OpenSynergy hat seine Virtualisierungsplattform COQOS Hypervisor SDK auf den Fahrzeugnetzwerkprozessor S32G von NXP portiert. Durch die Portierung ist es möglich, mehrere Funktionen auf dieser Hardware zu konsolidieren.  

Entwicklungstools 

Entwicklungs-Tools

Virtualisierungsplattform unterstützt NXPs Netzwerkprozessor S32G 

Telma, Anbieter von reibungsfreien Bremssystemen, hat mithilfe von ANSYS für drei neue Serien von Retardern (Bremssysteme mit elektromagnetischer Induktion) die Anzahl der für die Validierung erforderlichen Prototypen innerhalb eines Jahrzehnts von 10 auf einen reduziert. Das ermöglichte laut Unternehmen die schnellere Entwicklung von Retardern, die die mit Bremssystemen verbundenen Feinstaubemissionen um bis zu 90 Prozent senken und die Wartungskosten reduzieren. 

Bremssysteme 

Simulationslösungen verringern die Anzahl von physischen Prototypen  

Ab sofort kann die Simulation des Verkehrs mit den Simulationslösungen der CarMaker-Produktfamilie von IPG um eine Schnittstelle zur Verkehrssimulationssoftware PTV Vissim ergänzt werden. Die so geschaffene Simulationsumgebung verbindet das Gesamtfahrzeugverhalten, die Möglichkeiten der Modellintegration und Sensormodellierung von CarMaker mit dem Verkehrsverhaltensmodell von PTV Vissim und die darin enthaltene Steuerung von Lichtsignalanlagen und Fußgängern. 

Messen und Testen 

CarMaker von IPG Automotive jetzt mit Schnittstelle zur Verkehrssimulation PTV Vissim  

Aptiv hat seine Smart Vehicle Architecture (SVA) auf der Consumer Electronics Show 2020 in Las Vegas vorgestellt, eine Lösung für hochautomatisierte Fahrzeuge. Die nachhaltige offene Plattform hilft dabei, Gesamtbetriebskosten zu senken und hochautomatisierte Fahrzeuge zu entwickeln. Sie erfüllt dabei die Anforderungen an funktionale Sicherheit und Cybersicherheit.  

Smart Vehicle Architecture von Aptiv 

Microchip Technology hat die TÜV-SÜD-Zertifizierung seiner MPLAB XC Compiler für funktionale Sicherheit angekündigt. Das vereinfacht den Qualifizierungsprozess für die herstellereigenen PIC-, AVR- und SAM-Mikrocontroller (MCUs) sowie dsPIC Digital-Signalcontroller (DSCs). Für das Testen und die Diagnose, führte das Unternehmen die MPLAB-Code-Coverage-Lizenz ein. Dabei werden Teile der Software bestimmt, die mit minimaler Auswirkung auf die Anwendung ausgeführt wurden oder nicht.  

Funktionale Sicherheit 

TÜV-SÜD-zertifizierte MPLAB-Tools von Microchip 

MathWorks bietet mit dem HDL Verifier Release 2019b Unterstützung für Universal Verification Methodology (UVM). Damit können Verifikationsingenieure von FPGA- und ASIC-Entwürfen UVM-Komponenten sowie Testumgebungen direkt aus Simulink-Modellen erstellen und diese in Simulatoren einsetzen, die UVM unterstützen. Dazu zählen die von Synopsys, Cadence und Mentor. 

Verifikation 

MathWorks HDL Verifier erstellt UVM-Komponenten aus Simulink  

Littelfuse stellt die Gate Drive Evaluation Platform (GDEV) vor. Sie soll Entwickler bei der Evaluierung von SiC-MOSFETs, SiC-Schottky-Dioden und anderen peripheren Komponenten wie Gate-Treiber-Schaltungen unterstützen. Die GDEV-Plattform bietet Schnellanschluss-Stiftleisten.. Sie unterstützt eine 800-V-Zwischenkreis-Eingangsspannung und eine Schaltfrequenz von bis zu 200 kHz. 

Leistungselektronik 

SiC-Stromrichterschaltungen evaluieren 

Die Green Hills Platform for Secure Gateway enthält nun den Fahrzeugnetzwerk-Prozessor S32G von NXP und bietet Funktionale Sicherheit bis ASIL D, Linux-/Android-Isolierung, Hardware-Datensicherheit und beschleunigte Fahrzeugvernetzung. Es wird eine funktions- und datensichere Zusammenführung bisher uneinheitlicher Hard- und Softwarekomponenten - einige erfordern ASIL-Sicherheitszertifizierungen, Sicherheitsschlüssel und Zugangsdaten - auf einer SoC-Plattform möglich gemacht.  

