Razvoj MCAL komunikacijskih modula za napredne automotive mikrokontrolere

O projektu

U Globallogic-u u Zagrebu radimo na razvoju MCAL (Microcontroller Abstraction Layer) komunikacijskih drivera koji se direktno naslanjaju na sklopovlje mikrokontrolera. Proizvođačima mikrokontrolera u interesu je da u trenutku izlaska mikrokontrolera na tržište programska podrška bude razvijena, tako da radimo s ranim prototipovima naprednih mikrokontrolera koji će ući u serijsku proizvodnju za nekoliko godina.

Problem

Današnji automobili više klase sadrže i više od stotinu mikrokontrolerskih upravljačkih jedinica (ECU – Electronic Control Unit), što rezultira složenim razvojem i integracijom upravljačkog sustava vozila i visokim troškovima kabliranja. Ožičenje automobila je po težini i cijeni treći sustav u automobilu, iza motora i šasije. Kako bi se smanjila složenost upravljačkog sustava vozila, trend je korištenje manjeg broja snažnijih ECU-a, koji će obavljati veći broj zadataka.

Razvoj softvera za nove napredne mikrokontrolere nosi mnoge izazove. U kratkom roku potrebno je proučiti opsežnu dokumentaciju od desetak tisuća stranica koja je često nepotpuna ili ne obuhvaća zadnje izmjene u sklopovlju. Obzirom da radimo na ranim prototipovima mikrokontrolera, tijekom razvoja softvera suočavamo se i s pogreškama u sklopovlju koje komuniciramo i rješavamo direktno s proizvođačem.

Rješenje i tehnologija

Tipičan napredni mikrokontroler na kojem radimo sadrži:

desetak procesorskih jezgri, najčešće 32- ili 64-bitne ARM Cortex arhitekture, na taktu većem od 1 GHz
nekoliko MB brze interne podatkovne i programske memorije, uz mogućnost povezivanja do 64 GB vanjske memorije (npr. DDR4)
specijalizirane koprocesore, npr. modul za digitalnu obradu signala, modul za kriptiranje, sučelje za kamere i radar
komunikacijske module: Ethernet kontrolere brzine 1 Gbps i više, CAN, LIN i FlexRay kontrolere, kao i niz komunikacijskih modula koji podržavaju manje korištene komunikacijske standarde, kao npr. I²C
A/D pretvornike i digitalne U/I linije

Nakon provedene detaljne analize svojstava komunikacijskog modula novog mikrokontrolera pristupa se implementaciji MCAL drivera. Kako bi se osigurala što veća iskoristivost postojećeg koda potrebno je identificirati komunikacijski modul sličnih svojstava za koji je prethodno razvijen MCAL driver, što zahtijeva detaljno poznavanje široke palete automotive mikrokontrolera.

Novoizrađeni MCAL driver podvrgava se setu od nekoliko stotina testova koji ispituju sve funkcionalne elemente u sprezi sa sklopovljem, uz zahtjev da je svaka linija implementiranog koda pokrivena najmanje jednim testom.

Rezultati/ishodi

• razvijen i testiran MCAL komunikacijski driver za novi mikrokontroler u skladu s AUTOSAR standardom, testiran i spreman za integraciju s modulima više razine neovisnima o sklopovlju