Le développement logiciel sous-estimé du calculateur : Pourquoi c'est l'arme principale des équipementiers pour dépasser le marché ?

En tant que plus petit composant de l'architecture EE automobile, l'unité de contrôle électronique (ECU) joue un rôle essentiel. En fait, la plupart des tâches de contrôle et de communication dans les véhicules sont effectuées par divers microcontrôleurs faisant partie de l'ECU. Grâce aux calculateurs, les performances et la sécurité globales des véhicules sont considérablement améliorées.

Par exemple, dans les fonctions critiques de sécurité telles que les systèmes de freinage antiblocage (ABS), les calculateurs ajustent la pression de freinage sur la base des informations relatives à la vitesse des roues afin d'éviter le blocage des pneus et d'améliorer ainsi la sécurité de la conduite.

Les statistiques montrent qu'un véhicule moderne standard contient plus de 40 calculateurs, les modèles haut de gamme en contenant 150 ou plus. Malgré les tendances telles que le découplage du matériel et du logiciel ou l'évolution vers des architectures électroniques centralisées, les calculateurs traditionnels continueront à jouer un rôle décisif en raison de la capacité des systèmes embarqués à garantir des performances en temps réel et une sécurité fonctionnelle de niveau ASIL-D.

Aujourd'hui, alors que les modèles et les caractéristiques des véhicules se multiplient et que les cycles de développement se raccourcissent, il est plus que jamais essentiel pour les équipementiers et les fournisseurs de garantir un développement efficace et fiable du logiciel de l'ECU.

Cependant, face aux progrès rapides des nouvelles technologies automobiles, les équipementiers donnent souvent la priorité aux innovations dans les systèmes intelligents, en particulier dans les systèmes d'aide à la conduite (ADAS) et la conduite autonome, tout en négligeant l'importance de la maintenance et de l'optimisation des chaînes d'outils de microcontrôleurs profondément intégrés. La complexité croissante des calculateurs s'accompagne d'une augmentation des défis liés au développement de logiciels. Eitech estime que les progrès réalisés dans le développement de logiciels de calculateurs influenceront le rythme de l'innovation automobile, la compétitivité des coûts et la sécurité au cours des prochaines décennies, et qu'ils constitueront un facteur essentiel pour maintenir et renforcer l'avance des équipementiers sur le marché.

En tant que noyau intelligent du véhicule, l'ECU gère des systèmes critiques tels que le freinage, la direction et les commandes de la carrosserie. Sa sécurité a un impact direct sur les performances du véhicule et la sécurité globale. Avec l'accélération de l'intelligence automobile, les véhicules sont de plus en plus interconnectés, ce qui les rend plus vulnérables aux menaces de cybersécurité. Il est essentiel de garantir une cybersécurité solide dans le développement du logiciel de l'ECU et de prendre des mesures complètes pour protéger les systèmes et les données du véhicule.

D'une part, la diversité et l'évolution des cybermenaces rendent de plus en plus complexe la protection des calculateurs contre les logiciels malveillants, le piratage et les accès non autorisés. L'ETAS propose de répondre à ces menaces par une architecture de sécurité multicouche. Celle-ci comprend le cryptage, l'authentification, la détection des intrusions et des mécanismes de démarrage sécurisé afin de garantir la sécurité des données, des communications et du matériel/logiciel tout au long du développement de l'ECU.

Par exemple, lors du développement du calculateur, il est essentiel de s'assurer que seuls les appareils ou logiciels autorisés peuvent accéder au calculateur. Les techniques de cryptage devraient protéger les informations d'authentification, empêchant ainsi la falsification d'identité. Des mécanismes de contrôle d'accès précis peuvent gérer différents niveaux d'accès aux calculateurs.

En outre, en raison des ressources informatiques limitées des calculateurs, la mise en œuvre de mesures de sécurité complètes sans compromettre les performances reste un défi. Des protocoles de sécurité adaptés, légers et efficaces sont nécessaires pour assurer la protection sans sacrifier les performances.

En outre, l'adhésion à des réglementations de cybersécurité variées et rigoureuses dans différentes régions et industries ajoute une nouvelle couche de complexité au développement de l'ECU. Par exemple, à partir de juillet 2024, tous les véhicules exportés vers l'UE devront être conformes à la norme UN-R155, la première réglementation internationale sur la cybersécurité des véhicules. Ce règlement impose des mesures strictes de cybersécurité lors de la conception et de la production des véhicules afin de les protéger contre les cyberattaques et les violations de données.

