이타스, 차량 캘리브레이션 및 검증 위한 새로운 툴

20배 향상된 데이터 전송률로 복잡한 캘리브레이션 효율적 대응

2016년 05월호 지면기사  /  글│ 파이반 카이저 외, ETAS

이타스가 최근 출시한 FETK(초고속 ECU 인터페이스) 및 ES89x(ECU 및 버스 인터페이스 모듈)는 전자시스템을 검증 및 캘리브레이션하고 새로운 ECU 기능을 프로토타이핑할 수 있는 솔루션을 제시한다. 이 신제품은 20배 향상된 데이터 전송률을 통해 정교해진 차량 및 테스트벤치 테스트의 요구사항을 충족한다.

 


자동차 전자제어 시스템의 캘리브레이션 및 검증 작업은 갈수록 까다로워지고 있다. 엄격해지는 배출규제 및 안전기준과 더불어 전기이동성, 운전자 지원 시스템, 자율주행, 자동차 모델 다양화 때문이다.

이에 따라 개발자와 캘리브레이션 엔지니어는 보다 강력해지고 있는 자동차 전자제품 및 소프트웨어가 제대로 작동하도록 방대한 ECU 데이터를 캘리브레이션 및 수집할 수 있어야 하는데 이를 위해서는 무엇보다 효율적인 툴이 필요하다. 이에 이타스는 효율성을 획기적으로 높인 신제품을 내놓았다. 초고속 ECU 인터페이스 장치인 FETK, 그리고 ECU 및 버스 인터페이스 모듈인 ES89x가 바로 그것이다(그림 2).

 

 

 

 

데이터 전송속도를 획기적으로 높이고, 지연시간을 단축한 ECU 인터페이스 CAN 통신과 같은 시리얼 인터페이스와 달리 이번에 출시된 FETK 인터페이스는 외부와의 통신을 위해 ECU 컴퓨팅 파워를 사실상 전혀 소모하지 않는다고 할 수 있다. 대신 FETK는 전용 마이크로 컨트롤러 인터페이스를 통해 ECU로부터 데이터를 수집한 후 이를 ES89x로 전송한다. ES89x는 이렇게 전송받은 데이터를 다른 소스에서 수집한 데이터와 함께 PC 및 노트북 컴퓨터로 내보낸다.

기가비트 이더넷을 사용하면 이더넷 연결이 제공하는 최고 데이터 전송속도인 120 MB/s를 달성할 수 있다. 이미 FETK 자체적으로도 17 MB/s에 달하는 ECU 데이터수집 속도를 달성한다. 앞으로 두 대의 FETK가 ES89x 인터페이스 모듈에 병렬 연결되면 50 MB/s 이상의 속도로 데이터를 수집할 수 있게 된다. PC 및 노트북 컴퓨터는 이타스의 측정 · ECU 캘리브레이션 · 진단 환경인 이타스 INCA를 통해 ECU 인터페이스 데이터를 실시간으로 처리한다. 이러한 셋업 상황에서 사용자는 파라미터를 변경하거나 INCA를 통해 테스트를 자동화할 수 있다.

FETK 인터페이스는 전기적 · 온도적 특성이 자동차에 적합하도록 설계된 초소형 장치로서, 자체적으로 전력을 공급받기 때문에 ECU 작동 여부에 상관없이 테스트를 수행할 수 있다. 또한 사이클 시간이 10 μs 미만인 경우에도 동기화된 정확한 데이터를 수집하며, 마치 디버깅 장비처럼 ECU 플래시 메모리를 안전하고 효율적으로 프로그래밍할 수 있다.

FETK 솔루션은 측정 및 캘리브레이션 수행뿐 아니라 시간이 핵심적인 요소인 고속 function 바이패스 수행에도 이상적이다. 개발자는 주로 모델 기반 접근방식을 따르는 바이패스 방법에 의존하기 때문에 지연시간을 짧게 유지하는 것이 매우 중요하다. 이타스 ASCET 혹은 MATLABⓡ/Simulinkⓡ으로 새로운 제어 기능을 개발한 후 이를 프로토타이핑 하드웨어에서 실행하는 방법이 널리 사용되고 있다.

프로토타이핑 하드웨어는 FETK 인터페이스가 장착된 ECU와 ES89x 모듈을 통해 통신한다. 이러한 방법으로 새로운 소프트웨어 제어 기능에 변경을 가하거나 차량 및 테스트 벤치에서 기능을 즉각 검증할 수 있다. 시간이 중요한 비중을 차지하는 제어기능의 경우, 바이패스 신호가 프로토타이핑 하드웨어와 ECU 사이를 흐를 때 지연시간이 짧아야 한다. ES89x와 FETK 인터페이스는 128 바이트 신호가 프로토타이핑 하드웨어와 ECU 사이를 흐를 때 지연시간이 100μs 미만이 되도록 한다.

 

차세대 ECU 및 버스 인터페이스

FETK는 빠른 데이터 전송속도, 저지연, 새로운 ECU와의 통합 용이성 등의 장점을 바탕으로 거의 모든 경우에 활용될 수 있는 솔루션이다. 또한 이타스는 NXPe, 인피니언, 르네사스 등 칩 제조업체와 긴밀히 협력해 인터페이스가 새로운 마이크로 컨트롤러에도 잘 적응하도록 했다.

FETK 하드웨어는 사용자의 운영 편이성을 최대로 높였다. ES89x와의 기가비트 이더넷 연결은 추가 설정 없이 모든 FETK ECU 프로젝트에 완벽히 통합될 수 있다. ES89x ECU 및 버스 인터페이스 모듈은 ECU 및 차량 버스로부터 측정 데이터를 수집해 ECU의 캘리브레이션, 진단 및 플래시 프로그래밍, 그리고 새로운 ECU 기능의 프로토타이핑을 지원한다.

이를 위해 ES89x 모듈은 사용자를 두개의 FETK 인터페이스에 직접 연결시킨다.
특히 ES891 및 ES892 모듈은 XETK, 이더넷, FlexRay (ES891), CAN, CAN-FD 및 LIN 차량 버스를 지원한다. 본 제품군은 1마이크로 초 단위의 정확성으로 유입되는 모든 측정 신호를 동시에 수집한다.

ES89x 모듈은 기계적으로 쌓아 올릴 수 있도록 설계된 제품이기 때문에 모듈들이 기계적ㆍ전기적으로 보다 강력하게 서로 연결될 수 있다. 자동차에 두 대 이상의 ECU가 FETK 인터페이스를 장착하고 있다면 다수의 ES89x 모듈은 서로 연결되어 연결된 모든 FETK 혹은 시리얼 인터페이스들로부터 데이터를 자동적으로 동기화한다.

또한 ES89x 모듈 뿐 아니라 현재 이타스가 개발 중인 프로토타이핑 하드웨어 및 데이터 로거(data logger) 또한 확장이 가능하다. 이에 따라 ES800 제품군의 모든 제품은 미래의 자동차 전기시스템이 안전하게 기능하도록 지원할 수 있다(그림 1).

 

전망

강력한 ECU 접속을 지원하는 이타스 FETK는 ECU의 검증 및 캘리브레이션 뿐만 아니라, 시간이 핵심적 요소인 자동차 전기시스템 기능의 프로토타입을 개발하는 데에도 유용하다. 따라서 FETK 인터페이스가 포함된 ECU개발 과정은 캘리브레이션 및 프로토타이핑 양쪽 부문 모두에서 장점을 확보할 수 있다.

또한 이타스는 향후 몇 달 내에 강력하고 유연한 프로토타이핑 하드웨어 및 강력한 데이터 로거 솔루션을 통해 ES800 제품군을 보완할 예정이다. 특히 데이터 로거 솔루션은 테스트가 수행되는 동안 ECU 소프트웨어 변수 및 직렬 데이터 버스 신호를 끊김 없이 지속적으로 기록할 수 있도록 한다. A

 

개방성 및 표준 이행

- 새로 출시된 ES89x 모듈은 ES400/ES600 측정 모듈, XETK ECU 인터페이스, ES51x/ES52x/ES59x ECU 및 버스 인터페이스 모듈, ES9xx 프로토타이핑 및 인터페이스 모듈 등 기존의 이타스 제품군과 호환 가능하다. 커스텀 하드웨어 또한 이더넷을 바탕으로 새로 출시된 동 모듈과 쉽게 통합될 수 있다.
- ES89x 모듈은 XCP-on-Ethernet 프로토콜을 지원한다. 이를 통해 이타스 및 기타 제3자 소프트웨어 애플리케이션은 FETK 혹은 XETK 인터페이스가 장착된 ECU와 표준 프로토콜을 통해 통신할 수 있다.
- IEEE1588 표준을 준수하는 시간 동기화 기법으로 centralized clock을 통해 ES89x 모듈의 이종 테스트 환경 및 자동화 솔루션 통합을 간편히 수행한다.
- 이타스는 ES89x 모듈의 버스 인터페이스를 CANape 및 VISION 등 기타 툴에 통합할 수 있도록 라이브러리를 제공한다. 

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