1. No category

車載情報/制御システム融合時代の
OS プラットフォーム
2014.12.4
エンベデッドプロダクツ事業部
営業部 営業技術課 課長
金子 智範
イーソル株式会社
車載製品開発部 部長
溝口 富久
1
お願い
2
お手元の配布資料の中にアンケートが
ございます。
ご記入が終わりましたら、会場入り口
のスタッフにお渡しください。
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3
サマリ
車載システムに求められるソフトウェアプラットフォームにつ
いて、RTOS プラットフォーム・AUTOSAR を中心に解説。
CarPlay, Android Auto,
Windows in the Car,
Linux…
RTOS
AUTOSAR
Bare-metal
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4
[RTOS] アジェンダ
 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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5
[RTOS] アジェンダ
 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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イーソルの紹介/会社概要
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設立
： 1975年5月 （エルグ株式会社として設立，2001年5月社名変更）
資本金
： 2億6,500万円 （2005年9月変更）
売上高
： 45億円 （2013年12月期）
従業員数
： 360人 （2013年12月期）
事業概要
：
 エンベデッドプロダクツ事業部 （EP事業部）
 組込み向けソフトウェアプロダクトの開発／販売／サポート
 ソリューションエンジニアリング事業部 （SE事業部）
 受託、常駐・派遣によるお客様の組込みシステム開発全般のお手伝い
 ロジスティクスエンジニアリング事業部 （LE事業部）
 主に流通系のコンピュータシステムの開発、製造、サービス
 所在地
： 本社 : 東京都中野区本町１－３２－２ ハーモニータワー
大阪オフィス、福岡オフィス、LE事業部サービスセンター





 参加団体
：
(社)組込みシステム技術協会(JASA) ，T-Engineフォーラム，JasPar， AUTOSAR，JEITA（社団法人
電子情報技術産業協会），SD Card Association，ソニー メモリースティックライセンス,
Multicore Association，スマートコミュニティ・アライアンス （JSCA） , ARM Connected
Community Membership，R-Carコンソーシアム, Xilinx Alliance Program，TI DSPデベロッパー・
ネットワーク, VDM研究会，CIPA （カメラ映像機器工業会），(社)日本物流システム機器協会,
WILLCOMコアモジュールフォーラム 等
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イーソルの紹介/
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ソフト共通化による
コスト削減・開発期間短縮と
システムの信頼性確保を支援
豊富な製品ラインアップと
多くの経験によるノウハウを
ベースに、さまざまなニーズ
に柔軟に対応
Freescale i.MX など
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イーソルの紹介/eT-Kernel 品質保証活動
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 製品品質保証に対するサービスの提供
 eT-Kernelを採用した製品の品質を保証するために必要なデータや
情報を提供
 不具合潜在可能性が高いシステムコールに関する品質情報
 危険な機能を利用しない、危険な機能については十分な対策をとる
 製品で利用されるOS機能に関する品質情報
 機能内で利用するOS資源、メモリ資源に関する情報の提供
 利用する排他資源情報、排他チェックの確認
 OS機能の安全な使い方 – デザインパタン
 アプリケーションの設計情報を元に、アプリケーションを安全に実装する
ために必要な情報の提供
 車載向け製品での要求を取り込んだ製品の提供
 ARMコンパイラのCライブラリに依存しないカーネル
 OSS使用回避
 カーネルとアプリケーションのコード、データ領域を分離
 コンパイラの最適化オプションを変更
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イーソルの紹介/採用実績
車載機器
トヨタ、デンソー、
アイシン・エイ・
ダブリュ、Bosch、
パイオニア、
クラリオン ほか
工業機器
コンシューマ機器
航空・宇宙
JAXA
音響機器
セイコーエプソン、カシオ計算機、オリンパス、
シャープ、パイオニア、任天堂 ほか
理化学機器
研究・学術
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イーソルの紹介/具体的な案件事例の紹介
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 車載電子制御システム – ADAS（先進運転支援システム）
 主な処理構成要素
 車間距離測定（レーダーセンサー処理）
 対象データ：車速情報、車載用ミリ波レーダー
 処理内容： 前方車両との距離算出、車速制御ユニットへの出力
 白線認識（画像処理）、車両認識（画像処理）
 対象データ：車速情報、カメラ入力画像
 処理内容 ：フィルタ処理、エッジ検出、ステアリングユニット への出力
 イーソル提供製品
eBinder for ARM, eT-Kernel Multi-Core Edition, 各種ミドルウェア/ ドライバ
 ヘルスケア製品 –デジタルX線撮影装置など
 案件の特徴
 高速データ処理（高精細画像データ処理）、高速通信（Ethernet）
 リアルタイム制御（イベント管理、時間管理など）
 イーソル提供製品
eBinder for ARM, eT-Kernel Multi-Core Edition
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[RTOS] アジェンダ
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 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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IVI と制御系システムの連携と統合/歴史
2010年
機能(例)
認識＋アラート
（白線認識＋警報）
単機能
2015年
2020年
認識＋制御
（衝突回避）
多認識＋多制御
（高度運転支援）
自動運転
多機能
多機能連携
自立協調機能
ソフトウェア
規模
小規模
大規模
CPU
マイコン
シングルコア
マルチコア
メニーコア
適合OS
OS未使用
or
簡易スケジューラ
リアルタイムOS
マルチコア対応
RTOS
メニーコア対応OS
次世代RTOS
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IVIと制御系システムの連携と統合/求められるOS
2010年
機能(例)
2015年
2020年
認識＋アラート
(白線認識＋警報)
認識＋制御
(衝突回避)
多認識＋多制御
(高度運転支援)
自動運転
単機能
多機能
多機能連携
自立協調機能
S/W規模
小規模
機能安全規格
ISO26262
13
大規模
CPU
マイコン
シングルコア
マルチコア
メニーコア
適合OS
OS未使用
or
簡易スケジューラ
リアルタイムOS
マルチコア対応
RTOS
メニーコア対応OS
次世代 RTOS
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IVIと制御系システムの連携と統合/Why?
