Llega el nuevo modelado acelerado para el desarrollo de automóviles

En los SDV, la innovación y el valor vendrán del software y del hardware optimizado para ejecutar ese software, no sólo del hardware convencional de la unidad de control electrónico (ECU). Por tanto, el software es un problema que no desaparecerá.

Los consumidores quieren en sus coches las mismas funciones sofisticadas de software que ya conocen de sus dispositivos electrónicos de consumo. La integración de estas nuevas funciones es el primer reto al que se enfrentan los desarrolladores. A esto se suma un entorno de desarrollo distribuido en el que los fabricantes de equipos originales dependen de un número cada vez mayor de socios de la cadena de suministro para satisfacer la demanda de los consumidores y mantener la competitividad.

Probar y validar la funcionalidad de un volumen cada vez mayor de software es el segundo reto al que se enfrentan los desarrolladores de SDV. Todo debe someterse a pruebas unitarias, de integración y de regresión para lograr la máxima calidad. Lamentablemente, las herramientas de apoyo de que disponen los desarrolladores de SDV se quedan muy cortas a la hora de permitir el nivel de validación necesario.

Tradicionalmente, el desarrollo de software espera a que el hardware (en este caso basado en silicio) esté disponible antes de desarrollar o portar software a nuevas arquitecturas. Normalmente, sólo está disponible entre 12 y 18 meses después del lanzamiento de la última IP y, por tanto, pasa mucho tiempo antes de que los fabricantes de equipos originales y los desarrolladores de primer nivel puedan acceder al software más reciente. Esto puede significar que los nuevos vehículos lleguen al mercado con una tecnología que potencialmente tiene muchos años, lo que ahoga aún más la competitividad.

La única forma de ir por delante es desarrollar primero el software. Un enfoque centrado en el software para el desarrollo de VDS significa empezar con los conceptos de software para garantizar el conjunto de funciones más completo posible. Esto significa que los desarrolladores tienen que empezar con el software antes de que el hardware esté disponible. De ahí viene el término, ahora común, de desplazamiento a la izquierda. Desplazar el desarrollo de software más a la izquierda que el hardware en el ciclo de desarrollo.

Este enfoque centrado en el software requiere un apoyo adicional significativo para permitir metodologías modernas de desarrollo de software a gran escala para grandes equipos. Esto incluye el desarrollo ágil, las regresiones nocturnas a gran escala y los sistemas de integración continua/entrega continua (CI/CD), todo lo cual repercute en el entorno de desarrollo de los futuros sistemas electrónicos de automoción en todo el equipo de desarrollo.

El desarrollo distribuido de software SDV sólo significa una cosa: debe trasladarse a la nube. Los desarrolladores de toda la cadena de suministro de la automoción deben adoptar la nube como una herramienta vital para ayudar en el desarrollo, la integración y las pruebas de software enormemente complejo para los SDV.

Toda la cadena de suministro de la automoción debe replantearse las estrategias de desarrollo de SDV. Los desarrolladores de nivel 1 y 2 necesitan herramientas actualizadas y modernas basadas en la nube que se centren en el desarrollo de software basado en gemelos digitales. Los fabricantes de equipos originales necesitan las mismas herramientas para tomar decisiones informadas y supervisar a los socios de la cadena de suministro.

Siemens EDA ha anunciado un entorno de desarrollo de ‘pre-silicon’ acelerado en la nube como parte de la solución PAVE360 ‘digital twin’ que tiene el potencial de abordar el reto SDV. El desarrollo basado en gemelos digitales está en el corazón de esta filosofía, pero las soluciones existentes disponibles en el mercado son desesperadamente lentas e incapaces de afrontar el reto del desarrollo de software complejo y a gran escala que indiscutiblemente necesita el SDV avanzado de hoy en día.

Aceleración del desarrollo de software

Las nuevas funciones basadas en la nube que aporta la solución de gemelo digital PAVE360 pueden proporcionar la velocidad de simulación necesaria para el desarrollo iterativo de software. Los desarrolladores de software pueden operar a velocidades cómodas cercanas a las del hardware real, lo que significa que el desarrollo y la integración del software pueden avanzar a un ritmo mucho antes de que el circuito basado en silico esté disponible físicamente. Esto alivia significativamente la carga de la tormenta de integración típica del desarrollo SDV. La integración del software puede realizarse en una fase temprana, lo que deja más tiempo para corregir pequeños errores cuando el hardware real esté disponible.