Connected Car 

Plattform für Fahrzeugvernetzung unterstützt S32G von NXP 

Hitex erweitert sein Angebot an Break-Out- und Trace-Adaptern um vier  Varianten für die Infineon Aurix-Mikrocontroller-Familie der zweiten Generation. Die neuen Adapter unterstützen die Baureihen TC3X4 (PG-LQFP-144) und TC3X5 (PG-LQFP-176). 

Entwicklungs-Tools 

Break-Out- und Trace-Adapter für Infineons-Aurix TC3X4 und TC3X5 

Concept Engineering hat eine aktuelle Version seiner Softwareplattform EEvision fertiggestellt, die Google-ähnliche Suchfunktionen und intelligente Displayfunktionen für die Visualisierung und Analyse komplexer elektrischer Bordnetze nutzt.  

Visualisierung  

Optimierte EEvision-Plattform zur Analyse elektrischer Bordnetze 

Der TÜV SÜD hat drei zentrale Softwareentwicklungs- und Verifizierungs-Tools von AdaCore gemäß ISO 26262 und IEC 61508 qualifiziert. Damit wird gewährleistet, dass die Technologien den Sicherheitsanforderungen der Automobilindustrie gerecht werden. 

Softwareentwicklung 

Tools von AdaCore erhalten Qualifizierungen nach ISO 26262 und IEC 61508 

Ein größeres Update seines statischen Code-Analyse-Tools C-STAT hat IAR Systems in der vollständigen C/C++-Compiler- und Debugger-Toolchain IAR Embedded Workbench vor. Das Add-On-Tool C-STAT überprüft in seiner aktualisierten Version - zusätzlich zur verfügbaren Überprüfung der Konformität mit den Codierungsstandards MISRA und CWE - jetzt auch die vollständige Einhaltung des CERT C-Codierungsstandards. 

IAR Embedded Workbench überprüft Einhaltung von CERT C-Codierungsstandards  

Um Netzwerksoftware für den Automotive-Sektor zu produzieren, hat HCC Embedded seine Safety Integration TestBench durch TC8-Testfälle zum Validieren eines TCP/IP-Stacks ergänzt. TC8 ist das technische Komitee, das für die OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU-Testspezifikation zuständig ist. Diese stellt sicher, dass ein TCP/IP-Stack den Mindeststandards für Interoperabilität entspricht.  

Softwareentwicklung  

TCP/IP-Tests gemäß TC8 Ethernet ECU-Testspezifikation  

Der ¿Rohm Solution Simulator¿ von Rohm Semiconductor ist ein webbasiertes Simulationstool zur gleichzeitigen Evaluation von Leistungsbauteilen und ICs. Entwickler von elektronischen Schaltungen und Systemen im Automobilbereich können damit Stromversorgungs- und Treiber-ICs sowie Leistungsbauteile wie SiC- und IGBT-Produkte des Herstellers unter nahezu realen Bedingungen evaluieren. 

Simulationstool evaluiert Leistungsbauteile und ICs 

Zur Unterstützung der Hochschulausbildung bietet Mentor eine kostenlose Studentenversion der Premium-Software PADS Professional Design Suite (Version 2.7) für Studierende und Lehrende an. Es handelt sich um eine 12-Monats-Lizenz für das Tool zum Design, der Prüfung und der Herstellung von PCB-basierten Systemen. 

Software 

Studentenversion von PADS Professional  

Implementierung einer AUTOSAR DDS-Netzwerkanbindung

Die AUTOSAR DDS-Netzwerkanbindung ermöglicht es, dass AUTOSAR Adaptive-Anwendungen mit DDS-Systemen zusammenarbeiten. Doch was ist die DDS-Netzwerkanbindung genau und welche Herausforderungen gibt es hier beim Mapping, der Speicherverwaltung und der Compliance?

Für Unternehmen im AUTOSAR-Umfeld sind zwei verschiedene Plattformen entstanden: AUTOSAR Classic und AUTOSAR Adaptive sowie der Foundation-Standard, der die Interoperabilität zwischen den AUTOSAR-Plattformen ermöglicht. Die Beteiligung des Software-Framework-Anbieters RTI an AUTOSAR Adaptive geht mittlerweile weit über die Veröffentlichung von Standards hinaus und umfasst sowohl die Zusammenarbeit mit AUTOSAR Software-Anbietern als auch die interne Entwicklung einer funktionsfähigen Implementierung des Funktionsclusters für das Kommunikationsmanagement, genannt ara::com.

