten. Dazu wurde die Fraunhofer-Technologie FERAL eingesetzt.
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FERAL (FramEwork for Simulator Coupling on Requirements and Architecture Level) ist eine Co-Simulationsplattform für den virtuellen Test von Steuergeräten. Neben den Funktionen des Steuergeräts können auch die Einflüsse der Buskommunikation und der Zielplattform getestet werden. Dafür werden verschiedene Busse, Prozessoren und Gateways unterstützt. Die Robert Bosch GmbH beauftragte beim Fraunhofer IESE eine Schnittstelle zu FERAL, um diese Plattform zukünftig für Tests während der Steuergeräteentwicklung einzusetzen.
Die Herausforderungen dabei lagen insbesondere in der Integration der einzelnen Systembestandteile in ein einziges Simulationsmodell. Neben Simulationsmodellen für die Fahrzeugdynamik und den Kommunikationsbussen wurden realer Steuergerätecode mit einem angepassten AUTOSAR-Treiber sowie Mock-ups von weiteren Steuergeräten genutzt. Gemeinsam erstellte das Projektteam ein Simulationsmodell, das wertvolle Aussagen zu Qualitätsaspekten, wie etwa der Auslastung der Fahrzeugbusse und Antwortzeiten, liefern kann.
Das sagt Dr. Roland Samlaus, Teilprojektleiter für die Plattformentwicklung Simulationsframework bei der Robert Bosch GmbH:
Um das in der Abbildung gezeigte System in ein Gesamtmodell zu integrieren, versah das Projektteam die virtuellen ECUs zunächst mit einer Schnittstelle. Bei den AUTOSAR-Komponenten wurden diese im MCAL Layer implementiert, sodass der Applikationscode nicht verändert werden musste. Simulatoren für die Fahrzeugdynamik wurden mittels bestehender Simulink- und FMI-Schnittstellen geladen. Simulationsmodelle für Fahrzeugbusse (hier wurden CAN und Flexray genutzt) sind in FERAL bereits enthalten und konnten direkt verwendet werden.
Das so entstandene Simulationssystem kann entsprechend ausgeführt werden und wird von der Simulationslaufzeitumgebung mit Eingangsdaten stimuliert. Das integrierte Simulationssystem realisiert wiederum eine Co-Simulation, die die Fahrdynamik simuliert, während die Fahrfunktionen in der simulierten Umgebung ausgeführt werden.
Ein solches Setup hat den Vorteil, dass mittels »virtueller Klemmen« das Systemverhalten an jeder Stelle beobachtet werden kann. Diese Daten können exportiert und analysiert werden.
Durch den virtuellen Aufbau können auch kritische oder im realen Umfeld nur schwer erzeugbare Systemzustände leicht nachgestellt und ausgewertet werden.
Die Ergebnisse der Arbeiten wurden in dem Konferenzpapier »Towards virtual validation of distributed functions« publiziert.
Die Robert Bosch GmbH hat das FERAL Framework lizensiert, um weitere Aufgaben des Virtual Engineerings damit umzusetzen.
Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE