Electronique Mag - Le journal de l'électronique.

D’ailleurs, et certains l’ont bien compris, la période est propice aux changements : nouveaux produits, nouveaux positionnements, différenciations technologiques et/ou d’usage…

L’électronique et les systèmes embarqués, omniprésents dans de nombreuses applications, sont des clés de réussite. Leurs apports sont considérables en matière de poids, d’encombrement, de temps de réponse et de souplesse d’utilisation.

L’automobile est le second utilisateur de systèmes embarqués (31%) derrière l’aéronautique (38%). Dans ce secteur où la nouveauté et l’originalité sont des arguments de vente majeurs, l’électronique intervient dans 80 % des innovations et représentera en 2010 30 % de la valeur d’une automobile.

Certains véhicules possèdent déjà jusqu’à 80 calculateurs et plus de 1 million de lignes de code logiciel.

Architecture automobile

Cette progression n’est pas sans poser problème et 2 évolutions majeures se profilent :

• l’augmentation de la complexité des applications liée aux évolutions fonctionnelles et structurelles des systèmes embarqués : globalisation des informations, coopération entre calculateurs, mise en place de solutions distribuées…Cet aspect implique l’utilisation d’un nombre de calculateurs de plus en plus important, la mise en place de réseaux sûrs et à haut débit pour assurer la communication, l’interopérabilité des équipements…

• l’apparition d’applications critiques, « x by wire » en particulier, qui nécessiteront une augmentation des performances des équipements. Mettant en jeu la sécurité des occupants, elles imposeront également des contraintes fortes en termes de sécurité de fonctionnement et de fiabilité.

De plus, avec l’accélération des technologies, le cycle de vie des produits et les délais disponibles pour la conception diminuent, ce qui impose aux développeurs d’utiliser des outils de conception permettant une automatisation, au moins partielle, des tâches de développement et de test.

De même, la capitalisation (réutilisation de fonctions, de modules, de matériels…) est nécessaire pour gagner du temps en conception et amortir les études et les outillages.

Ces changements induisent 2 contraintes fortes pour les concepteurs et fournisseurs de systèmes embarqués :

• une maîtrise parfaite de la qualité en conception d’applications complexes qui passe impérativement par l’utilisation de méthodologies (ensemble structuré et cohérent de modèles, méthodes, guides et outils),

• la nécessité de définir des standards de communication et d’implantation des logiciels sur les calculateurs embarqués pour assurer l’interopérabilité des fonctions logicielles et matérielles.

Le consortium AUTOSAR™

La convergence de ces 2 contraintes a débouché sur la nécessité de développer un standard utilisable par l’ensemble des acteurs : constructeurs automobiles, équipementiers, bureaux d’études et fournisseurs de systèmes électroniques embarqués… AUTOSAR™ est une réponse à ces besoins.

Le consortium AUTOSAR™ (AUTomotive Open System Architecture), créé en 2003, regroupe plus d’une centaine de membres : constructeurs de véhicules, équipementiers, fournisseurs de technologies, éditeurs de logiciels et d’outils, fabricants de composants et de systèmes.

Schéma des membres AUTOSAR™ ? (Source : http://www.autosar.org)

Les 2 principaux objectifs affichés par le consortium sont :

• La coopération de tous les acteurs du véhicule de demain,

• La définition d’un standard d’interopérabilité, d’interchangeabilité et d’implantation des logiciels embarqués Le consortium travaille au développement d’une architecture logicielle standardisée, débouchant sur une plateforme standard chez les fournisseurs et garantie par certification. Cette architecture favorisera également l’interopérabilité des logiciels et permettra d’accroître la capacité de réutilisation des modules logiciels entre constructeurs et équipementiers.

Architecture de référence AUTOSAR™ ? (Source : http://www.autosar.org)

Pour bien comprendre les aspects techniques d’AUTOSAR™, on peut se permettre un parallèle avec le monde de l’informatique. En effet, avant l’arrivée de la standardisation des plateformes informatiques (PC), un logiciel devait être spécifiquement écrit pour la machine qui le recevait.

La mise en place d’architectures matérielles communes et l’arrivée de couches logicielles d’exploitation (drivers, OS…) permettent actuellement de développer des applicatifs Windows (par exemple) sans se soucier si le processeur présent sur la carte mère est un INTEL ou un AMD. Sur le même principe, on peut également citer la machine virtuelle JAVA comme analogie à AUTOSAR™. AUTOSAR™ est donc une véritable évolution (révolution) dans la façon de concevoir les systèmes embarqués d’une automobile.

Au-delà des aspects techniques, AUTOSAR™ bouleverse l’éco-système en place dans la conception d’un véhicule. Ainsi, en différenciant matériel et logiciel, un constructeur pourrait ne plus demander à son équipementier un ensemble complet (matériel et logiciel) pour remplir une fonctionnalité mais uniquement un applicatif logiciel qu’il porterait à son gré sur un calculateur standard AUTOSAR™.

La réflexion est lancée chez les équipementiers sur les nouveaux business model à mettre en place, la R&D logicielle ne pouvant plus s’amortir sur le volume de matériel vendu.

Dans le même temps, ce bouleversement va favoriser l’arrivée de nouveaux entrants. Le train est en marche, il est donc temps d’y accrocher ses wagons. Et c’est bien là où les pôles de compétitivité, notamment le pôle iDforCAR et son action AUTOSARLAB, sont pertinents pour accompagner les acteurs français.

