Model Based Design en automoción
En artículos anteriores se ha mencionado el uso del Model Based Design (MBD) en EEVAM, mostrando ejemplos de su aplicación, por ejemplo, la simulación de bucles de control en el sistema de dirección de un vehículo eléctrico. Pero, ¿qué es el MBD?
MBD es un método que se basa en modelos matemáticos y que utiliza bloques sencillos para representar visualmente un entorno real. Es ampliamente utilizado en el desarrollo de software embebido para sistemas de control complejos.
Además, está basado en el modelo en V, que tratamos en este artículo, que agiliza el desarrollo de productos y reduce el time-to-market. Con este método se puede definir claramente las especificaciones del sistema, verificar los requisitos durante el desarrollo y generar código automáticamente para un prototipado y desarrollo de software rápido.
En industrias dónde la tecnología y la electrónica son una parte vital del producto, como son la industria de la automoción y aeroespacial, se ha incrementado la complejidad de los sistemas de una manera asombrosa en los últimos años.
El MDB se ha implantado en automoción para abordar la complejidad del software y los exigentes requisitos de seguridad, sustituyendo a la metodología tradicional.
En la metodología tradicional, el desarrollo del sistema parte de la definición de requisitos, continúa con la construcción de prototipos físicos y la escritura de código de manera manual para implementar los algoritmos necesarios, tras lo cual se ejecutan las fases de verificación y validación. En estas últimas fases se detectan errores en la implementación, cuando es tarde y costoso corregirlos.
En MBD, tras la definición de requisitos, se elabora un modelo para desarrollar el diseño detallado del sistema. Utilizando las herramientas para MBD, entre las que podemos encontrar Simulink, se realizan simulaciones en todas las fases del desarrollo, ejecutando de manera continua las fases de verificación y validación en cada una de ellas. De esta manera, los errores se corrigen en fases tempranas, a tiempo para evitar retrasos, y reduciendo el coste total del desarrollo. Para las fases de verificación y validación, MBD facilita el uso de métodos Software In the Loop (SIL), Model In the Loop (MIL), Processor In the Loop (PIL) y Hardware In the Loop (HIL), que permiten realizar los test incluso cuando el hardware del sistema no está completo.
Por último, una vez se concluye el diseño, automáticamente se genera el código de producción para programar el sistema. Esto permite al programador abstraerse de la complejidad de lenguajes de programación como C o C++ y diseñar mejores algoritmos de control. En MBD el modelo permanece en el centro del desarrollo, al contrario que en la metodología tradicional, que se centra más en el desarrollo del código que en la funcionalidad del mismo.
Además, el código generado se adapta a requisitos como la eficiencia de la ROM o la RAM, el cumplimiento de normas de seguridad y de AUTOSAR, etc.
La gestión de la calidad y la seguridad funcional son críticas en automoción. Herramientas como Embedded Coder admite la generación de código de acuerdo a varios estándares de seguridad, como la norma ISO 26262.
Como prueba de la implantación del MBD en automoción, en 2021 se anunció la creación del Centro de Ingeniería basada en modelos en automoción de Japón (Japan Automotive Model-Based Engineering center – JAMBE), para contribuir a que la industria automovilística sea más competitiva a nivel internacional mediante la implementación del MBD.
Desde EEVAM llevamos tiempo utilizando MBD en nuestros proyectos junto con nuestros clientes para ayudarles a lograr con éxito el desarrollo de sus vehículos, impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías asociadas al vehículo eléctrico.
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