Softing SDE – Smart Diagnostic Engine

Plattformunabhängiges Laufzeitsystem für Diagnosefunktionen, -abläufe und -dienste im gesamten Lebenszyklus.

Softing´s Smart Diagnostic Engine (SDE) ist ein hoch performantes Laufzeitsystem, welches einfache Diagnosedienste und sogar komplexe und automatisierte Diagnoseabläufe interpretiert und ausführt. Sie basiert auf dem Softing Diagnose-Grundsystem und verwendet die standardisierten Diagnoseformate ODX sowie OTX und erweitert diese um eine einfach zu bedienende, funktionale API. Die modular und plattformunabhängig verwendbare SDE vollzieht dabei einen Paradigmenwechsel in der Diagnose. Die zusätzliche Smart Diagnostic API (SDA) fokussiert die funktionsorientierte Anwendung der Diagnose, ohne detailliertes Diagnose-Wissen vorauszusetzten. Gleichzeitig ermöglicht die SDE ‚remote‘ auf die API-Schnittstelle zuzugreifen. Dabei unterstützt sie weiterhin alle relevanten Diagnose-Protokolle und Bussysteme. Die Plattformunabhängigkeit sorgt für eine kontinuierliche Wiederverwendbarkeit im Produktlebenszyklus.

Einsatzbereiche

Engineering: als Basis zur Diagnose oder Programmierung für Testsysteme im Labor, an Prüfaufbauten oder in Entwicklungsflotten
Test: als eigenständige Automatisierungs-Komponente integriert in Prüfstände oder HiL-Testsysteme
Produktion: als End-of-Line Update- und Testsystem, für automatisierte Programmierstationen oder in eigenständigen Flash-Anwendung während der Fahrzeugverbringung
After Sales: integriert in den Werkstatttester oder als Komponente für die Diagnose im Back-End

Smart Diagnostic Engine (Softing SDE) Komponenten & Setup — Aufbau und Komponenten der Softing Smart Diagnostic Engine (SDE)

Vorteile

Beschleunigte Implementierung von eigenen Entwicklungs- oder Werkstatttestern durch vereinfachtes API und reduzierte Einarbeitungszeit
Plattformunabhängige Verwendung der SDE unter Windows, Linux, Android und iOS im kompletten Lebenszyklus
Eine einzige Komponente für vielfältige Anforderungen heutiger Diagnoseaufgaben
Remote Zugriff und damit zukunftsfähiger Einsatz für z.B. SOTA Use Cases

Abhängig vom Automatisierungsgrad mit oder ohne Anwender-Oberfläche einsetzbar, inklusive breiter Technologieunterstützung, z.B. für C++, C#, Java
Kontinuierliche Wiederverwendung von bereits erstellten Diagnosen, Projekten und Abläufen
Integration von bereits vorhandenen, auch externen, Bestandteilen, wie z.B. Java-Jobs
Performante Diagnosen durch spezielles, ultrakompaktes Laufzeitformat – auch für erhöhte Sicherheitsanforderungen mit kundenspezifischer Verschlüsselung

MVCI-Server

Mit eigenen Applikationen auf die Programmierschnittstelle des ISO MVCI-Servers zugreifen.

Produktseite

Funktionale API (SDA)

Typische Diagnosefunktionen in eigenen Anwendungen einfach ausführen
– auch in Remote-Szenarien

Produktseite

D-PDU API

Standardisierter Fahrzeugzugriff
über D-PDU API

Produktseite

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Anwendungsfelder: Tools, Cloud und Fahrzeug

Softing SDE stellt eine skalierbare, plattformunabhängige Diagnoselaufzeitumgebung zur Verfügung. Generell kann zwischen drei Anwendungsfeldern unterschieden werden.

Tools

Softing SDE kommt in unterschiedlichsten Werkzeugen im gesamten Fahrzeuglebenszyklus zum Einsatz. Dies können Anwendungen mit starkem GUI-Fokus sein, also Fokus auf die vielfältige Bedienung durch den Nutzer, wie beispielsweise Entwicklungs- oder Werksstatttester. Aber auch in jeglicher Automatisierungslösung vom Funktionstester oder HiL in der Entwicklung bis zur Programmier- oder Prüflösung in der Produktion ist Softing SDE ideal geeignet. Neben der Vielfalt der APIs ist die durchgängige Verwendung der Daten ein großer Vorteil.

InVehicle

Aufgrund des schmalen Footprints wird Softing SDE auch direkt im Fahrzeug eingesetzt. In Entwicklungsfahrzeugen ist das insbesondere in Datenloggern und externen Telematikeinheiten der Fall. In Serienfahrzeugen werden dazu je nach Architektur typischerweise TCUs (Telematik Control Unit) oder Headunits eingesetzt. Softing SDE dient hier unter anderem als autarke Programmiereinheit oder als lokaler Diagnosetester, der auch remote angesprochen werden kann.

