Das AutoDevKit-Entwicklungssystem von STMicroelectronics stellt einen neuen und effizienten Toolsatz zum Anfertigen funktionierender Prototypen bereit, der das gewohnte handwerkliche Vorgehen ersetzt und die Standardisierung ebenso unterstützt wie die Wiederverwendung von Designs.  

Schnellere Prototyp-Entwicklung 

Entwicklungs-Tools

Entwicklungssystem für ECU-Prototypen 

Die Funktion ¿Mutation Test¿ in der nächsten Major Release des Unit- und Integrations-Testwerkzeugs TESSY für C/C++ von Razorcat ist das erste Werkzeug, dass die Qualität von Quellcodetests automatisiert prüft.  

Testen von Quellcode 

Test the Test 

Die intelligente Raddrehzahlsimulation ¿RDG-SIM¿ des Mess- und Testsystemspezialisten Smart Testsolutions kann ab sofort auch in HiL-Systemen eingesetzt werden.  

Drehzahlsimulation 

Raddrehzahl-Simulation für HiL-Systeme 

Speziell für Entwickler und Ingenieure, die während des Design-in-Prozesses ihrer Projekte passende Batterie-Lösungen suchen ist der Panasonic Industry Battery Finder entworfen worden. Er gibt einen Überblick über das gesamte Sortiment der Panasonic Industry Batterien und findet für jede Anwendung die richtige Batterie.  

Batterien 

Tool für die Suche nach Batterien 

Parasoft präsentierte seine Lösungen für das automatisierte Softwaretesten. Highlight war die neue Version von C/C++test ¿ sie integriert Innovationen im Bereich KI und Machine Learning und macht sie für Embedded Entwickler zugänglich.  

Automatisiertes Testen 

C/C++ Entwicklungstestlösung  

Multicore-Prozessoren bieten zwar mehr Rechenleistung als Single-Core-Architekturen, doch ist die Wahrscheinlichkeit von schwer erkennbaren und durch Nebenläufigkeit bedingter Fehler höher. Dieser Artikel präsentiert eine neue Technologie, die zur Messung des Zeitverhaltens von Programmen auf Mehrkern-Architekturen, zur Messung von Testüberdeckung (Coverage) im Zielsystem und zur Analyse komplexer Fehler verwendet werden kann.

Elektronik

Automotive

Tracing von eingebetteten  Multicore-Systemen

Die Hochschule Kempten hat einen neuen Fahrsimulator angeschafft, der  für Erforschung und Entwicklung zukünftiger Mobilitätslösungen eingesetzt wird. In der Kooperation mit AB Dynamics und weiteren Industriepartnern aus der Automobilindustrie sollen erforderliche Methoden und Anwendungen entwickelt und in die Industrie transferiert werden.

Messtechnik, Testlösungen, Diagnose

Europaweit einzigartiger Fahrsimulator

Die Entwicklung von Fahrassistenz- und insbesondere hochautomatisierten Fahrsystemen stellt Automobilhersteller und Zulieferer vor große Herausforderungen. Daher ist es wichtig, dass leistungsfähige, flexibel konfigurierbare Entwicklungssysteme die vielfältigen Anwendungsfälle im Bereich der datengetriebenen Entwicklung optimal unterstützen, um diese so effizient wie möglich zu gestalten.

Effizientes Data Logging, Rapid Prototyping und Data Replay

Bei der im folgenden Beitrag vorgestellten Prototyping-Plattform von Analog Devices handelt es sich um eine komplette Hard- und Software-Lösung, die Anwender zur effizienten Entwicklung von LIDAR-Systemen sowie zum Prototyping von Algorithmen und individuellen Hardware-Lösungen nutzen können.

Sensoren / Aktoren

LIDAR-Prototyping-Plattform

Vernetzte, hochautomatisierte Mobilität setzt die Messlatte für die IT-Sicherheit im Fahrzeug hoch. Penetrationstests für fahrzeuginterne Netzwerke oder Steuergeräte gelten hier als ultimative Eignungsprüfung. Doch wann und wie werden sie durchgeführt? Und was sind typische Ergebnisse solcher Automotive Pentests?

Die Cybersecurity-Probe  aufs Exempel

Die sensorrealistische Simulation ist eine performante Lösung zur Absicherung von Sensorsystemen, die wesentlicher Bestandteil autonomer Fahrzeuge sind. Durch immer leistungsfähigere Rechnersysteme gelingt es, realistische Sensordaten in Echtzeit zu generieren. Damit wird die Simulation zur effizienten Methode für die Validierung von Sensorsteuergeräten, die eine ganze Reihe von Vorteilen bietet.

Sensorrealistische Simulation  in Echtzeit

Mit CAN XL steht nur wenige Jahre nach der Markteinführung von CAN FD erneut eine CAN-Variante am Start. Aktuell etabliert sich im Fahrzeug parallel zur signalbasierten Kommunikation die serviceorientierte Kommunikation. In diesem Zusammenhang liefert CAN XL die Grundlagen für eine effiziente Kooperation von IP-Technologie sowie klassischer signalbasierter Kommunikation.

 CAN XL für zukünftige  Fahrzeugarchitekturen

Im AUTOSAR-Format DEXT spiegelt sich die Variabilität der Fahrzeugelektronik wider. In ODX von ASAM dagegen sammeln sich über die Lebensdauer eines Fahrzeuges die verschiedenen Software-Versionen eines Steuergeräts an. Fasst man alle diese Informationen in einer gemeinsamen Datenbasis zusammen, so entsteht die einzige Quelle der Wahrheit. Dadurch wird sichergestellt, dass ODX und DEXT-Dateien immer die gleichen Informationen beinhalten und damit konsistent sind.

Der Lebenslauf  eines Fehlercodes

Um Algorithmen KI-basierter Systeme für das autonome oder hochautomatisierte Fahren zu trainieren, müssen immense Datenmengen gesammelt und weiterverarbeitet werden. Es gilt, zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen, damit selbstfahrende Autos künftig ihre Umwelt mit allen wesentlichen Details wahrnehmen, die richtigen Entscheidungen treffen und Menschen sicher an ihr Ziel bringen.

Annotationsprojekte  effizient gestalten

Vor dem Hintergrund immer komplexer werdender Fahrfunktionen und deren Vernetzung im Fahrzeug hat sich die Simulation als Standard-Werkzeug von der Funktionsentwicklung bis zur Absicherung etabliert.

Standards im virtuellen  Fahrversuch

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  

https://www.lorenzoni.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).

ausgabe 05/2021

ausgabe 04/2021

ausgabe 03/2021

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