Les actions du pôle iDforCAR

Véritables « clusters à la française », les pôles de compétitivité sont nés en 2005 d’une politique volontariste des pouvoirs publics, visant à accroître l’attractivité des entreprises françaises par le biais de l’innovation.

Les 71 pôles français ont pour objectif de développer la compétitivité des entreprises par l’innovation en regroupant sur un même territoire entreprises, établissements d’enseignement supérieur et organismes de formation autour de projets collaboratifs à fort contenu innovant.

Créé fin 2005 sous le nom de Pôle Automobile Haut de gamme, le Pôle de compétitivité iDforCAR soutient aujourd’hui l’innovation dans l’ensemble de la filière Véhicules.

Encouragé par les constructeurs, iDforCAR répond ainsi aux attentes et aux besoins de tous les acteurs du territoire (Bretagne, Pays de la Loire, Poitou-Charentes), et particulièrement des PME/PMI, engagées sur la voie des automobiles petite série et des véhicules spécifiques.

Le pôle iDforCAR a dédié spécifiquement l’un de ses Domaines d’Activités Stratégiques aux systèmes embarqués et a déployé avec les entreprises GEENSYS et KEREVAL l’action collective AUTOSARLAB.

Financée en partie par les pouvoirs publics (Union Européenne, Etat, régions Bretagne et Pays de la Loire) et par les entreprises GEENSYS et KEREVAL, cette action a pour objectif principal d’assurer la montée en compétence des acteurs du développement et du test de systèmes embarqués au travers de l’apprentissage du standard AUTOSAR™.

Articulé en 3 grands axes (sensibilisation, détection de projets et accompagnement à la mise en oeuvre), le programme vise aussi bien les établissements d’enseignement supérieur, que les PME et les grands groupes.

Deux centres d’expertises ont été mis en place dans les entreprises GEENSYS et KEREVAL afin de mettre à disposition du plus grand nombre le nécessaire au développement et au test d’un système embarqué AUTOSAR™ : outils logiciels (spécification, conception, tests), PC, starter kits AUTOSAR™, analyseurs (réseaux, logique)…ainsi que les compétences qui vont avec.

Les ingénieurs de GEENSYS et KEREVAL participent à l’élaboration et au déploiement du standard AUTOSAR™, le 1er en tant que PREMIUM MEMBER et le 2nd en tant que DEVELOPMENT MEMBER et CTA pilote (future agence de conformité AUTOSAR™). Ces 2 sociétés se sont engagées, via AUTOSARLAB, sur un véritable transfert de leurs compétences et de leurs savoir-faire sur le standard.

GEENSYS est une société française internationale, spécialisée dans l’ingénierie, le conseil et l’édition d’outils logiciels pour le domaine de l’embarqué.

KEREVAL est un laboratoire d’ingénierie de test des logiciels qui qualifie la conformité des développements, la qualité de service et la bonne implémentation des fonctions de sûreté de fonctionnement des composants et des systèmes embarqués.

Outils et matériels disponibles dans les labs AUTOSARLAB

AUTOSARLAB propose un accompagnement personnalisé sur l’ensemble du cycle en V :

Accompagnement personnalisé sur l’ensemble du cycle en V

Des modules de base ont été mis en place et s’adressent à tous les niveaux de compétences : 1er vernis, architecture fonctionnelle et plate-forme AUTOSAR™, certification AUTOSAR™, tests d’intégration de composants AUTOSAR™…

AUTOSAR pour les PME ?

Les avantages apportés par AUTOSAR™ dans la conception d’une architecture de systèmes embarqués (virtualisation, interopérabilité, réutilisation…) amènent aussi un niveau de complexité important dans l’implémentation du standard.

Pour les PME ou les entités disposant d’un bureau d’étude souvent restreint en nombre d’ingénieurs, on peut se poser la question de la pertinence d’AUTOSAR™.

Au-delà de l’ambition de rendre une PME « 100% compliant AUTOSAR™ », l’action AUTOSARLAB fait le pari de tirer vers le haut tous les acteurs du développement et du test des systèmes embarqués au travers du standard. Que ce soit par contrainte du secteur ou pour récupérer les bonnes pratiques d’AUTOSAR™, chacun (novice, débutant ou initié) y trouvera son compte.

Conclusion

AUTOSAR™ confirme un mouvement de plus en plus présent au niveau des systèmes embarqués, à savoir, l’intérêt croissant de travailler avec des modèles. On quitte petit à petit le développement traditionnel, qui consistait à coder directement son application dans le microprocesseur, pour aller progressivement vers l’ingénierie des modèles et la génération automatique de code.

On remarque particulièrement dans AUTOSAR™ que l’effort de codage s’est reporté vers un effort de configuration. C’est là que de nouveaux enjeux apparaissent pour les sociétés éditrices de logiciels de conception afin d’aider au maximum durant cette phase les ingénieurs. Par exemple, pour une passerelle de communication disposant de plusieurs canaux CAN, on peut trouver plus de 100 000 paramètres à configurer !

Enfin, à l’instar d’autres technologies ou standards développés pour l’automobile (bus CAN par exemple), on peut aisément imaginer l’extension d’AUTOSAR™ ? à d’autres domaines d’application (ferroviaire, industrie, médical…) en prenant en compte les contraintes propres à ces domaines.

La sureté de fonctionnement, la fiabilité et la rentabilité du développement et du test d’application en systèmes embarqués passent impérativement par la mise en place de tels standards, méthodologies et technologies.

FREDERIC CLAIN Chef de projet AUTOSARLAB

http://www.id4car.org

http://www.autosarlab.fr