En août 2024, la Chine a publié la norme nationale obligatoire GB 44495-2024 : Technical Requirements for Information Security of Automobiles, qui entrera en vigueur le 1er janvier 2026 pour les nouveaux modèles certifiés. Cette norme définit des exigences spécifiques en matière de connectivité externe, de communication, de sécurité des données et de mise à jour des logiciels, ainsi que les méthodes de test correspondantes. Même les produits déjà certifiés selon la norme UN-R155 peuvent nécessiter des ajustements techniques ciblés pour répondre aux normes nationales chinoises pour les modèles domestiques.

Par conséquent, le développement du logiciel de l'ECU doit être conforme aux réglementations mondiales en matière de cybersécurité, qui sont en constante évolution. Le contrôle en temps réel et l'intégration des mises à jour dans le cycle de développement du véhicule sont essentiels pour garantir que le logiciel de l'ECU reste sécurisé et à jour.

En tant que pionnier de la cybersécurité automobile, ETAS aide ses clients à gérer la complexité du développement des calculateurs, à réduire les risques de cybersécurité et à maximiser le potentiel commercial. Leur suite complète de produits réseau et de services professionnels protège des millions de véhicules dans le monde entier, établissant la norme en matière de cybersécurité software-defined vehicle.

Par exemple, la bibliothèque de chiffrement ESCRYPT CycurLIB de l'ETAS, conçue pour les systèmes embarqués, fournit des implémentations efficaces d'algorithmes de chiffrement et de normes de sécurité. Conçue spécifiquement pour les systèmes ECU à ressources limitées, elle prend en charge tous les algorithmes de chiffrement et les normes de certificat courants (y compris les normes chinoises), fonctionne avec les configurations AUTOSAR et non AUTOSAR, et fonctionne sur toutes les plates-formes. Des optimisations pour la vitesse, la RAM et la ROM sont disponibles pour différents processeurs.

En outre, le micrologiciel de sécurité ESCRYPT CycurHSM innovant et flexible d'ETAS peut être déployé dans n'importe quel calculateur, y compris les contrôleurs de domaine. Il garantit un démarrage sécurisé, la sécurité des communications à l'intérieur du véhicule et la protection des composants, conformément aux normes ISO 26262 ASIL-D, Automotive SPICE et ISO/SAE 21434.

Notamment, la mise en œuvre par ETAS d'ESCRYPT CycurHSM sur le module de sécurité matériel (HSM) AURIX™ TC3xx de deuxième génération d'Infineon a passé avec succès la certification du programme de validation des algorithmes cryptographiques (CAVP) du National Institute of Standards and Technology (NIST) des États-Unis en 2023, en prenant en charge les algorithmes cryptographiques validés avec une conformité totale.

En outre, l'étalonnage complexe est l'un des principaux défis du développement de logiciels de calculateurs. En effet, en tant que processus critique dans le développement du logiciel du calculateur, l'étalonnage affecte les performances globales du véhicule. Au cours du processus de calibration, il est essentiel de s'assurer que le logiciel s'adapte au système physique et optimise le grand nombre de paramètres de calibration dans l'application, compte tenu des nombreuses interactions entre les fonctions logicielles et l'ECU.

Plus précisément, d'une part, la gestion de la documentation du calculateur et la garantie d'un étalonnage précis constituent une tâche complexe souvent affectée par la désynchronisation des informations et la faible efficacité du transfert de connaissances, ce qui peut réduire la productivité globale et prendre un temps excessif à l'ingénierie. D'autre part, cela peut allonger le cycle de développement des calculateurs, retarder les projets de développement des véhicules et augmenter les coûts de financement.

D'autre part, le taux d'erreur d'étalonnage dans le processus de développement des calculateurs est élevé. Si les paramètres d'étalonnage sont mal compris et entraînent des réglages incorrects, des essais répétés et un réétalonnage sont nécessaires ; en outre, les paramètres mal configurés peuvent ne pas répondre aux normes réglementaires, ce qui peut entraîner des révisions et des rappels coûteux.

Pour relever ces défis, ETAS a proposé une série de méthodes et de solutions basées sur ses 30 années d'expérience approfondie dans le domaine des logiciels embarqués pour l'automobile.

