예를 들어, 하나의 프로젝트에 역할에 따라 3개의 팀이 아래와 같이 개발에 참여한다고 가정해봅시다.

1) 기능 개발팀(Developers of function and application software): Software component 개발 및 배포

2) BSW 개발팀(Developers of the basic software): Basic Software component 개발 및 배포

3) Tier 1 공급자(Suppliers): ECU Hardware의 Prototype 개발 및 공급

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이 프로젝트가 진행됨에 따라, 특정 시점에서 Application과 BSW, 그리고 ECU prototype을 통합하는 과정이 필요합니다. 다음 단계는 종합적인 HIL(Hardware In the Loop) 테스트입니다. 이에 BMW 社에서는 Software와 Hardware를 통합하는 전 단계에서 “Functional Software In the Loop(F-SIL)”를 추가하였습니다. 아래의 [그림 1]과 같이F-SIL 단계에서는 Hardware 없이 순수하게 Software를 통합합니다.

F-SIL(가상 기능 검증 솔루션)을 도입을 통해Hardware 통합 전 단계에서 신규로 개발된 기능과 application software 간의 상호작용에 대한 테스트를 선행적으로 수행할 수 있습니다. 이를 통해 개발자는 새로 추가된 기능의 잠재적인 문제점을 바로 확인하고 수정할 수 있습니다. 결과적으로 빠른 검증과 테스트를 수행함으로써전체 개발 프로세스의 초기 단계에 보다 높은 품질의 결과물을 도출할수 있게 됩니다. 다음 단계의 Software/Hardware 통합 과정에서도 비교적 수정이 용이한 에러가 확인되고, 쉽게 수정할 수 있습니다.

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F-SIL Station의 구축

BMW는 dSPACE의 가상 ECU 검증 플랫폼 ’VEOS’를 기반으로 전사에서 사용하는 시뮬레이션 기반의 ‘가상 기능 검증 솔루션(F-SIL)’을 구축하였습니다. dSPACE의 가상 ECU 검증 플랫폼 ‘VEOS’는 개발자들이 일상적으로 사용하는 Windows PC의 AUTOSAR, FMI(Functional Mockup Interface)와 MATLAB^®/Simulink^®등의산업 표준 솔루션을 모두 지원하여, 특정 타겟 플랫폼에 종속되지 않고 Software를 통합할 수 있습니다.

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다양한 산업 표준 솔루션들에 대한 폭넓은 지원은 물론,기존 HIL 환경(dSPACE의 ControlDesk 및 TraceTronic의 ECU-TEST 환경)과도 쉽게 연동이 가능합니다. 이러한 쉬운 통합 기능으로 BMW에서는 기존 개발 환경에 F-SIL을 이용한 기능 검증 프로세스를 빠르게 통합할 수 있었습니다.

BMW에서는 F-SIL Station 도입을 통해 여러 팀 간의 정보 교환이 가능해지고 통합이 편리해지는 것을 확인할 수 있었습니다. Application SWC가 준비가 되는 대로 Software 통합 담당자는 A2L Description을 포함한 Virtual ECU(V-ECU)를 생성할 수 있습니다. Linker나 Interface 관련 에러는 이 단계에서 확인하여 제거 가능합니다. 생성된 V-ECU의 외부 Interface는 타겟기반의검증솔루션인HIL연동을위해 준비한 Plant 혹은 Environment 모델과 연결됩니다. 이때 필요한 수천 개의 signal과 interface의 연결은 VEOS에서 제공하는API 기반의 script로 자동화되어 완료됩니다. ([그림 2] 참고)

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마지막으로, Software-Software 통합 담당자는 HIL 검증에서 사용하던 Signal 검증을 위해 Layout과 ControlDesk의 프로젝트를 전달받아 F-SIL Station에서 구동하는 V-ECU 상에서 closed-loop-simulation을 수행합니다.

Software-Software 통합 과정이 잘 마무리되면, 통합 담당자는 현재까지 진행된 Software 통합 프로젝트를 각각의 개발자들에게(function, application) 전달합니다. 통합 프로젝트를 전달받은 개발자들은 BMW의 Virtual Validation 솔루션인 F-SIL을 활용하여 자신의 PC 상의 가상 환경 내에서 기능 테스트를 수행합니다. ([그림 3] 참고)

VEOS는 open interface와 개발검증에 관련된 표준을 지원함으로써 각 개발팀에서 사용 중인 기존의 HIL test 환경과 layout을 그대로 활용할 수 있도록 지원합니다. 이에 별도의 layout을 설계하는 등의 추가 작업 없이 기존 HIL 테스트 환경을 F-SIL 상에서도 이용하여 효율성을 극대화합니다.

특히 function 개발자의 경우, MATLAB^®/Simulink^®만 독자적으로 활용할 때의 제약에서 벗어나 좀 더 실제와 가까운 테스트 시나리오를 구동하며 테스트를 수행할 수 있습니다.

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BMW의 F-SIL Station의 중요성

BMW의 신규 기능 개발자는 F-SIL Station을 적극 활용하여 개발 프로세스의 매우 초기 단계에서부터 추가된 기능에 대해 테스트를 수행하였습니다. 기존의 경우, 초기 단계에는 타겟 플랫폼이 준비돼 있지 않거나 있더라도 한정된 수량만이 제공되었으나, F-SIL을 도입함으로써 극 초기 단계에서부터 기능 테스트를 수행할 수 있게 되었습니다.

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2016년에 BMW는 약 60명의 전문 통합 담당자가 4개의 주요 프로젝트에 대한 Virtual Validation 시스템으로 3개의 F-SIL Station을 활용하였습니다. F-SIL을 통해 Software 통합 작업을 1차적으로 완료하였기 때문에, 다음 단계인 Software와 Hardware 통합 과정도 기존 대비 수월하게 진행하였습니다.

이외에도 시뮬레이션 상에서 가감속을 통해 신속한 테스트가 가능하며, 디버깅(debugging), 코드 커버리지(code coverage) 분석 및 각종 파라미터 튜닝도 개발 PC에서 바로 수행할 수 있습니다.

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F-SIL Station과 VEOS에서는 기존에 사용 중인 개발 및 검증 툴을 지원함으로써, 여러 팀에서 사용 중인 기존 validation process를 완벽히 준수할 수 있습니다.또한 이러한 가상 환경을 통해 새로운 검증 과정의 도입이 가능합니다.

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BMW는 가상 검증 솔루션(F-SIL)의 도입이비용 절감에 큰 도움이 된 것을 확인하였습니다. 새로운 가상 검증 과정의 도입으로 여러 팀 간의 추가적인 데이터 교환과 같은 노력도 필요하지만,전체적인 비용 및 개발 프로세스의 개선관점에서 보았을 때전반적으로 개발 효율성이 상승되는 것을 확인하였습니다.

뿐만 아니라 VEOS를 활용함으로써,MATLAB^®/Simulink^®기반의 offline simulation에서도 성능 및 호환성 개선으로 큰 도움을 주는 등 추가적인 장점이 확인되고 있습니다. BMW는 앞으로 더 많은 프로젝트에 VEOS를 활용할 예정이며, 현재 진행 중인 양산 프로세스에서도 F-SIL Station은 이미 검증 과정의 핵심 프로세스로 자리 잡았습니다. 가상 환경 구축을 통해 검증 과정 을 혁신해보세요!

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​▶ 출처: dSPACE 홈페이지