dSPACE 汽車電子與自動駕駛全週期測試驗證軟體

在汽車電子與智慧駕駛系統（ADAS/AD）日趨複雜的今天，如何在實車落地前確保軟體演算法的絕對安全？捷策動能為您引進 dSPACE 軟體工具鏈完整解決方案。從模型設計、程式碼產生、虛擬模擬（SIL）到即時硬體在環（HIL）與雲端持續整合（CI/CD），我們協助團隊落實全面「前載測試 (Front-loading)」，在虛擬環境中 24/7 零風險重現任何極端長尾場景。

核心方法論：基於 ASAM XIL API 的全生命週期驗證

dSPACE 工具鏈最核心的工程價值，在於測試資產的高重用性。透過標準的 ASAM XIL API 統一存取介面，同一個測試腳本、環境模型與通訊配置，即可完美貫穿 V 模型的各個核心驗證階段。

測試階段 平台核心定位與實現方式
Model-in-the-Loop (MIL) 純模型模擬：在開發最早期、無實體硬體前，於 PC 上以控制策略模型對環境模型進行閉迴路驗證。
Software-in-the-Loop (SIL) 軟體在環測試：在 PC 上測試已產生的控制軟體或虛擬 ECU（V-ECU），免硬體，支援工作站與雲端大規模平行測試。
Processor-in-the-Loop (PIL) 處理器在環測試：將產生的程式碼部署至目標處理器評估板，比對並驗證其實際硬體上的資源消耗與時序等價性。
Hardware-in-the-Loop (HIL) 硬體在環測試：以高可靠即時模擬器仿真整車環境，對實體量產 ECU 控制器進行訊號級與功率級的閉迴路驗證。

模組化產品線

1. 核心模擬與整合平台

💻 VEOS — PC 端虛擬驗證平台（SIL）

VEOS 是一款純 PC 端的軟體模擬平台。它不需要任何實體 I/O 硬體，便能在標準電腦上同時執行多個虛擬 ECU（V-ECU）、Simulink 模型、FMU 容器以及整車殘餘匯流排（restbus）通訊網絡。

  • 特色功能：支援 CAN/LIN/Automotive Ethernet 通訊仿真；可透過 Docker 容器化打包部署至雲端做大規模並行回歸。
VEOS VEOS

📐 SystemDesk — AUTOSAR 架構建模與 V-ECU 產生器

SystemDesk 用於高直覺建立或匯入（ARXML）合規的 AUTOSAR 系統與軟體架構，並提供 RTE、OS 與通訊堆疊。

  • 特色功能：負責將量產應用層與基礎軟體（BSW）代碼，完美封裝成適用於 SIL 執行或跨平台重用的 .vecu 或 .fmu 虛擬 ECU 容器。
SystemDesk

🎛️ SCALEXIO — 模組化即時 HIL / RCP 硬體平台

當測試進入硬體環節，SCALEXIO 提供極致的即時運算效能。從桌上型 LabBox 到整棟機櫃系統，皆具備基於 FPGA 的精準快時序 I/O。

  • 特色功能：負責搭載 ConfigurationDesk 編譯出的即時應用，與實體 ECU 進行閉迴路硬體測試或快速控制原型（RCP）算法實車代打。
SCALEXIO

2. 產線級模型與自動代碼產生

💾 TargetLink — 量產級自動程式碼產生器

直接將 Simulink / Stateflow 模型轉化為高效率、高度優化的定點或浮點 C/C++ 代碼。

  • 特色功能：完全支援 AUTOSAR Classic / Adaptive 規範與 MISRA 檢查；內建 MIL/SIL/PIL 切換主對話；通過 ISO 26262 最高安全等級認證。
TargetLink

🚗 ASM 與 ModelDesk — 汽車動力學模型與圖形化場景編輯器

  • ASM (Automotive Simulation Models)：基於 Simulink 的全開放、可客製多體物理模型，涵蓋車輛底盤動態、輪胎、傳動、燃燒引擎、電池馬達與交通流（ASM Traffic）。
  • ModelDesk：ASM 的圖形化參數管理與場景配置前端。支援一鍵手動繪製或自 OpenDRIVE、OpenStreetMap 匯入真實世界地圖。
ASM ModelDesk

3. ADAS/AD 感測器真實級仿真環境

👁️ AURELION — 物理式感測器模擬與高擬真視覺化

針對自動駕駛感知網路（相機、雷達、光達、超音波）的端到端（End-to-End）閉迴路需求，AURELION 採用領先的 GPU 射線追蹤（Ray-Tracing）與物理材質光譜計算。

多層級輸出能力：同一個 3D 場景可同步輸出：

  1. 原始資料（Raw Data）：高擬真影像、雷達回波訊號、光達原始點雲，直接餵入感知神經網路。
  2. 物件清單（Object List）：包圍盒、邊界資訊，供決策算法快速整合。
  3. 完美真值（Ground-Truth）：像素級精準的語義分割與深度圖，用於自動測試評分與感知訓練。
AURELION AURELION

