汽車市場向高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS）、自動駕駛系統(tǒng) （ADS） 和自動駕駛汽車 （AV） 發(fā)展的趨勢正在促進(jìn)創(chuàng)新，并推動集成到高級電子控制單元 （ECU）、傳感器中的軟件內(nèi)容數(shù)量不斷增加、執(zhí)行器和其他板載硬件。這導(dǎo)致整個車輛電氣/電子 （E/E） 系統(tǒng)中流動的數(shù)據(jù)量急劇增加。同時，為了滿足汽車行業(yè)在時間、預(yù)算和質(zhì)量方面日益嚴(yán)格的要求，實現(xiàn)有效的驗證和確認(rèn) （V&V） 變得至關(guān)重要——尤其是考慮到許多專家預(yù)測這些運(yùn)輸技術(shù)將在幾年和幾十年內(nèi)大規(guī)模采用先。

隨著自動化和自動駕駛技術(shù)變得越來越復(fù)雜，開發(fā)人員在驗證和驗證下一代 E/E 系統(tǒng)的安全性方面面臨著新的挑戰(zhàn)。在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的過程中，工程師們正被來自不同供應(yīng)商的越來越多的新的、專業(yè)的軟件工具轟炸，所有這些工具都必須以某種方式協(xié)同工作。

當(dāng)今汽車工程師面臨的一個常見且相當(dāng)重大的挑戰(zhàn)是處理現(xiàn)在需要的大量 V&V 周期，包括跨越分層開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)中許多差距的測試。在所有系統(tǒng)硬件內(nèi)部和之間流動的大量軟件和大量數(shù)據(jù)創(chuàng)建了非常復(fù)雜的交互。E/E 系統(tǒng)本質(zhì)上是多 ECU 分布式系統(tǒng)，這意味著理想的 V&V 基礎(chǔ)設(shè)施必須支持在系統(tǒng)模型中混合精度（或保真度）水平的能力，以便實際覆蓋所需的測試場景數(shù)量。

雖然 ECU 硬件非常準(zhǔn)確，并且驗證設(shè)備允許工程師使用實際的 ECU 目標(biāo)來測試系統(tǒng)，但成本和維護(hù)復(fù)雜性因素限制了典型項目中可用的基于硬件的驗證系統(tǒng)的數(shù)量。對這些系統(tǒng)的訪問通常是有計劃的，并不是項目中的每個軟件工程師都可以使用它們，尤其是在最需要它們的時候。此外，物理硬件具有有限的可預(yù)測控制能力，并且對于跟蹤和故障注入的系統(tǒng)信號的可見性并不總是可能的。可能更具限制性的是，實際的 ECU 硬件需要實時執(zhí)行的環(huán)境模型。這一方面限制了他們的忠誠度，

整個開發(fā)過程中的測試重用是 ADAS/AD 時代的另一個重大工程挑戰(zhàn)。影響重用的最重要因素包括：測試臺信號抽象的多個級別、用于控制越來越多的可用專用工具的不同方法，以及項目中使用的不同建模、測試和編程語言。

從商業(yè)和經(jīng)濟(jì)角度來看，未能有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)可能會帶來許多負(fù)面結(jié)果。安全和安保測試覆蓋率不足可能對業(yè)務(wù)產(chǎn)生最大的潛在影響，因為覆蓋率不足意味著可能無法檢測到潛在的重大問題。未能在項目早期發(fā)現(xiàn)問題，而這些問題的修復(fù)成本最低，可能會導(dǎo)致開發(fā)預(yù)算激增。如果在部署之前未檢測到它們，技術(shù)錯誤可能會給企業(yè)帶來災(zāi)難性后果，甚至對最終用戶造成更糟的后果。

導(dǎo)致測試覆蓋率不足（及其相關(guān)的低效率和成本）的一個主要因素與合作伙伴無法在團(tuán)隊、組和組織之間交換測試工件有關(guān)。不遵循 V&V 標(biāo)準(zhǔn)和最佳實踐通常意味著在不兼容的測試技術(shù)之間來回切換，這最終限制了最佳測試覆蓋所需的測試工件的跨組織共享類型。它還阻止驗證工程師將最好的測試自動化軟件與最好的測試臺結(jié)合起來。無法共享測試工件也可能導(dǎo)致一個合作伙伴無法重現(xiàn)另一個合作伙伴報告的問題的常見問題。此外，當(dāng)工程師必須了解每個非標(biāo)準(zhǔn)工具的專有細(xì)節(jié)時，培訓(xùn)成本也會增加。

這是探索和概述 AD/ADAS 時代這些關(guān)鍵 V&V 挑戰(zhàn)的解決方案的多部分系列的第一篇。本系列研究的解決方案包括：具有可擴(kuò)展保真度的虛擬 ECU；按設(shè)計正確生成 MDD 工作流程；軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；測試框架標(biāo)準(zhǔn)；建模和工具互操作性標(biāo)準(zhǔn)；和架構(gòu)感知驗證。

以下是本系列即將發(fā)表的文章的概述：

第 II 部分：XIL 測試平臺中的可擴(kuò)展保真度——如果沒有一系列測試平臺平臺，每個平臺都可以最佳地支持所需的許多不同級別的 V&V，測試時間和覆蓋范圍無法擴(kuò)展以覆蓋巨大的問題空間。

第三部分：整個過程中的測試重用——如果沒有測試重用，E/E 系統(tǒng)的 V&V 的成本和時間損失是業(yè)務(wù)無法承受的，而且覆蓋范圍不足以滿足嚴(yán)格的安全和安保要求。

第 IV 部分：生成模型驅(qū)動開發(fā) （MDD） 工作流程——自動化工具不僅顯著減少了工程時間和工作量，而且還通過利用專業(yè)知識捕獲、設(shè)計正確的模型轉(zhuǎn)換來生成生產(chǎn)工件，從而最大限度地提高質(zhì)量。

第 V 部分：設(shè)計感知 V&V——如果沒有將測試信號與設(shè)計級別進(jìn)行交叉關(guān)聯(lián)的方法，工程師就無法根據(jù)其設(shè)計驗證和驗證他們的 E/E 系統(tǒng)。

審核編輯：郭婷