?虛擬化技術使得在Windows PC上對汽車ECU（Electronic Control Unit，電子控制器單元）進行倍訓仿真成為可能，能有效改善ECU開發程序，一些開發任務得以從道路、測驗平臺和HIL（Hardware in the Loop，硬體在環）轉移到PC上，縮短開發時間和成本，
▲汽車系統模型測驗現狀
由在本文中，我們將主要介紹虛擬化技術在ECU開發中的實作，其中的技術挑戰在于：如何用合理的方式將ECU任務和基本軟體移植到Windows PC上，以便關鍵的開發任務可以在PC上執行，而不需要訪問真實的硬體（如車輛原型、測驗平臺或HIL設施），
01.仿真加速軟體開發
傳統汽車軟體開發的流程一般為：功能開發團隊使用基于模型的工具鏈開發ECU模型，生成C代碼，然后針對目標處理器進行代碼編譯，并使用測驗平臺，HIL系統和道路測驗來測驗和驗證生成的ECU，進而將結果反饋至開發人員，結束開發周期，該程序存在的主要缺點有：1、迭代時間長；2、受原型車和測驗設備的限制——硬體資源昂貴且稀缺，
為開發團隊提供虛擬ECU可解決上述問題：開發人員可在PC機上對軟體進行模擬、校準和測量，縮短開發周期，減少對稀缺資源和實際硬體的嚴重依賴；同時，通過虛擬ECU，開發人員可隨時觀察和修改記憶體變數甚至硬體狀態，極大提升作業效率，
▲傳統ECU開發vs虛擬ECU開發
虛擬ECU可應用以下場景：測量和標定、單元測驗、持續集成、協同仿真、總線仿真，
▲基于虛擬ECU的應用場景
在PC上設定虛擬ECU主要有兩種選擇：
1、使用芯片模擬重新托管本機二進制代碼，基于模擬ECU處理器的指令集，本機ECU代碼（二進制）在PC上執行，無需訪問C代碼，
2、重新定位C代碼，編譯ECU的C代碼，以便在Windows PC上執行——需要訪問C代碼來構建Windows可執行檔案或DLL（Dynamic Link Library，動態鏈接檔案），
本文將主要介紹如何通過第一種方式設定虛擬ECU，
02.基于SkyEye的虛擬ECU方案
為支持構建數字仿真目標系統，運行實際專案的可執行檔案，需要設計通用的仿真平臺軟體，靈活構建不同的 ECU 仿真目標系統，提供工程配置管理，方便工程師進行專案用例的配置和管理，
SkyEye，中文全稱天目全數字實時仿真軟體，是基于可視化建模的硬體行為級仿真平臺，支持用戶通過拖拽的方式對硬體進行行為級別的仿真和建模，SkyEye作為一款指令集仿真器，其仿真物件是物理芯片，
SkyEye采用“面向物件”的設計思想，通過將虛擬的目標系統上的所有組件都設計為獨立的模塊，支持手動修改和界面圖形拖拽方式來快速生成虛擬目標系統的“硬體組態檔”，從而快速構建虛擬目標系統，達到加載和運行二進制目標程式進行仿真測驗的目的，
基于SkyEye的虛擬ECU整體架構主要包含：SkyEye全數字仿真平臺、虛擬ECU、標定軟體、IDE開發工具、腳本模塊、MATLAB模型以及CAN總線等模塊，各個模塊間通過虛擬軟總線進行連接，
▲基于SkyEye的虛擬ECU整體架構
基于SkyEye的虛擬ECU可將開發任務從路測和臺架轉移至Windows/Linux PC上，以實作ECU軟體的高效在環（SIL）開發，工程師可構建高度仿真真實控制器的虛擬ECU以加載運行真實ECU中的目標二進制檔案，
同時，SkyEye虛擬ECU構建了一個強大的實驗環境，通過多領域分布式協同仿真平臺DigiThread，可以與多種工具（包括通過標準化FMI介面運行的MATLAB/Simulink等）的仿真模型（如電源模型、電機模型等）進行資料互動，實作對物理系統行為的模擬和復制，在構建物理樣機或進行臺架測驗之前，工程師可基于虛擬ECU對系統設計提前進行驗證，以最大限度地減少對實驗室樣機和作業設備的需求，
此外，虛擬ECU系統的復制比真實硬體系統容易得多，其配置可快速復制拓展，成本較低，每個工程師都可擁有一個開發環境，避免占用稀缺資源（如HIL臺架測驗）——更多的工程師可從中受益，專案研發周期亦可大幅縮短，
03.某發動機控制器仿真案例
使用仿真建模的方法，可以使基于INCA的發動機控制單元（ECU）標定、測量和診斷事半功倍，
在實際場景中進行測驗，需根據具體的測驗要求和標定專案進行設定和除錯，同時也需要對測驗資料進行分析和評估，以確保測驗結果的準確性和可靠性，
▲真實ECU標定測驗圖
該程序中，存在以下問題：
1、實驗環境限制：硬體標定需要使用實際的測驗設備和實驗車輛進行標定，因此需要考慮測驗設備和實驗車輛的可用性、實驗場地和環境等因素，實驗環境的限制可能會影響標定結果的精度和可靠性；
2、試驗成本高：硬體標定需要使用實際測驗設備和實驗車輛，包括INCA硬體本身的試驗成本，人力、物力和時間成本較高；
3、難以覆寫所有測驗情況：硬體標定需要使用實際的測驗設備和實驗車輛進行標定，可能難以覆寫所有的測驗情況，特別是在測驗較為復雜的場景時，可能需要更多的測驗車輛和測驗設備來進行標定，試驗成本和難度增加，
解決方案：
使用SkyEye模擬真實控制器中的所用芯片，運行真實的ECU軟體，并建立虛擬CAN Bus和INCA上位機的連接，可高效解決標定場景中遇到的上述問題，
▲虛擬ECU標定測驗圖
同時，為解決仿真系統中發動機物理模型的問題，多領域分布式協同仿真平臺DigiThread提供了一套通用的API 機制，可支持包括Simulink、MATLAB等各類虛擬模型的掛載，將Simulink生成的發動機模型和ECU軟體建立連接，即可滿足對于汽車領域各類系統半倍訓仿真的需求，
本案例中，資料均由INCA上位機提供，標定工程師無需關心除標定作業以外的硬體連接關系，在實驗室中即可輕松完成標定作業，?
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/554767.html
標籤：其他
上一篇：selenium-wire簡介
下一篇：返回列表