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嵌入式系统的虚拟化开发与验证
2021-03-04 16:55:51· 来源：ETAS易特驰
嵌入式系统的虚拟化开发与验证随着我们中的许多人继续在家办公，我们的大部分工作都是在虚拟环境中完成的，这已经成为一种新常态。在这个博客系列中，我们强调了
嵌入式系统的虚拟化开发与验证
随着我们中的许多人继续在家办公，我们的大部分工作都是在虚拟环境中完成的，这已经成为一种新常态。在这个博客系列中，我们强调了在这样新常态中为工程师提供的各种可能性，从虚拟环境（“虚拟世界中的汽车测试”），到虚拟标定。（“虚拟标定——减少所需的资源和时间”）。
在ETAS看来，开发，试验和验证，标定均可基于虚拟化系统的实施。在开发流过程中引入虚拟化测试与验证，通过可重复的预定义流程及验收标准，能够监测算法或参数对系统的影响，可避免不同平台沿用所带来的重复工作，能够对整个车辆信息网络进行测试，能够极大的提升效率，减少成本。
在现有开发过程中，一些汽车OEM厂商选择由自主测试控制器网络，另一些则将这项工作外包给测试机构或工程服务商。但这些往往都会带来很高成本，因为OEM厂商或测试供应商需要从所有供应商处收集控制器，连接硬件以创建虚拟网络和模拟车辆，这是一个成本高昂的静态过程。虽然一开始看起来很简单，但需要注意的是，我们讨论的是测试大型控制器网络——一辆车可能有几十个控制器，并且网络因车型而异，几乎没有交叉，测试所需要投入的人力， 物力，可想而知。
一、虚拟化的机遇
采用传统方案成本高昂，一个高效方案是采用所有控制器间可相互通信的虚拟车辆，进行虚拟验证。通过虚拟验证可以更早地执行控制器开发和验证，同时减少额外测试系统和ECU原型的数量，提高效率，降低成本。
建立虚拟车辆，尤其跨平台应用，应注意以下几点：
标准的组件和仿真接口（例如，FMI、ASAM、XIL等），以便做到模型和自动化序测试列复用，让OEM厂商可以即插即用相关组件，覆盖不同车型。
精确模拟控制器之间的通信。不同于组件供应商只需专注于单个组件，他们需要采用与OEM厂商要求相对应的网络通信。
在本地或云端并行计算，以加快进程。
持续集成以加快和自动化更新车型的集成过程。随着新的控制器被开发出来，这些变化会触发新虚拟车辆的构建而不需要重建整个环境。
二、虚拟化开发与验证的支柱
ETAS的COSYM（系统协同仿真）产品是一个仿真和集成平台，作为系统级软件在环的主干，能够方便支持ECU间通信，并使能OEM厂商成为虚拟车辆集成商。一旦OEM厂商开发了自有的构建模块库，将能够方便采用COSYM进行模块集成与连接，使能控制器之间精确地通信。COSYM具有“时序主控”，能够协调所集成模块时间同步。
凭借ETAS的专业知识和行业积累，开发与验证的虚拟化将带来效率的极大提升。建立一套虚拟车辆，连通虚拟控制器，开始工作——这个过程几乎不需要人为监督。在下一篇博客中，我们将重点讨论软件工程及其在所有虚拟测试和标定活动中扮演的关键角色。
随着我们中的许多人继续在家办公，我们的大部分工作都是在虚拟环境中完成的，这已经成为一种新常态。在这个博客系列中，我们强调了在这样新常态中为工程师提供的各种可能性，从虚拟环境（“虚拟世界中的汽车测试”），到虚拟标定。（“虚拟标定——减少所需的资源和时间”）。
在ETAS看来，开发，试验和验证，标定均可基于虚拟化系统的实施。在开发流过程中引入虚拟化测试与验证，通过可重复的预定义流程及验收标准，能够监测算法或参数对系统的影响，可避免不同平台沿用所带来的重复工作，能够对整个车辆信息网络进行测试，能够极大的提升效率，减少成本。
在现有开发过程中，一些汽车OEM厂商选择由自主测试控制器网络，另一些则将这项工作外包给测试机构或工程服务商。但这些往往都会带来很高成本，因为OEM厂商或测试供应商需要从所有供应商处收集控制器，连接硬件以创建虚拟网络和模拟车辆，这是一个成本高昂的静态过程。虽然一开始看起来很简单，但需要注意的是，我们讨论的是测试大型控制器网络——一辆车可能有几十个控制器，并且网络因车型而异，几乎没有交叉，测试所需要投入的人力， 物力，可想而知。
一、虚拟化的机遇
采用传统方案成本高昂，一个高效方案是采用所有控制器间可相互通信的虚拟车辆，进行虚拟验证。通过虚拟验证可以更早地执行控制器开发和验证，同时减少额外测试系统和ECU原型的数量，提高效率，降低成本。
建立虚拟车辆，尤其跨平台应用，应注意以下几点：
标准的组件和仿真接口（例如，FMI、ASAM、XIL等），以便做到模型和自动化序测试列复用，让OEM厂商可以即插即用相关组件，覆盖不同车型。
精确模拟控制器之间的通信。不同于组件供应商只需专注于单个组件，他们需要采用与OEM厂商要求相对应的网络通信。
在本地或云端并行计算，以加快进程。
持续集成以加快和自动化更新车型的集成过程。随着新的控制器被开发出来，这些变化会触发新虚拟车辆的构建而不需要重建整个环境。
二、虚拟化开发与验证的支柱
ETAS的COSYM（系统协同仿真）产品是一个仿真和集成平台，作为系统级软件在环的主干，能够方便支持ECU间通信，并使能OEM厂商成为虚拟车辆集成商。一旦OEM厂商开发了自有的构建模块库，将能够方便采用COSYM进行模块集成与连接，使能控制器之间精确地通信。COSYM具有“时序主控”，能够协调所集成模块时间同步。
凭借ETAS的专业知识和行业积累，开发与验证的虚拟化将带来效率的极大提升。建立一套虚拟车辆，连通虚拟控制器，开始工作——这个过程几乎不需要人为监督。在下一篇博客中，我们将重点讨论软件工程及其在所有虚拟测试和标定活动中扮演的关键角色。
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