Bevezetés

Az autóipar sajátosságai. Autóipari beágyazott rendszerek hardvereszközei. Az autókban előforduló főbb rendszerek.

Autóipari kommunikációs hálózatok

CAN - Controller Area Network

Előadás:

CAN fizikai és adatkapcsolati rétegének részletes elemzése: a CAN kommunikáció bitidőzítése, bitszinkronizálása, a keretek felépítése, az arbitráció menete. Hibakezelés és a hibaállapotok tulajdonsági. A különböző CAN szabványok részletes bemutatása: 2.0A, 2.0B, High Speed CAN, Low Speed Fault Tolerant CAN, Single Wire CAN, CAN-FD. A CAN controllerek és transceiverek szerepe és működési elvei. Tipikus busz topológiák, a busz lezárás szerepe és tipikusan kialakuló reflexiók formái és hatásai. A CAN üzenetek adattartalmának kezelése: signalok, CAN adatbázis, CAN mátrix. A CAN busz méréstechnológiája: tipikus fejlesztést segítő hardver-szoftver eszközök: Vector CANalayzer, Vector CANoe. A Vector CAPL programozási nyelv és az NI-XNET és mérési eszközkönyvtárak bemutatása és CAN buszos alkalmazásaik.

Laborgyakorlat:

A busz fizikai és adatkapcsolati rétegének megismerése, CAN adatbázis létrehozása, hálózattervezés. Professzionális CAN eszközök Vector CANalyzer, Vector CAPL és National Instruments X-NET gyakorlati alkalmazása. (Lásd: CAN labor, CAPL labor !)

LIN - Local Interconnect Network

Előadás:

LIN szerepe az autókban. A LIN protokoll fizikai és adatkapcsolati rétegegének részletes elemzése: üzenettípusok és felépítésük, a bitátvitel feszültség szintjei, az egyvezetékes rendszer következményei. A szinkronizálás specialitása a master és a slave között. A LIN fizikai illesztők, transceiver IC-k működési elve és tulajdonságai. A LIN Description File és Node Capability File szerepe a hálózattervezésben. A LIN hálózat mérésére, fejlesztésre alkalmazott tipikus hardver-szoftver eszközök: Vector CANoe, CANalayzer LIN opciója, példa CAN és LIN hálózat szimulálásra és CAN-LIN gateway funkcinalitásra Vector CANoe segítségével. A National Instruments LIN eszközkészletének bemutatása.

Laborgyakorlat:

Egy egyszerű LIN hálózat vizsgálata, bitidőzítések, jelszintek, keretek elemzése, signal adattartalmak. Néhány funkció módosítása a minta LIN hálózaton: slave program módosítása, új üzenetek létrehozása, új signalok elküldése. (Lásd: LIN labor!)

Eseményvezérelt és idővezérelt hálózatok; FlexRay

Előadás:

Az eseményvezérelt és idővezérelt hálózatok főbb tulajdonságainak, jellemzőinek bemutatása. Tipikus, de ritkábban alkalmazott idővezérelt hálózatok áttekintő bemutatása: TT-CAN, TTP, speciális Ethernet változatok (TTEthernet). A FlexRay hálózat és protokoll részletes bemutatása: jelszintek, bitidőzítések és különbségeik a CAN-hez képest. FlexRay ciklusok szervezése, statikus és dinamikus slot-ok szerepe és alkalmazása, a FlexRay hálózat szinkronizálása és elindulási folyamata. FlexRay hálózatonál alkalmazott FIBEX (Field Bus Exchange Format) adatbázisnak a létrehozása és felépítése. A fejlesztést segítő hardver-szoftver eszközök: Vector FlexRay hardvertámogatása és CANoe FlexRay opciójának bemutatása, a National Instruments FlexRay eszközkészletének és az X-NET API-nak az alkalmazása FlexRay hálózatra.

Laborgyakorlat:

Egy egyszerű FlexRay hálózat mérése, az adatbázisból és oszcilloszkópos mérésből a jellemző tulajdonságok meghatározása, Vector CANoe szoftvercsomagban egy hálózati viselkedés megváltoztatása, egy node átprogramozása. A FlexRay hálózat elindulási folyamatának megmérése. (Lásd: FlexRay labor !)

