Vérification, Validation virtuelle. La Plate-forme d Intégration Virtuelle (PIV), un outil au service de la Validation

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1 Vérification, Validation virtuelle La Plate-forme d Intégration Virtuelle (PIV), un outil au service de la Validation

2 Evolution de l électronique automobile 80 % des innovations dans l automobile sont directement liées à l électronique. P / 2

3 Des voitures de plus en plus intelligentes AFU Assistance au Freinage d Urgence FPA Frein de Parking Assisté RV / LV Régulateur / Limiteur de Vitesse ESP Electronic Stability Program Aide au Parking ACC Adaptative Cruise Control SSPP Système de Surveillance de la Pression des Pneus P / 3

4 Les limites de la conception classique De la mécanique à l électromécanique où les limites de la conception classique, vers une ingénierie système P / 4

5 Ingénierie Système Faire évoluer le processus de conception : Une spécification accrue et mieux formalisée, L intégration de la vérification & de la validation en boucle courte et de façon continue tout au long du cycle de développement et ce dès les phases amonts : il faut utiliser tout le potentiel des Validations Numériques : 60% des dysfonctionnements sont injectés dans les phases de spécification Et aujourd hui, 55% des erreurs sont détectées dans les phases de test, en aval de l implémentation. Un dysfonctionnement détecté en phase amont (Spécification/Modélisation) coûte 100 fois moins cher que s il est détecté lors des tests d intégration. Un process de développement centré sur la modélisation : MBD (Model-Based Design) avec une traçabilité sur l ensemble du cycle Exigences / Modélisation / Simulation. P / 5

6 Model-based Design Idée produit Idée du produit Produit Processus de conception Prestations / Exigences Spécifications systèmes Specs intersystèmes Plans de validation, intégration Boucle V&V Boucle V&V Plans de validation, intégration Tests véhicule Tests d intégration Processus d intégration PIE Plateforme d Intégration Virtuelle & Banc Virtuel (D-EIPF/PIV) Prototypage -rapide Spécifications techniques des composants Boucle V&V Conception Produit- Process Tests unitaires Achat, réutilisation, fabrication des composants Bancs systèmes (HIL) P / 6

7 Les méthodes de validation, les tests La génération automatique de vecteurs de test : Aider le testeur à faire un choix judicieux parmi les données d entrées pour améliorer la validation fonctionnelle Partitionnement en Classes d Equivalence, Analyse aux bornes du domaine - Test aux Limites, Test Statistique d Usage. Approche par : modèles à états, basées sur la logique, algébriques, Méthodes : tests aux limites, statistiques d usage, chaînes de Markov, Formats de sorties : TestStand, Tesis, rtf, HTML, XML, Spécification Modèle Formel Outis de génération automatique de tests Cas de test Test in View Interface de pilotage Moyens de Test P / 7

8 Combinaison des outils / modèles Simulink/Stateflow Gestion des exigences Traçabilité tout au long du processus de conception Plan de test initial Plan de test enrichi et optimisé Outils Modèle A VERIFIER & A VALIDER Vérification Validation Analyse par classes d équivalence Modèle VERIFIE A VALIDER Modèle VERIFIE VALIDE Validation Génération automatique de test Modèle VERIFIE VALIDE Rapports Rapport de vérification Rapport de validation Rapport de Couverture P / 8

9 La PIV, un outil de Validation Numérique Née d une idée commune Renault/Nissan et développée par Nissan, la D-EIPF (PIV) est un environnement de simulation distribuée pour l intégration des ECUs virtuels (spécifications exécutables) et la validation fonctionnelle des échanges intersystèmes. Elle permet de faire communiquer, de façon synchrone et/ou asynchrone, des exécutables provenant de différents environnements de modélisation: StateMate, Simulink/Stateflow, LabVIEW, CANoe, Simplorer, RapidPLUS, Altia-Design Calculateur USM Calculateur BCM CANoe (USM) CANoe (BCM) Réseau Multiplexé CAN P / 9

