Global Embedded Electronics & Networked SYstem Solutions

Global Embedded Electronics & Networked SYstemSolutions

S. DUBE

Geensys ©03-09 2

Présentation de GEENSYSLe développement électronique actuelContexte du standard AutosarConcepts généraux - MéthodologieEtape 1&2 : Définition de l’application (fonctionnel)Etape 3 : Description des cartes électroniquesEtape 4 : Description des contraintes systèmesEtape 5 : Attribution des fonctions aux cartesélectroniquesEtape 6 : Configuration RTE et BSW

Agenda

Geensys ©03-09 3

Qui sommes nous ?4 métiers complémentaires

L’outillage pour le développement, l’électronique,l’informatique industrielle et la mécanique :

Hardware : Numérique, analogique, puissance, radio.Software : Pour systèmes embarqués et débarqués.Mécanique : Développement, design et industrialisationde moules et pièces plastiques, prototypage rapide.Mécatronique : Associe des organes mécaniques et

électroniques, alliance de nos savoir-faire projets pourune Vision Système.

Présentation de GEENSYS

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Historique1er Semestre 2001

Création d’Ayrton Technologypar 4 personnes issues del’industrie et du service.Démarrage Activité Assistance Technique etrecrutement des 1ers ingénieurs

2ième Semestre 2001

Ouverture du bureau d’étudesélectronique à Nantes

1er Semestre 2003

Mise en place du bureau d’étudesmécanique


Déploiement Première plateforme2ème semestre 2003 Projet“plateau”

1er Semestre 2006

Ouverture du bureau d’étudesAyrTon Technology en Île deFrance


Certification CMMI niveau 3 par leSEI (Software EngineeringInstitute)

1er Semestre 2007

Ouverture de Gate Technology :Joint-Venture vietnamienne


Fusion entre AyrTon Technologyet TNI Software sous le nouveaunom de GEENSYS.

Geensys ©

Nantes, le 23/05/2007

Le 22 juin 2007Fusion de:

Expert des outils dedéveloppement système

pour l’embarquéEditeur d’outils

EE: Outils & Services

Consulting & IngénierieElectronique Embarquée

Expertise métier

Geensys ©

Solutions pour l’embarqué

Embedded ElectronicsDistributed &

Software DominantSystems

Outils et chaînes outillées

Solutions centrées exigences

et modèles

Services et ConseilProjets et Process

IngénierieProjets HW, SW et mécatroniquesBlocs d’IP (SW)

Geensys ©

Electronique numérique

Interface Homme Machine

Systèmes embarqués/Temps réel

Télécoms

Électronique Analogique

Mécanique,

Qualité

Télécommunications

Téléphonie Mobile

ElectroniqueGrand Public

Transport A/T

Multimédia/Services

Aerospaciale

Industrie

eeDéfense

Compétences/ Activité

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Automobile AéroDéfense

Train Industrie Télécoms

Ingénierie des exigencesReqtify

Process QualitéCMMI

ISO 26262 DO 254 SIL IEC 61508DO 178B

Consulting & Services d’ingénierie

GAP Analysis, SW Dvlpt, Intégration & Test, SW IP, Safety, Ingénierie: HW, SW & Mécatronique, bancs de Test

Positionnement

Développement et validation à base de modèlesRTBuilder

AUTOSAR Builder ControlBuild

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Quelques ChiffresCréation : 20016 sites : Carquefou (siège), Paris, Eragny,Nancy, Brest et BoulogneCA fin 2007 : 17 M€Clients : 60 clients actifsCroissance : 30% par an depuis 3 annéesconsécutives (Prix Gazelle 2005)Effectif total : 245 personnes (97%d’ingénieurs)Recrutement : 2 embauches par semaine

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Exemples de produits

Car & Truck Instrument Clusters

Hardware and Software designPrototypes manufacturingProduct and vehicle QualificationIndustrialization transfer to manufacturingfacility in Turkey

Key Technologies:- Freescale 16 bit Freescale S12X- Stepper Motors- CAN network and KWP2000 diagnostic- LCD display and dot matrix

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Automotive

Autosar Basic So!ware

Development of Autosar Basic So&ware (BSW) for new generation ECUs• Communication module (CAN, LIN, FlexRay)• Autosar OS• Memory Manager• Diagnostic• I/O Hardware abstraction

Technical Environnement : - Renesas SH7xxx Microcontroller - Autosar ICC3 conformance class - Automated configuration process - Integration with Autosar RTE

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Electrical Appliances

Electronique de commande de sèche-linge(Équipe de 4 personnes sur 10 mois)

Développement de l’électronique de commande et de puissance Développement logiciel embarqué Validation et qualification du système

