Les Nouveaux Challenges de l'Electronique Automobile

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8cm x 7cm

© 2007. Vector France SAS. All rights reserved. Any distribution or copying is subject to prior written approval by Vector.

V1 2007-03-06

Les Nouveaux Challenges de l’Electronique Automobile

Anthony Faucogney – Vector France

© 2007. Vector France SAS. All rights reserved. Any distribution or copying is subject to prior written approval by Vector. V 1. 2007-03-06.

Slide:

Agenda

Les Solutions Vector

AUTOSAR

Le Logiciel dans l’Automobile

L’Electronique dans l’Automobile

Introduction>


Slide:

Introduction

� Diplôme d’Ingénieur en 2003

� Bac STI3 (Héricourt)

� BTS Electrotechnique (En Alternance chez Faurecia)

� Prépa ATS (Mulhouse)

� Essaim (Mulhouse)

� Stage de fin d’étude : Vector France – Paris

� Ingénieur d’affaire chez Vector France

� Marchés : Agriculture, Poids Lourd, Aérospatiale, Militaire, Train

� 2004 – 2005 : KA Siemens VDO, Autoliv, JCAE, Renault Trucks

� 2003 – 2004 : Ingénieur d’Application sur CANoe

Anthony Faucogney


Slide:

Introduction

“Vector fournit aux constructeurs et équipementiers du secteur automobile et des industries du transport une plate-forme de développement professionnelle et ouverte comprenant :

� outils logiciels

� composants logiciels

� services associés

nécessaire à la création de systèmes embarqués.”

Notre Mission

VF1

VF1 Du TransportVector France; 16/01/2007


Slide:

IntroductionL’automobile


Slide:

IntroductionAutres Marchés


Slide:

Introduction

Vector CANtech

Michigan, USA

Vector France

Paris, France

Vector Informatik

Stuttgart, Germany

Vector Japan

Tokyo and Nagoya, Japan

Vector Consulting

Stuttgart, Germany

VecScan AB

Göteborg, Sweden

Vector : 2006

680 Employés

+ 100 M€ de CA


Slide:

Idea

Groupe Vector : Champs d’Application

� Développements des Systèmes Distribués

� Logiciel ECU

� Test ECU

� Diagnostic

� Mesure et Calibration

� Gestion des processus d’Ingénierie

Introduction


Slide:

Introduction

� Véhicules lourds

� Véhicules légers

Nos Clients

VF2

VF2 Renault Trucks, Irisbus, EvobusVector France; 16/01/2007


Slide:

� Equipementiers

Introduction

Nos Clients

VF3

VF3 ActiaVector France; 16/01/2007


Slide:

Introduction

� Autres

� Fondeurs

Nos Clients

VF4

VF4 Safran ?, Thales ?, EADS ?Vector France; 16/01/2007


Slide:

Agenda


AUTOSAR


L’Electronique dans l’Automobile>

Introduction


Slide:


� Un Moyen Transport

� Une Identité

⇒ Produit de consommation

⇒ Avec plus de fonctionnalités…

⇒ EMS, ESP, ACC, DoD, XbW…

� Tendance de l’automobile :

� Plus Performant

� Plus Sécuritaire

� Plus « Design »

� Pollue Moins

� Consomme Moins…

� Se Change Plus Régulièrement (Cycle de Renouvellement 5 ans)

Aujourd’hui, en 2007


Slide:


� Système Complexe :

� Temps Réel

� Embarqué

� Distribué

⇒ Avec plus de 2500 signaux

� Architecture Electronique Multi-Bus

� CAN, LIN, Most, Flexray, Bluetooth, RFID, GPS…

� Jusqu’à plus de 80 ECUS

� Applications multiples et variées

� Gestion Moteur, Confort, MultiMedia, Carrosserie, Sécurité…

� Distribuées sur l’architecture système (> 1 ECU)

Aujourd’hui, en 2007


Slide:


Automatic

Air Conditioning Control

Electronic-Controlled

Timing Advance

Electronic

Fuel Injection

Lighting

Au Début


Slide:


Historique

CAN (# FR)

VAN (FR)

J1850 (US)

Bean (JP)

D2B

LIN (WW)

Most (Eu)

Flexray

Ethernet ?

