ECUソフトウェアの開発プロセスを最適化する方法

E/Eアーキテクチャが集中型モデルに移行する中、マイクロコントローラベースのECUは引き続き不可欠です。しかし、機能重視の市場の要求に応えるためには、特にソフトウェア定義の自動車の出現に伴い、開発サイクルの迅速化が必要です。

この変化にもかかわらず、V モデル は、確立されたプロセスと革新的なソリューションを効果的に組み合わせた、組み込みソフトウェア開発に最適なフレームワークとして、依然としてその地位を維持しています。開発プロセスは、主要な作業ステップに沿って最適化されています。これらのステップは、必ずしも厳格な順序で実行されるわけではなく、一部は並行して実行したり、繰り返し実行したりすることもできます。また、要件およびバリエーションの管理は、プロセス全体を通じて考慮されます。

ECU では、マイクロコントローラがエンジンや車両ダイナミクス制御などの相互に関連した特定の機能を管理しています。機能、制約、ハードウェア要素、ミドルウェア、およびそれらの相互依存関係を特定することから始めて、詳細な要件カタログを作成することが不可欠です。すべてのコンポーネントは、最初から厳格な自動車規格に準拠している必要があり、細部にまで細心の注意を払う必要があります。

車両ソフトウェアプラットフォームは、ECU 内のハードウェアまたはオペレーティングシステムとアプリケーションソフトウェアを橋渡しし、ハードウェアを抽象化して、ソフトウェアコンポーネント間の円滑な相互作用のための標準化されたインターフェースを提供します。ECU の脆弱性は不正アクセスやデータ侵害につながり、車両の安全性を損なう可能性があるため、このような仲介者は最高のセキュリティ基準を遵守する必要があります。車両用ソフトウェアプラットフォームの選択では、成熟度（ISO 26262 ASIL-D 準拠）、将来性（ベンダーロックインなし）、およびサイバーセキュリティを重視する必要があります。進化する脅威から ECU を保護し、規制要件を満たすためには、継続的なアップデートが可能な、堅牢で構成可能なソリューションが不可欠です。

アーキテクチャを定義し、コンポーネントの要件を特定した後、開発者はシステム設計を機能的なソフトウェアに変換します。新しい機能を作成し、エラーを修正し、既存の機能を最適化します。課題は、機能安全、サイバーセキュリティ、コードの効率を維持しながら、既存の機能を書き換えることなく実装できるプロセスを確立することです。

この段階では、車両ソフトウェアプラットフォームのコンフィギュレーション、アーキテクチャ設計、アプリケーションソフトウェア、および事前適合データが、マイクロコントローラのコードにコンパイルされます。重要な課題のひとつは、効率目標と環境条件を満たしながら、車両機能の性能を新しいハードウェアの能力に合わせるということです。そのためには、リソースの利用とリアルタイム動作のために車両ソフトウェアプラットフォームを微調整し、安全および規制基準を満たすための厳格なテストを行う必要があります。

テスト評価段階では、ECU の機能が安全性、性能、信頼性の要件を満たしていることを確認します。広範なテストにより、ソフトウェアを多用する車両では複雑で時間のかかる潜在的な問題点を特定します。したがって、コストを最小限に抑え、性能を最大限に引き出すためには、短期間でできるだけ多くのテストを実施することが重要です。

適合では、ソフトウェアの動作を物理システムに一致させるために、パラメータにデータが入力されます。一部のアプリケーションには、性能目標、環境条件、および規制基準を満たす必要のある、相互に関連した何千ものパラメータがあります。排出ガス規制が変更になる場合など、将来のアップデートに合わせて調整が必要になる場合があります。

ソフトウェアが「使用可能」段階に達すると、最終承認プロセスを経て、ターゲット ECU に完全にフラッシュされます。

ECU ソフトウェアの開発プロセスを最適化する方法の詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。ホワイトペーパー「自動車用マイクロコントローラのソフトウェア開発における 5 つの大きな課題」をお読みください。