・統合ユーザーインターフェース
・コンテンツ管理
・ECU 削減によるコストダウン
・ネットワーク共有
・セーフティ系ECU
・パワートレイン系ECU
・シャシー系ECU
・ボディ系ECU
・カーナビゲーション
・ディスプレイオーディオ
・カーオーディオ
・クラスタメーター
・センターコンソール
・ヘッドアップディスプレイ
・車線／白線認識
・前方監視、標識／信号認識
・ナイトビジョン
・車両周辺監視
・車室内監視（運転者監視）
・運転者認証
・車車間通信ユニット
・車路間通信ユニット
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IVI と制御系システムの連携と統合/連携のイメージ
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[RTOS] アジェンダ
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 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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RTOSにおけるISO26262への対応について
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 ソフトウェアパーティショニング
 時間保護
 メモリ保護
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ISO26262でのソフトウェアパーティショニング
18
 異なるASILのソフトウェアコンポーネント(Part6- 7.4.10)
 異なるASILのソフトウェアが共存する場合で、「エレメントの共存」に
基づく基準を満たさない場合は、もっとも高い ASILに準拠する
 「エレメントの共存」に基づく基準(Part9- 6)
 ソフトウェアコンポーネント間の非干渉性のエビデンスが必要
 ソフトウェアパーティショニング(Part6- 7.4.11)
 コンポーネント間の非干渉性を実現するために、ソフトウェア
パーティショニングを使用する場合は、以下を保証する。
 ソフトウェアパーティショニングの非干渉性が保証されるように、共有リソース
を使用する。
 専用のハードウェア機能または同等の手段によって実現する。
 ソフトウェアパーティショニングを実装するソフトウェアの対象箇所には、ソフ
トウェアパーティショニングに割り当てられたもっとも高いASILを適用する。
 ソフトウェアパーティショニングの検証は、ソフトウェア統合およびテスト中に
実施する。
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ISO26262でのソフトウェアパーティショニング
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 ソフトウェアパーティショニングの非干渉性が保証されるよ
うに、共有リソースを使用
 ソフトウェアパーティション内のタスクは非干渉性は保証しない
 ソフトウェアパーティションは他のパーティションからコードや
データを変更できない（メモリ）
 ソフトウェアパーティションが受け取るサービスは、他のソフト
ウェアパーティションによって影響を受けない（通信）
 ソフトウェアパーティショニングを実装するソフトウェアの
対象箇所には、ソフトウェアパーティショニングに割り当て
られたもっとも高いASILを適用
 通常ソフトウェアパーティショニングはOSがサポートまたは
提供する
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時間保護
 影響要因
 Blocking execution
 Deadlocks
 Livelocks
 Incorrect allocation of execution
 Incorrect synchronization between software elements
 対策例
 Mechanisms such as cyclic execution scheduling
 Fixed priority based scheduling
 Time triggered scheduling
 Monitoring of processor execution time
 Program sequence monitoring and arrival rate monitoring
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メモリ保護
 影響要因
 Corruption of content
 Read or write access to memory allocated to another software
element
 対策例
 Mechanisms such as memory protection, parity bits
 Error-correcting code (ECC)
 Cyclic redundancy check (CRC)
 Redundant storage
 Restricted access to memory
 Static analysis of memory accessing software and static
allocation
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[RTOS] アジェンダ
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 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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順次リリース予定
 機能安全規格の第三者認証を取得予定のeT-Kernelと、機能安全対応開発ツール
などを統合したeT-Kernel Platformは、最終システムの規格適合にかかる工数
とコストを大幅に削減し、エンドユーザに安心を届けます。
特長
 eT-Kernelプラットフォームを用い
た製品開発で必要となる、安全・
適切な使用方法などの情報を提供
 ユーザシステムの安全機構の設計/
実装/検証において必要な、技術情
報を提供
 ユーザシステムの機能安全規格の
認証取得に必要な、イーソル製品
の品質情報を提供
 機能安全への豊富な取り組みによっ
