Virtualisierung

Der Einsatz von Virtualisierungstechnologien im Entwicklungsprozess ermöglicht das frühzeitige Testen, Validieren und Kalibrieren von Embedded Software unabhängig davon, ob die gesamte Zielhardware vorliegt. Ebenso können das Design und Verhalten eines neuen Systems detailliert am PC, in Laborprüfständen und Hardware-in-the-Loop-Systemen (HiL) untersucht werden.

Mit den umfassenden Virtualisierungslösungen von ETAS können Kunden Entwicklungsaufgaben in virtuellen Umgebungen effizient bearbeiten. Um das volle Potenzial von Virtualisierung auszuschöpfen, führen ETAS Berater eingehende Prozessanalysen durch. Mit den Lösungen von ETAS lassen sich die Qualität und Effizienz des Entwicklungsprozesses und der produzierten Software deutlich steigern.

Vorteile der Virtualisierungslösungen von ETAS

  • Umfassendes Angebot mit offenen Tools, Modellen, Engineering-Services und Beratungsdienstleistungen
  • Unterstützung des gesamten Entwicklungszyklus
  • Langjährige Erfahrung von ETAS in den Bereichen modellbasierte Softwareentwicklung, Softwaretests, Validierung und Kalibrierung

Virtualisierungslösungen von ETAS setzen auf fortschrittliche Technologien für die Simulation und das Prototyping eingebetteter Steuerungen und Regelungen sowie Regelstrecken. Sie ermöglichen die Integration realer Komponenten in die virtuelle Umgebung und werden am PC im Büro, an Prüfständen, in Hardware-in-the-Loop-Testsystemen (HiL) und in Testfahrzeugen eingesetzt.

Das Video ETAS Solutions for Virtual Validation gibt einen Überblick über die Anwendung von ETAS Tools für den Test und die Validierung von Software in sämtlichen Entwicklungsphasen und den Einsatz von Model-in-the-Loop-(MiL), Software-in-the-Loop-(SiL) und Hardware-in-the-Loop-(HiL)-Anordnungen.

Frühzeitige Tests, Validierung und Kalibrierung

Virtualisierungstechnologien ermöglichen frühzeitige Tests, Validierung und Kalibrierung.

Über die Hälfte der Entwicklungskosten für Embedded Systeme entfallen auf Tests und Validierung. Gleichzeitig hängen die Prozesseffizienz und Produktqualität vom Reifegrad der Tests, Validierung und Kalibrierung ab.

Je früher Fehler im Entwicklungsprozess erkannt werden, desto weniger Aufwand und Kosten entstehen durch Bugfixing und Refactoring. Laut Kundenfeedback könnten mithilfe von Virtualisierungstechnologien bis zu 80% aller Fehler erkannt werden. Dementsprechend sollte im Prozessablauf so früh wie möglich mit den Tests und der Validierung begonnen werden. Des Weiteren helfen Kalibrierungsarbeiten in frühen Entwicklungsphasen dabei, Einsparungen bei kostenintensiven Ressourcen wie Prüfständen und Fahrzeugen zu erzielen.

Die Zehnerregel der Fehlerkosten: Mit jeder vor der Erkennung und Behebung eines Fehlers zusätzlich durchlaufenen Phase steigen die Kosten um einen Faktor Zehn.

Tests, Validierung und Kalibrierung erfordern meist nach wie vor Zielhardware und Prototypen. ETAS bietet Tools und Services, die Tests, Validierung und Kalibrierung unabhängig von bestehender Hardware ermöglichen und so die Zeitspanne zwischen Design und Test verkürzen. Damit beschleunigt ETAS den gesamten Entwicklungsprozess und senkt die Kosten.

Anwendung von Virtualisierung während der Entwicklung

Durch ihre Unabhängigkeit von Zielhardware oder Prototypen vereinfacht Virtualisierung die effiziente Prüfung neuer Konzepte und Designs. Detaillierte Untersuchungen des Systemverhaltens inklusive komplexer domänenübergreifender Funktionen sind bereits in der Designphase möglich.

