CASE时代车载系统开发面临的课题

汽车产业在开发下一代汽车时,为更好应对CASE(*1)所代表的全新需求,车载系统的开发方法必须进行变革。

 

(*1) CASE : Connected, Autonomous, Shared & Services, Electric

 

为了应对互联网连接和自动驾驶的需求,强大的通信、感知、认知、判断及控制能力、完善的功能安全和网络安全性能必不可少,由此系统、特别是App变得愈加大型化、复杂化。因此不仅是单个半导体器件和App的性能提升、整体系统解决方案的开发也变得越来越重要。

 

车载系统的开发由车辆开发、ECU(*2)开发、半导体(SoC(*3))开发这三层组成,各层之间进行协同开发非常必要。而且由于系统规模和复杂性的不断提升,车辆/ECU开发时的SoC技术需求设计,以及SoC开发时的详细技术参数设计都呈现出了长期化的态势。此外,在车辆/ ECU开发中,使用SoC样片进行的App开发和系统验证也呈现长期化趋势。因此,快速将Z新技术应用于产品变得越来越困难。而且,一旦系统验证时发现的问题必须要返回到SoC设计阶段(这个过程被称为返工)才找到解决方案,那么返工风险也必须被考虑。

 

(*2) ECU : Electronic Control Unit

 

(*3) SoC : System on a Chip

 

为解决以上问题,SoC供应商非常期待能够缩短SoC开发时间,进而缩短车载系统整体的开发周期。
瑞萨为了应对快速App开发及系统验证左移,开发设计了R-Car Virtual Platform,它

•    可以将车辆/ECU/SoC开发并行进行

•    建立了早期验证方案,避免了返工风险

 

大家相信通过以上措施将有助于缩短开发周期。

 

 

R-Car Virtual Platform (VPF)的目标

通过提供各种虚拟模块,瑞萨旨在实现如下目标。

 

1.    SoC开发与App开发并行。 

过去,App开发时需使用SoC样片来进行设计、验证,因此SoC和App是串行开发。通过使用R-Car VPF,可在SoC开发完成之前就着手App设计,这种并行开发方式可以缩短开发周期。

 

2.    通过上游系统验证有效防止返工

过去,系统验证是在车载系统开发的Z下游进行的,因此为解决发现的问题而返工时常发生。通过使用R-Car VPF开发App,可以将系统验证移至SoC开发完成之前,从而减少返工风险。过去由于SoC和App是串行开发的,因此在设计SoC时不能充分考虑到App开发的需求,所以存在不能确定SoC详细技术参数的风险;并且在SoC验证时App开发还未完成,因此存在无法使用目标App进行测试的风险。通过使用R-Car VPF同步进行SoC和App的开发、设计与验证,可有效防止在SoC设计阶段遗漏需求,并通过使用实际App验证用例来提高SoC质量。

 

 

R-Car Virtual Platform (VPF)的概要先容

R-Car VPF是一个无需样片就可以进行App设计的仿真环境。通过使用寄存器接口模拟R-Car的功能,可以像使用实际产品时一样进行App开发。
预期用途(预期效果)

•    可在提供样片前着手App设计,且在使用样片后将App无缝移植。

•    在提供样片前,可进行产品和控制App协同运行的系统验证。

•    提供样片以后,也可将其用于App回归测试。
主要特征

•    R-Car VPF集成了CPU模块,App可在CPU模块中运行

•    允许对DRAM等存储空间进行读/写访问

•    地址映射和计算精度与相应硬件产品完全相同

•    可根据市场需求依次添加IP模块

 

R-Car VPF中内置的SoC模块具备与产品相同的结构,可在CPU上运行App,并通过总线模型控制各种IP。R-Car VPF与该硬件产品是二进制兼容的,从而允许使用VPF和样片无缝进行App开发。IP模块的功能通过总线设置相关寄存器来控制,同时也支撑内存访问和中断控制。

 

 

R-Car VPF支撑以下功能,旨在实现与在SoC产品上进行App开发达到相同的使用体验。

•    装配了UART(* 4)控制台。

•    部分通信接口可通过连接到实行器的资源进行操作。即,可使用实行器的资源作为相反模型,进行App开发。

•    可通过与各种App调试器来调试源代码

 

(*4) UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

 

R-Car Virtual Platform (VPF)的开发状况

车载SoC产品R-Car系列的第三代产品正在量产。2021年之后,大家将使用R-Car VPF进行新产品的开发。事实上,大家已将R-Car VPF原型应用于内部App的开发。过去,虽然App开发也是跟硬件设计并行进行的,但是App测试只能在样片完成之后进行。现在通过使用R-Car VPF进行App测试,从而实现了尽快向客户提供产品的目的。

 

未来,大家将向客户提供R-Car VPF平台以支撑快速App开发和系统验证左移。