Las pruebas unitarias, de integración y de regresión funcional pueden aprovechar los flujos típicos de CI/CD manteniendo la velocidad de desarrollo con la que los ingenieros de software ya están familiarizados.

Representación virtual significativa del hardware físico

No tiene sentido acelerar el desarrollo de software si no puede hacerse en un entorno profundamente integrado. El software debe sufrir cambios mínimos al pasar de una solución basada en un gemelo digital al hardware real. Por lo tanto, los ingenieros de software necesitan una solución virtual que sea lo más parecida posible al hardware físico. Siemens EDA puede acercar a los ingenieros de software al hardware sin sacrificar la velocidad de simulación. Se dispone de representaciones virtuales de periféricos, funcionalidad de consola integrada, almacenamiento integrado, redes y arquitectura de interrupciones. Esto convierte a la solución en una representación muy rápida y cercana del entorno embebido al que se dirige el software.

Aliviar la tormenta de la integración

Al ofrecer un acceso basado en la nube para acelerar el desarrollo de software en la solución PAVE360 digital twin, ahora existe la posibilidad de un desarrollo distribuido del software SDV. Los socios de la cadena de suministro pueden colaborar con los fabricantes de equipos originales a través de la nube para garantizar la coincidencia tanto de los requisitos técnicos como de los plazos. Las industrias que adoptan la nube avanzan en innovación a gran velocidad.

La primera arquitectura compatible con esta solución acelerada de acceso anticipado en la nube es la CPU Cortex-A720AE que Arm acaba de lanzar como parte de su última línea Automotive Enhanced.

“Asignamos nuestra tecnología de modelado y simulación a los recursos de la nube para optimizar el tiempo o el coste en función de las necesidades de los clientes. Hemos optimizado nuestro entorno de modelado basado en Cortex-A720 AE asignando esta tecnología a las configuraciones de recursos en la nube de mayor rendimiento disponibles. Utilizamos nuestras estrechas relaciones con AWS y Arm para obtener acceso a la tecnología de soporte, logrando los más altos niveles de rendimiento”, explica David Fritz, vicepresidente de sistemas híbridos y virtuales, Siemens EDA

Apoyo a la introducción en el mercado

Los desarrolladores y socios del ecosistema pueden empezar a desarrollar SDV en la última arquitectura de CPU de automoción justo después del lanzamiento de la IP. Esto significa que el software puede completarse, integrarse y probarse increíblemente pronto, de modo que cuando el hardware esté disponible la carga de depuración sea significativamente menor. De este modo, la tecnología más avanzada llegará a la próxima generación de vehículos SDV mucho antes de lo que era posible hasta ahora.

“La asociación con Arm para apoyar la introducción en el mercado de la CPU Cortex-A720 AE es un paso adelante estratégico. El desarrollo previo de software por parte de los socios del ecosistema de Arm en la última generación de IP de Arm es fundamental para la adopción por parte de los desarrolladores de SoC, Tier 1 y OEM. Al añadir el soporte de simulación acelerada para Cortex-A720 AE de Arm a la ya amplia cartera de soluciones EDA de Siemens EDA, los clientes pueden contar con una solución que abarca desde el desarrollo temprano del software hasta la validación del hardware basado en silicio y los sistemas. Mientras que los desarrolladores de software pueden centrarse en un desarrollo rápido e iterativo, los diseñadores de sistemas y SoC pueden aprovechar los productos de emulación de Siemens EDA para validar con precisión el software recién desarrollado”, afirma Jean-Marie Brunet, vicepresidente y director general, Verificación asistida por hardware, Siemens EDA

Siemens EDA ha trabajado junto con socios del ecosistema Arm para mostrar ‘Shift-Left’ en Embedded World 2024 en Nuremberg del 9 al 11 de abril. En el pabellón 4, stand 4-64, podrá verse cómo se utiliza PAVE360 para el desarrollo temprano de software en Arm Cortex-A720 AE IP.