Fejlesztéstámogatás

Kalibrációs és diagnosztikai protokollok

Előadás:

Kalibrációs protokollok CCP (CAN Callibration Protocol), XCP (Universal Measurement and Calibration Protocol) szerepe az autóipari fejlesztés során. A CCP és XCP felépítése főbb lehetőségeik és parancsaik. Az XCP által a CCP-hez képest nyújtott többletszolgáltatások bemutatása. Az UDS (Unified Diagnostic Services) protokoll szerepe a fejlesztési folyamatban, az UDS és az XCP összehasonlítása. A diagnosztikai protokollok használatát támogató eszközkészletek: Vector CCP, XCP demó szoftver és portolása mikrovezérlőkre, Vector CANape szoftvercsomag használata a diagnosztikai információ kezelésére. A National Instruments NI ECU Measurement and Calibration Toolkit-jének és NI Automotive Diagnostic Command Set-jének alkalmazása.

Laborgyakorlat:

Egy CCP vagy XCP protokollal felruházott demó ECU mérése. Kapcsolódás, automatikus adatgyűjtés összeállítása, a DAQ listák kezelése. (Lásd: Diagnosztika labor !)

Fejlesztési módszerek

Autóipari fejlesztési életciklus; safety szabványok; autóipari szoftverfejlesztés

Előadás:

Az autóipari fejlesztés során alkalmazott tipikus életciklus-modellek, speciálisan az autóiparra jellemző sajátosságai. Az ISO 26262 szabvány felépítése, az ASIL réteg besorolás meghatározása és annak hatása az autóipari fejlesztésekre. A tipikusan autóipari hardvereket érintő problémák és azok ellen való védekezés módjai. Az autóipari szoftverfejlesztés folyamata. Az AUTOSAR szabvány felépítése, a Mikrovezérlő absztrakciós réteg, az ECU absztrakciós réteg, a Services réteg komponensei és szerepe. Az RTE (Run-time Environment) feladatai és működése, az AUTOSAR alkalmazási réteg komponensei. Az AUTOSAR alapú tervezés folyamata.

Autóipari rendszerek tesztelése

HIL (Hardware-In-the-Loop) tesztek szerepe az autóipari fejlesztési életciklusban; az NI VeriStand felépítése és használata

Előadás:

A Hardware-In-the-Loop tesztek alkalmazása az autóipari fejlesztésekben. Az NI VeriStand HIL tesztfejlesztő-környezet bemutatása. A VeriStand Engine tulajdonságai és működése: hogyan lehet egy HIL tesztet összekonfigurálni, hogyan lehet a VeriStand-be a környezetet leíró modellt beépíteni, hogyan lehet a modell kimeneti/bemeneti csatornáit, hardverhez vagy kommunikációs csatornákhoz rendelni?  Hogyan lehet real-time tesztet konfigurálni, a kijelzést testre szabni? Hogyan lehet egyedi hardverelemet (Custom Device) a VeriStand rendszerhez csatolni?

Laborgyakorlat:

Az NI VeriStand HIL fejlesztőkörnyezet használatával egy egyszerű HIL teszt összeállítása: modell létrehozása és beillesztése, CAN és analóg/digitális kommunikáció, tesztkijelzés konfigurálása, a tesztelés loggolása. (Lásd: HIL labor !)

Tesztautomatizálás hosszú távú teszteknél, tesztszekvenciák létrehozása

Előadás:

Miért szükségesek az autóipari rendszereknél komplex hosszú távú teszteket futtatni? Az NI TestStand tesztautomatizáló szoftverének felépítése és használata: új tesztlépésnek a létrehozása, tesztlépések szekvenciába fűzése, automatikus riportgenerálás formátumának befolyásolása.

Laborgyakorlat:

Egy autóipari demó ECU tesztautomatizálására: CAN kommunikáció és hardver I/O kezelés tesztlépésként való csatolása az NI TestStand alá. Egy teljes tesztszekvencia létrehozása és kipróbálása egy demó ECU-ra. A tesztautomatizálás és a HIL tesztrendszer összekötése: annak kipróbálása, hogy hogyan lehet a TestStand-ból VeriStand szimulációkat indítani és kezelni. (Lásd: TestStand labor, VeriStand labor !)