Automatisierte Applikation mit INCA - ETAS

Von Dr. rer. nat.
Peter Fischer,
ZF Friedrichshafen AG
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RT 1.2007
Automatisierte
Applikation mit INCA
Ein und dasselbe Grundprogramm erlaubt die Erzeugung
verschiedener Applikationen
Die Software für ein Kfz-Steuergerät besteht aus einem so genannten Grundprogramm und Daten. Diese
Daten werden auch als Applikation bzw. „calibration data“ bezeichnet. Mit ein und demselben Grundprogramm
können durch unterschiedliche Applikationen Varianten für unterschiedliche Fahrzeuge und
Kunden erzeugt werden. Teile einer solchen Applikation, z. B. die Abstimmung einer Kupplung, werden
oft als so genannte Datenkonserven verwaltet. Dies betrifft nicht nur Daten aus der Fahrzeugabstimmung,
sondern auch Konfigurationsdaten, wie beispielsweise kundenspezifische Diagnoseschnittstellen
oder Art und Umfang der Fahrzeugkommunikation. Durch Kombination einer Grundapplikation mit verschiedenen
Datenkonserven wird dann die Software für einen ganz bestimmten Fahrzeugtyp erzeugt.
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Rahmen eines automatisierten
Testprozesses bei der Software-Entwicklung
für Kfz-Steuergeräte stellt
sich oft die Frage, wie verschiedene
Applikationen erzeugt werden können.
Der vorliegende Bericht zeigt
eine Möglichkeit auf, wie bei der
ZF Friedrichshafen aus einem Grundprogramm
automatisiert verschiedene
Applikationen erzeugt werden können.
Dabei wird das API (Application
Program Interface) von INCA benutzt.
Automatisiertes Testen
von Software in der Serie
Erfahrungsgemäß hört die Entwicklung
der Software eines Kfz-Steuergeräts
nicht auf, nachdem sie mit einem
Kunden in Serie gebracht wurde. Vielmehr
erfolgt eine ständige Weiterentwicklung
mit neuen Funktionen oder
mit Anpassungen für weitere Kunden.
Daher muss stets gewährleistet werden,
dass alle bisherigen Funktionen
auch weiterhin zuverlässig funktionieren.
Dies wird u. a. durch umfangreiche
automatisierte Tests sichergestellt.
Aufgrund des hohen Rechenzeitbedarfs
müssen solche Tests möglichst
unbeaufsichtigt z. B. über Nacht ablaufen.
Voraussetzung dafür ist, dass
dabei keine Benutzereingaben erforderlich
sind.
Sollen dabei unterschiedliche Applikationen
getestet werden, ist es von
Vorteil, wenn auch diese ohne Benutzerinteraktionen
erzeugt werden
können.
Automatisierte Applikation
mit dem INCA Tool API
Das Mess- und Applikationswerkzeug
INCA von ETAS bietet über seine Tool
API die Möglichkeit, verschiedene
Komponenten von INCA über den
Windows ® COM-Kommunikationsmechanismus
aus einer eigenen Applikation
heraus zu steuern. Es besteht
u. a. Zugriff auf die INCA-
Datenbank, den Applikationsdatenmanager
und die Experimentier- und
Hardware-Konfigurationsumgebung.
Die COM-Schnittstelle steht als C/C++
Quelldatei incacom.cpp/.h zur Verfügung.
Strukturierte Verwaltung
von Datenkonserven
Typischerweise wird ein und dasselbe
Steuergeräteprojekt für mehrere unterschiedliche
Kunden und Fahrzeugvarianten
verwendet. Selbst einzelne
Applikationsvarianten werden als eigene
Datenkonserven verwaltet. Diese
Vielfalt der Varianten fordert eine
strukturierte Verwaltung der verschiedenen
Datenkonserven.
Hierzu werden die Konserven (DCM-
Dateien) in einer hierarchischen Verzeichnisstruktur
vorgehalten, getrennt
nach den Funktionalitäten einer Getriebesteuerung:
• Fahrstrategie
• Kupplung
• Getriebe
• Antriebssystem
• Steuergerät
• Diagnose
Die einzelnen Konserven haben „sprechende“
Namen, die auch den Kundennamen
beinhalten. Der Inhalt einer
bestimmten Konserve für die Kupplung
umfasst beispielsweise alle Daten,
um aus dem Grundprogramm die
speziellen Eigenschaften der Kupplung
für einen bestimmten Fahrzeugtyp
auszuprägen.
Werkzeug für die automatisierte
Applikation von Datenkonserven
auf HEX-Dateien
Auf der Basis der INCA Tool API
wurde von der ZF Friedrichshafen
das Windows ® -Kommandozeilen-Tool
CALWIN (CALibration With INca)
entwickelt. Es nutzt einen Teil der
Tool API, um ein Kfz-Steuergeräteprogramm
automatisiert mit einer oder
mehreren Datenkonserven zu kalibrieren.
