仮想マイコン応用推進協議会 2011年度活動のまとめ

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1 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 2011 年度活動のまとめ 2012 年 10 月 仮想マイコン応用推進協議会 vecu-mbd WG

2 vecu-mbd ワーキンググループについて WG の目的本 WG は車の ECU の開発と利活用の効率化を実現するための技術や開発環境の構築に関する提案の作成を行うことを目的とする WG のメンバー WG は車の開発や利活用に関わる 自動車完成車メーカ 部品メーカー 半導体メーカー ツールメーカー および 研究機関に所属する技術者や研究者の有志により構成される ( 株 ) 本田技術研究所 マツダ ( 株 ) 日産自動車 ( 株 ) アイシン精機 ( 株 ) カルソニックカンセイ ( 株 ) ( 株 ) デンソー 富士通テン ( 株 ) ( 株 ) 日立製作所 日立オートモティブシステムズ ( 株 ) 日本 IBM( 株 ) オムロンオートモーティブエレクトロニクス ( 株 ) ルネサスエレクトロニクス ( 株 ) 富士通セミコンダクター ( 株 ) 日本シノプシス合同会社 ガイオ テクノロジー ( 株 ) ( 財 ) 日本自動車研究所 (JARI) ( 株 ) 半導体理工学研究センター (STARC) ( 財 ) 九州先端科学技術 I 研究所 (ISIT) 順不動 ( 参加メンバー情報は 2012 年 10 月時点 ) 活動歴 2010 年 4 月 ~ 現在 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 2

3 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 3

4 vecu-mbd WG: 活動の背景 車載電子システムの大規模化と複雑化 より安全に より快適に 低燃費化 環境に優しく 早期市場投入 現状の開発方法の課題 ECU のプラットフォーム開発への対応 予防安全 走行性能 ナビ ITS 居住性 アプリ 衝突安全 低燃費 環境対応 運転支援 アプリ + プラットフォーム + ネットワークのテストは実ユニット完成後となり 問題抽出の早期化が図れない *1) ECU の高機能化 複雑化に伴う 仕様 ソフトウエアの規模の増大と開発期間の TAT 化 ECU のプラットフォーム開発の採用 機能安全規格対応 現状 ( 実機ベース ) の開発プロセス 下流工程の工数の増加 工数 実車 HILS( 実機 ) を使ったテストが必要 ソフトウエア開発の負担大 品質低下 開発長期化の要因に 要求設計 仕様設計 手戻り 手戻り 量産 実車検証 Auto Calibration システム設計 仕様設計の上流工程工数にシフトできないか? 製造 テスト 検証の下流工程工数が増加 ソフトウエア設計 単体検証 実車テスト 機能安全対応 故障対応 故障の挿入 網羅的な検査が困難 時間 ソフトウエア実装 HILS テスト 実機レス開発 MBD( モデルベース開発 ) が必須 *1) 出典 :AUTOSAT ホームページ ( *2) バーチャル ECU: シミュレーション上で実現される オブジェクトコードを実行可能な ECU 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 4

5 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 5

6 vecu-mbd WG: 活動目標 活動の目標 バーチャル ECU (*) を主体とし 安全対応と更なる ( 設計段階と検証段階における ) 効率アップを目標とする フェーズ 1 の活動 フェーズ 1 では 以下のユースケースに合ったモデル活用の標準化ガイドラインの作成と 啓蒙を目的とするユースケース 1 ソフト機能検証 (HILS の補完 オブジェクトレベルのテスト ) 2 ソフトウエア ( 非機能 ) 性能評価 3 複数 ECU の実機レス統合試験 4 故障注入 故障解析対応 フェーズ 1 の成果目標 : ユースケースに対応したモデル活用の標準化ガイドライン 業界の啓蒙 vecu-mbd WG の目指す開発方法 要求設計 仕様設計 新開発ループ : シミュレーション上でテスト 実車検証 量産 Auto Calibration 実車テスト ソフトウエア設計 単体検証 ソフトウエア実装 HILS テスト バーチャルECU (*) を用いたSPILSテスト仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 6

