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

BSW的虛擬化 – 改善測試效率

AUTOSAR的使用變得越來越廣泛，因為ECU軟件架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化有助于推動軟件部件的重用并減少開發(fā)和驗證工作。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力總成系統(tǒng)、自動駕駛和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。Hitachi Astemo一直致力于使用vVIRTUALtarget（圖1）進(jìn)行虛擬ECU和自動化測試，旨在提高發(fā)動機控制器的BSW和SWC的測試效率。

圖1 | 基于vVIRTUALtarget生成虛擬ECU工具鏈

Hitachi Astemo軟件平臺設(shè)計師Yoshimi Yamazaki先生說：“如果我們能夠在個人計算機上虛擬地復(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ECU的虛擬化，但目前首先進(jìn)行一些BSW模塊的虛擬化?！?/p>

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

Yamazaki先生說：“市場上有多種ECU虛擬化解決方案，但我們選擇 vVIRTUALtarget一方面是因為它可以實現(xiàn)與現(xiàn)有環(huán)境集成。”Yamazaki先生提到的另一個原因是執(zhí)行性能?！皞鹘y(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?！?/p>

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的ECU上。

圖3 | vVIRTUALtarget虛擬集成流程

測試場景執(zhí)行時間減縮短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測試的效率。

圖4 | Vector工具對應(yīng)虛擬測試的不同階段

由vVIRTUALtarget構(gòu)建的虛擬ECU集成到CANoe中，并對來自虛擬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。測試場景由自動測試序列創(chuàng)建工具vTESTstudio和Hitachi Astemo的內(nèi)部工具組成。此外，基于VT System的HIL測試場景提高了CAN通信測試效率并防止由于重復(fù)而導(dǎo)致的錯誤（圖5）。

圖5 | 使用vVIRTUALtarget進(jìn)行虛擬測試

使用vVIRTUALtarget的效果如下：“首先，測試的執(zhí)行性能得到了顯著提升。它能夠加載和執(zhí)行數(shù)萬個測試場景，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小時內(nèi)完成，大約是之前所需時間的三分之一。例如，如果在當(dāng)天下班時激活 vVIRTUALtarget，則第二天上班時可以在Excel文件中獲得測試結(jié)果，這樣就可以立即查看?！?/p>

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

如何實現(xiàn)更高效？

– 包括SWC在內(nèi)的持續(xù)集成與測試

Hitachi Astemo一直致力于CI/CT（持續(xù)集成/持續(xù)測試），在短周期內(nèi)進(jìn)行重復(fù)測試和修改。CI/CT是一種開發(fā)方法，旨在通過一個小的迭代周期來減少返工，在該迭代周期中，頻繁地進(jìn)行測試和修改，而不是等到下一次測試期間發(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)和運營一體化來提高質(zhì)量和縮短發(fā)布所需的時間，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：“虛擬測試可以輕松快速地反映錯誤糾正和功能更改，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)計劃很快部署實施CT。”

為了滿足這些需求，Vector提供針對CI/CT場景進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)器版 vVIRTUALtarget SE。在發(fā)動機控制器的開發(fā)中，一個基本設(shè)計經(jīng)常被用于幾種類型的汽車和不同汽車制造商，因此縮短測試場景的執(zhí)行時間將是非常有利的。通過擴大虛擬化范圍，包括BSW和SWC的集成測試，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。