Die Spezifikation, Verwaltung und Weiterentwicklung der DDS-Netzwerkanbindung (Data Distribution Service) ermöglicht es, dass AUTOSAR Adaptive-Anwendungen mit bestehenden und zukünftigen DDS-Systemen zusammenzuarbeiten können.

Innerhalb der AUTOSAR Adaptive-Plattform bietet das Funktionscluster für das Kommunikationsmanagement eine serviceorientierte Kommunikationsmodellierung und Infrastruktur. APIs auf Applikationsebene sind protokollunabhängig und basieren daher auf einer Middleware, die zwischen den APIs und den tatsächlich zugrunde liegenden Kommunikationstechnologien vermittelt (Bild 1). Solche Mappings werden im AUTOSAR-Sprachgebrauch als Netzwerkanbindungen bezeichnet und nur drei von ihnen sind standardisiert, nämlich DDS,  SOME/IP und die ·signalbasierte Kommunikation.

Das Entwerfen und Implementieren von Komponenten zur Netzwerkanbindung für AUTOSAR ist aufgrund diverser Design-Aspekte der AUTOSAR Adaptive Plattform generell eine komplexe Aufgabe: Es gibt keine standardisierte API-Schicht zwischen anwendungsbezogenen APIs und Komponenten zur Netzwerkanbindung, sodass bei der Implementierung spezieller Netzwerkanbindungen jede Integration etwas anders angegangen werden muss.

AUTOSAR verfügt über ein eigenes Typsystem, das orthogonale UML- und C++ – Programmiersprachen wiedergibt. Diese müssen von den Netzwerkanbindungen mit dem Typsystem und den Funktionen jeder zugrundeliegenden Kommunikationstechnologie, z. B. DDS-eigenen erweiterbaren Typen, abgeglichen werden.

Und AUTOSAR schreibt auch sehr spezifische Protokolle für den Objektlebenszyklus und die Speicherverwaltung vor, die wiederum mit den zugrunde liegenden Frameworks in der gekapselten Netzwerkanbindung abgeglichen werden müssen.

Mapping von DDS und dem AUTOSAR-Typsystem

Auch wenn die AUTOSAR-Typen relativ weit verbreitet sind und naturgemäß auf DDS-XTypes (Booleans, Numerics, Strings, Strukturen, Arrays, Sequenzen usw.) abgebildet werden, erfordert die eigentliche Integration die Zusammenführung der plattformspezifischen Module (PSM) für beide Typsysteme in den Programmiersprachen C und C++.

Im Folgenden geht es um die einzige von AUTOSAR unterstützte Sprachanbindung C++ (bis hin zu C++14), sowie die C-Sprache PSM von DDS (letztere aus Gründen, die noch deutlich werden). Ein einfaches Beispiel zeigt, wie ein simpler Point3D-Typ nach der Übersetzung von DDS-IDL oder DDS-XML nach C aussehen könnte:

Und dann nach der Übersetzung von AUTOSARs ARXML nach C++:

Das Ergebnis fällt identisch aus. Ist die Typkompatibilität von AUTOSAR/DDS also bereits eine klare Sache? Entwickelt man jedoch den Typenkatalog noch etwas weiter und gruppiert 3D Points zu Point-Clouds, die der Einfachheit halber als reine Arrays mit fester Länge angeordnet sind, würde das gemäß DDS C PSM so aussehen:

Der gleiche Typ (ein Point Array mit 1024 Elementen) würde in AUTOSAR Adaptive allerdings wie folgt erstellt werden:

typedef ara:: core::Array&lt;Point3D, 1024> PointCloud;

Hier wurden also ähnliche, aber nicht identische Typen erstellt. Tatsächlich erhält ara::core::Array&lt;> einige Semantiken der einfachen Array-Typen mit fester Länge (z. B. den indizierten Zugriff), fügt aber auch STL-ähnliche Semantiken wie begin() und end() Methoden hinzu und konvertiert nicht vorbehaltlos in einen Point3D Pointer. Diese Diskrepanz vergrößert sich bei anderen Typen, wie z. B. Strings und Vektoren, noch mehr.