7 現状分析 :MBD を用いた開発と利活用の あるべき姿 と現状 項番分野現状あるべき姿 1 モデリング技術の確立 PILS レベルの ECU 開発用モデルのモデリング手法が未確立 ソフト開発に必要な時間精度でシミュレーションの実行が可能 ECU 開発用モデルのモデル化手法が整備されている ECU 開発用モデルの開発が容易 2 ソフトウエア I/F の標準化 周辺デバイス毎にソフトウエアからの利用方法が異なる ソフトウエアから周辺機能を利用する方法が共通化 標準化されている シミュレーションの速度と精度 PILS レベルのシミュレーション速度はソフトウエア開発に対し不十分 またシミュレーションで得られるサイクル精度が不足 ソフト開発が可能な速度でシミュレーションの実行が可能 3 モデル同定技術 機能や時間精度に関しシミュレーションの実行 / 検証結果の保証ができない 機能 および 時間精度に関しシミュレーションの実行 / 検証結果が保証可能 4 ベンチマーキングと検証環境 モデル同定に利用できるベンチマークのための環境が整備されていない モデル同定の検証が可能なベンチマークが整備されている モデル - ツール I/F 技術 ツール連携 I/F 技術 ECU モデルとプラントモデルとの協調シミュレーション PILS レベルの ECU 開発用モデルのツールに対するインターフェースが標準化されていない 異なる PILS 用シミュレーションツールの連携のためのインターフェースが標準化されておらず ツール連携が進まない ECU とプラントの連携したシミュレーションが低速 それらが連携した検証が困難 異なる ECU 開発用ツールに対しても共通の ECU 開発用モデルを利用可能 異なる ECU 開発用ツール間での連携 ( ツール連携 ) が可能 ECU( マイコン 回路 プラントなど ) とプラント ( 仮想 HILS) を連携した検証が可能 8 複数 ECU 統合シミュレーション技術 ECU 同士の連携したシミュレーションを行うためのネットワークのモデルが未整備 ECU 同士の連携したシミュレーションが可能 9 デバッグ環境 デバッグツールが未整備 デバッグツールを低コストで利用可能 10 ESL (Electric System Level) 開発環境との連携 高位設計を行う ESL 用ツールとの連携が未確立 ECU の高位設計からのトップダウンでの設計が可能 高位記述からのトップダウンの設計を行うツールとの連携が可能 11 モデルの機密性 ECU 開発用モデルの設計情報の機密を秘匿するための標準的な方法 仕組みがない ECU 開発用モデルの設計情報に関し機密が守られる 12 企業間での ECU 協調モデルベース開発 ECU の外部仕様は実行可能な仕様として利用できない ( 文書ベース ) 実行可能な仕様として検証するためのツールが整備されていない 自動車メーカ / 部品メーカ / 半導体メーカの設計と実行可能な仕様により連携が可能 13 クラウド化 ネットワーク上での複数サイト協調シミュレーション ネットワークを介したツール連携はできない ネットワークを介しツール間での連携 ( ツール連携 ) が可能 14 標準化 MBD のための技術の標準化がされていない モデルの流通性と再利用 機能安全規格と故障への対応 マルチコアマイコンへの対応 ECU 開発用モデルの流通を行うための仕組みが出来ていない ECU 開発用モデルがタイムリーに利用できない ECU 開発用モデルの開発に知識や工数を要しコスト 開発期間が大きい ECU 開発用モデルの技術サポートなどの仕組みが定まっていない 機能安全の認証のシミュレーションの適用は未整備 故障に関する影響のシミュレーション方法が未整備 マルチコアマイコンの検証は実機を用いる また PILS 環境は未整備 マルチコアマイコンのための開発環境は未整備 開発ツールやモデルに関し国際的な標準となり自動車メーカ / 部品メーカ / 半導体メーカの企業間で継続して利用可能 ECU 開発用モデルの流通がビジネスとして成り立つ ECU 開発用モデルが必要な時に低コストで利用可能 ECU 開発用モデルの利用に関し技術サポート元が明確 機能安全規格の認証に対し (MILS or SILS or SPILS) を用いたシミュレーション結果の適用が可能 故障時の影響についてシミュレーションを使い検証が可能 マルチコアマイコンの機能 および 性能について検証が可能 マルチコアのための開発環境が整備されている 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 7