Cloud

Neben Remotelösungen, die im Idealfall die Verbindungsstrecke zwischen Tester und VCI verlängern, kommt Softing SDE zunehmend in Cloud-Lösungen zum Einsatz. Hier spielt die Skalierbarkeit der Lösung ihre Vorteile voll aus: je nach Einsatzfall kann die Laufzeitumgebung in den Tester integriert, in der Cloud installiert oder auf dem Fahrzeug verfügbar sein. Die Testlösung kann interaktiv durch den Anwender bedient werden oder automatisch in der Cloud laufen, beispielsweise im Sinne eines Fleet-Health-States. Die Grenzen werden hier durch die technischen Randbedingungen gesetzt.

Funktionen

Fahrzeug Schnelltest (Quick Test) inkl. Status-Report
Steuergeräte (ECU) Variantenidentifikation
Fehlerspeicher (DTC) auslesen und löschen
Austausch und (Re-) Programmieren von Steuergeräten (ECU)
Codieren von Steuergeräten (ECUs)
Auslesen und Speichern von Messwerten über Diagnosedienste
Stellglieder setzen und auswerten
Automatisieren von Flashprozessen und Funktionstests (mit und ohne UI)

Einsatz der Softing SDE im Lebenszyklus – flexibel, mobil, automatisiert, plattformunabhängig

Überblick

ODX/OTX Laufzeitsystem

Enorm performant, geringe Systemanforderungen, inklusive UDS, OBD und J1939 Beispiel-Vorlagen.

Die SDE basiert auf dem Diagnose-Grundsystem und ist ein hoch performantes Laufzeitsystem, welches sowohl die Diagnosekommunikation über einzelne Dienste (ODX) als auch komplexe Diagnoseabläufe (OTX) überaus effizient bedient. Die Unterstützung aller gängigen Diagnose-Protokolle und Standards wie UDS, DoIP, J1939, KWP, OBD und D-PDU API sowie die Bussysteme CAN/CAN FD und Ethernet über Vehicle Communication Interfaces (VCI) gehört zum Grundumfang der SDE. Für die ersten Tests steht aber auch eine simulierte Kommunikation über ein virtuelles Interface zur Verfügung. Die SDE ermöglicht in Abhängigkeit vom verwendeten VCI eine parallele Kommunikation mit mehreren Steuergeräten. Dadurch ist beispielsweise das parallele Flashen von Steuergeräten problemlos möglich.

Durch ihre geringen Systemanforderungen und die hohe Performanz ist die Softing SDE nicht nur für den PC-Einsatz, sondern auch für embedded Systeme geeignet. Dazu tragen ebenfalls die Laufzeitformate bei, die je nach gewünschtem Datenprozess zum Einsatz kommen und mit extremen Datenreduktionen aufwarten.

Im Lieferumfang sind Templates und Beispiele für eine noch einfachere und schnellere Verwendung der Diagnose enthalten. Diese Vorlagen enthalten ein Beispielprojekt für UDS on CAN und UDS on IP mit jeweils 3 Beispiel-Steuergeräten sowie Vorlagen für OBD und J1939 welche mit den aktuellen, in den Standards definierten Diensten ausgestatten sind. Diese können bei Bedarf sehr einfach angepasst und erweitert werden.

Anwendungen von Softing SDE

HIL-Integration

Hardware in the Loop-Systeme dienen der Verifikation von Steuergerätefunktionen mit realer Hardware (Device under Test, DuT) und simulierter Umgebung. Dabei wird über die Umgebung ein Stimulus auf den Prüfling gegeben – beispielsweise über eine Sensorsimulation – und die Reaktion gegen die Erwartung geprüft. Durch die Integration der Softing SDE in ein HiL-System ist es möglich, die Diagnose sowohl für den Stimulus als auch zur Überprüfung des Ergebnisses einzusetzen. Stimulus kann z.B. das Ausführen einer Steuergerätroutine sein, die Überprüfung erfolgt dann durch Abfrage von internen Status oder Fehlerspeichereinträgen.

Als Zusatznutzen ermöglicht die Softing SDE auch das Aufspielen neuer Steuergerätesoftware direkt über das HiL-System, ein gesondertes Werkzeug ist nicht nötig.

HiL-Integration der Softing SDE — Einsatz der Softing SDE in der HiL-Integration

Einsatz in der Produktion

In der Produktionslinie eines Fahrzeugherstellers werden häufig für einzelne Bandabschnitte gesonderte Rechner eingesetzt, die wiederum über einen Zentralrechner gesteuert werden. Durch Integration der Softing SDE in diesen Bandabschnittsrechnern können dezentral Diagnoseaufgaben ausgeführt werden – mit oder ohne Interaktion eines Produktionsmitarbeiters. So können beispielsweise in einem Bandabschnitt die Powertrain-ECUs programmiert werden und im nächsten die Fahrwerkssteuergeräte. Die Kontrolle kann über eigene Programme, wie eine Flash-Anwendung, erfolgen, oder durch den Leitrechner über die Remote-Strecke gesteuert werden. Andere Diagnoseaufgaben, beispielsweise die Kodierung, kann über diese Bandabschnittsrechner ebenso erfolgen.

