捷豹通过快速原型构建和代码生成降低开发成本

如今，大多数车辆都包含若干个通过实时网络标准（如 CAN 和 J1850）互连的控制单元。通过这些网络发送的消息用于在 ECU 之间不断传输车辆数据和控制信息。捷豹从供应商处收到的新 ECU 应与使用相同消息格式和网络协议的其他 ECU 一起安装在车辆中。然而，具有新 ECU 的系统最初是基于现有生产车辆开发的，这就带来了消息格式和协议不兼容的问题。以前，捷豹会通过调试专用 ECU 来处理此问题，该 ECU 用于在新 ECU 和生产车辆上的现有网络之间执行“协议转换”。这项工作分包给外部代码开发人员，进度缓慢且成本高昂。它涉及向供应商提供规范，供应商编写软件并将代码发送给捷豹。通过车载调试，捷报可以识别代码中的问题，这就要求他们在实现前经过多次迭代。

捷豹需要一种更快、更具成本效益的方法。

在提出解决方案的过程中，捷豹很快发现生成的系统不仅可用于协议转换，还可以作为快速原型构建系统来实现和测试新的控制算法或诊断功能。项目的范围也相应扩大。

为了适应 MICROGen，捷豹选择了 MathWorks 完整软件环境，该环境基于 Simulink^®、Stateflow^®、Simulink Coder™ 和 Embedded Coder^®。Jaguar 使用这些 MathWorks 产品来设计、仿真和测试控制算法并生成自定义代码，这些自定义代码下载到 MICROGen 硬件。对于某个典型工程，他们在 Simulink 和 Stateflow 中以模块图形式构建控制系统。为了访问集成在 MPC555 微控制器中的 PWM、模拟输入或 CAN 等 I/O，他们使用 Embedded Coder 附带的模块。add2 Ltd 开发了额外的 Simulink 模块，用于访问 Freescale™ MPC555 芯片外部的 I/O 设备。

通过这种方式，捷豹开发的控制算法可以处理通过 CAN 或 J1850 总线或直接从传感器输入接收的信号。算法输出可以作为总线消息传输，或用于直接驱动输出设备。

由于 Simulink 和 Stateflow 模型是一种可执行规范，算法可以在开发过程中进行离线仿真和测试。一旦算法在仿真中得到验证，就可以自动生成完整的应用程序并下载到 ECU 硬件中。

在代码生成后，测试工程师通过 CAN 将应用程序下载到目标 ECU 的 RAM 或闪存中。

捷豹可以在 MathWorks 环境中自定义、记录、测试和验证算法模型，然后为 MICROGen 生成代码。例如，Embedded Coder 与捷豹的 ECU 硬件相结合，支持一些原型工作在内部完成，这反过来支持将更加完整和准确的规范发送到供应商，供他们开发实际系统。捷豹现在将代码与通用 ECU 硬件结合使用，以帮助开发控制策略。例如，在发动机管理系统 (EMS) 开发期间，他们在 MICROGen 上运行代码以对车辆变速器控制单元进行仿真。这使得发动机和 EMS 可以通过多个行驶工况进行测试。行驶工况的仿真过程是，通过使用 ECU 硬件向 EMS 发送变速器位置信息，EMS 继而“认为”变速器处于某个挡位。测试工程师或自动化测试过程很容易控制选定挡位。