10 PIV, l architecture Fonctionnant sous architecture Windows, elle utilise des PC Bi- Xéon 3Ghz, 4Go RAM & des cartes réseau 1 Gbyte Contrôle et mesure (monitoring) EtherNet 1 Gigabit signaux virtuels TdB/NAV Prototypage rapide Modèle virtuel de l Environnement ECU (Simulink) Interface CAN (CANoe) CAN Network ECU (StateMate) Modèle Véhicule P / 10

11 Les modèles/ihm qui composent le PIV Control Panels EtherNet 1 Gigabit ECM PC n 3 BCM StateMate DAE ABS-ESP Card Reader Sensor/Actuator Rear Wiper SteeringLock Emulation other ECU PC n 1 PC n 2 APB CANoe USM FPA : ECU Simulink/Statefloow specifications models : ECU Statemate specifications models : NI Labview HIM / Panels & models : RapidPLUS IHM P / 11

12 P / 12

13 Couplage PIV - Architecture de Tests en cours Common Test cases R/RSM/N NI TestStand (sequenceur) NI Environment (Labview) PIV/BANC/PIE Local server Test suites, Models, Management, Report generation Test in View DSPACE Environment (Via CLIB / RTPLib) (post-processing) Diagnostic Tools DDT 2000, CONSULT (Traminator) CANdb++ Utilisation de messageries Véhicule / Privative CANStress CANoe P / 13

14 La PIV, quels types de Validation Numérique Intégration & Validation sur PIV : -Validation fonctionnelle des fonctions distribuées (essuyage, etc.) -SdF et SdF intersystèmes -Intégration virtuelle (au niveau des spécifications) des différents systèmes - Validation des communications CAN (cohérence des messages, charge du bus, Endormissement et du réveil par le CAN, ) Physique -Bancs Système, -Intégration sur PIE Validations fonctionnelles Numériques Prototypage Numérique Mulet Numérique Vagues véhicules (C lot, S lot, ) P / 14

15 Les enjeux de la PIV Réduction des coûts : Les résultats d exploitation de la PIV montrent un potentiel de détection des dysfonctionnements équivalent aux PIE ~ 300 erreurs L outil permet de valider les spécifications et l intégration système très en amont du cycle par boucles courtes intégrées au cycle de développement, de ce fait on réduit le nombre de mulets nécessaires et l on peut envisager de limiter les phases de tests sur PIE tout en minimisant le risque de laisser passer des défauts. Réduction des délais : Validation fonctionnelle dans les phases amonts des systèmes distribués, Maîtrise de la complexité des systèmes, Investigation rapide et économique des différentes architectures et composantes E/E d un véhicule Études des variantes et validation des solutions «locales» P / 15

16 Les résultats PIV Retour d expérience PIV : projet XX Erreur de conception : 2,8% Autre : 10% Fausse alerte : 5,2% Erreur nom signal : < 1% Erreur PIV : 16,2% Erreur de spécification : 28,2% Erreur de modèle : 36,7% En moyenne, la PIV* sur un projet véhicule ont permise de détecter 2,8% d erreurs de conception à corriger en amont. Par ailleurs, 28% d erreurs de spécification et 37% erreurs de modélisation (source potentielle des défauts en développement) ont été détectées. Le nombre total des défauts détectés par la PIV est supérieur à 100. Ceci est comparable au nombre de défauts trouvés sur les PIEs aujourd hui) Plus largement, c est donc l ensemble du cycle de développement basé sur la Modélisation qui permet de réduire de plus de 30 % les délais du cycle de développement et participe à la mise en œuvre du tout numérique. P / 16

17 Validation numérique, PIV, l avenir L avenir de la PIV : Utilisation sur périmètre plus restreint, par métier Body, Châssis, Passage en Temps Réel déterministe (Validation des aspects HardWare) Intégration de nouvelles typologies de réseaux multi-plexés : FlexRay Améliorations futures des validations Numériques : Préparation et vérification automatiques des tests qui seront rejoués indifféremment sur la PIV, les Bancs système & les PIEs. Partage et capitalisation des vecteurs de test. Déploiement tous projets des méthodes de V&V (outils en second plan). P / 17

18 Merci de votre attention P / 18

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