In seinem Beitrag „Shift Left: Elektronikentwicklung mit digitalen Zwillingen“ zeigt Frank Riemenschneider von der Lauterbach GmbH, welche Bedeutung virtuelle Electronic Control Units (vECUs) bei der Softwareentwicklung und beim Testen haben, um die zunehmende Komplexität automobiler Steuergeräte zu bewältigen.
Der Autor stellt einleitend das Konzept der virtuellen Steuergeräte als softwarebasierte Abbilder realer Steuergeräte vor. Diese reichen von der Black-Box- bis zur vollständigen White-Box-Implementierung gemäß dem fünfstufigen AUTOSAR-Schichtenmodell. Sie ermöglichen die Ausführung von Produktionssoftware auf PC- oder Cloud-Infrastruktur, lange bevor physisches Silizium verfügbar ist.
Anschließend beschreibt der Beitrag am Beispiel von Lauterbachs TRACE32, wie ein durchgängiges Entwicklungswerkzeug alle fünf vECU-Abstraktionsebenen nahtlos abdeckt: vom Instruction Set Simulator (ISS) für über 150 Mikroarchitekturen über die Anbindung an etablierte virtuelle Targets wie Synopsys-VDKs, Qualcomm Hexagon oder Arm Virtual Hardware bis hin zum realen Chip via JTAG/DAP und hochauflösenden Trace-Schnittstellen. Praxisbelege hierfür sind unter anderem Infineons Automotive Virtual Prototype für künftige RISC-V-basierte Mikrocontroller sowie Texas Instruments TDA5-SoC, die jeweils lange vor der Hardware verfügbar sind.
Einen eigenen Abschnitt widmet Riemenschneider der Durchgängigkeit des Workflows in den verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses. Er hebt die Bedeutung einer identischen GUI, der vollständigen Wiederverwendbarkeit von Testautomatisierungs-Skripten und der konsistenten Hypervisor- und OS-Awareness hervor. Exemplarisch dargestellt wird dies am NXP-GreenVIP-Software-Stack mit L4Re-Hypervisor, Zephyr und FreeRTOS.
Wie Riemenschneider im letzten Absatz seines Beitrags aufzeigt, eröffnet der Ansatz Chipherstellern darüber hinaus neue Geschäftsmodelle: Cloud-basierte Hardware-as-a-Service-Angebote erlauben global verteilten Entwicklungsteams den ortsunabhängigen Zugriff auf vorkonfigurierte Entwicklungsboards und Debug-Tools. Laut dem Autor verfolgen neben NXP bereits weitere namhafte Automotive-SoC-Hersteller diesem Modell. (jr)