8 活動案の設定 : あるべき MBD 環境の構築に向けて 3 つの開発フェーズにより実現 開発フェーズ毎の目標 フェーズ 1:vHILS( 仮想 HILS) モデル流通の仕組みの構築 フェーズ 2: 標準化 シミュレーションの高速化と高精度化 各種ツール整備 クラウド化技術 フェーズ 3: 車全体の MBD による開発 クラウド化 2010 年 12 月 27 日第 5 回 imbd WG 資料より 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 8

9 ロードマップ : プロジェクトのフェーズ毎の目標 ECU 開発 利活用の効率 vhils を用いた開発を可能に フェーズ 1 vhils( 仮想 HILS) の構築 モデル流通の仕組みの構築 標準化 改良 関連ツール整備 フェーズ 2 標準化 シミュレーションの高速化と高精度化 各種ツール整備 クラウド化技術 高度化 フェーズ 3 車全体の MBD による開発 クラウド化 時期 2010 年 12 月 27 日第 5 回 imbd WG 資料より 近い将来 (1 年 ) 2~3 年後 ~5 年後 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 9

10 フェーズ 1:vHILS( 仮想 HILS) 環境とモデル流通の仕組みの構築 HILS を用いた検証から vhils を用いた開発へ モデルの流通化 ECU 開発 / 検証 V 字プロセス と MBD における各 xils オブジェクトコード HILS モデル提供者 仕様設計 アルゴリズム開発 SW/HW 開発 SW/HW 実装 受け入れ試験 システム検証 SW/HW 検証 仕様設計レビュー vhils による検証 テスト オブジェクトコード マイコンモデル ECU 実機 H/W モデル H/W モデル PILS 用ツール vhils プラントモデル モデル利用 モデル提供 SPILS 用半導体モデル M SPILS 用部品モデル SPILS 用部品モデル PC/ サーバ 2010 年 12 月 27 日第 5 回 imbd WG 資料より 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 10

11 モデル流通 TF vecu-mbd WG 活動 フェーズ 1: vhils( 仮想 HILS) 環境とモデル流通の仕組みの構築 WG 下にモデル流通 TF を設置し WG 活動を効率的に進める 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 11

12 TF 目的の最終決定 バーチャル ECU * を主体とし 以下のユースケースに合ったモデル活用の標準化ガイドラインを作成することを活動目的に業界啓蒙活動に役立てる 機能安全対応と更なる効率アップ ( 設計段階と検証段階の使用タイミングがある ) を目指す ソフト機能検証 (HILS の補完 オブジェクトレベルのテスト ) ソフトウエア ( 非機能 ) 性能評価 複数 ECU の実機レス統合試験 故障注入 故障解析対応 * バーチャル ECU のコアとしては SPILS の活用をベースに検討 第 2 回モデル流通 TF 資料より 本 TF の活動を通して目的見直しは行なうこととする 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 12

13 TF 2011 年度活動項目 仮想マイコンの活用事例紹介 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティ (ⅰ) モデル流通の為のビジネス対応フィージビリティ (ⅱ) マイコンモデル整備の為の仕組み案 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 以降のページで 本活動の成果を紹介する 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 13

