汽車電子測試-虛擬化驗證
VIRTUAL VALIDATION

dSPACE VEOS 虛擬 ECU 軟體在環(SIL)整合與測試驗證解決方案

隨著汽車軟體定義汽車(SDV)浪潮,ECU 的複雜度與通訊頻寬呈爆炸式成長。傳統仰賴實體硬體台架(HIL)與實車測試的驗證方式,已無法滿足快速迭代的軟體發布週期。

捷策動能為您帶來 dSPACE VEOS 虛擬驗證解決方案。透過在純 PC 環境下模擬複雜的多 ECU 網路、殘餘匯流排(Restbus)通訊與豐富的虛擬 I/O 注入,落實測試前載(Front-loading),在軟體開發最早期就能完成全功能的閉迴路自動化回歸測試!

核心心智模型:從原始碼到虛擬試車場

VEOS 的核心理念是將真實車輛環境「數位雙生」至您的標準 PC。無論是 Classic AUTOSAR、Adaptive AUTOSAR 或是異質微處理器(SoC)上的 Linux/POSIX 軟體棧,皆能完美容器化,並組裝為一個整車級的離線虛擬系統。

虛擬驗證系統組件(三大核心容器)

  • check_circle V-ECU(Virtual ECU 容器):由 SystemDesk 導入軟體架構(ARXML)並結合 TargetLink 或應用層原始碼封裝而成的虛擬控制器(格式為 .vecu 或符合 FMI 規範的 .fmu)。
  • check_circle SIC(Simulation Interface Container,模型容器):由 Simulink 搭配 Model Interface Package(MIP)編譯生成的車輛動力學或環境行為模型容器。
  • check_circle BSC(Bus Simulation Container,匯流排容器):由 Bus Manager 匯入 DBC/LDF/ARXML 等通訊矩陣,自動產生的殘餘匯流排網絡與通訊堆疊。

端到端標準工作流程四部曲

VEOS 虛擬驗證提供高度標準化且確定性的四步實作流程,確保團隊的測試資產能夠 100% 無縫重用到後續的 HIL 階段:

1

建模與容器產生 (Modeling & Code Generation)

工程師在 MATLAB/Simulink 設計控制演算法,或利用 SystemDesk 定義 AUTOSAR 的軟體元件與架構,將應用層代碼結合 BSW(基礎軟體)規格,編譯封裝成 .vecu、.sic 或標準 FMU 容器。

2

總線配置與殘餘匯流排模擬 (Bus Configuration)

利用 dSPACE Bus Manager 匯入車廠提供的通訊矩陣,設定網關(Gateway)路由、訊號與訊號群組,建構虛擬的 CAN、LIN 以及 Automotive Ethernet 拓撲。

3

系統整合建置 (System Integration)

在 VEOS 主編輯器中,將 V-ECU、SIC、BSC 等多個解耦的容器匯入。透過直覺的 Port Topology 介面進行訊號連接與網路對齊,最終一鍵建置成獨立的離線模擬應用檔案(.osa),同時自動生成用於觀測變數的 SDF 與 TRC 檔案。

VECU 系統整合
4

實驗操作與自動化測試 (Experiment & Test Automation)

將生成的 .osa 載入 ControlDesk,手動設計直覺的 HMI 儀表板觀測訊號;或者結合 AutomationDesk / Python (RTT SDK) 撰寫標準 ASAM XIL API 測試腳本,自動執行刺激(Signal Editor)與斷言驗證,並錄製標準 MF4 數據。