🔀 RTMaps — 多感測器資料擷取與即時融合框架

RTMaps 是一款元件式（Drag-and-drop）的大數據串流框架。內建 600+ 隨插即用模組，專精於高頻率、多種類感測器（相機、Lidar、GNSS/IMU、匯流排）的精準時間戳對齊與時序同步。其低記憶體負擔（Zero-copy）設計是資料記錄與確定性回放（Log & Replay）的業界標竿。

RTMaps

4. 實驗、量測控制與自動化流水線

📊 ControlDesk — 通用實驗、量測、校調與視覺化 HMI

ControlDesk 是橫跨所有 dSPACE 即時平台與 VEOS SIL 的統一操作介面。整合了 ECU 量測、標定（CCP/XCP 協議）、診斷（ODX）與豐富的 3D 可視化儀表板於一身，量測結果完全符合 ASAM MDF 業界標準格式。

ControlDesk

🔌 ConfigurationDesk — 功能式 I/O 建模與即時應用建置

在進行 HIL 實施時，ConfigurationDesk 透過圖形化拖放，將 Simulink 模型或 FMU 容器快速對應至實體硬體板卡的 I/O 訊號鏈與電氣通道。它將行為模型編譯為獨立的即時應用程式下載至硬體，同時支援智慧型故障注入（FIU）與通訊矩陣（DBC/ARXML）匯入。

ConfigurationDesk

🤖 AutomationDesk & RTT / SDK — 測試自動化編排與 Python 即時測試

  • AutomationDesk：無須寫程式即可建立、管理複雜測試序列的圖形化 IDE，並能自動產生 PDF/HTML 測試報告。
  • Real-Time Testing (RTT) / SDK：基於 Python（Pytest、Robot Framework）的極致測試方案。RTT 的 Python 直譯器直接在核心硬體中與模型在每個取樣步同步執行（毫秒級精度、無通訊延遲），同一份測試代碼完美重用於 SIL（VEOS）與 HIL（SCALEXIO）。
AutomationDesk RTT / SDK

端到端場景化組合實作矩陣

dSPACE 的核心技術優勢在於將模型與程式碼封裝為解耦的標準容器：如 V-ECU（.vecu）、模型容器（.sic）、殘餘匯流排容器（.bsc）與標準 FMU。這使得研發團隊能在不同的工程情境中自由搭配、靈活實現工作流程。

1. 虛擬 ECU 軟體在環（SIL V-ECU） [ 適用於軟體早期前載與 CI/CD ]

  • 產品搭配：SystemDesk ＋ TargetLink ＋ VEOS ＋ ControlDesk ＋ Platform API Package
  • 資料流實現：由 TargetLink 產生 C 碼並由 SystemDesk 封裝出 V-ECU（.vecu），隨後匯入 VEOS Player 中與其餘容器組裝成離線應用（.osa）。在 Docker 雲端環境中配合 Python 腳本（Platform API）執行大規模平行回歸。

2. HIL 電氣故障注入（Fault Injection HIL） [ 適用於 ISO 26262 安全機制驗證 ]

  • 產品搭配：SCALEXIO (含 FIU 硬體) ＋ ConfigurationDesk ＋ AutomationDesk (EESPort) ＋ ASM
  • 資料流實現：在 ConfigurationDesk 設定故障注入單元（FIU）與 I/O 路由。自動化測試程序透過 XIL API 的 EESPort（電氣錯誤模擬埠） 送出故障序列，即時斷開硬體電路、製造對地/對電源短路，逼真考驗受測 ECU 的診斷碼（DTC）與安全降級反應。

3. ADAS / AD 感測器在環閉迴路（Sensor-in-the-Loop HIL/SIL） [ 適用於自駕與 SOTIF 情境覆蓋 ]

  • 產品搭配：ModelDesk ＋ ASM Traffic ＋ AURELION ＋ Sensor Sim PC (高階 GPU) ＋ SCALEXIO 或 VEOS
  • 資料流實現：由 ModelDesk 提供 OpenDRIVE/OpenSCENARIO 場景矩陣。ASM Traffic 提供僚車動力學與本車軌跡。AURELION 在 GPU PC 上即時計算射線追蹤，將擬真感測器數據（如雷達 RD 圖、光達點雲）注入自駕控制器；受測系統之油門/轉向指令再即時反饋回 ASM 模型，形成完美的 ADAS 物理級閉迴路。

企業核心導入效益總結

  • 📉
    缺陷成本最小化 軟體架構與殘餘匯流排模擬全面虛擬化（SIL），使 80% 的軟體錯誤在專案極早期、無硬體台架時便被揪出修正。
  • 📈
    測試覆蓋率最大化 依循 ASAM XIL 標準，同套腳本通吃 SIL 與 HIL。搭配 24/7 自動化測試與 Docker 雲端並行，大幅提高極端邊界與功能安全案例的覆蓋度。
  • 🤝
    跨工具鏈生態開放 全面兼容 FMI/FMU 模型交換標準、AUTOSAR Classic/Adaptive 架構以及 MATLAB/Simulink 的深度內生串接。