Environnement technique :• Conception électronique / routage /réalisation PCB et carte• Cible micro 8 bits Microchip PIC 18F• LCD 7 segments• Boutons poussoirs• Sorties de puissance• Capteurs de niveau et d’humidité

HW_DRYER

HW_POWERSUPPLY

D r yer State : tD r yer State

Filter State : tFilter State

Water LevelState : tWater LevelState

C ycleState : tC ycleState

U SER

Filter State : tFilter State

Water LevelState :

tWater LevelState

C ycleState : tC ycleState

D r yer State : tD r yer State

D r yer Pow er Supply : tD r yer Pow er SupplySTAR T/

R ESET

Filter C leanliness: tFilter C leanliness

HW_THERMOSTAT

_FILTERFILTER

Ther m ostatState:

tTher m ostatState

H um idity : tH um idity

HW_HUMIDITY_

THRESHOLD

Laundr yR esistance:

tLaundr yR esistance

Laundr yD C Filter ed :

tLaundr yD C Filter ed

LAU N D R Y

D r um Activation:

tD r um Activation HW_DRUM

_ENABLE

HW_DRUM

_CYCLED R U M

D r um R otation:

tD r um R otation

HW_DRUM

LeftR otationEnable:

tR otationEnable

R ightR otationEnable:

tR otationEnable

M otor Pow er Supply:

tM otor Pow er Supply

H EATER

H eater Pow er Supply:

tH eater Pow er SupplyH eater Activation: tH eater Activation

Water Level: tWater Level

HW_WATER_

FILTERWATER TAN K

Water Sw itch:

tWater Sw itch

Water Sw itchState

tWater Sw itchState

HW_LED

HW_THERMOSTAT

Ther m ostatVoltage:

tTher m ostatVoltage

HW_WATER_ISOL

HW_HUMIDITY_

SENSOR

HW_HEATER

Laundr yD utyC ycle :

tLaundr yD utyC ycleHW_HUMIDITY_

FILTER

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Agenda

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L’électronique dans un véhicule

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Le schéma Constructeur/Fournisseurs

Constructeur Automobile – Gestion du véhicule complet => Approche système

Equipement 1 – Equipementier n°1




Fournisseur Hw

Fournisseur semiconducteurs

Fournisseur Sw

Fournisseur Outillages

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Avant 1990:

Historique

Calculateur 1 Calculateur 2 Calculateur 3

F1 F2

F3

F4 F5 F6 F7

E/S E/S E/S

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Depuis 1990:

Historique

Calculateur 1 Calculateur 2 Calculateur 3

F1 F2

F3

F4F5

F6 F7

Réseau communiquant (CAN, VAN, etc…)

E/S E/S E/S

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Établissement de standards de référencepour l’automobile (BMW, Bosch,DaimlerChrysler, …):

Consortium OSEK (Systèmes ouverts etinterfaces correspondantes pour l’électronique desvéhicules automobiles):

- OSEK COM- OSEK TIME- OSEK OS

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Premières bases de standardisation

Calculateur 1

F1 F2

F3

Hardware

Drivers logiciels (pilotes des périphériques)

OSEK

– OS/TIM

EOSEK - COM

Composant logicielapplicatif (F2)



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De plus en plus de calculateursAccroissement de la complexité desfonctions traitées et interdépendancesdes fonctionsFlexibilité faible (un calculateur = unfournisseur)Intégration système difficileDe plus en plus de contraintes detemps pour exécuter ces fonctions

Situation actuelle

La conception d’un véhicule devient la conception d’un système complet et ne consiste pas uniquement à l’assemblage de fonctions

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Agenda

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AUTOSAR :AUTomotive Open System ARchitecture

Groupe international (consortium)ObjectifStandardisation des architectures des calculateurs électroniques

Composition du consortium- Constructeurs Automobiles- Équipementiers- Bureaux d’études en développement logiciel- Fabricants de semi-conducteurs

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Core Partner : Constructeurs AutomobileEt initiateurs du projetBMWBOSCHVOLKSWAGENPSA PEUGEOT – CITROENFORD ….Premium Member : Participants actifs du standardARMFREESCALEVALEORENAULT…GEENSYS…Associate Member :Utilisateurs du standard

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Contexte du standardExemple d’application

Tachometer ABS ECU AIR CONTROL UNIT DASHBOARD

CAN BUS

F1 F2 F4F3

F5

F6 F7 F8 F9

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Les objectifsUne approche système indépendantedes calculateurs

Répartition des fonctions

Diminution du coût de revient véhicule

Développement de fonctions logiciellesindépendantes du Hardware

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Les différentes motivations

Constructeurs Automobiles

Equipementier

FournisseurOutillage

-Disponibilité de modules logiciels stables, certifiés, réutilisables-Mise en concurrence de différentes solutions-Se focaliser sur les fonctions innovantes

