R-Car Virtual Platform加速下一代車載軟件開發(fā)

汽車產業(yè)在開發(fā)下一代汽車時，為更好應對CASE（*1）所代表的全新需求，車載系統(tǒng)的開發(fā)方法必須進行變革。

（*1） 案例：互聯(lián)、自治、共享和服務、電動

為了應對互聯(lián)網連接和自動駕駛的需求，強大的通信、感知、認知、判斷及控制能力、完善的功能安全和網絡安全性能必不可少，由此系統(tǒng)、特別是軟件變得愈加大型化、復雜化。因此不僅是單個半導體器件和軟件的性能提升、整體系統(tǒng)解決方案的開發(fā)也變得越來越重要。

車載系統(tǒng)的開發(fā)由車輛開發(fā)、ECU（*2）開發(fā)、半導體（SoC（*3））開發(fā)這三層組成，各層之間進行協(xié)同開發(fā)非常必要。而且由于系統(tǒng)規(guī)模和復雜性的不斷提升，車輛/ECU開發(fā)時的SoC技術需求設計，以及SoC開發(fā)時的詳細技術參數設計都呈現出了長期化的態(tài)勢。此外，在車輛/ ECU開發(fā)中，使用SoC樣片進行的軟件開發(fā)和系統(tǒng)驗證也呈現長期化趨勢。因此，快速將最新技術應用于產品變得越來越困難。而且，一旦系統(tǒng)驗證時發(fā)現的問題必須要返回到SoC設計階段（這個過程被稱為返工）才找到解決方案，那么返工風險也必須被考慮。

（*2） ECU ： Electronic Control Unit

（*3） SoC ： System on a Chip

為解決以上問題，SoC供應商非常期待能夠縮短SoC開發(fā)時間，進而縮短車載系統(tǒng)整體的開發(fā)周期。

瑞薩為了應對快速軟件開發(fā)及系統(tǒng)驗證左移，開發(fā)設計了R-Car Virtual Platform，它

可以將車輛/ECU/SoC開發(fā)并行進行

建立了早期驗證方案，避免了返工風險

我們相信通過以上措施將有助于縮短開發(fā)周期。

R-Car Virtual Platform （VPF）的目標

通過提供各種虛擬模塊，瑞薩旨在實現如下目標。

1. SoC開發(fā)與軟件開發(fā)并行。

過去，軟件開發(fā)時需使用SoC樣片來進行設計、驗證，因此SoC和軟件是串行開發(fā)。通過使用R-Car VPF，可在SoC開發(fā)完成之前就著手軟件設計，這種并行開發(fā)方式可以縮短開發(fā)周期。

2. 通過上游系統(tǒng)驗證有效防止返工

過去，系統(tǒng)驗證是在車載系統(tǒng)開發(fā)的最下游進行的，因此為解決發(fā)現的問題而返工時常發(fā)生。通過使用R-Car VPF開發(fā)軟件，可以將系統(tǒng)驗證移至SoC開發(fā)完成之前，從而減少返工風險。過去由于SoC和軟件是串行開發(fā)的，因此在設計SoC時不能充分考慮到軟件開發(fā)的需求，所以存在不能確定SoC詳細技術參數的風險；并且在SoC驗證時軟件開發(fā)還未完成，因此存在無法使用目標軟件進行測試的風險。通過使用R-Car VPF同步進行SoC和軟件的開發(fā)、設計與驗證，可有效防止在SoC設計階段遺漏需求，并通過使用實際軟件驗證用例來提高SoC質量。

R-Car Virtual Platform （VPF）的概要介紹

R-Car VPF是一個無需樣片就可以進行軟件設計的仿真環(huán)境。通過使用寄存器接口模擬R-Car的功能，可以像使用實際產品時一樣進行軟件開發(fā)。

預期用途（預期效果）

可在提供樣片前著手軟件設計，且在使用樣片后將軟件無縫移植。

在提供樣片前，可進行產品和控制軟件協(xié)同運行的系統(tǒng)驗證。

提供樣片以后，也可將其用于軟件回歸測試。

主要特征

R-Car VPF集成了CPU模塊，軟件可在CPU模塊中運行

允許對DRAM等存儲空間進行讀/寫訪問

地址映射和計算精度與相應硬件產品完全相同

可根據市場需求依次添加IP模塊

R-Car VPF中內置的SoC模塊具備與產品相同的結構，可在CPU上運行軟件，并通過總線模型控制各種IP。R-Car VPF與該硬件產品是二進制兼容的，從而允許使用VPF和樣片無縫進行軟件開發(fā)。IP模塊的功能通過總線設置相關寄存器來控制，同時也支持內存訪問和中斷控制。

R-Car VPF支持以下功能，旨在實現與在SoC產品上進行軟件開發(fā)達到相同的使用體驗。

裝配了UART（* 4）控制臺。

部分通信接口可通過連接到執(zhí)行器的資源進行操作。即，可使用執(zhí)行器的資源作為相反模型，進行軟件開發(fā)。

可通過與各種軟件調試器來調試源代碼

（*4） UART：通用異步接收器/發(fā)送器

R-Car Virtual Platform （VPF）的開發(fā)狀況

車載SoC產品R-Car系列的第三代產品正在量產。2021年之后，我們將使用R-Car VPF進行新產品的開發(fā)。事實上，我們已將R-Car VPF原型應用于內部軟件的開發(fā)。過去，雖然軟件開發(fā)也是跟硬件設計并行進行的，但是軟件測試只能在樣片完成之后進行。現在通過使用R-Car VPF進行軟件測試，從而實現了盡快向客戶提供產品的目的。

未來，我們將向客戶提供R-Car VPF平臺以支持快速軟件開發(fā)和系統(tǒng)驗證左移。

審核編輯：郭婷