Virtualisierung auf Systemebene

Entwickler von Embedded Software profitieren enorm von der Hardwareunabhängigkeit, die ihnen virtuelle Umgebungen verschaffen. So können Entwickler Funktionen, einzelne Softwarekomponenten oder sogar die gesamte integrierte Software mithilfe eines virtuellen Steuergeräts testen – lange bevor die Zielhardware oder Prototypen verfügbar sind. Debugging und das Reproduzieren von Fehlern lassen sich in einer virtuellen Umgebung auf dem PC deutlich schneller bewerkstelligen als mit Steuergeräten. Zeitaufwändige Vorgänge wie die Flash-Programmierung können vollständig vermieden werden.

Virtualisierung auf der Ebene von Steuergerätesoftware.

Dank virtueller Umgebungen arbeiten sämtliche Beteiligte – Entwickler, Integratoren und Tester ebenso wie Hersteller und Zulieferer – im gesamten Softwareentwicklungsprozess wesentlich enger zusammen, ohne dabei ihren Fokus zu verlieren oder Kompromisse beim Schutz ihrer Daten machen zu müssen.

Mit ESCRYPT ist ETAS in der Lage, Lösungen mit integrierter Verschlüsselungstechnologie anzubieten, welche den sicheren Austausch von Daten, Softwarekomponenten, Modellen oder Testfällen zwischen Herstellern und Zulieferern ermöglichen.

CoSimulation von Modellen unterschiedlicher Domänen mittels FMI-konformer Schnittstellen.

Standards und Initiativen

ETAS ist aktives Mitglied von Standardisierungsgremien und Initiativen, welche Virtualisierungstechnologien vorantreiben, darunter ASAM, AUTOSAR, FMI Advisory Committee, ProSTEP iViP, und Virtual Vehicle.

ASAM legt Tool-Schnittstellen fest, die den Datenaustausch im Entwicklungsprozess vereinfachen. ASAM-Standards umfassen Protokolle, Datenmodelle, Dateiformate und Programmierschnittstellen (APIs) für Tests, Validierung und Kalibrierung von Fahrzeugsteuergeräten.

AUTOSAR stellt Spezifikationen für eine gemeinsame Architektur von Fahrzeugsoftware inklusive standardisierter Steuergeräte-Basissoftware bereit.

Functional Mock-up Interface (FMI) wird von der Modelica Association verwaltet und unterstützt den Modellaustausch sowie die Co-Simulation dynamischer Modelle verschiedener Softwaresysteme. Als Mitglied des FMI Advisory Committee setzt sich ETAS für die weitere Verbreitung dieser Schnittstelle ein, um die Tool-Landschaft für virtuelle Umgebungen noch offener zu gestalten.

Der internationale Verein ProSTEP iViP hat sich der Entwicklung zukunftsweisender Lösungsansätze und Standards für das Produktdatenmanagement sowie die virtuelle Produktentstehung verschrieben. Seine Arbeitsgruppe für Smart Systems Engineering konzentriert sich auf den interdisziplinären und unternehmensübergreifenden Modellaustausch.

VIRTUAL VEHICLE ist ein international agierendes Forschungs- und Entwicklungszentrum, das sich mit der anwendungsnahen Fahrzeugentwicklung und zukünftigen Fahrzeugkonzepten für Straße und Schiene befasst. Zu den Schwerpunkten zählen der gemeinsame Ansatz bei numerischer Simulation und experimenteller Absicherung sowie die Systemsimulation bis hin zum Gesamtfahrzeug.

XiL-Ansatz

Einsatz von XiL bei der Entwicklung von Systemen und darin eingebetteter Software.

