Jaguar reduce los costes de desarrollo con prototipado rápido y generación de código

La mayoría de los vehículos actuales cuentan con varias unidades de control interconectadas a través de estándares de red en tiempo real como CAN y J1850. Los mensajes enviados a través de estas redes se utilizan para transferir continuamente datos del vehículo e información de control entre las ECU. Cuando Jaguar recibe una nueva ECU de un proveedor, la ECU “espera” ser instalada en un vehículo con otras ECU que utilizan el mismo formato de mensajes y protocolo de red. Sin embargo, el desarrollo inicial de sistemas con las nuevas ECU comienza en vehículos de producción existentes, y presenta problemas debidos a formatos de mensajes y protocolos incompatibles. Anteriormente, Jaguar solucionaba este problema poniendo en servicio una ECU de uso específico que se ocupaba de realizar la “conversión de protocolos” entre una nueva ECU y una red existente en el vehículo de producción. Este trabajo se subcontrataba a desarrolladores de código externos, era lento y costoso. Implicaba suministrar especificaciones a un proveedor, que escribía el software y entregaba el código. Durante la depuración en el vehículo se identificaban problemas de código, que obligaban a Jaguar a pasar por varias iteraciones antes de la implementación.

Jaguar necesitaba un enfoque más rápido y económico.

Mientras se buscaba una solución, pronto se hizo evidente que el sistema resultante podía usarse no solo para la conversión de protocolos, sino como sistema de prototipado rápido, para implementar y probar nuevos algoritmos de control o funcionalidades de diagnóstico. El alcance del proyecto se amplió consecuentemente.

Para poder trabajar con MICROGen, su ECU de propósito general, Jaguar seleccionó el entorno de software completo de MathWorks, basado en Simulink^®, Stateflow^®, Simulink Coder™ y Embedded Coder^®. Jaguar utilizó estos productos de MathWorks para diseñar, simular y probar algoritmos de control, además de generar código personalizado que se descargó en el hardware de MICROGen. Para un proyecto típico, crean un diagrama de bloques en Simulink y Stateflow que representa el sistema de control. Para acceder a elementos de E/S tales como PWM, entrada analógica o CAN que se incorporan en el microcontrolador MPC555, utilizan bloques que se incluyen con Embedded Coder. add2 Ltd ha desarrollado bloques de Simulink adicionales para proporcionar acceso a dispositivos de E/S que son externos al chip Freescale™ MPC555.

De esta manera, los algoritmos de control que desarrolló Jaguar podían procesar las señales recibidas a través de un bus CAN o J1850, o directamente a partir de entradas de sensores. La salida del algoritmo podía transmitirse como un mensaje de bus o utilizarse para controlar dispositivos de salida directamente.

Dado que el modelo de Simulink y Stateflow era una especificación ejecutable, los algoritmos se podían simular y realizar pruebas offline a medida que se desarrollaban. Después de validar el algoritmo en simulación, se podía generar y descargar automáticamente una aplicación completa en el hardware de ECU.

Una vez que se generó el código, el equipo de ingeniería de pruebas descargó la aplicación a través de CAN en la RAM o memoria flash de la ECU objetivo.

Jaguar puede personalizar, documentar, probar y validar el modelo de algoritmo, y luego generar código para MICROGen, todo ello dentro del entorno de MathWorks. Por ejemplo, Embedded Coder, junto con el hardware de ECU de Jaguar, permite realizar internamente algunas tareas de prototipado, lo que a su vez permite enviar especificaciones más completas y precisas a los proveedores para que desarrollen el sistema real. Actualmente, Jaguar está utilizando el código con hardware de ECU de uso general para ayudar en el desarrollo de estrategias de control. Por ejemplo, durante el desarrollo del sistema de gestión del motor (EMS), ejecutaron código en MICROGen para simular la unidad de control de transmisión del vehículo. Esto permitió probar el motor y el EMS a través de una serie de ciclos de conducción. Los ciclos se simularon utilizando el hardware de ECU para enviar información sobre la posición de la transmisión al EMS, que a su vez “pensaba” que estaba en una determinada marcha. La marcha seleccionada la controlaba fácilmente el equipo de ingeniería de pruebas o un procedimiento de prueba automatizada.