14 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 14

15 仮想マイコンの活用事例紹介 活動内容 (11 年度 ) 仮想マイコン ( バーチャル ECU) 活用に関する啓蒙活動の一環として 自動車分野での現状事例 ( ユースケース ) を調査し 利用目的 必要要件などを整理した 今回調査では 現状の事例 ( ユースケース ) を利用目的ごとに分類し 6 つの代表事例について 各社にて分担して自社事例を中心に調査し 以下に示す報告資料に纏めた No. 事例 ( ユースケース ) 名称調査担当開発プロセス上の利用箇所主な利用目的 事例 1 仮想車一台分シミュレーションホンダ複数 ECU の統合試験検証期間短縮 事例 2 バーチャル HILS (vhils) 日立ソフト機能検証検証期間短縮 事例 3 CPU 負荷計測カルソニックカンセイソフト性能評価検証期間短縮 事例 4 故障注入 故障解析デンソー故障注入 故障解析検証カバレッジ向上 事例 5 vecu による網羅的検証富士通テンソフト機能検証検証カバレッジ向上 事例 6 ソフトウェア機能検証アイシン精機ソフト機能検証検証カバレッジ向上 報告資料 (11 年度 ) 資料名 : 仮想マイコン ( バーチャル ECU) 活用に関する現状事例 ( ユースケース ) の調査および分析来歴番号 : Rev 1.0 発行日 : 2012 年 6 月 1 日発行者 : 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG/ モデル流通 TF ファイル名 : 仮想マイコン ( バーチャル ECU) 活用現状事例 ( ユースケース )( 一般公開用 )_Rev1.0_120601_a.pdf 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 15

16 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 16

17 HILS と vhils vecuを使ったhils つまり vhilsを実現するには HILSと比べて以下のモデルが必要になる マイコンモデル ECUの入出力回路のモデル(H/Wモデル) また プラントモデルとしてセンサ アクチュエータのモデルも必要である オブジェクトコード マイコンモデル vecu H/W モデル H/W モデル PILS 用ツール プラントモデル vhils オブジェクトコード ECU 実機 HILS PC/ サーバ ECU センサ アクチュエータの実機完成後に 各種モデルが整っても vhils としてのメリットがない 実機作成前のモデルの作成 調達 ( 流通 ) が必要 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 17

18 自動車メーカー モデルベース開発の方向性 サプライヤ 実機の作成前に vhils による実機レスのシステムテストを行うことにより 各部品モデルの作成 流通を促進する 要求分析 ドメイン毎に担当範囲は変化 システム設計 要求分析 構成設計 詳細設計 コーディング ECU ソフト 単体検証 Validation 結合検証 オブジェクトコード オブジェクトコードと各部品モデル ( ハードウェアモデル ) を組込んで実機レスシステムテスト 要求分析要求分析要求分析 構成設計構成設計構成設計 実機レスシステムテスト 部品モデル 詳細設計詳細設計詳細設計モデリングモデリングモデリング テスト 検証テスト 検証テスト 検証 実装実装 車両テスト システムテスト 単体検証単体検証 単体検証 Validation Validation 結合検証結合検証 ECU ハード センサ アクチュエータ 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 18 実装 Validation 結合検証 実機

19 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 19

20 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 マイコンモデル整備の為の仕組み案 マイコンモデルの活用に向けて その目的と精度に関して標準となる定義を策定した また 標準 I/F の策定によるマイコンモデルの活用促進について検討した 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 20

21 マイコンモデルの目的と精度の定義 シミュレーション時間精度の定義 新名称 旧名称 SW 走行時間精 度 ATAL-3 EC: Exact Cycle 誤差 :5% 以内 補足条件 ATAL-2 AC: Approximate Cycle 誤差 :15% 以内 ATAL-1 LC: Loose Cycle 誤差 : 保障せず SW 走行時間精度は保障しない 制御周期内でのSW 実行完了を保障する 制御周期を保障する例 : 定周期タイマーの時刻を保障 ATAL: Automotive Timing Accuracy Level 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 21

22 マイコンモデルの目的と精度の定義 ( 続 ) 時間精度の定義への補足 新名称 ATAL-3 ATAL-2 ATAL-1 参考 バス調停やパイプライン制御をモデル化することでプロセッサクロックサイクル数をある程度厳密に模擬 各命令毎 アクセス先毎 平均実行サイクル数設定等によりプロセッサクロックサイクス数をラフに推定して模擬 全命令一律に 1 プロセッサクロックサイクル等で模擬 時間精度と目的の関係 新名称 1ソフトウェア機能検証 2ソフトウェア ( 非機能 ) 性能評価 ATAL-3 ATAL-2 ATAL-1 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 22

