過小評価されるECUソフトウェアの開発：なぜOEMが市場を凌駕する重要な武器なのか？

自動車のEEアーキテクチャの最小コンポーネントとして、電子制御装置（ECU）は重要な役割を果たしています。実際、車両の制御および通信タスクのほとんどは、ECUの一部としてさまざまなマイクロコントローラによって実行されています。ECUにより、車両全体の性能と安全性が大幅に向上します。

たとえば、アンチロック・ブレーキ・システム（ABS）のようなセーフティクリティカルな機能では、ECUが車輪速情報に基づいてブレーキ圧を調整し、タイヤのロックを防ぐことで走行安全性を高めています。

統計によると、現代の標準的な車両には40個以上のECUが搭載されており、ハイエンドモデルには150個以上のECUが搭載されています。ハードウェアとソフトウェアの分離や集中型電子アーキテクチャへの移行といったトレンドにもかかわらず、リアルタイム性能とASIL-Dレベルの機能安全を保証する組み込みシステムの能力により、実ECUは今後も決定的な役割を果たすでしょう。

今日、車両モデルや機能が拡大し、開発サイクルが短縮されるにつれて、OEMやサプライヤーにとって、効率的で信頼性の高いECUソフトウェア開発がこれまで以上に重要になっています。

しかし、自動車用新技術の急速な進歩の中で、OEMはスマートシステム、特にADASと自動運転におけるイノベーションを優先する一方で、深く組み込まれたマイクロコントローラのツールチェーンを維持し最適化することの重要性を見落としがちです。ECUの複雑化に伴い、ソフトウェア開発の課題も増大しています。エイテックは、ECUソフトウェア開発の進歩が、今後数十年の自動車用イノベーションのペース、コスト競争力、セーフティに影響を与え、OEMの市場優位性を維持・向上させる重要な要因になると考えています。

ECUは車両のインテリジェント・コアとして、ブレーキ、ステアリング、ボディ・コントロールなどの重要なシステムを管理します。ECUの安全性は、車両の性能や全体的なセキュリティに直接影響します。自動車用インテリジェンスの加速に伴い、車両はますます相互接続されるようになり、サイバーセキュリティの脅威にさらされやすくなっています。ECUソフトウェアの開発において堅牢なサイバーセキュリティを確保することは極めて重要であり、車両システムとデータを保護する包括的な対策が必要です。

一方では、サイバー脅威の多様化と進化により、ECUをマルウェアやハッキング、不正アクセスから保護することがますます複雑さを増しています。ETASは、このような脅威に対して、階層型セキュリティアーキテクチャで対処することを提案しています。これには、暗号化、認証付き暗号化、侵入検知、セキュアブートメカニズムなどが含まれ、ECU開発全体を通じてデータ、通信、ハードウェア/ソフトウェアのセキュリティを確保します。

例えば、ECU開発では、許可されたデバイスやソフトウェアだけがECUにアクセスできるようにすることが重要です。認証付き暗号化技術によって認証情報を保護し、IDの偽造を防ぐ必要がある。きめ細かなアクセス制御メカニズムにより、ECUへのさまざまなアクセス・レベルを管理できます。

さらに、ECUの計算リソースには限りがあるため、パフォーマンスを損なうことなく包括的なセキュリティ対策を実装することは依然として困難です。パフォーマンスを犠牲にすることなく保護を確保するためには、ライトウェイトで効率的なセキュリティプロトコルをカスタマイズする必要があります。

さらに、地域や業界によって異なる厳格なサイバーセキュリティ規制を遵守することで、ECU開発はさらに複雑さを増す。例えば、2024年7月以降、EUに輸出されるすべての車両は、車両のサイバーセキュリティに関する世界初の国際規制である国連規制（UN-R155）に準拠しなければならない。これは、サイバー攻撃やデータ漏洩から保護するために、車両の指示子や生産時に厳格なサイバーセキュリティ対策を義務付けるものである。

2024年8月、中国は強制的な国家規格GB 44495-2024を発表した：これは、2026年1月1日に新しい認証モデルに対して発効する。これは、外部接続、通信、データセキュリティ、ソフトウェアアップデートに関する具体的な要件と、それに対応するテスト方法をまとめたものである。すでにUN-R155の認証を受けている製品であっても、中国国内モデルの国家基準を満たすために、的を絞った技術的調整が必要になる可能性がある。

その結果、ECUソフトウェアの開発は、進化するグローバルなサイバーセキュリティ規制に準拠する必要があります。ECUソフトウェアの安全性と最新性を確保するには、リアルタイムモニタリングと車両開発ライフサイクルへのアップデートの統合が不可欠です。

自動車用サイバーセキュリティのパイオニアとして、ETASはECU開発の複雑性を管理し、サイバーセキュリティのリスクを低減し、商業的可能性を最大化するための支援を行っています。包括的なネットワーク製品とプロフェッショナルサービスにより、世界中で数百万台もの車両を保護し、ソフトウェアデファインドビークル（SDV）のサイバーセキュリティのスタンダードを確立しています。

例えば、組み込みシステム向けに設計されたETAS暗号化ライブラリESCRYPT CycurLIBは、暗号化アルゴリズムとセキュリティ規格の効率的な実装を提供します。リソースに制約のあるECUシステム向けに特別に設計されており、一般的な暗号化アルゴリズムと証明書規格（中国規格を含む）をすべてサポートし、AUTOSARおよび非AUTOSARコンフィギュレーションに対応し、すべてのプラットフォームで動作します。プロセッサごとに速度、RAM、ROMの最適化が可能です。

