Futuro da Indústria Automotiva

Estamos trabalhando com nossos clientes para compartilhar com você suas histórias e percepções, para oferecer a você um raro vislumbre do futuro dos sistemas de algumas das indústrias e equipes de desenvolvimento mais empolgantes e inovadoras do mundo. Aproveite!

Por Constantin Brueckner, Teste Funcional Hardware-in-the-Loop, AUDI AG

Seu carro é provavelmente a coisa que mais exige computação que você possui. Ele terá pelo menos 40-50 unidades de controle eletrônico (ECUs) para um veículo econômico recente e bem mais de 100 para um carro topo de linha. No passado, cada uma dessas ECUs tinha uma função dedicada a executar. Isso evoluiu com o tempo e a maioria das UCEs agora desempenham mais do que uma única função ou grupo de funções. Apesar desta evolução do uso de ECU, ainda há uma necessidade crescente de reduzir o número de ECUs e o cabeamento entre eles com o objetivo final de aumentar a economia de combustível e reduzir o CO ₂ emissão, proporcionando ao cliente uma funcionalidade ainda maior no automóvel. Essas demandas adicionais estão sendo atendidas por uma mudança em direção à integração funcional e comunicação entre ECUs e entre o carro e seu ambiente. Esta é uma das muitas outras razões pelas quais o futuro dos testes automotivos está se tornando distribuído e interconectado. Além disso, nossos sistemas de teste precisam evoluir tão rápido quanto a funcionalidade do carro para incluir essa mudança. Para enfrentar esses desafios, a Audi fundou um departamento de pré-desenvolvimento para sistemas de teste, que atualmente desenvolve um sistema de barramento em tempo real baseado em RTI DDS para os sistemas de teste futuros.

Mas, primeiro, vamos dar uma olhada em mais detalhes na mudança em direção à "integração funcional" e explicá-la com os seguintes exemplos:

• Um simples antigo “computador de air bag” disparou os airbags no momento de um acidente. Isso agora se torna um elemento integrante do complexo sistema de segurança com mais funções de segurança para evitar grandes ferimentos aos passageiros em caso de colisão. O novo, chamado 'computador de segurança' tem uma capacidade de detecção automática de colisão (“Audi pre-sense”) e deve realizar, por exemplo, suporte de frenagem totalmente automatizado, desdobrar os airbags, pré-tensionar os cintos de segurança, feche as janelas e o teto e coloque os assentos na posição vertical.
• ECUs dedicados para rádio, navegação e entretenimento do banco traseiro estão evoluindo para uma “unidade principal de entretenimento”.
• ECUs dedicados para eletrônicos corporais, como farol dianteiro, luz interna e ar condicionado, são combinados em um "módulo de controle corporal" e enriquecidos com novos recursos, como luz de curvatura, farol dianteiro LED, assistência de estacionamento, ar condicionado e chuva limpadores de detecção.

Além disso, há um novo padrão de garantia de segurança automotiva a ser cumprido que reflete essa mudança para uma visão de sistema centrada em função, ISO26262. Segurança funcional é intrinsecamente uma comunicação ponta a ponta no escopo. Deve tratar a função de um subsistema como parte da função de todo o sistema. Isso significa que, embora os Padrões de Segurança Funcional se concentrem em Sistemas Eletrônicos e Programáveis ​​(E&PS), os objetivos de ponta a ponta para o processo de aprovação significam que, na prática, a revisão de segurança funcional deve se estender às partes não E &PS do sistema que o E&PS atua, controla ou monitora.

A integração funcional e essa mudança regulatória são os problemas que impulsionam uma mudança fundamental na maneira como a cadeia de ferramentas HIL (Hardware-in-the-Loop) dos departamentos de teste automotivo deve ser desenvolvida.

No passado, teríamos que determinar um fornecedor HIL antes de configurar uma nova bancada de teste HIL para garantir que cada subsistema particular funcionasse perfeitamente em conjunto. Hoje estamos mudando desta solução tudo-em-um com bancos de teste HIL monolíticos fornecidos por um único fornecedor para bancos de teste heterogêneos e distribuídos, que consistem em vários módulos de hardware de diferentes fornecedores HIL, conectados por meio do barramento HIL em tempo real .

Por quê? Porque nenhum fornecedor de HIL possui essa solução multifuncional mencionada anteriormente, que atende a todas as nossas demandas de teste em relação a funções distribuídas e ECUs altamente integrados. Como resultado, devemos escolher a melhor solução da classe para cada subsistema e usá-la para desenvolver uma nova plataforma de teste na qual temos um alto grau de confiança. O desafio é como vamos integrar este conjunto de plataformas HIL de todos esses diferentes fornecedores, a fim de produzir uma bancada de teste de nova geração para carros e funções de próxima geração.

A comunicação em carros já mudou de comunicação baseada em fio dedicada para uma comunicação de barramento orientada a dados usando, por exemplo, barramento CAN ou FlexRay. Agora transferimos esta abordagem baseada em ônibus de nossos carros para nossa arquitetura HIL de próxima geração. Chamamos essa nova abordagem de "baseada em HIL-Bus".

Para realizar essa abordagem baseada em barramento para bancos de teste HIL, precisamos de um mecanismo de representação de barramento centrado em dados para ser o conduíte das informações de estado.

Para a realização técnica, a Audi decidiu usar RTI Connext DDS com pontos de integração para sistemas de fornecedores HIL.

RTI não apenas nos forneceu uma implementação líder de mercado de DDS com seu produto Connext DDS, mas seu modelo de licença OCS (Open Community Source) nos deu a estrutura comercial ideal para trabalhar para desenvolver um ecossistema de mercado aberto para o conceito HIL-Bus. O OCS permite que nossos parceiros HIL-Bus tenham acesso gratuito ao RTI Connext DDS para seu desenvolvimento e implantação. Assim, remove um grande inibidor de adoção em toda a indústria. Ele permite que os parceiros concentrem os recursos na integração e na qualidade.

Além disso, direcionamos e focamos em padrões internacionais abertos, como o ASAM XIL-API, para integrar perfeitamente o software de automação de teste para testes automatizados e determinísticos 24 horas por dia, 7 dias por semana, e ferramentas de software experimentais para testes manuais.

Hoje estamos trabalhando com vários fornecedores de sistema HIL para desenvolver este ecossistema e instanciar o HIL-Bus como o método ideal para teste de sistema funcional de ponta a ponta.

Para obter mais informações sobre os testes HIL-Bus, sugerimos este artigo conjunto da Audi / RTI por Bettina Swynnerton da RTI e por mim que foi publicado na ATZ Elektronic em julho de 2014.

Para saber mais sobre ASAM XIL-API, visite o site do ASAM www.asam.net.

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