� Au Début:

� 1885 : Invention du Moteur a Combustion

� … : Systèmes Electriques, Logiques Câblées

� … : Systèmes Electronique, Logiques Câblées

� Contrôles de sous-systèmes, Fonctionnalités

� 1986 : BMW 850 CSI (EMS)

� 1989 : Mercedes SL500

� 1992 : Mercedes Class S

� 1998 : Peugeot 206

� Connexion des Systèmes

� 1994 : Citroën XM (20 ECUs), Audi A4

� 1995 : Ford Galaxy

� 1997 : VW Passat

� 1999 : Peugeot 406

� 2001 : Renault Laguna II

� …


Slide:

Collision Avoidance

Automated Highway

Auto Distance Cruise Control

Rain Sensing

Automatic Windshield WipersNavigation &

Trip Computer

Entertainment

Electrochromic

Glass

Active Noise Cancellation

Communication

Lighting

Engine & Emissions

Management

Traction Control

Vehicle Stability

Low Tire

Pressure

Monitors

Airbag

Deployment

System

Security Systems

Multi-Zone Automatic

Climate Control

Lane Departure

Warning

Continuously Variable

Transmission

Engine Management

Antilock Braking

Active Suspension

L’Electronique dans l’AutomobileAujourd'hui,


Slide:


� Les Faits :

⇒ 35 % des pannes effectives (Chiffre ADAC)

� Puissance de Calcul accrue

� 607 > A310 & 607 = 100*A300

� Taille du Logiciel augmentée

� 607 = 2Mo, A310 = 50Ko, Class S = n 10Mo

� Nombre de Fils diminué

� Peugeot 306 = 635 / Peugeot 307 = 373 (Diamètre Toron /2)

� Longueur des câbles limitée

� ~3Km

� développement complexifié

� Défis à relever ?

� Culture électronique

� Standardisation Véritable

� Approche Globale (de la conception à la mise sur le marché)

Qu’a apporté l’Electronique et le Multiplexage


Slide:

Agenda


AUTOSAR

Le Logiciel dans l’Automobile>


Introduction


Slide:

Le Logiciel dans l’AutomobileCoût de l’Electronique


Slide:

Le Logiciel dans l’AutomobileEtude Mercer

� ELEC ~ 68B$

� HW ~ 12B$

� SW ~ 3B$

� ELEC ~ 112B$

� HW ~ 24B$

� SW ~ 13B$


Slide:


1980 2010

EMS ABSTransmission

Control ESP ACC BbW XbW

Fonctionnalités de l’Electronique Automobile

� 1990 : 20 ECU, 400 €, 1 MLoc

� 2005 : 50 ECU (+200%), 1400€ (+250%), 100 MLoc (+9900%)

� 2010 : 70 ECU (+250%), 1600€ (+300%); ????? (+ INF%)


Slide:


� Constat :

� L’Automobile est un marché qui « Roule »

� Le Logiciel devient :

� Un Atout:

� Pour ses possibilités et ses fonctionnalités

� Un Problème:

� Ses pannes (bugs, défauts de conception…)

� Sa complexité à mettre en œuvre et a réutiliser

� Des tests trop longs, incomplets, redondants

� Logiciel n’est pas un composant automobile à part entière

� Que faut t’il faire ?

Etat des Lieux

?


Slide:

Agenda


AUTOSAR>



Introduction


Slide:

AUTOSAR

� AEE => EAST => AUTOSAR

⇒ Prendre en compte l’Electronique et surtout le Logiciel

⇒ Refonte des us et coutumes liés à ces technologies

⇒ Standardisation des Interfaces

⇒ Standardisation des Processus/Méthodes OEM-Equipementiers

Groupes de travaux des grands acteurs du marché Automobile


Slide:

AUTOSAR

� Standardisation des fonctions basiques et des interfaces fonctionnelles

� Intégration et transfert des fonctions : Interopérabilité

� Mise à jour des fonctions à travers la vie du véhicule : Maintenabilité

Son Rôle


Slide:

AUTOSARStandardisation, Transfert et Intégration des fonctions

� Ces 3 Fonctions (I, C, O), Indépendantes, Distribuées, :

� Un Cout/Délai de Livraison

� Un Fournisseur

� Un Emplacement sur le Véhicule


Slide:

AUTOSARRépartition Hardware / Software

� Standardisation des Interfaces Fonctionnelles : OK (Faisabilité)

� CC (I = [Vitesse, Frein,..] ; O = [Accélération,…]

� Quand est il du Matériel, des Bus de Communication, ou des Protocoles ?