23 標準 I/F の策定によるマイコンモデルの活用促進 現状の課題 マイコンのペリフェラルの多様性とマイコンモデルに関わるインターフェース ( 以降 I/F) の多様性のためマイコンモデルの生産性が得られずマイコンモデルが普及しない 標準化による課題の解決 マイコンのペリフェラルの多様性を標準 HWI( 赤 ) で吸収 マイコンモデルに関わる I/F の多様性を標準 HW モデル I/F( 青 緑 ) 標準プラントモデル I/F( 紫 ) 標準試験シナリオ I/F( オレンジ ) で吸収することにより マイコンモデルが共通化され マイコンモデルの開発工数が低減 マイコンモデルの活用が促進される SILS+ ペリフェラルプログラミングモデル 試験シナリオ アプリケーション (X86 オブジェクト ) 標準 HWI 実装 インターフェース共通化 試験シナリオ SPILS アプリケーション ( ターゲットオブジェクト ) 標準 HWI 実装 vecu ISSレス ISS 回路標準 HW(ATAL1) モデルプラント標準 HW(ATAL1) モデルモ or モデルデ (ATAL2/3) 対象 HWモデルル 標準 HWモデル 当座はSH/V850モデルで代用して実証実験を推進 回路モデル プラントモデル 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 23

24 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 24

25 モデリング対応概要 ECU ハードウエア及び周辺電気部品のモデル化検討 ソフトからのON/OFFに対してウインドウの上下操作を行なうハード ウインドウの上下アクチュエータはDCモータ 挟み込み検知を行なえるシステム センサは電流センサと回転パルスセンサを使用 モータ駆動はHブリッジ回路によるPWM 駆動 電流センシング値は電圧変換されA/Dコンバータで取り込み JMAAB ECUHM WS 参加会社 パワーウインドウシステム オムロンオートモーティブエレクトロニクス 日立オートモーティブシステムズ ミツバ 本田技術研究所 ( リーダー ) MathWorks Japan( 活動サポート ) パワーウインドウシステムを検討例題としハードウエアモデルの有効性検討を推進 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 25

26 事例モデル概要 パワーウインドウシステム ECU 実行可能仕様サンプルモデル PWM 駆動回路モデル rev.valu e s imp le ECU pulse interval time UP f(x )=0 S olver Con fig ura tion G1 G4 system power Vcc s hun t+ G2 G2 D OWN M+ 電流電圧 I/F 回路モデル G3 G3 M- DUT Y 0-1 G4 A/Dコンバータ動作モデル V current A /D Vcurrent (after filter) A/D Convertor Model P WM T imer Model pulse interval time G1 Vcurrent (after filter) Vcurrent (before filter) Current Signal I/F Model rev. pulse sign al H -bridge GND DC Motor Model 電流検出回路モデル S w itch Mode l Vp motor current voltage Vm Current Sensing Model H ブリッジ回路モデル Electrical Reference1 phase A pulse out M+ M- motor revolution [rpm] ph ase A pulse motor I motor motion motor ref. ph ase A pu lse ph ase B pu lse DC モーターモデル 最上位階層モデル w indow forc e win dow force motor motion window force w ind ow position win dow p osition motor ref. win dow position win dow s pee d window speed Window Mec ha Model motor current window speed パワーウインドウメカモデル w indow motion Rotatinal Pulse Calculation Model Pulse Interval Counter Model rev olution pu lse monitor phase B pulse out ph ase B pulse R otational Pulse I/F Circuit Model armatu re_ curren t モータ回転数算出モデル パルス周期計測モデル 回転パルス信号 I/F 回路モデル 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 26

27 シミュレーション結果例 窓上昇速度 [m/sec] 0.5 窓ガラス上昇速度特性 窓動作速度特性 窓高さ位置 [m] 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 27

28 JMAAB ECU HM WS と vecu-mbd WG との共同作業 マイコン動作対応部分の置き換え 実オブジェクトコード 仮想マイコン JMAAB 活動との連携によるユースケースサンプルを作成 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 28

