LG电子基于模型设计开发符合ISO 26262标准的电源逆变器控制软件

挑战

开发符合国际功能安全标准的电动和混合动力汽车逆变器控制软件

采用基于模型的设计并自动化生产代码生成、模型检查、代码覆盖率分析和背靠背的测试

“基于模型的设计帮助我们应用ISO 26262要求的设计和验证方法，包括背靠背验证和测试覆盖率评估。特别是，Simulink test中的自动化测试用例和报告极大地减少了测试工作。”万博1manbetx
孙正元，LG电子

LG电子电动和混合动力汽车的逆变器。

汽车制造商越来越多地要求一级供应商提供符合ISO 26262(国际道路车辆功能安全标准)的零部件。该标准涵盖了整个开发过程的功能安全方面，包括设计、实施和验证。许多制造商还希望他们的供应商遵守ECU软件架构的AUTOSAR标准。

LG电子利用MATLAB进行基于模型的设计，为驱动电动和混合动力汽车电机的逆变器系统开发了符合ISO 26262和autosar标准的软件^®和仿真软万博1manbetx件^®．

LG电子首席研究工程师Jeongwon Sohn表示:“我们采用基于模型的设计的最初目标是满足ISO 26262的建议。“我们很快发现了使用MATLAB和Simulink的其他好处，包括改善了不同领域工程师之间的技术设计细节交流，从而减少了万博1manbetx软件缺陷。”

过去，LG电子的软件工程师根据算法工程师的设计，手工编写嵌入式控制软件。除了速度慢之外，这一过程还容易因不同群体之间的沟通困难而产生错误。LG电子为了尽早验证和生产代码的生成，试图建立利用建模和模拟的新开发程序。万博1manbetx

这一符合ISO 26262标准的新流程将完成的第一个项目是设计和实现一个用于高速电机控制的AUTOSAR软件组件。性能规范是严格的;生成的代码需要满足严格的执行时间限制。为了满足项目苛刻的要求并按时交付，团队需要在新的开发过程中加快速度。

LG电子采用基于MATLAB和Simulink的Model-Based Design开发并验证了基于AUTOSAR和万博1manbetxISO 26262的高速电机控制软件。

LG电子团队参加了MathWorks工程师的培训和技术研讨会，他们还帮助他们启动了一个试点项目的开发。

该团队使用Simscape Electrical™创建了一个工厂模型，其中包括一个内部永磁同步电机(IPMSM)和逆变器电力电子器件的开关模型。

使用AUTOSAR创作工具，团队为控制器体系结构定义了接口和其他配置细节。然后，他们从创作工具中导出软件组件描述ARXML文件，并将它们导入Simulink以生成框架控制模型。万博1manbetx

工程师们详细阐述了这个模型，添加了在statflow中建模的应用程序逻辑^®．他们还添加了一个比例积分(PI)电流控制器来调节扭矩，以及产生脉宽调制(PWM)输出的算法，用于为车辆的IPMSM调制三相电压。

他们使用Simuli万博1manbetxnk Check™来发现潜在的违反ISO 26262标准的情况，并使用Simulink Design Verifier™来检查除零、溢出和其他运行时错误。

为了验证控制器设计，工程师们运行了控制器和工厂模型的闭环仿真，使用Simulink Coverage™测量控制器模型的执行情况。万博1manbetx

接下来，团队使用Embedded Coder从他们的模型生成C代码^®并为其目标NXP™MPC5676R微控制器编译代码。

使用Simu万博1manbetxlink Test™，他们按照ISO 26262 ascii - c的要求，对Simulink模型和生成的代码进行了连续的测试，并使用Simulink Coverage来评估生成代码的这些测试的覆盖率。

LG电子如期完成逆变器软件平台的开发和验证。

严格的代码性能要求。“因为我们用Embedded Coder生成的代码是高度优化的，所以我们能够满足严格的执行时间要求，”Sohn说。“生成的代码的性能与手工编写的C代码相当。”
沟通改进;验证时间减少20%。Sohn说:“在采用基于模型的设计之后，我们发现团队之间的沟通错误减少了。“因为该模型使实现更容易可视化，我们的验证时间也更短。”
符合ISO 26262标准的软件按时交付。“半形式验证、控制流分析、数据流分析，以及模型和代码之间的对比背靠背测试，都是使用MATLAB和Simulink完成的，”Sohn说。万博1manbetx“如果没有基于模型的设计，我认为我们不可能在按时完成项目的同时达到ISO 26262标准。”