CALWIN bietet die Möglichkeit,
in einem Schritt gleich mehrere Datenkonserven
für mehrere verschiedene
Kunden zu verarbeiten. DCM-Dateien
und Kunden werden hierzu übersichtlich
in einer XML-Datei verwaltet
(Bild 1). Für jeden angegebenen Kunden
wird eine eigene kalibrierte HEX-
Datei generiert.
Im Einzelnen werden folgende Aktionen
automatisch durchgeführt:
• Aufbau einer Verbindung mit INCA.
• Anlegen eines Projekts in der INCA-
Datenbank, bestehend aus einer
A2L-Datei (Datenbeschreibung des
Steuergeräteprogramms) und einer
HEX-Datei (Steuergeräteprogramm).
• Nutzung des INCA-Applikationsdatenmanagers,
um eine oder mehrere
Datenkonserven im DCM-Format
über das Projekt zu kopieren.
• Exportieren des applizierten Steuergerätedatensatzes
als HEX-Datei mit
neuem Namen. Diese kann direkt
auf ein Steuergerät geflasht werden.
• Je nach Bedarf beliebig häufige
Wiederholung der letzten beiden
Schritte, um weitere HEX-Dateien zu
erzeugen.
Zusätzlich benötigt CALWIN das zu
kalibrierende Steuergeräteprojekt (proj)
bestehend aus A2L- und HEX-Datei
und den Pfad, unter dem die kalibrierten
HEX-Dateien abgelegt werden.
Das Kommandozeilen-Tool liest alle
Daten ein und organisiert die Applikation
der Konserven über die INCA
Tool API (Bild 2).
Bild 1 (oben):
XML-Datei zur Beschreibung
der DCM-Konserven
und Kundenvarianten.
Bild 2:
CALWIN erzeugt aus einem
Grundprogramm, der zugehörigen
Datenbeschreibung und einer
Anzahl von Datenkonserven die
gewünschten HEX-Dateien.
Integration in eine übergeordnete
Testablaufsteuerung
Im Bild 3 ist der grundsätzliche Ablauf
eines automatisierten Tests einer
Steuergerätesoftware dargestellt.
Dieser Test kann regelmäßig z. B. auf
einem Hardware-in-the-Loop-System
durchgeführt werden, um bestimmte
Funktionen eines Steuerungssystems
zyklisch zu prüfen. Durch die automatische
Erzeugung von HEX-Files mit
unterschiedlichen Applikationen ist
es erstmals möglich, alle zu erzeugenden
Programmversionen innerhalb
des Testablaufs zu generieren.
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Bild 4:
Einsatz von
CALWIN zur
Konfiguration
(so genannte
Grundapplikation)
von
Steuergerätesoftware.
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Vorbereitung der Fahrzeugabstimmung
In einem weiteren Anwendungsfall
wird CALWIN dazu benutzt, die von
der Software-Entwicklung erzeugten
Steuergeräteprogramme zu konfigurieren.
Durch die Anwendung spezieller
Konserven werden OEM- und
fahrzeugspezifische Eigenschaften wie
beispielsweise die Diagnoseschnittstelle
oder spezifische Kundenfunktionen
eingestellt (Bild 4).
Dabei wird derselbe softwaretechnische
Prozess wie bei der Fahrzeugabstimmung
angewandt – nämlich
die Einstellung von ganz bestimmten
Werten für die Parameter des Programms.
Mit CALWIN muss diese Tätigkeit nicht
mehr manuell durchgeführt werden,
sondern kann automatisiert im Rahmen
der Auslieferung eines Programms
erfolgen.
Fazit
Mit der offenen Schnittstelle von INCA
Tool API ist es gelungen, Steuergerätesoftware
automatisiert zu applizieren.
In einer ersten Anwendung innerhalb
eines automatisierten Tests werden
während des Ablaufs dynamisch die
verschiedenen Kundenvarianten erzeugt.
Diese werden dann auf einfache
Weise auf Basis des neuesten
Entwicklungsstands automatisiert getestet.
für alle
Varianten
An einer anderen Stelle im Entwicklungsprozess
übernimmt das entwickelte
Tool CALWIN die automatische
Erzeugung von Varianten der Steuergerätesoftware,
bevor diese in den
Fahrzeugen abgestimmt wird.
Darüber hinaus sind natürlich noch
viele weitere Anwendungsfälle auf
dem Gebiet der Steuergeräte-Applikation
möglich.
Erzeugung der Steuergerätesoftware
auf Basis der neuesten Quellen
Erzeugung der Datenbeschreibung
Ausprägung einer Kundenvariante mit CALWIN
automatisches Flashen des Steuergeräts
für alle Tests automatischen Test durchführen
Testergebnisse dokumentieren
Bild 3:
CALWIN ermöglicht die
automatische Erzeugung
von Varianten einer
Steuergerätesoftware,
die im selben Ablauf getestet
werden können.