� Sont ils toujours différents, selon le Véhicule ou le Fabricant ?


Slide:

AUTOSARStandardisation des Fonctions Basiques Logicielles BSW

� Abstraction du Hardware

� Standardiser le Basic-Software (OS, Drivers, CAN, Firmware…)

⇒ Pour mieux intégrer les blocs fonctionnels


Slide:

AUTOSAR

Co

mp

lex

Dri

vers

Microcontroller

Microcontrol-ler Drivers Memory

DriversI/O Drivers

I/O Hardware Abstraction

Memory Hardware

Abstraction

Memory Services

System Services

OnboardDevice

Abstraction

Communi-cation Drivers

Communication Hardware Abstraction

Com-munication

Services

Application Layer

Architecture ECU avec BSW AUTOSAR


Slide:

AUTOSAR

Software Component

Runnable 1

Runnable 2

Client/Server

p-Ports

(Server)

Client/Server

r-Ports

(Client)

Sender/Receiver

r-Ports

(Receiver)

Sender/Receiver

p-Ports

(Sender)

Les Composants Logiciels


Slide:

AUTOSAR

Left Door

Sensor Component

Light Control

Composition Component

Light

Actuator Component

Switch

Sensor Component

Right Door

Sensor Component

Door Contact

Atomic Component

Dimmer

Atomic Component

Exemple : Système de Plafonnier

Comment

Standardiser ces

Echanges ?


Slide:

Light Control

AUTOSARVirtual Function Bus : La Solution retenue par AUTOSAR

Virtual Function Bus

Left

Door

Right

Door

Door

ContactDimmer LightSwitch


Slide:

ECU 2ECU 1

AUTOSARSystème implémenté sur le Matériel 1

Left

Door

Right

Door

Door


RTERTE

Microcontroller

AUTOSAR BSWAUTOSAR BSW

Microcontroller


Slide:

ECU 2ECU 1

AUTOSARSystème implémenté sur le Matériel 2

Left

Door

Right

Door

Door


RTERTE

Microcontroller

AUTOSAR BSWAUTOSAR BSW

Microcontroller


Slide:

AUTOSAR

Co

mp

lex

Dri

vers

Microcontroller

AUTOSAR Runtime Environment (RTE)

Microcontrol-ler Drivers Memory

DriversI/O Drivers

I/O Hardware Abstraction

Memory Hardware

Abstraction

MemoryServices

System Services

OnboardDevice

Abstraction

Communi-cation Drivers

Communication Hardware Abstraction

Com-munication

Services

Application Layer

Architecture ECU AUTOSAR


Slide:

AUTOSAR

� AUTOSAR 1.0 (Fini en 2006)

� Standardisation du BSW et RTE : OK

� Standardisation des Fonctions Basiques (En Attente)

� PSA et BMW sont leader et l’ont adopté

� Démonstrateurs chez les Equipementiers

� Principales utilisation avec Flexray

� AUTOSAR 2.0 (Début 2007)

� Standardisation des Fonctions Basiques …

� Implémentation des Interfaces pour

� Model Based Design… (Matlab…)

� …

Etat des Lieux 2007


Slide:

AUTOSAR

� AUTOSAR change le logiciel

� Le Logiciel devient réutilisable (dû à ses interfaces standard)

� Le Logiciel aura donc une utilisation plus massive

� Augmentation de sa robustesse et de sa maturité … à travers le temps

� Le Logiciel pourra devenir un PRODUIT

� Un Produit aura forcement un prix :

� sous royalties, ou sous licences… (Impensable aujourd’hui)

� Quel sera le « Business Model » ?

