Wie Sie Ihren Entwicklungsprozess für Steuergerätesoftware optimieren können

Da E/E-Architekturen zunehmend zentralisiert werden, bleiben mikrocontrollerbasierte Steuergeräte unverzichtbar. Allerdings müssen die Entwicklungszyklen beschleunigt werden, um den Anforderungen des funktionsorientierten Marktes gerecht zu werden, insbesondere angesichts der Einführung softwaredefinierter Fahrzeuge.

Trotz dieser Veränderung bleibt das V-Modell ein relevantes Rahmenwerk für die Entwicklung eingebetteter Software, das bewährte Prozesse mit innovativen Lösungen effektiv kombiniert. Der Entwicklungsprozess wird entlang der wichtigsten Arbeitsschritte optimiert. Diese müssen nicht unbedingt in einer strengen Reihenfolge erfolgen, sondern können teilweise parallel oder wiederholt durchgeführt werden, wobei das Anforderungs- und Variantenmanagement durchgängig berücksichtigt wird.

In einer ECU verwaltet ein Mikrocontroller bestimmte miteinander verknüpfte Funktionen wie die Steuerung des Motors und der Fahrdynamik. Ein detaillierter Anforderungskatalog ist unerlässlich, beginnend mit der Identifizierung von Funktionen, Einschränkungen, Hardware-Elementen, Middleware und deren gegenseitigen Abhängigkeiten. Alle Komponenten müssen von Anfang an strengen Automobilstandards entsprechen, was eine sorgfältige Beachtung aller Details erfordert.

Die Fahrzeugsoftwareplattform bildet eine Brücke zwischen der Hardware oder dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware in einem Steuergerät, abstrahiert die Hardware und bietet eine standardisierte Schnittstelle für die reibungslose Interaktion zwischen den Softwarekomponenten. Ein solcher Vermittler muss höchsten Sicherheitsstandards entsprechen, da Schwachstellen im Steuergerät zu unbefugtem Zugriff und Datenverletzungen führen können, die die Fahrzeugsicherheit gefährden. Bei der Auswahl der Fahrzeugsoftwareplattform müssen Reife (ISO 26262 ASIL-D-Konformität), Zukunftssicherheit (keine Herstellerabhängigkeit) und Cybersicherheit im Vordergrund stehen. Eine robuste, konfigurierbare Lösung mit kontinuierlichen Updates ist unerlässlich, um das Steuergerät vor neuen Bedrohungen zu schützen und gesetzliche Anforderungen zu erfüllen.

Nach der Definition der Architektur und der Ermittlung der Komponentenanforderungen setzen die Entwickler das Systemdesign in funktionale Software um. Sie erstellen neue Funktionen, beheben Fehler und optimieren bestehende Funktionen. Die Herausforderung besteht darin, einen Prozess zu etablieren, der es ermöglicht, bestehende Funktionen ohne Neuprogrammierung zu implementieren und dabei die funktionale Sicherheit, Cybersicherheit und Codeeffizienz zu gewährleisten.

In dieser Phase werden die Konfiguration der Fahrzeugsoftwareplattform, das Architekturdesign, die Anwendungssoftware und die Vorkalibrierungsdaten zu einem Code für den Mikrocontroller zusammengestellt. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, die Leistung der Fahrzeugfunktionen an die Fähigkeiten der neuen Hardware anzupassen und gleichzeitig die Effizienzziele und Umweltbedingungen zu erfüllen. Dies erfordert eine Feinabstimmung der Fahrzeugsoftwareplattform hinsichtlich der Ressourcennutzung und des Echtzeitbetriebs sowie strenge Tests zur Einhaltung der Sicherheits- und gesetzlichen Standards.

Die Test- und Validierungsphase stellt sicher, dass die Steuergerätefunktionen die Anforderungen an Sicherheit, Leistung und Zuverlässigkeit erfüllen. Umfangreiche Tests identifizieren potenzielle Probleme, die bei softwarereichen Fahrzeugen komplex und langwierig sein können. Daher ist es entscheidend, so viele Tests wie möglich in kurzer Zeit durchzuführen, um Kosten zu minimieren und die Leistung zu maximieren.

Während der Kalibrierung werden Parameter mit Daten gefüllt, um das Verhalten der Software an das physikalische System anzupassen. Einige Anwendungen verfügen über Tausende miteinander verbundener Parameter, die Leistungsziele, Umgebungsbedingungen und gesetzliche Standards erfüllen müssen. Für zukünftige Aktualisierungen, beispielsweise bei Änderungen der Emissionsnormen, können Anpassungen erforderlich sein.

Sobald die Software die Stufe "einsatzbereit" erreicht hat, durchläuft sie einen abschließenden Freigabeprozess und wird vollständig auf die Ziel-ECUs geflasht.

Weitere Informationen zur Optimierung Ihrer Entwicklungsprozesse für Steuergerätesoftware finden Sie auf unserer Website. und lesen Sie unser Whitepaper "Fünf große Herausforderungen bei der Softwareentwicklung für Mikrocontroller in der Automobilindustrie".