基于CANoe的智驾系统SIL、HIL和回灌解决方案

范科发 | Vector分布式系统与网络部门商业开发经理

Vector分布式系统与网络部门商业开发经理范科发表示，智驾软件需要相应版本的迭代，在做软件功能时对应的还需要进行测试迭代。如何让软件在测试端尽早运行起来？ 怎样提升软件测试效率？聚焦Python, C, C++和AUTOSAR软件系统的CI/CT，以CANoe为平台的开放式模块化提供了ADAS/AD HIL解决方案、数据驱动开发、测量和回放三部分，范科发对软件技术开发和测试等过程中的具体事项进行了详细讲解。

以下为演讲内容整理：

基于Python, C, C++和AUTOSAR开发的软件系统CI/CT

ADAS/AD的软件研发是非常密集型的，在各个阶段都需要保证相应的算法验证。对于如何去做相应的测试，在经过多方的OEM供应商及厂商评估后，ASAM给出了完整流程。除了传统的测试工作，新增了如软件系统测试和基于数据的测试。

无论是基于SystemWeaver或Polarion的RQM/TDM系统，Vector整个测试工具链上是无缝打通的，可以在系统中进行对应抓取需求或用例，在设计时做覆盖度，满足各类流程里所需要的基于需求的测试。而且不需要传统模式手动操作，工具链是无缝对接，每一块都可以单独实现相应处理。

如何实现早期黑盒测试，就需要考虑MCU侧和SOC侧如何实现相应的虚拟化。甚至需要基于云平台，调动CI/CT，实现相应软件的快速迭代应用。如何让软件在测试端运行起来，就需要供应商和OEM软件开发组进行虚拟化持续迭代。整个测试系统闭环由测试引擎、测试仿真软件、被测算法来构建。所有的测试还会面临实现自动化测试的问题，这也就意味着要写相应的测试脚本，实现相应的测试开发，在工具层面，vTESTstudio既支持Coding的方式，如可以用Python等来做相应的测试脚本开发，也可以做测试建模方式开发。

图源：嘉宾演讲材料

软件也需要有相应的版本迭代，需要团队开发的快读集成。希望能通过借助技术手段，实现团队级的协同，所以在软件集成上，还需要考虑如何让软件黑盒运行，MCU或SOC端软件，包括相关联的其他算法，这样才能基于数据训练，实现相应的策略功能。

Vector提供了一整套完整的虚拟方案，对于MCU侧，无论是否带有相应的通讯协议栈，都能让相应的工具把应用层的软件RTE虚拟化仿真出来，使得软件模块可以直接实现级联。针对Classic Platform，Vector会给用户提供两套协议栈，对应PC的协议栈可以自动生成PC环境所需要的全部软件，所以MCU侧的软件可以放在PC环境下运行；SOC侧的软件，如果是应用层的就是以C++代码为主，可以通过技术手段实现虚拟化连接，如果是包含SOC底层中间件在内的就需要利用技术，在相应的虚拟机上做对应部署。通过工具可以把MCU侧的软件和SOC侧的软件都直接集成到相应工具里面实现对应测试。

在工具里面，使用Python开发的AI算法进行SIL测试和分析，利用工具和接口做适配之后做AI解析，然后做出判断，AI解析出来的目标和其他数据可以同步去做相应的分析应用。ADAS/AD C++算法测试应用，可以直接开发相应的功能，用软件的接口实现相应的封装，封装完之后CANoe可以感知到相应的目标，直接去做可视化。对于ECU侧的软件虚拟化，通过工具生成之后有三种方式，和客户的框架做相应的衔接。

图源：嘉宾演讲材料

Vector经过多年积累，包括在一些车厂的ADAS项目上积累开发了开源库。实现不同的设备或工具，尤其是软件互联互通应用能力。要做软件的测试，不同的软件之间会有数据交互，也会有以太网总线等等，Vector在这套库里提供了虚拟以太网等等，可以利用API把不同软件接起来，在做训练或做测试的时候，就会带有总线通讯行为，更加接近于实车环境。

图源：嘉宾演讲材料

带有 CANoe 平台的开放式和模块化 ADAS/AD HIL 解决方案

基于CANoe构建HIL系统，首先需要有相应的电源和总线信号接入后做智驾测试，Vector会提供建立相应的2D、3D场景，也会提供基于2D场景编辑相应的测试、3D场景的仿真软件。通过在仿真软件里直接建立仿真传感器模型，能更加精确的模拟传感器行为，做相应的测试验证。而且整个软件生态都是开放的，Vector在技术层面全部能够打通，保证数据实现相应闭环。

图源：嘉宾演讲材料

CANoe对E2E、车载以太网、中间件，以及联网安全方面等等的应用，在工具链里面全部能做支持。

在2D的场景，Vector创建了本车、它车及传感器配置，定义相应的场景，基于目标直接做运行，运行后在工具里做可视化，捕捉到相应的信息并做分析应用。

图源：嘉宾演讲材料

对于仿真场景的道路，Vector基于标准格式直接可以导入，不需要做转换。对于动态场景，Vector有默认的场景，通过SUMO实现交通流仿真。对于OpenSCENARIO，Vector提供实验支持，对1.2基本上能做相应的匹配，2.X也在做相应的开发工作，有些标准场景，可以通过导入的方式做相应的应用，取决于实际平台等等。

DYNA4并没有局限在一定要跟Vector的实时机搭载使用，可以部署在市面主流的HIL平台使用。在进行解耦后，DYNA4将分为设计部分DYNA4 Studio和执行部分DYNA4 Run。

同样，CANoe不仅仅是总线工具，可以做MiL、SiL、ViL、HiL、PiL等等，vTESTstudio开放的API可以耦合第三方平台执行。

图源：嘉宾演讲材料

数据驱动开发——测量和回放

采集相应的数据用于相应的算法训练，算法训练很大程度是基于云平台完成的，刚才讲到的一些工具都可以部署到云平台里，MCU侧、SOC侧的软件都需要运行起来，才能让整个系统闭环运行，并且拿到数据。

图源：嘉宾演讲材料

在数据方面，Vector提供一系列方案，把相应数据直接进行采集，存储到VP系统里面，搭配CANape实现可视化分析。

对于雷达方面的采集，包括原始数据采集，Vector提供小型系统和雷达系统衔接，采集数据，供后续的分析或者测试使用。

对于超声波有相应的方案，Vector把DSI3芯片直接做封装，一方面做相应的数据采集，另一方面做仿真传感器，把相关数据给预控，以及通过封装，记录异常，做相应的模拟。

采集到的数据如果进行数据回灌应当怎么处理，Vector会利用同样采集的硬件系统，通过替换硬件模块，加载采集数据，在系统预控级别定位和排查问题。无论是数据用于HIL的回注，还是算法训练，对接的工具都是CANoe。在回注时加载的是ECU，算法训练需要加载和处理的是SOC侧的和MCU侧的，带有通讯在内的算法，而不仅仅只是应用层的算法，因为应用层算法会跟实车有差异，会对功能排查产生较大的挑战。

（以上内容来自Vector分布式系统与网络部门商业开发经理范科发于2023年5月18-19日在吉利2023智能汽车技术论坛—智能驾驶论坛发表的《基于CANoe的智驾系统SIL、HIL和回灌解决方案》主题演讲。）