さらに、ETASの革新的で柔軟なESCRYPT CycurHSMセキュリティファームウェアは、ドメインコントローラを含むあらゆるECUに展開することができます。ISO 26262 ASIL-D、Automotive SPICE、ISO/SAE 21434などの規格に準拠し、セキュアブート、車内通信のセキュリティ、コンポーネント保護を実現します。

注目すべきは、ETASがESCRYPT CycurHSMをインフィニオンの第2世代AURIX™ TC3xxハードウェアセキュリティモジュール（HSM）に実装したことで、2023年に米国国立標準技術研究所（NIST）の暗号アルゴリズム検証プログラム（CAVP）認証に合格し、妥当性確認された暗号アルゴリズムに完全準拠していることです。

また、複雑な適合はECUソフトウェア開発における大きな課題の1つです。実際、ECUソフトウェア開発における重要なプロセスとして、適合は車両全体の性能に影響します。適合プロセスでは、ソフトウェア機能とECU間の多数の相互作用を考慮しながら、ソフトウェアが物理システムに適合し、アプリケーション内の膨大な数のアダプティブパラメータを最適化できるようにすることが不可欠です。

具体的には、ECUのドキュメントを扱い、正確な適合を確保することは、情報の非同期化や知識の伝達効率の低さに影響されがちな複雑な作業であり、全体的な生産性を低下させ、過剰なエンジニアリング時間を消費する可能性があります。同時に、ECUの開発サイクルを延ばし、車両開発プロジェクトを遅延させ、資金調達コストを増加させる可能性があります。

一方、ECU開発プロセスにおける適合エラー率は高い。コンフィギュレーションパラメータが誤解されて誤った設定になると、テストと適合の繰り返しが必要になります。また、誤ったコンフィギュレーションパラメータは規制基準を満たしていない可能性があり、コストのかかる修正やリコールにつながる可能性があります。

これらの課題に対処するため、ETASは30年にわたる自動車用組込みソフトウェアの深い経験に基づき、一連の手法とソリューションを提案してきました。

文書化と知識共有の強化：各適合パラメータについて、その目的、他のパラメータとの相互依存関係、システムへの影響などを明確に説明した包括的な文書の提供。対話型文書化ソリューションの導入によるエラーの削減とプロセス効率の向上。

ユーザーフレンドリーなインターフェースの構築：ユーザーに関連するパラメータとオプションのみを提供するソリューションを提供することで、適合プロセスを簡素化します。視覚的なスライダーとダイナミックグラフを使用することで、適合設定の理解と調整を容易にします。

自動化と標準化ツールの活用：例えば、INCA-FLOWは直観的なユーザーインターフェースを持ち、日常的な適合作業に使用されることで、手作業を減らし、適合プロセスを簡素化すると同時に、異なるプロジェクトやチーム間での一貫性と信頼性を確保します。

シミュレーションとデータモデリングの活用： ASCMOのようなシミュレーションおよびモデリングツールを使用して数学的モデルを作成します。これらのモデルは、実際のハードウェアに影響を与えることなく、学習済みの数学モデルを使用して適合パラメータを最適化して生成し、MOCA環境内のテストデータに基づいて物理モデルのパラメータを自動的に適合させます。さらに、数理モデルをECUシステムモデルに組み込むことで、演算子やテストが容易になります。

これを基本型として、ETASの適合ソリューションとリアルタイム適合の検証ソリューションは、データを価値ある情報とツールに変え、ECU適合の効率と精度を向上させ、強力な市場競争力を提供します。

例えば、ETASの自動車適合テスト診断ツールINCAは、20年近くにわたる自動車用ソリューションの開発により、内燃機関パワーシステム、電気自動車パワーシステム、熱マネジメント、シャーシの各分野で標準化されたハードウェアおよびソフトウェアツールに使用される、適合ソリューションの強力な統合プラットフォームへと進化しました。

特にINCAは、適合設定、リアルタイム解析、可視化を簡素化し、検索時間を短縮して適合パラメータを最適化する、ユーザーフレンドリーなインターフェースを特徴としています。現在、INCAの基本ツールチェーンと各種プラグインは、ECUプロジェクトの開発プロセスにおいて、世界中で50,000人以上のユーザーに広く利用されています。

さらに、ETASのインタラクティブなソフトウェアドキュメンテーションソリューションEHANDBOOKは、ECUソフトウェアの機能ロジックをインタラクティブかつグラフィカルに表示し、複雑な自動車ソフトウェアをより理解しやすくします。特にECU機能間のシグナルフローや関数従属性を理解するのに役立ち、ECUソフトウェアの複雑さを大幅に軽減し、非効率な検索に費やす時間を最小限に抑えます。

実際のアプリケーションでは、EHANDBOOKとINCAツールを組み合わせることで、データ検索、解析、転送などの手作業を効果的に削減できます。INCA実験はEHANDBOOK内で自動的に設定できるため、エンジニアはECU機能の理解と変更の実行をシームレスに切り替え、必要なデータへの迅速なアクセスをサポートし、効率的なトラブルシューティングのためのフィードバックを即座に提供し、ECU適合と診断におけるチームの効率、精度、コラボレーションを大幅に向上させることができます。

ETASは、包括的で拘束力がなく、拡張可能なECUソフトウェア開発ソリューションに依存してツール間のシームレスな統合と適合を実現し、OEMやサプライヤがソフトウェア開発プロセスの効率を最大化しながらプロジェクト全体のコストを削減し、自動車用マイクロコントローラのソフトウェア機能開発、全体的なサイバーセキュリティ、複雑な適合などの課題に効果的に対処できるよう支援します。