29 仮想マイコンとの連成モデル 入力回路 f(x)=0 Solver Configuration system power 出力回路 UP SW DOWN SW Power Window SW UP SW signal UP SW DOWN SW signal DOWN SW Vp Vm Vcurrent out phase A pulse phase B pulse phase A pulse out Subsystem UP SW DOWN SW Vcurrent in UP SW1 DOWN SW1 Vcurrent A/D rev. pulse signal rev.value INIPUT Driver UP DOWN UP1 DOWN1 DUTY 0-1 PWM In1 In2 In3 Vcc shunt+ M+ M- GND motor revolution [rpm] M+ motor I motor motion motor ref. phase A pulse M- phase B pulse DC Motor Model window force motor motion window position motor ref. window speed Window Mecha Model window force window force window position window position window speed window speed simple ECU software OUTPUT Driver OUTPUT Circuit モータモデル Electrical Reference1 メカモデル motor current window motion 入力ドライバーモデル 出力ドライバーモデル armature_current 固定小数点アプリケーションソフト 目標回転数制御 過電流での自動停止制御 仮想マイコン連成シミュレーションのためのソースコードを生成 ============================================ V850 ドライバコントロールロジックアプリのソースコード ( 自動コード生成 ) 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 29

30 vecu-mbd WG でのモデリング対応 Power Window ECU モデル全体図 Simulink の制御モデル 仮想マイコン Simulink の制御モデルと仮想マイコンモデルの出力をセレクタで切り替えて比較 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 30

31 仮想マイコンの端子接続について 上昇 / 下降操作信号 モータ回転パルス信号 電流値の電圧信号 実オブジェクトコード PWM 出力信号 上昇 / 下降出力信号 仮想マイコンとして下記ツールとの連成動作を確認 Synopsys 社 CoMET-METeor ガイオ テクノロジー社 No.1システムシミュレータ 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 31

32 仮想マイコンによる制御動作 仮想マイコンへの入力 仮想マイコンのログ出力 UpSwitch DownSwitch 電流センサ回転パルス 負荷窓の位置速度電流 UP DOWN PWM パワーウィンドウの動作制御ロジックの出力仮想マイコンの出力 機構 電気回路 制御ロジック マイコン内動作の同時シミュレーション実行が可能 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 32

33 仮想マイコン活用の有効性 ECUハードウエア回路やECU 外のアクチュエータ部品を含めたモデル活用で ソフトウエア動作仕様の事前検証や新しい機能開発を実部品を使用せずに行える 仮想マイコンとの連成シミュレーションによるオブジェクトコードレベルでのソフトウエア動作シミュレーションにより 量産ソフトウエアの品質検証手段として活用できる マイコン内部の故障を模擬することでより詳細な故障時動作解析への展開が可能 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 33

34 今後のモデル活動拡大に対する課題 仮想マイコン及びプラントモデルの供給体制の構築 モデルのシミュレーション結果と実動作の一致性に対するモデル動作保証 ( シミュレーション結果の精度検証は各社での検討対応が必要 ) シミュレーション速度の向上 モデルやパラメータデータ共有を含めたモデル活用のためのビジネスプロセス構築 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 34

35 目次 1. 背景 2. 目的 3. 仮想マイコンの活用事例紹介 4. 仮想マイコンを活用した開発プロセス案 5. 仮想マイコン活用の為の技術フィージビリティー結果 6. 仮想マイコンを用いたシミュレーション事例 ーパワーウインドウシステムとの連成シミュレーションモデルー 7. 今後の課題 検討メンバー機関リスト 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 35

