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R-Car Virtual Platform加速下一代车载软件开发

2021/06/09
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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、特别是软件变得愈加大型化、复杂化。因此不仅是单个半导体器件和软件的性能提升、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样片进行的软件开发和系统验证也呈现长期化趋势。因此,快速将最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。
瑞萨为了应对快速软件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

我们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开发与软件开发并行。 

过去,软件开发时需使用SoC样片来进行设计、验证,因此SoC和软件是串行开发。通过使用R-Car VPF,可在SoC开发完成之前就着手软件设计,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最下游进行的,因此为解决发现的问题而返工时常发生。通过使用R-Car VPF开发软件,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和软件是串行开发的,因此在设计SoC时不能充分考虑到软件开发的需求,所以存在不能确定SoC详细技术参数的风险;并且在SoC验证时软件开发还未完成,因此存在无法使用目标软件进行测试的风险。通过使用R-Car VPF同步进行SoC和软件的开发、设计与验证,可有效防止在SoC设计阶段遗漏需求,并通过使用实际软件验证用例来提高SoC质量。

R-Car Virtual Platform (VPF)的概要介绍

R-Car VPF是一个无需样片就可以进行软件设计的仿真环境。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软件开发。
预期用途(预期效果)

•    可在提供样片前着手软件设计,且在使用样片后将软件无缝移植。

•    在提供样片前,可进行产品和控制软件协同运行的系统验证。

•    提供样片以后,也可将其用于软件回归测试。
主要特征

•    R-Car VPF集成了CPU模块,软件可在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上运行软件,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和样片无缝进行软件开发。IP模块的功能通过总线设置相关寄存器来控制,同时也支持内存访问和中断控制。

R-Car VPF支持以下功能,旨在实现与在SoC产品上进行软件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执行器的资源进行操作。即,可使用执行器的资源作为相反模型,进行软件开发。

•    可通过与各种软件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,我们将使用R-Car VPF进行新产品的开发。事实上,我们已将R-Car VPF原型应用于内部软件的开发。过去,虽然软件开发也是跟硬件设计并行进行的,但是软件测试只能在样片完成之后进行。现在通过使用R-Car VPF进行软件测试,从而实现了尽快向客户提供产品的目的。

未来,我们将向客户提供R-Car VPF平台以支持快速软件开发和系统验证左移。

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瑞萨电子

瑞萨电子

(RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立。RENESAS结合了日立与三菱在半导体领域方面的先进技术和丰富经验,是无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商。创立日期2003年4月1日公司法人董事长&CEO伊藤达业务范围单片机逻辑模拟等的系统LSI、分立半导体元件、SRAM等的存储器开发、设计、制造、销售、服务的提供。集团成员44家公司(日本20家,日本以外24家)年度销售额2006财年(截止至2007年3月):9526亿日元(约83亿美元)从业人员:26000人(全世界20个国家、43家公司)瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。瑞萨集成电路设计(北京)有限公司苏州分公司(RDB-SU)是瑞萨科技全资子公司,2004年1月成立以来,现已拥有150多名优秀工程师,承担着家电和汽车电子领域MCU的一系列设计工作,并在2006年4月开始开发面向中国市场的MCU。

(RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立。RENESAS结合了日立与三菱在半导体领域方面的先进技术和丰富经验,是无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商。创立日期2003年4月1日公司法人董事长&CEO伊藤达业务范围单片机逻辑模拟等的系统LSI、分立半导体元件、SRAM等的存储器开发、设计、制造、销售、服务的提供。集团成员44家公司(日本20家,日本以外24家)年度销售额2006财年(截止至2007年3月):9526亿日元(约83亿美元)从业人员:26000人(全世界20个国家、43家公司)瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。瑞萨集成电路设计(北京)有限公司苏州分公司(RDB-SU)是瑞萨科技全资子公司,2004年1月成立以来,现已拥有150多名优秀工程师,承担着家电和汽车电子领域MCU的一系列设计工作,并在2006年4月开始开发面向中国市场的MCU。收起

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