Durch die Anwendung von Simulationstechnologien auf verschiedenen Abstraktionsebenen können unterschiedliche Testanordnungen für Steuerungs- und Regelungsfunktionen dargestellt werden:

  • Model-in-the-Loop (MiL)
  • Software-in-the-Loop (SiL)
  • Hardware-in-the-Loop (HiL)

XiL-Ansatz von ETAS

Der XiL-Ansatz von ETAS fasst diese Testanordnungen zusammen und beinhaltet das folgende Konzept:  

  • XiL (X-in-the-Loop): X bezeichnet ein Modell, eine Software oder eine Hardware einer Steuerung und Regelung im Test
  • XiL steht für MiL-, SiL- oder HiL-Testumgebungen
  • XiL strebt den nahtlosen Übergang zwischen MiL-, SiL-, HiL- und physischen Umgebungen durch die Wiederverwendung von Modellen, Tests, Daten und Werkzeugen an

Durch die Integration von Hardwarekomponenten erlaubt XiL die Validierung neuentwickelter Steuerungsfunktionen mit einem Prototyping-System im Fahrzeug oder eine Kombination aus virtuellen und physischen Steuergeräten, zum Beispiel bei HiL-Tests.

Tools

XiL-fähige Virtualisierungswerkzeuge von ETAS

ETAS bietet Tools zur Anwendung von Virtualisierungsmethoden in allen Entwicklungsphasen:

  • Modellbasierte Softwareentwicklung mit ASCET
  • Prototyping von Steuerungsfunktionen mit INTECRIO
  • ETAS Virtual ECU für AUTOSAR: ISOLAR-EVE
  • Hardware-in-the-Loop-Tests mit LABCAR
  • Testmodellierung, -ausführung, -auswertung und -dokumentation mit RT2
  • Validierung und Vorkalibrierung von Simulink®-Steuerungsmodellen auf dem PC mit INCA, INCA-SIP und INTECRIO-RLINK
  • Geführte und automatisierte Kalibrierung mit INCA mittels INCA-FLOW
  • Generierung präziser datenbasierter Modelle und Optimierung des Verhaltens komplexer Systeme mit ASCMO

Die ETAS Toolkette ist offen und unterstützt zahlreiche Standards.

Simulationsmodelle

ETAS bietet Lösungen für XiL-Anwendungen als Kombination aus einer Simulationsmodellbibliothek und Dienstleistungen. Die detaillierten Modelle dienen beispielsweise zum Aufbau von Regelsimulationen für Hybrid-Powertrains mit einem oder mehreren Steuergeräten. Eine komplette Fahrzeugsimulation lässt sich mit erweiterten Modellkomponenten ausbauen, die Schnittstellen zu Steuergeräten von Batterie, Elektro- oder Verbrennungsmotor, Antriebsstrangelementen etc. bereitstellen.

ETAS entwickelt bestehende Modelle kontinuierlich weiter und erstellt neue Modelle wie beispielsweise für die verbesserte Simulation des Verhaltens von Brennstoffzellen. Um die Simulationsmodelle bestmöglich an die Kundenanforderungen anzupassen, bietet ETAS außerdem Beratungs- und Engineering-Dienstleistungen an.

Consulting & Engineering Services

Consulting

Durch die Senkung des Entwicklungsaufwands bei gleichzeitiger Qualitätsoptimierung bietet Virtualisierung enorme Potenziale für Effizienzsteigerungen. Um diese Potenziale zu realisieren sind maßgeschneiderte Lösungen erforderlich, welche die jeweiligen Entwicklungsstrategien, Prozesslandschaften und Tool-Umgebungen berücksichtigen.

Consulting-Dienstleistungen von ETAS basieren auf unserem umfassenden Know-how in der Entwicklung von Automobil-Elektroniksystemen und Software. Sie versetzen unsere Kunden in die Lage, das komplette Potenzial von Virtualisierung bei der Optimierung von Entwicklungsprozessen, Methoden und Tool-Umgebungen auszuschöpfen.

Engineering Services

ETAS bietet maßgeschneiderte Engineering-Dienstleistungen zur Spezifizierung, Anpassung und Integration von Software und Systemen ebenso wie Schulungen zum Betrieb der Lösungen an – und zwar weltweit dort, wo der Kunde es wünscht.

Die Einbindung von ETAS Lösungen in bestehende Umgebungen, darunter Tools und Modelle anderer Anbieter, bildet ein wichtiges Element des Service-Portfolios. So wird sichergestellt, dass Virtualisierungslösungen von ETAS Kundenanforderungen bestmöglichst abdecken.

Virtualisierung – Produkte