TECHNOLOGY HIGHLIGHTS

四大技術亮點

memory

亮點一:異質多核心與跨平台虛擬通訊網路

現代車載區域網路(LAN)包含各種不同的作業系統與底層通訊架構。VEOS 支援在單一虛擬環境內同時調度與執行異質控制器,並提供極其精準的時間同步。

  • 🚗 Classic 與 Adaptive V-ECU 同台共舞:模擬多核心 MCU(執行微控制器 OS 上的 Classic AUTOSAR)與高算力 SoC(執行基於 POSIX / Linux 的 Adaptive AUTOSAR 或 ROS 2 軟體棧)的動態交互。
  • 🌐 Virtual Ethernet & SOME/IP:在純 PC 的虛擬網路卡環境下,精準仿真 SOME/IP 服務的發現(Service Discovery)、訂閱與物件序列化傳輸,不費吹灰之力重現車載乙太網路的複雜動態。
  • ⏱️ 全域時間同步(Global Time Synchronization):VEOS 具備高度最佳化的虛擬時間管理器(Virtual Simulation Time)。所有異質容器(V-ECU、環境模型、殘餘總線)不論計算複雜度如何,皆由 VEOS 核心統一推進時間步長,確保資料交換在微秒級時序上保持完全的確定性(Deterministic),徹底消除偶發性的時序抖動與數據不同步。
hub

亮點二:功能強大的 Co-Simulation 與第三方協同擴充

為了實現完美的閉迴路測試,VEOS 提供具備極佳開放性的 Co-Simulation (共同模擬) 架構:

  • check FMI / FMU 業界標準:完全支援 Functional Mock-up Interface 規範。不論是 CarSim 車輛動力學模型、Amesim 電氣子系統,或是第三方自研模型,皆可以黑盒(Black-Box)方式無縫匯入 VEOS 整合。
  • check 資料回放與硬體耦合 (JSON Client):支援透過 JSON 協議與共同模擬客戶端(CoSim Client)進行外部即時串流。可用於導入真實路測紀錄的資料回放(Log Replay),或將 PC 端的虛擬控制器與外部真實的硬體板卡、感測器模擬器聯動。
electrical_services

亮點三:多維度虛擬 I/O 注入與故障模擬

在沒有真實硬體接線的 SIL 階段,VEOS 提供創新的「虛擬 I/O 注入」技術,讓工程師可自由操作、干預受測 V-ECU 的底層硬體抽象層(MCAL):

🔌刺激與錯誤模擬類型
  • check 底層暫存器值干預:直接注入虛擬的 ADC 採樣電壓、PWM 佔空比或 GPIO 高低電平狀態。
  • check 虛擬故障注入(Virtual Fault Injection):在軟體層仿真感測器線路斷路、對地短路、訊號卡死(Stuck)或通訊丟包,完美考驗 V-ECU 的診斷碼(DTC)產生邏輯與 Fail-Safe(安全降級)降級策略,滿足 ISO 26262 功能安全的嚴格要求。
integration_instructions

亮點四:符合 ASAM XIL 標準的 Python 自動化測試與 CI/CD 流水線

VEOS 是大專案團隊實現 DevSecOps 與持續整合(CI/CD)的終極利器:

  • check ASAM XIL MAPort 標準化存取:測試腳本全面符合 ASAM XIL 標準,不論底層是虛擬環境(VEOS)還是實體機櫃(SCALEXIO),皆使用相同的 API 介面讀寫模型變數。
  • check Python 即時測試 (RTT SDK):結合 Pytest 或 Robot Framework,測試代碼能夠與模擬核心進行毫秒級同步推進。
  • check Docker 容器化雲端大規模並行:VEOS 與 OSA 應用可完美打包進 Docker 鏡像,部署於 Jenkins 等企業級自動化流水線中。當有新的代碼提交時,可在雲端服务器並行觸發數千個測試工況,實現全面自動化回歸。

導入 VEOS 的三大核心工程效益

🚀

加速上市時間 (Time-to-Market)

無需等待晶片到貨或 HIL 機櫃排期,在 V 模型的架構設計階段便能啟動完整的系統閉迴路測試,使專案週期縮短 30% 以上。

📉

急劇降低錯誤修正成本

根據統計,80% 的應用層與通訊邏輯錯誤皆可在純 PC 端的 VEOS SIL 階段被檢出,避免錯誤流向 HIL 或實車階段造成高昂的返工代價。

🔄

測試資產 100% 完美重用

在 VEOS 中搭建的模型、通訊 BSC、ControlDesk 控制介面板塊(Layouts)與自動化測試腳本,100% 無縫無損重用到 HIL 階段,極大化企業的工程研發資產價值。