Софтуер За Кола

Статия за това какъв е софтуерът на съвременната кола. Характеристики на софтуера, процесите и технологиите. В края на статията – интересно видео за 5 необходими лайфхака за вашата кола!

Съдържание на рецензията:

  • Характеристики на автомобилния софтуер

  • Основните компоненти на ECU

  • Процеси и технологии

  • Управление на двигателя

  • Стандартизация

  • Видео – 5 основни лайфхака за кола

Никой съвременен автомобил не може да си представи без електронно пълнене, което изисква сложен софтуер. Шофирайки кола, почти не се замисляме какви процеси се случват вътре в нея – няма монитор като компютър, което означава, че действието на програмите не се визуализира, сякаш те не съществуват. Но те са.

Характеристики на автомобилния софтуер

Софтуер за кола

Съвременният софтуер за вашето превозно средство е изключително надежден, като честотата на неизправности на оборудването е само една на милион операции в рамките на една година и след това по изключение.

Сега във всеки автомобил има няколко електронни блока за управление (ECU) – електронен блок за управление, ECU, които взаимодействат помежду си чрез електронната мрежа на автомобила.

Взаимодействието между тези блокове се осъществява благодарение на шинни архитектури, които представляват набор от контролери – CAN, контролна област на мрежата, както и специална мрежа, предназначена за пренос на информация от специално цифрово оборудване – MOST, медийно ориентирани системи trans, FIexRay , както и локалната система за свързване, (LIN).

Ако сравним изброените шини с Ethernet, който е предназначен за компютър, те работят с намалена скорост, тъй като количеството обработени данни в автомобилите е малко. Но това минимално количество информация трябва да бъде обработено буквално за броени милисекунди.

Тъй като броят на ECU-тата расте, разработчиците трябва да създават сложни структури от мрежи в автомобила, които изискват по-сложни структури. Нека разгледаме основната разлика между автомобилния софтуер и цифровите технологии за други цели.

  • Надеждност – системните програми на автомобил в доста сложна ECU мрежа през целия период на употреба трябва да работят възможно най-надеждно;

  • Безопасност на изпълняваните функции – ESC и спирачната система трябва да работят безотказно, а това вече предполага доста сериозни изисквания към софтуера и към самия процес на тяхното развитие;

  • Скорост на взаимодействие – моменталната реакция на електронните компоненти на автомобила (до милисекунди) е невъзможна без специална софтуерна архитектура и усъвършенствани операционни системи;

  • Здрава архитектура – софтуерът на автомобила трябва да максимизира електромагнитната съвместимост и да устои на ефектите от изкривени сигнали;

  • Комуникация на възлите на електронно-механичния цикъл.

Внимание: В никакъв случай ECU не трябва да се рестартира по време на работа!

Основните компоненти на ECU

Софтуер за кола

ECU е доста сложна платка със стотици други елементи освен микроконтролера. Нека да разгледаме основните подробности.

  1. Аналогово-цифров преобразувател (ADC) – това оборудване е проектирано да отчита показания от някои автомобилни сензори, включително сензор за кислород. Факт е, че процесорът е способен да възприема само цифрови стойности и, например, кислородният индикатор произвежда само електрически сигнали с напрежение от 0 до 1,1V. ADC преобразува тези данни в десетбитово двоично число, за да може процесорът да ги разбере.

  2. Driver е програма, предназначена за управление на цифрово оборудване чрез преобразуване на сигнали.

  3. Цифрово-аналогов преобразувател (ЦАП) – Предоставя аналогови сигнали за задействане на определени компоненти на двигателя на превозното средство.

  4. Комуникационен чип – Тези чипове позволяват прилагането на голямо разнообразие от комуникационни стандарти, намерени в превозно средство. Има няколко такива стандарта в производството, но най-често срещаният от тях е CAN – Controller-Area Networking. Той осигурява скорост от 500 k / bit в секунда, което е изключително необходимо за модули, които извършват до стотици операции в секунда.

Процеси и технологии

Софтуер за кола

Много се промени след представянето на първия софтуер за автомобили. Ако първоначално софтуерът можеше да се контролира само от един производител, сега това стана почти невъзможно.

Първоначално, през миналия век, асемблерът се използва като софтуер. Езикът Xi започва да се разпространява през 90-те години. Робърт Бош и много други доставчици започнаха да разработват софтуер, използвайки Mathlab / Simulink и ASCET (технологии за контрол и симулация).

Системите за шина CAN правят софтуера на автомобила доста сложен. Причината е, че те не изключват взаимодействия между програми на различни ECU. Съвременните луксозни автомобили могат да съдържат сложна мрежа от 80 ECU с общо до 100 милиона реда код.

