Wie Sie Ihren Entwicklungsprozess für Steuergerätesoftware optimieren können

Da sich die E/E-Architekturen hin zu einem stärker zentralisierten Modell entwickeln, werden mikrocontrollerbasierte Steuergeräte weiterhin unverzichtbar sein. Die Entwicklungszyklen müssen jedoch beschleunigt werden, um den Anforderungen des funktionsorientierten Marktes gerecht zu werden, insbesondere mit dem Aufkommen softwaredefinierter Fahrzeuge.

Trotz dieses Wandels bleibt das V-Modell ein relevanter Rahmen für die Entwicklung eingebetteter Software, da es etablierte Prozesse mit innovativen Lösungen effektiv kombiniert. Der Entwicklungsprozess wird entlang der wichtigsten Arbeitsschritte optimiert. Diese folgen nicht notwendigerweise einer strikten Reihenfolge; einige können parallel erfolgen oder wiederholt werden, und das Anforderungs- und Variantenmanagement wird durchgängig berücksichtigt.

In einem Steuergerät verwaltet ein Mikrocontroller spezifische, miteinander verknüpfte Funktionen wie die Motor- und Fahrdynamiksteuerung. Ein detaillierter Anforderungskatalog ist unerlässlich, der mit der Identifizierung von Funktionalitäten, Einschränkungen, Hardware-Elementen, Middleware und deren Abhängigkeiten beginnt. Alle Komponenten müssen von Anfang an den strengen Normen der Automobilindustrie entsprechen, was eine sorgfältige Beachtung der Details erfordert.

Die Fahrzeugsoftwareplattform bildet die Brücke zwischen der Hardware oder dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware in einem Steuergerät, indem sie die Hardware abstrahiert und eine standardisierte Schnittstelle für eine reibungslose Interaktion zwischen den Softwarekomponenten bietet. Ein solcher Vermittler muss die höchsten Sicherheitsstandards einhalten, da Schwachstellen im Steuergerät zu unberechtigtem Zugriff und Datenverletzungen führen können, was die Fahrzeugsicherheit gefährdet. Bei der Auswahl der Fahrzeugsoftware-Plattform muss auf Reife (ISO 26262 ASIL-D-Konformität), Zukunftssicherheit (kein Vendor Lock-in) und Cybersicherheit geachtet werden. Eine robuste, konfigurierbare Lösung mit kontinuierlichen Updates ist unerlässlich, um das Steuergerät vor sich entwickelnden Bedrohungen zu schützen und die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen.

Nach der Definition der Architektur und der Ermittlung der Komponentenanforderungen setzen die Entwickler das Systemdesign in funktionale Software um. Sie erstellen neue Funktionen, beheben Fehler und optimieren bestehende Funktionen. Die Herausforderung besteht darin, einen Prozess zu etablieren, der es ermöglicht, neue Funktionen zu implementieren, ohne sie neu zu schreiben, und dabei die funktionale Sicherheit, die Cybersicherheit und die Effizienz des Codes zu wahren.

In dieser Phase werden die Konfiguration der Fahrzeugsoftwareplattform, das Architekturdesign, die Anwendungssoftware und die Vorkalibrierungsdaten zu Code für den Mikrocontroller kompiliert. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, die Leistung der Fahrzeugfunktion an die Fähigkeiten der neuen Hardware anzupassen und gleichzeitig die Effizienzziele und Umweltbedingungen zu erfüllen. Dies erfordert eine Feinabstimmung der Fahrzeugsoftwareplattform für die Ressourcennutzung und den Echtzeitbetrieb sowie strenge Tests, um Sicherheits- und Regulierungsstandards zu erfüllen.

Die Test- und Validierungsphase stellt sicher, dass die Steuergerätefunktionen die Anforderungen an Sicherheit, Leistung und Zuverlässigkeit erfüllen. Umfassende Tests identifizieren potenzielle Probleme, die bei softwarelastigen Fahrzeugen komplex und langwierig sein können. Daher ist es entscheidend, so viele Tests wie möglich in kurzer Zeit durchzuführen, um die Kosten zu minimieren und die Leistung zu maximieren.

Während der Kalibrierung werden die Parameter mit Daten gefüllt, um das Softwareverhalten an das physische System anzupassen. Einige Anwendungen haben Tausende von miteinander verknüpften Parametern, die Leistungsziele, Umweltbedingungen und gesetzliche Normen erfüllen müssen. Bei zukünftigen Aktualisierungen, z. B. wenn sich die Emissionsnormen ändern, können Anpassungen erforderlich sein.

Sobald die Software das Stadium "einsatzbereit" erreicht hat, wird sie einem abschließenden Genehmigungsverfahren unterzogen und vollständig auf die Zielsteuergeräte aufgespielt.

Weitere Informationen zur Optimierung Ihrer Entwicklungsprozesse für Steuergerätesoftware finden Sie auf unserer Website und lesen Sie unser Whitepaper Fünf große Herausforderungen bei der Softwareentwicklung für Automobil-Mikrocontroller.