InVehicle

Der Trend geht klar dahin, einen Teil des Diagnosesystems ins Fahrzeug zu verlagern. Dies ermöglicht einerseits eine jederzeit aktuelle Aussage zum Fahrzeugzustand, ermöglicht andererseits aber auch Vorhersagen zu Bauteilen oder einen Remotezugang. Die Softing SDE kann aufgrund ihres schmalen Fußabdrucks und der integrierten starken Datenreduktion bereits heute im Fahrzeug eingesetzt werden. Typisch sind aktuell Anwendungen im Fahrzeug mit Fehlerspeicherzugriffen und zur Programmierung „over the air“ (OTA). Fehlersuchen über den Remote-Zugriff und die Spiegelung von Informationen in die Cloud, zum Beispiel für Qualitätssicherungsmaßnahmen, sind weitere Anwendungsfälle.

Wissenswertes

Freiheit in der Wahl des APIs

Je nach Anwendungsfall ermöglicht Softing SDE den Zugang zur Diagnose über verschiedene APIs. Die SDA (Smart Diagnostic API) bietet eine serviceorientierte Schnittstelle, bei der ganze Diagnosefunktionen, wie zum Beispiel ein Schnelltest des Fahrzeugs, innerhalb der Softing SDE implementiert sind und durch die Anwendung nur ausgeführt und die Ergebnisse verarbeitet werden müssen. Diese remote-fähige API ist einfach zu erlernen und in einigen Werkzeuge integrierbar. Sie erlaubt darüber hinaus die Ausführung von OTX-Sequenzen.

Für Expertensysteme kommt die MVCI-Server API nach ASAM MCD-3D und ISO 22900-3 zum Einsatz. Über sie kann der Entwickler auf alle Daten der ODX-Datenbank zugreifen und Diagnosedienste im Detail parametrieren. In allen Fällen, bei denen nur einige wenige feste Diagnosedienste benötigt werden, wird die D-PDU API eingesetzt. Ihr wird ein hexadezimaler Bytestream übergeben. Die Steuergeräteantworten stehen ebenfalls hexadezimal zur Verfügung. Wissen über das eigentliche Diagnoseprotokoll ist dabei nicht erforderlich.

Diagnose mit hoher Datensicherheit

Die verwendeten ODX-Daten sind mit der Smart Diagnostic Engine sicher verarbeitbar. Bei Bedarf kann die ODX-Datenbank kundenspezifisch verschlüsselt werden, sodass nur freigegebene Benutzer diese Daten verwenden können. Dies ist über eine zusätzliche Lizenzinformation abgesichert und schützt das firmeninterne Wissen vor fremdem Zugriff. Gleiches gilt auch für die OTX-Skripte, die ebenfalls verschlüsselt werden können.

Monitoring für DoIP und paralleler Remote-Zugriff

Softing SDE ist auf die zunehmende Verwendung von Ethernet in der Fahrzeugkommunikation bereits vorbereitet. Es besteht nicht nur die Möglichkeit, die Kommunikation auf bewährten Fahrzeugbussen aufzuzeichnen (Trace), sondern darüber hinaus kann die DoIP-Kommunikation überwacht und ebenfalls aufgezeichnet werden. Der Monitor auf PDU-Ebene inkl. eines effizienten Nachrichtenfilters verbessert die Handhabung bei den Anwendern zusätzlich.

Die Möglichkeit eines Remote-Verbindungsaufbaus ist von Beginn an in der Funktionalität der Smart Diagnostic API berücksichtigt und steht für entsprechende Anwendungsfälle zur Verfügung. Die Anwendung setzt dabei auf verbreitete Standards aus der Netzwerktechnik. Besonders das Multi-Client Szenario für den gleichzeitigen Zugriff von mehreren Applikationen bildet eine Kernanforderung. Softing SDE erkennt und verwaltet gleichzeitige Aufrufe, ohne wichtige Kommunikation mit einem Client zu stören oder zu unterbrechen.

Unterschiedliche Zielplattformen im Lebenszyklus

Die SDE ist in C++ implementiert und kann dadurch für alle heute relevanten Plattformen zur Verfügung gestellt werden (Windows, Linux, Android und iOS). Sie ist damit nicht nur integraler Bestandteil der Windows Applikationen DTS9 (Entwicklungstester) oder Softing TDX (Werkstatttester im After Sales), sondern implementiert auch die Diagnose in Prüfständen oder embedded auf Fahrzeug-TCUs, in Datenloggern oder in Vehicle Communication Interfaces (VCI). Auch mobile Diagnoseanwendungen lassen sich mit der Softing SDE konsistent und ergänzend zu bereits verwendeten Applikationen und Konfigurationen umsetzen.