Améliorer la documentation et le partage des connaissances : Fournir une documentation complète qui explique clairement chaque paramètre d'étalonnage, y compris son objectif, ses interdépendances avec d'autres paramètres et son impact sur le système. Mise en œuvre d'une solution de documentation interactive pour réduire les erreurs et améliorer l'efficacité du processus.

Créer des interfaces conviviales : Simplifier le processus d'étalonnage en proposant des solutions qui ne fournissent à l'utilisateur que les paramètres et options pertinents ; utiliser des curseurs visuels et des graphiques dynamiques pour faciliter la compréhension et l'ajustement des paramètres d'étalonnage.

Utiliser des outils d'automatisation et de normalisation : Par exemple, INCA-FLOW, qui possède une interface intuitive et est utilisé pour les tâches d'étalonnage de routine, réduisant les opérations manuelles et simplifiant le processus d'étalonnage, tout en assurant la cohérence et la fiabilité entre les différents projets et équipes.

Tirer parti de la simulation et de la modélisation des données : Utiliser des outils de simulation et de modélisation comme ASCMO pour créer des modèles mathématiques. Ces modèles optimisent et génèrent des paramètres d'étalonnage à l'aide de modèles mathématiques formés sans affecter le matériel réel, et étalonnent automatiquement les paramètres du modèle physique sur la base des données d'essai dans l'environnement MOCA. En outre, l'intégration de modèles mathématiques dans le modèle du système ECU facilite les opérations et les essais.

Sur cette base, les solutions d'étalonnage et de vérification de l'étalonnage en temps réel d'ETAS transforment les données en informations et outils précieux, améliorant l'efficacité et la précision de l'étalonnage des calculateurs et assurant une forte compétitivité sur le marché.

Par exemple, avec près de 20 ans de développement dans l'industrie automobile, l'outil de diagnostic de test d'étalonnage automobile INCA d'ETAS est devenu une puissante plateforme intégrée pour les solutions d'étalonnage, utilisée dans des outils matériels et logiciels normalisés interdomaines pour les systèmes d'alimentation des moteurs à combustion interne, les systèmes d'alimentation des véhicules électriques, la gestion thermique et les châssis.

INCA dispose notamment d'une interface conviviale qui simplifie les paramètres d'étalonnage, l'analyse en temps réel et la visualisation, tout en réduisant le temps de recherche et en optimisant les paramètres d'étalonnage. À ce jour, la chaîne d'outils de base INCA et divers plugins ont été largement utilisés par plus de 50 000 utilisateurs dans le monde entier dans le cadre de processus de développement de projets d'ECU.

En outre, la solution de documentation logicielle interactive d'ETAS, EHANDBOOK, affiche la logique fonctionnelle du logiciel de l'ECU de manière interactive et graphique, ce qui facilite la compréhension des logiciels automobiles complexes. Il est particulièrement utile pour comprendre le flux des signaux et les dépendances entre les fonctions de l'ECU, ce qui réduit considérablement la complexité du logiciel de l'ECU et minimise le temps passé à des recherches inefficaces.

Dans les applications pratiques, la combinaison des outils EHANDBOOK et INCA réduit efficacement les tâches manuelles telles que la recherche, l'analyse et le transfert de données. Les expériences INCA peuvent être automatiquement configurées dans EHANDBOOK, ce qui permet aux ingénieurs de passer en toute transparence de la compréhension des fonctions de l'ECU à la mise en œuvre des modifications, d'accéder rapidement aux données nécessaires et de fournir un retour d'information immédiat pour un dépannage efficace, améliorant ainsi considérablement l'efficacité, la précision et la collaboration de l'équipe dans le cadre de l'étalonnage et du diagnostic de l'ECU.

De toute évidence, l'ETAS s'appuie sur des solutions complètes, non contraignantes et extensibles de développement de logiciels d'ECU pour réaliser une intégration et une communication transparentes entre les outils, aidant ainsi les OEM et les fournisseurs à réduire les coûts globaux du projet tout en maximisant l'efficacité du processus de développement de logiciels, en relevant efficacement des défis tels que le développement fonctionnel de logiciels de microcontrôleurs embarqués dans l'automobile, la cybersécurité globale et l'étalonnage complexe.