Jaguar réduit ses coûts de développement grâce au prototypage rapide et à la génération de code

La plupart des véhicules actuels contiennent plusieurs unités de contrôle qui sont interconnectées via des normes de réseau temps réel telles que CAN et J1850. Les messages envoyés sur ces réseaux sont utilisés pour transférer en continu les données du véhicule et les informations de contrôle entre les ECU. Lorsque Jaguar reçoit une nouvelle ECU d'un fournisseur, l'ECU « s'attend » à être installée dans un véhicule avec d'autres ECU qui utilisent le même format de message et le même protocole de réseau. Cependant, le développement initial des systèmes utilisant les nouvelles ECU commence sur des véhicules de production existants, ce qui pose des problèmes d'incompatibilité entre les formats de messages et les protocoles. Jaguar réglait habituellement ce problème en faisant appel à une ECU spéciale qui effectuait la "conversion de protocole" entre une nouvelle ECU et un réseau existant sur le véhicule de série. Ce travail était sous-traité à des développeurs de code externes, ce qui était une option lente et coûteuse. Il s'agissait de donner des spécifications à un fournisseur, qui écrivait un logiciel et envoyait le code. Le débuggage à bord des véhicules permettait d'identifier les problèmes liés au code, ce qui obligeait Jaguar à passer par plusieurs itérations avant implémentation.

Jaguar avait besoin d'une approche plus rapide et plus rentable.

En proposant une solution, il est rapidement devenu évident que le système résultant pouvait être utilisé, non seulement pour la conversion des protocoles, mais aussi comme système de prototypage rapide pour l'implémentation et les tests de nouveaux algorithmes de contrôle ou de fonctionnalités de diagnostic. La portée du projet a été élargie en conséquence.

Pour cibler MICROGen, son ECU générique, Jaguar a choisi l'environnement logiciel complet de MathWorks, basé sur Simulink^®, Stateflow^®, Simulink Coder™ et Embedded Coder^®. Jaguar a utilisé ces produits MathWorks pour concevoir, simuler et tester des algorithmes de contrôle et générer un code personnalisé qui a été téléchargé sur le hardware MICROGen. Pour un projet classique, les ingénieurs développent le système de contrôle sous la forme d'un schéma bloc dans Simulink et Stateflow. Pour accéder aux E/S telles que PWM, entrée analogique ou CAN qui sont intégrées dans le microcontrôleur MPC555, ils utilisent les blocs qui sont inclus dans Embedded Coder. Des blocs Simulink supplémentaires ont été développés par add2 Ltd pour permettre l'accès aux dispositifs d'E/S externes à la puce Freescale™ MPC555.

De cette manière, les algorithmes de contrôle que Jaguar a développés peuvent traiter les signaux reçus via un bus CAN ou J1850, ou directement à partir des entrées des capteurs. La sortie de l'algorithme peut être transmise sous la forme d'un message de bus ou utilisée pour piloter directement des dispositifs de sortie.

Le modèle Simulink et Stateflow étant une spécification exécutable, les algorithmes peuvent être simulés et testés hors ligne pendant leur développement. Lorsque l'algorithme est validé en simulation, une application complète peut être générée automatiquement et téléchargée sur le hardware de l'ECU.

Une fois le code généré, les ingénieurs de tests téléchargent l'application via CAN dans la mémoire RAM ou la mémoire flash de l'ECU cible.

Jaguar peut personnaliser, documenter, tester et valider le modèle d'algorithme, puis générer du code pour MICROGen, le tout dans l'environnement MathWorks. Par exemple, Embedded Coder, associé au hardware ECU de Jaguar, permet de réaliser certains travaux de prototypage en interne, ce qui permet d'envoyer des spécifications plus complètes et plus précises aux fournisseurs pour qu'ils développent le système proprement dit. Jaguar utilise actuellement le code avec des ECU génériques pour faciliter le développement de stratégies de contrôle. Par exemple, lors du développement des systèmes de gestion des moteurs (EMS), le code a été exécuté sur MICROGen pour simuler l'unité de contrôle de la transmission du véhicule. Cela a permis de tester le moteur et l'EMS sur un certain nombre de cycles de conduite. Les cycles ont été simulés en utilisant le hardware d'ECU pour envoyer des informations sur la position de la transmission à l'EMS, qui à son tour « pensait » qu'il était dans un certain rapport. Le rapport sélectionné était facilement contrôlable par l'ingénieur de tests ou par une procédure de test automatisée.