36 達成項目と未達成項目の整理 項番 1 分野 モデリング技術の確立 モデル化手法の整備 フェーズ毎の目標 フェーズ Ⅰ(1 年後 ) フェーズ Ⅱ(2~3 年後 ) フェーズ Ⅲ(5 年先程度 ) モデル化手法の確立 モデリングのためのツールの整備 ソフトウエア IF の標準化 周辺機能を利用するためのソフトウエア IF の定義 API の整備 国際標準化 2 シミュレーションの速度と精度 実機比 1~10 粗いモデル ( 並列分散処理等の活用 ) 実機比 1~10 詳細モデル 実機比 10~100 3 モデル同定技術 ECU モデル ベンチマーク内での保証 ( 粗い精度 ) ベンチマーク内での保証 ( 精度の向上 ) 4 ベンチマーキングと検証環境 基本的なベンチマーク用ユースケースの整備 開発したシステムのモデルの検証環境の整備 詳細なベンチマーク用ユースケースの整備 5 モデル - ツール I/F 技術 プロジェクト全体でのモデルの I/F の定義 対応ツール および モデルの整備 6 ツール連携 I/F 技術 ツール連携のための I/F の定義 対応ツール および デルの整備 7 ECU モデルとプラントモデルとの協調シミュレーション 協調シミュレーションのためのツール間 I/F の定義 8 複数 ECU 統合シミュレーション技術 ネットワーク用モデルの整備 9 デバッグ環境 実機デバッグ用 I/F(JP-wire 等 ) の定義 ツールの整備 10 ESL (Electric System Level) 開発環境との連携 対応ツール および モデルの整備 制御対象を考慮可能な高位設計技術の構築 設計用モデルと (MILS/SILS/PILS の ) 検証用モデルの共用化 11 モデルの機密性 モデルの機密保護技術の定義 対応ツール および モデルの整備 等価性の検証技術の確立 動作合成技術の確立 企業間での ECU 協調モデルベース開発 クラウド化 ネットワーク上での複数サイト協調シミュレーション TF にてプロセスの整備として実行 複数サイト利用のためのツールI/Fの定義 ネットワーク上のモデルを利用するためのツールI/Fの定義 複数サイト利用のためのツールの整備 ネットワーク上のモデルを利用するためのツールの整備 モデル提供用サーバ用アプリの整備 実行可能仕様書を用いた連携の実現 14 標準化 参加企業内での標準化 国際標準化 15 モデルの流通性と再利用 関連するモデルの流通のための仕組みの構築 ビジネスモデルの構築 16 機能安全規格と故障への対応 故障注入 (@ 粗いレベル ) での故障の評価 17 マルチコアマイコンへの対応 着手実行中実行済 SPILS を用いたマルチコア用オブジェクトコードの検証 ( 基盤ソフト ) 環境の構築 シミュレーションによる機能安全の認証プロセス整備 機能安全の認証に対応したツール モデルの整備 故障注入 (@ 高精度 ) での故障の評価 対応ツールの高機能化 研究開発要素 次年度実施案 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 36

37 TF アウトプット項目と優先順位 1. 現状事例まとめ ( 啓蒙活動フェーズ1) 2. 各企業間でモデル流通が可能となる開発プロ セス定義 3. モデル流通の為の社会的仕組み定義 4. 啓蒙活動 5. 技術フィージビリティ 6. ビジネスモデル創出 本年度のアウトプット項目と優先順位は上記 1~5 に決定第 6 項は次年度以降とした 着手実行中実行済 次年度実施案 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 37

38 検討メンバーリスト 会社名 氏名 ( 敬称略 ) ( 株 ) 本田技術研究所 嶋田敏 マツダ ( 株 ) 吉川尚好 ( 株 ) デンソー 上杉浩 アイシン精機 ( 株 ) 鈴村延保 カルソニックカンセイ ( 株 ) 小澤哲也 ( 株 ) 日立製作所 於保茂 森島憲太 勝康夫 日立オートモティブシステムズ ( 株 ) 宮崎義弘 富士通テン ( 株 ) 斗納宏敏 日本アイ ビー エム ( 株 ) 小松秀昭 中田武男 ルネサスエレクトロニクス ( 株 ) 高嶺美夫 岡崎修 富士通セミコンダクター ( 株 ) 吉野竜也 日本シノプシス合同会社 西田知史 ガイオ テクノロジー ( 株 ) 岩井陽二 橋本一也 木村一臣 嶋田卓尚 ( 株 ) 半導体理工学研究センター (STARC) 樋渡有 ( 財 ) 九州先端科学技術研究所 (ISIT) 村上和彰 吉松則文 穴見健治 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 38

39 END 仮想マイコン応用推進協議会 /vecu-mbd WG 39