A Study on a Seamless Development Process of Distributed Real-Time ECUs using OSEK-OS

Abstract

최근 자동차 분야에서는 Electronic Control Unit (ECU)의 효율적인 개발을 위하여 Software-in-the-Loop Simulation (SILS)과 Rapid Control Prototyping (RCP)과 같은 환경이 널리 사용되고 있다. 하지만 기존의 SILS 환경은 제어기의 기능적인 특성만을 고려할 뿐 프로세서의 연산시간, 운영체제에서의 작업 스케쥴링 시간, 네트워크 지연 등의 시간적인 특성은 고려하지 않는다. 특히, 차량 네트워크를 이용한 실시간 분산 제어 시스템에서는 기존의 SILS 환경에서 개발된 ECU의 경우 시간 지연으로 인하여 구현 후 그 성능이 저하되게 된다. 이를 해결하고자 제안된 SILS/RCP 환경은 분산 실시간 환경에서 시간 지연을 고려하므로, 초기 디자인 단계에서 제어 알고리즘을 설계하고 구현할 수 있다. 이 연구에서는 이러한 제안된 SILS/RCP 환경을 검증하기 위하여 대표적인 실시간 시스템인 Electronic Stability Control (ESC) 구현하고, 자동차의 표준 운영체제인 OSEK-OS와 차량 내 대표적인 네트워크인 CAN을 이용하여 제어시스템을 구축하였다. 이러한 주행안전 제어시스템을 통하여 제안된 SILS/RCP 환경이 ECU의 개발 시간과 비용을 단축시킬 수 있음이 확인되었다.; In recent years, Software-in-the-Loop Simulation (SILS) and Rapid Control Prototyping (RCP) environments have been widely used for efficient development of ECUs in a vehicle. However, conventional SILS considers only functional behaviors without considering time delays, such as computation time delays, and network-induced time delays. Especially, due to the increased number of distributed real-time control systems using in-vehicle networks, the control performance of ECUs developed by conventional SILS/RCP environments is degraded after an implementation due to time delays. In this study, I validated the proposed SILS/RCP environments through the Electronic Stability Control (ESC) system, which is one of the hard real-time control systems in a vehicle. The proposed SILS/RCP environments make it possible to design control algorithms by considering time delays in distributed real-time control systems and to implement ECUs in the early design phase.