-Réutilisation modules logiciels-Modules logiciels peuvent être réutilisés entre différents équipements pour différents constructeurs

-Fourniture de chaine d’outils intégrés pour aide à la conception

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Agenda

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Méthodologie - Objectifs

Une approche système – par étapes (dugénéral au particulier)

Standardisation de fonctions

Standardisation des modèles architecturaux

Principes de réutilisation et configuration

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Méthodologie - Définitions

Virtual Functional Bus : Moyen d’échanges dedonnées indépendant du matériel

RTE : Run Time Environment -> Couched’abstraction du matériel

BSW : Basic Software => Logiciel de baseservant au fonctionnement des calculateurs

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Méthodologie – Vue d’ensemble (1)

F1 F2

Spécification

Définition des composants logiciels applicatifs et

comportements

Intégration des SWC dans le Virtual Functional Bus

-Définition des interfaces

1

2F1 F2

Description des cartes électroniques

(ECU)

3Ecu 1 Ecu2

Définition de

l’application

System

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Méthodologie – Vue d’ensemble (2)

Définition des contraintes système (Messagerie, topologies réseaux…)

Attribution des fonctions aux calculateurs électroniques

4

5

6Configuration du logiciel de base (BSW et RTE)

F1Ecu1

F2Ecu2

F1

RTE

BSW

HW

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Méthodologie - Principe

Standardisation des formats de description :Tout est orchestré au travers de fichiers XML

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Agenda

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Etape 1&2 : Définition de l’application

Une application système véhicule est une applicationtemps réelle

Modèles de description d’application

Interfaces

Comportement

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Software Component & Compositions

SWC1 SWC2

Composition Atomic Software ComponentInterface

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Interfaces et modes de communication (1)

Sender-Receiver

Software Component - Sender

Le mode de communication sender-receiver est un modeasynchrone. On peux faire l’analogie du mode sender-receive avecle principe de « mailbox » standard.

Un « sender » peut envoyer une information de 1 à n« receivers »

Software Component - Receiver 1

Software Component - Receiver 2

Send_info

receive_info

receive_info

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Interfaces et modes de communication (2)

Client-Server

Software Component - Server

Le mode de communication client-serveur fourni des services quipeuvent être utilisés de façon synchrone ou asynchrone par lesclients.

Software Component - Client 1

Service_provided

Service_request

Software Component - Client 2

Service_request

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La conception interne d’un SWC : Runnables(1)

Un Software Component est composé de un à plusieurs runnables

Un runnable est un processus séquentiel synchrone (process) ayant unepriorité et un contexte d’exécution.

Les runnables sont activés par des RTE Events

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La conception interne d’un SWC : Runnables(2)

Runnable 1

Runnable 3

Runnable 2

SWC

Inter-runnable variable

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Le virtual functional Bus

Gestion odomètre

Gestion affichage

VFBvitesseSend_distance

receive_distance

Gestion niveau carburant

Gestion Niveau d’huile

ECU1 ECU2

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Les Sensors/Actuators (1)

Gestion odomètre


Sensor niveau de carburant

IoHwAbstraction

Sensor Vitesse/distance

IoHwAbstraction

Gestion affichage

ActuatorVoyants

IoHwAbstraction

Description faite avec un outil

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Les Sensors/Actuators (2)

- Sensor/Actuator: Composants logiciels applicatifsdestinés à mettre en forme les données provenant desEntrées/sorties physiques de la carte.

- Io Hardware Abstraction: Couche d’interface permettantl’accès aux données du Hardware.

Les Sensor/Actuators doivent être positionnés sur la même ECU quel’IoHwAbstraction fournissant les données.

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Agenda

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Etape 3 : Description des cartes électroniques (ECU)

Mémoires(RAM, Flash,

Eeprom)

E/SSpecifiques

E/SStandards

(Analogiques, numériques)

Réseaux (CAN, LIN, FLEXRAY)

RTEInterface standard

OS

Services gestion mémoire –

standard

Couche d’abstraction ECU

Couche d’abstraction µC

Services gestion réseau –

standard

Services E/S (IoHwAbstraction)

Complex Device Driver

BSW

HW

Vue schématique

Interface standard

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Etape 3 : Description des cartes électroniques (ECU)Vue Autosar

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Etape 3 : Description des cartes électroniques (ECU)

Pour chacune des cartes électroniques:

- Services à disposition

- Entrées/Sorties à disposition

- Microcontroleur utilisé

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Agenda

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Etape 4: Description des contraintes système

Focalisation sur les topologies réseaux

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Etape 4: Description des contraintes système

Pour chacun des réseaux:

- Définition messagerie et protocole de communication

- Contraintes réseau

- Phases de vies

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Agenda

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Etape 5 : Attribution des fonctions aux ECUs

Gestion odomètre



IoHwAbstraction


IoHwAbstraction

Gestion affichage

ActuatorVoyants

IoHwAbstraction

ECU 1 ECU 2

Send_carburant

Receive_carburant

Ce port sera implémenté au travers

d’un réseau

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Etape 5 : Attribution des fonctions aux ECUs

Le principe de cette étape consiste donc à définir le média de communication utilisé par les ports.

