以ECU(电子控制单元)形式的硬件或车辆原型经常用于ECU软件的功能测试。然而，这在开发过程中带来了时间和成本的挑战，因为原型通常只在开发周期的后期阶段可用。
最近一项关于用原型测试ecu的研究表明，在大约60%的开发周期中，没有可用的原型，10%的工程师被迫在实际车辆上进行这些测试。原型的不可获得性和高昂的制作成本带来了一些挑战，例如:
- 有限的测试能力
- 只有在获得ECU结果后才能发现与集成相关的缺点
- 在开发阶段验证设计，并在没有硬件原型的情况下提供快速更新
- 当前市场的开发周期正在缩短
最好在模块更改之后，在模块进入下一个流程步骤之前，立即在完整的系统上下文中测试模块。
什么是虚拟ECU验证?
任何可以在没有硬件的情况下执行的软件功能都称为虚拟ECU (vECU)。由于与硬件无关，虚拟ecu提供了在模拟环境中测试各种场景的优势。除了具有成本效益外，虚拟ecu还有助于在使用硬件原型之前很久就评估软件的功能以及与环境和组件模型的交互。这有助于开发人员在开发阶段测试他们的ECU软件，以最可行的方式确保其可用性。
好处:
- 及早发现集成问题
- 可伸缩的环境
- 减少验证工作
- 稳定可靠的测试环境
- 重用可用的硬件测试用例
根据使用情况，vecu可能具有不同的利用率水平。应用程序级vecu包含应用程序软件的选定部分和使它们可执行的补充框架。vecu还可以包括应用软件和基本生产软件的部分，如诊断和通信模块。vecu可以包括完整的应用软件和与硬件无关的基本软件——也就是说，除了与硬件相关的微控制器抽象层之外的所有内容。
它是如何工作的?
虚拟ECU平台只有真实的产品代码，不依赖于硬件，通过启动虚拟环境来测试软件堆栈的复杂性，可以帮助开发人员构建ECU。该虚拟控制单元模拟了真实控制单元的相关方面，连接环境模型的输入和输出信号，使功能软件可以读取传感器值并设置执行器。
模拟vecu不依赖于实时执行。将模拟扩展到更强大的cpu可以让您在相同的时间内运行更多的测试。
vecu可分为以下几类:
0级vECU(控制器模型)
第0层包括控制器模型(例如，作为MATLAB Simulink模型)或由控制器模型生成的C代码。这是最简单的vECU类型，只能用于测试控制算法本身。
一级vECU(应用级)
级别1包含特定于vECU的应用程序SW的生产代码。它们在信号水平上进行通信和操作，而不使用总线或网络。
二级vECU(模拟BSW)
二级vecu除了提供一级vecu的内容外，还提供模拟基本软件(BSW)功能。它们可以在信号级(如1级vecu)和总线或网络级进行通信。
三级vECU(生产BSW)
三级vecu不仅包括生产应用软件，还包括用于测试BSW的生产基础软件(生产BSW)。3级vecu可用于测试真实ECU的硬件独立软件。它们也可以用于测试BSW本身，例如，在不同的测试级别(子系统测试、堆栈测试、组件测试)测试真实ECU中与硬件无关的BSW功能的全部或部分。
4级vECU(目标二进制)
第4级包含为实际ECU编译的生产代码。由于它是最接近实时系统的，并且在vECU和实际ECU的代码之间没有代码更改，因此4级vECU具有包含硬件依赖的能力，可以帮助评估可能的故障和问题。
整车各阶段(V-process)集成测试平台中虚拟ECU测试使用的可视化
有效的vecu测试
ECU软件在系统环境中的可用性可以在开发过程的早期阶段进行调查和测试，为进一步增强提供理想的基础。通过使汽车OEM和供应商能够使用相同的工件共同工作，从而加强了它们之间的协同作用。通过前加载，即离散子功能的早期验证，ECU软件的质量显著提高，开发过程更加高效。逼真的可视化使其易于使用，并便于不同用户接受验证结果。虽然这种方法有助于节省时间和成本，允许制造商投入更多时间来部署新功能，但它也使ECU软件达到更高的成熟度。
移动出行的未来
软件定义的汽车集成了汽车内部的连接功能，将对移动出行市场造成颠覆性影响，从而显著改变整个行业。虚拟ECU验证是早期测试复杂产品的最佳方法之一。虚拟化允许在Windows PC上模拟汽车ecu，并通过车辆仿真模型在闭环中执行。这种方法可以将某些开发任务从道路或测试平台和HiL(硬件在环)转移到pc上，在那里它们通常可以更快更便宜地执行。随着自动驾驶、互联、电动和共享(ACES)出行方式的发展，以及OEM对软件功能和互联汽车的投资不断增加，汽车行业将在数字技术的推动下迎来重大变革。
案例研究
上述分析促使Cyient在早期阶段通过生成vecu来补充传统建立的流程。该特性允许在实际生成C代码之前对所有嵌入函数进行验证和测试。这里使用vECU供应商工具，如VEOs/Silver/Virtual Target来验证由控制/自动化平台完成的软件。
不同厂商支持的虚拟ecu平台参考:
作者简介
Naresh在汽车行业系统和软件测试方面拥有15年以上的经验。他是Cyient的解决方案架构师，在汽车领域的功能测试方面提供专业知识，如ADAS(高级驾驶员辅助系统-短距离雷达，摄像头等)，车身控制模块(BCM)，主动安全系统(ABS/TC/YSC)和信息娱乐。
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