� Qui va payer ? Et Comment ?

� Quelle seront les licences adéquates pour ce marché ?

� Comment les différents acteurs se partageront les responsabilités ?

Conclusion Préliminaire


Slide:

Agenda

Les Solutions Vector>

AUTOSAR



Introduction


Slide:


Complex generation step:complex algorithm or engineering work

Information / Database (no files)

Processus AUTOSAR : De la conception à la Génération du Code

supported by Vector

SW-

Component

Description

System-

Constraint

Description

ECU

Resource

Description

(HW only)

System

Configuration

Description

ECUextract of System

Configuration

SystemDescription

Editor

AUTOSAR ECU

ConfigurationEditor(s)

ECU ConfigurationDescription

ECUextract of System

Configuration

per ECU

decisions(e.g. mapping)

decisions(e.g. scheduling,...)

Component API

Generator

Component

API

e.g.

app.hAUTOSAR

RTE

Generator

Generator for

OS, COM, ...

Generator for

SPAL and Mem.

Services

Component Editor

Other Basic

SW Generator


Slide:

Les Solutions VectorAUTOSAR BSW et RTE

��

��

��

��

�� Provided by Vector

��

��


Slide:

Conception et Séquencement des échanges inter-système pour chaque réseaux

Configuration de l’ECU avec génération du RTE et du BSW

Conception de l’architecture logicielle du système distribué

CAN

J1939

DaVinciNetworkDesigner

DaVinciSystemArchitect

DaVinciDeveloper

M

Les Solutions VectorGénéralités sur la suite d’Outils

OIL Configurator

GENy

osCAN Configurator

MICROSAR.EAD


Slide:

Les Solutions VectorEdition des Composants

Identification of incompatible interfaces

Manual and automatic

connecting of SW components

Graphical editor for interfaces and sub-structure of SW components

Tool: DaVinci System Architect,DaVinci Developer


Slide:


Générateur des API

Tool: DaVinci System Architect,DaVinci Developer

Generated component header file


Slide:

Les Solutions VectorEditeur des Descriptions du Système

Tool: DaVinci System Architect

Mapping of components to ECUs

Data mapping


Slide:


Editeur des Descriptions du Système

Tool: DaVinci Network Designer

Communication mappingand schedule definition


Slide:


Configuration de l’ECU

BSW clusterconfiguration tools (GENy,

OIL tool) plugged-in

Tool: DaVinci Developer


Slide:

Les Solutions VectorGénérateur AUTOSAR RTE

Tool: DaVinci Developer

Generated RTE files

RTE configuration (task mapping)


Slide:

Les Solutions VectorGénérateur pour OS, COM, …

Tool: GENy, OIL Configurator

Generation ofAUTOSAR OS

Configuration/Generation of communication stack


Slide:

PC with CANoe

PhysicalECU

Execute

Monitor

Physical Bus

But: simulation, test, Mesure, débogage

� Des fonctionnalités

� Des protocoles de communication

� Dans les premières phases de conception (e.g. pas HW disponible)

Solution: CANoe, l’outil de simulation

� Haute qualité de simulation: L’ architecture ECU est exécutée sur PC

� L’ Operating System simulé par CANoe (osCAN library)

Cible Expérimentale sur PC

� CANoe exécute la totalité du code implémenté

� Les interfaces I/O via des variables d’Environnent CANoe

� Utilisation totale des Fonctionnalités de Test (TFS) pour l’exécution de test automatiques



Slide:

eASEE Data Backbone


� Modélisation et Organisation des Structures de Données

� Administration des documents et données d’ingénieries

� Gestion de Configurations et de Versions

� Gestion des Processus et des Projets

Idea?

Product: What to develop?

Gestion des Données Techniques


Slide:

Conclusion

A Vous de Jouer……

Questions ?


Slide:

Thank you for your attention.

For detailed information about Vector

and our products please have a look at:

www.vector-informatik.com

Author: Anthony Faucogney

Vector France Sas

168 Bd Camélinat

92260 Malakoff

Les Nouveaux Challenges de l'Electronique Automobile

Automotive

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