Ainsi, il est possible de « déplacer » facilement les fonctions d’une ECU à une autre.

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Agenda

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Etape 6.1: Le RTER.T.E : Run-Time Environment

Unique par ECU

Est une couche d’interface entre applicatifs (SWC) etBSW

Toutes les configurations apportées sont statiques

Les modèles XML de description permettent unegénération automatique des codes sources

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Etape 6.1: Le RTEPermet la communication entre 2 SWC d’un meme ECU

Gestion odomètre



IoHwAbstraction


IoHwAbstraction

Gestion affichage

ActuatorVoyants

IoHwAbstraction

ECU 1 ECU 2

Send_carburant

Receive_carburant

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Etape 6.1: Le RTEPermet la communication entre 2 SWC de 2 ECUs

Gestion odomètre



IoHwAbstraction


IoHwAbstraction

Gestion affichage

ActuatorVoyants

IoHwAbstraction

ECU 1 ECU 2

Send_carburant

Receive_carburant

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Etape 6.1: Le RTEPermet la communication entre 2 Runnables d’un meme SWC

Runnable 1

Runnable 3

Runnable 2

Inter-runnable variable

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Etape 6.1: Le RTEPermet l’accès aux services du BSW au travers des interfaces

standard

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Etape 6.2: Le BSWB.SW : Basic SoftWare

Unique par ECU

Ensemble de logiciels décomposé en modulesfournissant des services d’accès à l’ECU et à deservices standards.

Principe d’Autosar : Décomposer le logiciel de base encouches configurables.

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Couches de services indépendantes du Hw.

Ces couches sont configurables en fonction du Comportement

requis par les applicatifs.

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Couches ECU Abstraction.

Ces couches sont dépendantes des

services et de l’architecture fournie par la carte

électronique.

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Couches Microcontroller Abstraction (MCAL).

Ces couches sont dépendantes de l’architecture

du microcontroller.

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Etape 6.2: Le BSWB.SW : Basic SoftWare – Exemple de services

Geensys ©03-09 64

Etape 6.2: L’OSOperating System : Basé sur OSEK Time / OSEK OS

OS

SW-Cs

RTE

BSW

SchedulerBSW modules

Access to OS services

No direct access to OS

services

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Running

SuspendedWaiting

Ready

Activate

(2)

Terminate

(1)

Preempt

(5)

Wait

(4)

Release

(3)

Start

(6)

Extended

tasks only

Basic and

Extended tasks

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Les Modules BSW utilisent l’OS au travers duBSW Scheduler qui cadence l’exécution de ces« tâches »

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Etape 6.2: La gestion mémoireB.SW : Basic SoftWare – Exemple de services – gestion

mémoire

External

FlashExternal

Flash

External

EEPROMExternal

EEPROM

Flash DriverFlash DriverEEPROM

DriverEEPROM

Driver

Flash EEPROM EmulationFlash EEPROM EmulationEEPROM AbtractionEEPROM Abtraction

NvRam Manager

Memory Abstraction Interface

EEPROM Abtraction

EEPROM

Driver

External

EEPROM

RTE

SPI Handler Driver

Internal

EEPROM

EEPROM

Driver

FOR EXTERNAL EEPROMFOR INTERNAL EEPROM

Flash EEPROM Emulation

Flash Driver

External

Flash

Internal

Flash

Flash Driver

FOR EXTERNAL FLASH FOR INTERNAL FLASH

FOR EEPROM FOR FLASH

MEMORY STACK

CRC

Chacun des modules Logiciels possède des

fichiers XML de configuration

Fichiers XML de

configurationBSWSch OS

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Etape 6.2: La gestion mémoireB.SW : Basic SoftWare – Exemple de configuration

EEPROM SPI

NvRam Manager

Memory Abstraction Interface

EEPROM Abtraction

EEPROM

Driver

External

EEPROM

RTE

SPI Handler

Driver

FOR EXTERNAL EEPROM

FOR EEPROM

MEMORY STACK

CRC

XML

BSWSch OS

Description des zones mémoires et de leur mode de gestion

XMLDescription des EEPROM Physiques

Description des Caractéristiques de l’EEPROM

XML

Description du fonctionnement de la cellule SPI du microcontroleur

XML

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Process Autosar – BSW Generation

Geensys ©03-09 70

-Pour d’autres informations :www.autosar.org

- Questions ?

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