Jaguar riduce i costi di sviluppo con la prototipazione rapida e la generazione di codice

Ad oggi la maggior parte dei veicoli contiene diverse unità di controllo interconnesse tramite standard di rete in tempo reale come CAN e J1850. I messaggi inviati su queste reti vengono utilizzati per trasferire continuamente dati del veicolo e informazioni di controllo tra le ECU. Quando Jaguar riceve una nuova ECU da un fornitore, l’ECU “si aspetta” di essere installata su un veicolo con altre ECU che utilizzano lo stesso formato dei messaggi e lo stesso protocollo di rete. Tuttavia, lo sviluppo iniziale dei sistemi con le nuove ECU inizia sui veicoli di produzione esistenti, il che crea problemi di incompatibilità dei formati dei messaggi e dei protocolli. In precedenza Jaguar affrontava questo problema commissionando una ECU specifica che eseguisse una “conversione di protocollo” tra una nuova ECU e una rete esistente sul veicolo di produzione. Tale procedura veniva subappaltata a sviluppatori di codice esterni, un’opzione lenta e costosa. Prevedeva l’invio delle specifiche a un fornitore, che si occupava della scrittura del software e trasmetteva all’azienda il codice. Il debugging sul veicolo individuava problemi relativi al codice, costringendo Jaguar a valutare diverse iterazioni prima dell’implementazione.

Jaguar aveva bisogno di un approccio più rapido ed economico.

Nel proporre una soluzione, divenne presto evidente che il nuovo sistema poteva essere utilizzato non solo per la conversione di protocollo, ma anche come sistema di prototipazione rapida per l’implementazione e il test di nuovi algoritmi di controllo o feature di diagnostica. L’ambito di applicazione del progetto è stato ampliato di conseguenza.

Per il targeting di MICROGen, la sua ECU di tipo generale, Jaguar ha scelto l’ambiente software completo di MathWorks, basato su Simulink^®, Stateflow^®, Simulink Coder™ e Embedded Coder^®. Jaguar ha utilizzato questi prodotti MathWorks per progettare, simulare e testare algoritmi di controllo e generare codice personalizzato che è stato scaricato sull’hardware MICROGen. Generalmente per i suoi progetti l’azienda costruisce il sistema di controllo come un diagramma a blocchi in Simulink e Stateflow. Per accedere a I/O come PWM, input analogico o CAN incorporato nel microcontroller MPC555, utilizza i blocchi inclusi con Embedded Coder. add2 Ltd ha sviluppato blocchi Simulink aggiuntivi per fornire l’accesso a dispositivi I/O esterni al chip Freescale™ MPC555.

In questo modo, gli algoritmi di controllo sviluppati da Jaguar sono stati in grado di elaborare i segnali ricevuti tramite bus CAN o J1850 o direttamente dagli input dei sensori. È stato possibile trasmettere l’output dell’algoritmo come messaggio bus o utilizzarlo per controllare direttamente i dispositivi di output.

Poiché il modello Simulink e Stateflow era una specifica eseguibile, è stato possibile simulare e testare offline gli algoritmi durante il loro sviluppo. Una volta convalidato l’algoritmo nella simulazione, è stato possibile generare automaticamente un’applicazione completa e scaricarla sull’hardware dell’ECU.

Una volta generato il codice, gli ingegneri addetti alle operazioni di test hanno scaricato l’applicazione tramite CAN sulla RAM o sulla memoria flash sull’ECU target.

Jaguar è in grado di personalizzare, documentare, testare e convalidare il modello di algoritmo e quindi generare codice per MICROGen, il tutto all’interno dell’ambiente MathWorks. Ad esempio, Embedded Coder, insieme all’hardware dell’ECU di Jaguar, consente di completare in-house parte del lavoro di prototipazione, il che a sua volta permette di inviare specifiche più complete e precise ai fornitori per lo sviluppo del sistema effettivo. Jaguar utilizza ora il codice con l’hardware dell’ECU di tipo generale per supportare lo sviluppo di strategie di controllo. Ad esempio, durante lo sviluppo di sistemi di gestione del motore (EMS), l’azienda ha eseguito il codice su MICROGen per simulare l’unità di controllo della trasmissione del veicolo. Ciò ha consentito di testare il motore e l’EMS attraverso numerosi cicli di guida. I cicli sono stati simulati utilizzando l’hardware dell’ECU per inviare informazioni sulla posizione della trasmissione all’EMS, che a sua volta “pensava” di essere in una determinata marcia. La marcia selezionata è stata controllata facilmente dall’ingegnere addetto alle operazioni di test o tramite una procedura di test automatizzata.