Hitachi Astemo（原Hitachi Automotive Systems）一直致力于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的虛擬化和自動(dòng)化測(cè)試。Hitachi Astemo 選擇來自Vector的vVIRTUALtarget作為ECU虛擬工具，并已成功實(shí)現(xiàn)基于AUTOSAR系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件（BSW）模塊虛擬化和測(cè)試工作，成功縮短測(cè)試場(chǎng)景的執(zhí)行時(shí)間并提高效率，例如改善HIL集成測(cè)試在相同測(cè)試場(chǎng)景下的測(cè)試完整性。

BSW的虛擬化 – 改善測(cè)試效率

AUTOSAR的使用變得越來越廣泛，因?yàn)镋CU軟件架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化有助于推動(dòng)軟件部件的重用并減少開發(fā)和驗(yàn)證工作。Hitachi Astemo是較早開始致力于AUTOSAR的日本供應(yīng)商之一，該公司為日本和全球的整車廠提供動(dòng)力總成系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。Hitachi Astemo一直致力于使用vVIRTUALtarget（圖1）進(jìn)行虛擬ECU和自動(dòng)化測(cè)試，旨在提高發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的BSW和SWC的測(cè)試效率。

圖1 | 基于vVIRTUALtarget生成虛擬ECU工具鏈

Hitachi Astemo軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)師Yoshimi Yamazaki先生說：“如果我們能夠在個(gè)人計(jì)算機(jī)上虛擬地復(fù)制ECU，就可以快速有效地檢查其行為，而無需準(zhǔn)備任何原型ECU和I/O硬件。我們的最終目標(biāo)是整個(gè)ECU的虛擬化，但目前首先進(jìn)行一些BSW模塊的虛擬化。”

Yamazaki先生將自己負(fù)責(zé)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的BSW（圖2）中的DEM/FIM、DCM和COM作為虛擬環(huán)境中的測(cè)試目標(biāo)。DEM將BSW的其他模塊和SWC確定的發(fā)動(dòng)機(jī)和凈化裝置的診斷信息進(jìn)行匯總，在發(fā)生故障時(shí)打開儀表板的警告燈并將故障信息記錄在非易失性存儲(chǔ)器中的模塊。大約1，500種故障與本文檔中討論的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器有關(guān)。與此同時(shí)，F(xiàn)IM模塊通過限制巡航控制等功能的停用，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)故障信息將故障的影響降至最低。

圖2 | 紅框內(nèi)模塊為Hitachi Astemo逐步虛擬化測(cè)試目標(biāo)

基于工具集成和執(zhí)行性優(yōu)化的虛擬工具

– vVIRTUALtarget

Hitachi Astemo在vVIRTUALtarget上進(jìn)行虛擬化，并在 Microsoft Windows 10上生成虛擬AUTOSAR環(huán)境，可以進(jìn)行MICROSAR Classic BSW部分或SWC部分的測(cè)試和集成，以及MICROSAR Adaptive的測(cè)試和集成。

Yamazaki先生說：“市場(chǎng)上有多種ECU虛擬化解決方案，但我們選擇 vVIRTUALtarget一方面是因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)與現(xiàn)有環(huán)境集成。”Yamazaki先生提到的另一個(gè)原因是執(zhí)行性能。“傳統(tǒng)上，我們使用微處理器供應(yīng)商提供的仿真器進(jìn)行DEM/FIM測(cè)試，并且可以準(zhǔn)確再現(xiàn)微處理器的行為，但挑戰(zhàn)在于處理速度慢”，Yamazaki先生說“使用vVIRTUALtarget可以使處理速度提高數(shù)倍，這也是我們決定使用vVIRTUALtarget的原因之一。”

圖3展示了SWC和MICROSAR中系統(tǒng)集成流程的大致思路：使用BSW配置工具DaVinci Configurator Pro對(duì)MICROSAR配置，生成的代碼（.c/.h）提供給vVIRTUALtarget，ECU在vVIRTUALtarget上生成并在CANoe上執(zhí)行，還可以將DaVinci Configurator Pro生成的代碼集成到真實(shí)的ECU上。

