Implementation of Post-Build Configuration for Gateway Electronic Control Unit : Gateway ECU to enable third-party update

• Main Author: Tanoh, Henry-Gertrude
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Radio Systems Laboratory (RS Lab) 2018
• Subjects: ECU; Gateway; AUTOSAR; Post-Build; Dynamic configuration; Automobile; Calculateur; Configuration Post-Build (dynamique); Post-Build konfigurationen; Förmedlingsnod ECU; Communication Systems; Kommunikationssystem
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-231042

The development of embedded software in the automotive industry has reached a level of complexity, which is unmaintainable by traditional approaches. The AUTomotive Open System Architecture (AUTOSAR) was created to standardize the automotive software. In this architecture, the development of software is spread, in general, between three different entities: Original Equipment Manufacturers (OEMs), e.g. Volvo; Tier-1 Suppliers, such as Vector; and Tier-2 Suppliers, for example, Renesas Microelectronics. Another methodology that has emerged is to develop Electronic Control Units (ECUs) domain wise: infotainment, chassis & safety, powertrain, and body and security. To allow inter-domain communication, the state of art for fast and reliable communication is to use a gateway ECU. The gateway ECU is a crucial component in the electrical/electronic (E/E) architecture of a vehicle. In AUTOSAR, a third party, different from the car manufacturer, typically implements the gateway ECU. A major feature for a gateway ECU is to provide highly flexible configuration. This flexibility allows the car manufacturer (OEM) to fit the gateway ECU to different requirements and product derivations. This thesis investigates the implementation of post-build configuration for a gateway ECU. First, the thesis provides the reader with some background on AUTOSAR and the current E/E architecture of the gateway ECU. The protocols used by the gateway are explained. The design of a potential solution and its implementation are discussed. The implementation is evaluated through regression tests of the routing functionality. Processing time, memory use, and scaling of the solution are also taken into account. The results of the design and the implementation if judged adequate could be used as a springboard to allow post-build in an existing gateway ECU architecture. The results could consolidate the path towards full conformance to AUTOSAR. === Inbyggda system har ökat i fordonsindustrin. Utvecklingen av dessa inbyggda programvaror har varit komplex och är inte genomförbar per enhet. Idag är utvecklingen gjort av tre foretag: en OEM (Original Equipement Manufacturer), Tier-1 leverantorer som tillhandahaller mjukvara till OEMs, Tier-2 leverantorer som tillhandahåller elektroniska styrenheter (ECU) hardvaror. Förmedlingsnod ECU är en viktig komponent i ett fordons elektriska/elektroniska (E/E) arkitektur. En tredje part implementerar, som skiljer sig från OEM, de flesta funktionerna av den förmedlingsnod ECU. En viktig egenskap för en förmedlingsnod är att tillhandahålla en mycket flexibel konfiguration. Denna flexibilitet tillåter (OEM) att anpassa förmedlingsnod till olika kraven och fordonarkitekturer. Denna avhandling undersöker genomförandet av Post-build konfigurationen, ocksa kallad dynamisk konfigurationen för en förmedlingsnod ECU. För det första gers bakgrund på AUTOSAR och den nuvarande E/E arkitekturen för den ECU. De kommunikation protokoll som används förklaras. Utformningen av en potentiell lösning och dess genomförande diskuteras. Implementeringen utvärderas genom regressionstest av routingsfunktionaliteten. Behandlingstid, minneseffektivitet och skalning av lösningen beaktas också. Resultaten av konstruktionen och genomförandet om det bedömdes som lämpligt skulle kunna användas som ett springbräda för att möjliggöra postbyggnad i en befintlig förmedlingsnod arkitektur. Resultaten kan konsolidera vägen mot full överensstämmelse med AUTOSAR. === Le développement de systèmes embarqués dans l’industrie automobile a atteint un niveau de complexité très élevé. D’où la nécessité de créer de nouvelles méthodologies. AUTomotive Open Architecture (AUTOSAR) a été créé pour la mise place de standards pour le développement dans l’industrie automobile. Dans l’architecture AUTOSAR, le développement de logiciels embarqués est reparti, en général, entre trois partis : Original Equipement Manufacturer (OEM), Renault par exemple. Le deuxième niveau regroupe les fournisseurs de logiciels et outils, par exemple, Elektrobit. On retrouve en troisième position les Tier-2 suppliers, fournisseurs de cartes électroniques pour l’automobile, comme Renesas ST. Le développement de calculateurs est séparé par domaine : Multimédia, châssis, motorisation et intérieur. La communication inter-domaine passe par un calculateur passerelle. Le calculateur passerelle est essentielle dans l’architecture électronique du véhicule. Dans AUTOSAR, le calculateur est fourni par un tiers parti, différent du constructeur automobile. Il est donc nécessaire pour le constructeur d’être capable de configurer le calculateur passerelle, sans repasser par le vendeur. Par exemple, le constructeur peut décider, réception du software de rajouter une nouvelle route dans la passerelle. Cet aspect est connu sur le nom de Post-build Configuration dans AUTOSAR. Le but de ce stage est le design et l’implémentation de Post-build configuration d’un calculateur passerelle. D’abord, AUTOSAR et l’architecture électronique d’un calculateur passerelle sont détaillées. Les protocoles de communication sont aussi décrits. Ensuite, le design et les choix d’implémentation sont discutés. L’implémentation est évaluée avec des tests de régression sur les fonctionnalités de routage. Aussi, la solution finale est évaluée sur les critères de performance de routage, l’efficacité en consommation mémoire et la capacité d’être intégrée dans un produit final.