Поради факта, че софтуерът непрекъснато се усложнява, има нужда от подобряване на инженерните технологии. Поради това в индустрията непрекъснато се появяват паралелни технически и организационни процеси за съзнанието на новия софтуер.

Инженерните решения на ниво процеси и архитектура също се превръщат в едно от основните условия за аутсорсинг. Във връзка с това обстоятелство, компанията Bosch започва да дава някои разработки отстрани от началото на 90-те години на миналия век.

В момента работата по софтуер за автомобили се извършва от няколко асоциации, разпространени по целия свят. И този вид дейност се превърна в доста оптимална за бизнеса.

Управление на двигателя

Софтуер за кола

Международните разпоредби по въпросите на околната среда изискват намаляване на разхода на гориво на превозни средства и съответно намаляване на замърсяването на околната среда. Това означава, че има стимул за подобряване на трансмисията, за да се осигури оптимално време за впръскване на гориво и запалване.

Например съвременните дизелови двигатели могат да инжектират минимално количество гориво седем пъти на такт. И това е за четирицилиндров двигател, който развива скорост на въртене до 1800 об / мин, той е 420 пъти в секунда. Всичко това изисква нови софтуерни функции и по-усъвършенствани алгоритми за управление, за да се минимизират всякакви отклонения.

Необходимостта от намаляване на вредните емисии изисква актуализирани технологии и методи за осигуряване на трафик. Следователно, допълвайки конвенционалните двигатели с вътрешно горене, в бъдеще електрическите двигатели и смесените конструкции ще притежават лъвския дял от автомобилния пазар. Освен това необходимостта от алтернативни горива ще се увеличи, а софтуерът ще бъде основният лост за справяне с тези предизвикателства.

Центърът за управление на трансмисията на превозното средство е модулът за управление на двигателя. Съвременните модули имат обем над 2 мегабайта цифрова памет и работят с тактова честота до 160 MHz. Това включва програми с до 300 хиляди реда код.

Стандартизация

Софтуер за кола

При разработването на съвременни цифрови програми за автомобили ясно се взема предвид спецификата на необходимия ECU: софтуерът директно взаимодейства с определено оборудване. С непрекъснато нарастващия брой автомобилни ECU рециклирането на софтуер става приоритет. Следователно в такава ситуация е уместно да се говори за стандартизация.

През 2003 г. доставчици и производители формират Automotive Open System Architecture (Autosar). Целта на организацията е да изпълни общ стандарт и единни технологии. Днес тази асоциация включва над 150 организации, които заедно разработват новата структура на ECU, основния софтуер и всичко необходимо за създаване на работещ софтуер.

Този вид взаимодействие включва създаването на възли, които са независими от хардуера. Това позволява на доставчиците и производителите да обменят дизайни и също така да ги използват повторно на голямо разнообразие от ECU.

Структурата на Autosar е съставена от няколко абстрактни слоя, в които софтуерът е отделен от хардуера. Най-отгоре е приложният софтуер, който реализира всички приложни дейности. По-долу е основният, номинален софтуер. Той гарантира желаната абстракция от хардуера, точно както се случва например в персонален компютър. Autosar Runtime Environment обработва комуникации в ECU.

Технологията Autosar съдържа всички необходими формати за обмен и шаблони, които се използват както за генериране и конфигуриране на инфраструктурата, така и за нейното описание.

Най-често срещаните в съвременната автомобилна индустрия са (високоскоростни) Ethernet автобуси. Те надеждно поддържат комуникацията между ECU, както и нови опции, включително по отношение на безопасността.

Най-разнообразната информация се анализира качествено, за да се създаде обективен модел на средата, който дава възможност да се формират нови опции, които да поддържат водача в екстремни случаи.

Например шофьор е бил разсеян от пътник по време на шофиране. В този случай приложението открива спирането на превозното средство отпред, след което предупреждава водача или активира спирачката самостоятелно. Между другото, шофьорът може дори да не разбере веднага за наличието на такъв софтуер, докато не се окаже в опасно положение.

Заключение

В съвременната автомобилна индустрия днес се появяват предпоставките за следващата научно-технологична революция в областта на разработването на софтуер, тъй като цифровите технологии и възможностите на потребителската електроника се използват по-широко. Не е далеч времето, когато автомобилите ще започнат да се свързват с интернет чрез всички стационарни и мобилни устройства. И в същото време ролята на безплатния софтуер за решаване на практически проблеми ще се увеличи.

5 необходими лайфхака за кола – във видеото:

Подобен...