圖3 | vVIRTUALtarget虛擬集成流程

測(cè)試場(chǎng)景執(zhí)行時(shí)間減縮短2/3

– 有助于提高質(zhì)量的徹底性

圖4展示了Hitachi Astemo的大致工作流程：在V形模型的左側(cè)部分，使用DaVinci Developer開發(fā)AUTOSAR SWC，使用DaVinci Configurator Pro配置MICROSAR BSW；在V型模型的右側(cè)，vVIRTUALtarget用于提高虛擬ECU上BSW測(cè)試的效率。

圖4 | Vector工具對(duì)應(yīng)虛擬測(cè)試的不同階段

由vVIRTUALtarget構(gòu)建的虛擬ECU集成到CANoe中，并對(duì)來自虛擬CAN總線的輸入做出某種響應(yīng)，例如向CAN總線輸出值、寫入閃存以及與其他BSW模塊和SWC通信。測(cè)試場(chǎng)景由自動(dòng)測(cè)試序列創(chuàng)建工具vTESTstudio和Hitachi Astemo的內(nèi)部工具組成。此外，基于VT System的HIL測(cè)試場(chǎng)景提高了CAN通信測(cè)試效率并防止由于重復(fù)而導(dǎo)致的錯(cuò)誤（圖5）。

圖5 | 使用vVIRTUALtarget進(jìn)行虛擬測(cè)試

使用vVIRTUALtarget的效果如下：“首先，測(cè)試的執(zhí)行性能得到了顯著提升。它能夠加載和執(zhí)行數(shù)萬個(gè)測(cè)試場(chǎng)景，產(chǎn)生結(jié)果并完成Microsoft Excel 的合并。與微處理器供應(yīng)商提供的仿真器相比，能在8小時(shí)內(nèi)完成，大約是之前所需時(shí)間的三分之一。例如，如果在當(dāng)天下班時(shí)激活 vVIRTUALtarget，則第二天上班時(shí)可以在Excel文件中獲得測(cè)試結(jié)果，這樣就可以立即查看。”

Yamazaki先生表示，縮短的測(cè)試時(shí)間使得進(jìn)行比以前更徹底的測(cè)試成為可能，同時(shí)也提高了質(zhì)量。他說：“Hitachi Astemo一直在全球多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)。在虛擬環(huán)境中，無需將真實(shí)的ECU分配到每個(gè)位置，因此在進(jìn)行全球開發(fā)方面也很有效。”

如何實(shí)現(xiàn)更高效？

– 包括SWC在內(nèi)的持續(xù)集成與測(cè)試

Hitachi Astemo一直致力于CI/CT（持續(xù)集成/持續(xù)測(cè)試），在短周期內(nèi)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試和修改。CI/CT是一種開發(fā)方法，旨在通過一個(gè)小的迭代周期來減少返工，在該迭代周期中，頻繁地進(jìn)行測(cè)試和修改，而不是等到下一次測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)和糾正問題。這種方法在DevOps和CI/CD中很常見，即通過開發(fā)和運(yùn)營一體化來提高質(zhì)量和縮短發(fā)布所需的時(shí)間，在IT領(lǐng)域越來越普遍。CI已經(jīng)在云上創(chuàng)建的環(huán)境中使用，其中配置、代碼生成和構(gòu)建與使用CI/CD標(biāo)準(zhǔn)方法（如gitlab和artifactory）一起完成（圖6）。

圖6 | Hitachi Astemo開展CI/CT的粗略流程

Yamazaki先生說：“虛擬測(cè)試可以輕松快速地反映錯(cuò)誤糾正和功能更改，也可以在云上進(jìn)行開發(fā)，而不需要關(guān)注地理位置如何。目前我們只關(guān)注CI，后續(xù)計(jì)劃很快部署實(shí)施CT。”

為了滿足這些需求，Vector提供針對(duì)CI/CT場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)器版 vVIRTUALtarget SE。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的開發(fā)中，一個(gè)基本設(shè)計(jì)經(jīng)常被用于幾種類型的汽車和不同汽車制造商，因此縮短測(cè)試場(chǎng)景的執(zhí)行時(shí)間將是非常有利的。通過擴(kuò)大虛擬化范圍，包括BSW和SWC的集成測(cè)試，進(jìn)一步提高效率。Vector將繼續(xù)通過提供vVIRTUALtarget和其他工具來滿足Hitachi Astemo的需求。