In ara::com von RTI enthalten Implementierungstypen für strukturierte, benutzerdefinierte Typen über die AUTOSAR-Modellierung keine Wertefelder, sondern funktional kompatible Wrapper, die auf einen intern verwalteten „Backend-Speicher“ verweisen. Ein solcher Backend-Speicher könnte auf dem PSM der Adaptive Plattform (numerische C++-Standardtypen und ara::core-Containertypen) oder auf den automatisch generierten PSM-Typen von DDS aus DDS-IDL oder DDS-XML basieren.

Dieser Ansatz vereinfacht nicht nur die Integration mit Kommunikationsframeworks verschiedenster Art, sondern hält auch weitere Möglichkeiten für eine effiziente Speicherverwaltung und die Reduzierung und Eliminierung von Sample-Kopien beim Austausch von Daten offen.

Mit der beschriebenen Flexibilität der Datentyp-Struktur ergeben sich zwei Speicherverwaltungs-Strategien für Data Samples, die sich gegenseitig nicht ausschließen:

<ul><li>Instanzen des Implementierungstyps können direkt von der Anwendung gestapelt oder dem Heap zugewiesen werden. Dies veranlasst die interne Typ-Implementierung, die In-Memory-PSM-Typen von AUTOSAR zu verwenden. Bei der Übergabe an das zugrundeliegende Framework müssen diese Datentypen entsprechend dem gewünschten Zieldatenformat konvertiert und/oder serialisiert werden</li><li>Bei der Suche nach Zero-Copy-Datentransfers können Applikationen auch die Standardmethode Allocate() nutzen, die von Events und Field Notifiers bereitgestellt wird. In diesem Fall fragt die Netzwerkanbindung das zugrundeliegende Framework ein intern zugewiesenes Datenmuster „auszuleihen“. Es wird „zurückgegeben“, wenn es von der Applikation ausgefüllt und zurückgesendet wurde.</li></ul>

Letztere Strategie stellt einen Mechanismus dar, der größenunabhängige und zeitlich konstante Datentransfers in verschiedenen Szenarien ermöglicht.

Die Bewertung einer DDS-Implementierung als SEooC (Safety Element out of Context) in einem beliebigen ISO-26262 ASIL-Level stellt eine eigene Herausforderung dar, die RTI mit dem Connext Drive Produkt bereits adressiert. Angesichts der Vorgehensweise und des finanziellen Aufwands bei den Bewertungen der funktionalen Sicherheit kann es aus strategischer Sicht notwendig sein, die Funktionalität gegen die Größe der Codebasis und des Footprints einzutauschen. Solche Einschränkungen fließen in RTIs ara::com-Design-entscheidungen und in zukünftige AUTOSAR-Standards ein:

<ul><li> C ist die einzige DDS-Sprache, die PSM bei der Implementierung von DDS-Netzwerkanbindungen erlaubt. Das ermöglicht eine einfache Anpassung für DDS-Implementierungen verschiedener Varianten.</li><li>Die Unterstützung des Multi-Bindings ist erforderlich, da mehr als eine DDS-Netzwerkanbindung zur Verfügung stehen muss, um die erwähnte Vielfalt an DDS-Implementierungen zu unterstützen.</li><li>Ein schlankerer Ansatz für die Service-Erkennung und die Anbindungsfunktionen in der Spezifikation der AUTOSAR Adaptive DDS-Netzwerkanbindung besteht darin, allgemeine DDS-Funktionen wie Topics und Instanzen zu nutzen, die in den meisten DDS-Middleware-Implementierungen leichter zu finden sind. (oe)</li></ul>

Emilio Guijarro ist Automotive Applications Engineer Peter Schmuckermaier Senior Account Manager, beide bei Real-Time Innovations (RTI).

Agentur Lorenzoni GmbH Public Relations 

http://www.lbpr.de

Ausgabenartikel

Bild 1: Die AUTOSAR Adaptive-Plattform definiert eine Reihe von Funktionsclustern, die vom Ausführungsmanagement über die Zeitsynchronisation, Überwachung und Diagnose bis hin zum Kommunikationsmanagement reichen.

Bild 2: Der DDS-Datenbus teilt ein gemeinsames Datenmodell mit anderen Systemen und Standards einschließlich AUTOSAR Classic und AUTOSAR Adaptive.

Hauptartikel

Emilio Guijarro ist Automotive Applications Engineer, Peter Schmuckermaier Senior  Account Manager, beide bei Real-Time Innovations (RTI).

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