Warum gerade SiL? Die hohen Anforderungen an die Sicherheit und Umweltverträglichkeit von Automobilen erfordern den Einsatz leistungsfähigster elektronischer Systeme und Software-Implementierungen. Zur Automatisierung des Fahrens müssen Verkehrssituationen und Umweltbedingungen mithilfe von Hochleistungssensoren in Kombination mit schneller Bildverarbeitung und Objekterkennung jederzeit genau erfasst und kontrolliert werden. Gleichzeitig tauschen automatisierte Fahrzeuge große Mengen an Informationen mit ihrer Umgebung aus, sei es mit anderen Verkehrsteilnehmern, Leitsystemen oder Mehrwertdiensten. Übergeordnete Funktionen, ohne die das autonome Fahren nicht ermöglicht werden kann, lassen sich durch die Vernetzung einzelner Systeme realisieren. Umgekehrt können in bestimmten Fällen, sei es aus funktionalen Gründen oder zur optimalen Nutzung von Systemressourcen, die einzelnen Funktionen einer Software auf mehrere Mikroprozessoren und Mikrocontroller eines Steuergeräts oder auf verschiedene Steuergeräte verteilt sein.

Eckdaten

Mit dem Ziel, eine einheitliche, domänenübergreifende Umgebung für umfassende SiL-Tests zu schaffen, werden derzeit bei Bosch unter Führung des Kompetenzzentrums Software Verifikation und Validierung in Kooperation mit ETAS Anforderungen dafür definiert, die mithilfe einer Referenzimplementierung verifiziert werden. Auf Basis dieser Standardisierung lassen sich SiL-Umgebungen realisieren, welche die Entwicklung und den Test komplexer eingebetteter Software fortschrittlicher elektronisch gesteuerter Systeme der nächsten Fahrzeuggeneration maßgeblich unterstützen.

Aufgabenstellung

Die Komplexität solcher Systeme lässt sich in der Entwicklung nur durch den konsequenten Einsatz von Werkzeugen und Methoden zur Virtualisierung von Hardware und Simulation des Verhaltens der Systeme und ihrer Umgebung beherrschen. Dasselbe gilt für die Absicherung der Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit der Software/Systeme durch den Einsatz entsprechender Testmethoden und Umgebungen. Dieses Vorgehen trägt nicht nur entscheidend dazu bei, die Entwicklungseffizienz zu steigern und Engpässe in der Verfügbarkeit von Versuchsträgern und Systemprototypen zu überbrücken.

In bestimmten Fällen ist es darüber hinaus aus systematischen Gründen zwingend geboten: Auf der einen Seite kann das Verhalten komplexer Steuerungen und Regelungen in der virtuellen Umgebung in Grenzbereichen getestet werden, die bei Versuchen am Prüfstand oder im Fahrzeug nur sehr schwer oder überhaupt nicht zugänglich sind. Auf der anderen Seite stellt sich für Tests von Systemen der Fahrzeugautomatisierung die Aufgabe, das Verhalten solcher Systeme für Fahrsituationen abzusichern, deren Anzahl im Prinzip unbeschränkt ist. Um automatisierte Fahrfunktionen in Bezug auf die funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit dieser Funktionen mit hinreichender Breite und Tiefe zu testen, reichen Fahrversuche deshalb nicht mehr aus. Abschätzungen zeigen, dass zur Absicherung hochautomatisierter Fahrfunktionen mehrere Milliarden Kilometer mit Versuchsfahrzeugen gefahren werden müssten. Diese Funktionen lassen sich einzig und allein durch die Verlagerung von Fahrzeug- und Systemtests weg von der Straße hin zum Computer validieren.

SiL macht autonomes Fahren erst möglich.

SiL macht autonomes Fahren erst möglich. ETAS

Herausforderungen

Die Anforderungen an Virtualisierungen und Simulationen für rein rechnerbasierte Tests sind teilweise höher als jene, die an herkömmliche HiL-Tests gestellt werden: Die Aussagekraft rein rechnerbasierter Tests hängt entscheidend davon ab, wie verlässlich physikalische Komponenten, Aggregate, Aktoren, Sensoren, elektronische Steuerungen und Netzwerke von Fahrzeugsystemen virtualisiert und mithilfe einer Fahrsimulation in einer virtuellen Umgebung getestet werden können.

Auf der anderen Seite sind leistungsfähige standardisierte Schnittstellen und Werkzeuge erforderlich, die es erlauben, Softwarekomponenten komplexer eingebetteter Systeme miteinander zu integrieren, mit virtualisierten Systemkomponenten zu verknüpfen und mithilfe von Fahrsimulationen in einer virtuellen Umgebung zu testen.

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