て蓄積されたイーソルのノウハウを
、機能安全対応支援サービスのオプ
ションとして提供、機能安全規格の
認証取得を強力にサポート
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順次リリース予定
 ISO26262構成図における
 Automotive Safety Packageが
Automotive Safety Packageのカバー範囲
対象とするアプリケーション
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25
包括的な機能安全ソリューション
イーソルの総力をもって包括的にお客さまをご支援
 機能安全対応製品
自社製品
パートナー製品
 機能安全コンサル
ティング
 機能安全対応受託
ソフトウェア開発
無駄のない
支援サービスを
ご提供
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[RTOS] アジェンダ
26
 イーソル株式会社の紹介 (プロフィール)
 車載用インフォテイメントと車載電子制御システム
の連携と統合
 リアルタイムOSにおける機能安全規格ISO26262
への対応について
 機能安全規格ISO26262認証取得に向けて
 「堅牢性」および「安全性」の向上について
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「堅牢性」および「安全性」の向上について
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 車載システム向けRTOS要件
 RTOS New Architecture and Technology
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RTOS New Architecture and Technology（1）
 背景
 車載電子制御システムや、産業/FA機器などの「信頼性や安全性」が求めら
れるターゲットシステムにて、複数のシステムの統合化が進んでいる
 複数のシステムの統合化を実現する場合、異なる信頼性/安全性レベルのシ
ステムを統合化する必要がある
 問題点・課題
 信頼性の低いソフトウェアによる、他モジュールの破
壊および、OS自身の破壊によるシステム停止
 信頼性の低いソフトウェアによる、他モジュールへの
干渉により、正しいシステム動作が不可能となる
 マルチコアプロセッサの特性による回避困難な状況の
発生
高い「信頼性/安全性」を実現するための
要件を満たすRTOS技術の開発
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RTOS New Architecture and Technology（2）
 RTOSに求められる要件
 コンポーネント分離/セパレーション
 非干渉設計
 ソフトウェアコンポーネント間の非干渉性を保証
 複数システム統合化に対する考慮
 異なるSIL/ASILが混在可能な統合化システムの実現
 プロテクション/保護技術
 空間保護（メモリ空間）
 モジュール間の不用意なデータ破壊からのシステム保護技術
 時間保護（スケジューリング、デッドライン）
 ハードリアルタイムスケジューリング
 デッドライン保証
 最高優先度での実行が保証されるタスクの実現
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30
RTOS New Architecture and Technology（3）
 コンポーネント分離/セパレーション
「柔硬分離」
コンポーネント分離のための強固な壁を実装
柔らかいS/Wコンポーネント
比較項目
硬いS/Wコンポーネント
一般的な内容
比較項目
一般的な内容
リアルタイム性
ソフトリアルタイム
リアルタイム性
ハードリアルタイム(※1)
アプリケーション規模
大規模
アプリケーション規模
小規模
消費リソース
多い
消費リソース
少ない
対象システム
情報系、グラフィック表
示、マルチメディア
対象システム
制御系、安全系
OS種別
Linux, Android etc.
OS種別
RTOS, AUTOSAR etc.
 複数システムの統合化に対する考慮
 マルチコアプロセッサ上に、仮想的なレイヤを設けて異なるソフトウェア
コンポーネントを同一コア上で動作させ、同時に管理を行う
 マルチコアプロセッサの性能を十分に引き出すためのスケジューリング手法/
技術の開発（公平性アルゴリズムを導入したコア間スピンロック etc.）
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RTOS New Architecture and Technology（4）
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 プロテクション/保護技術（空間保護）
 マルチコアプロセッサを考慮した、他コンポーネントからの不用意なデー
タ破壊を防止するための、コアパーティショニングとカーネルプロテク
ションの実現（ eT-Kernel Multi-Core Edition Memory Partitioning）
 スケジューリング階層毎のパーティショニング機能
 ソフトウェアコンポーネントの信頼性レベルに応じて空間を分け、相互のメモ
リを保護
 プロテクション/保護技術（時間空間保護）
 タスクスケジューラにおけるレディキューの分離
 ハードリアルタイム用とソフトリアルタイム用を分離
 デッドラインスケジューリング
 システムの応答時間の保証を実現
車載電子制御システムの一例
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RTOS New Architecture and Technology（5）
32
 その他の新規技術の開発
 通信保護
 コア間／パーティション間での通信機能
・通信データの保護や通信時のエラー検出が必要
 スモールメモリフットプリント
 システムにて使用する機能／システムコールの取捨選択
 スモール (RTOS) オーバヘッド
 カーネル内共用リソースの管理を効率化
 割り込み禁止時間最小化
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車載情報/制御システム融合時代の
AUTOSAR プラットフォーム
2014.12.4
イーソル株式会社
車載製品開発部 部長
溝口 富久
33
[AUTOSAR] アジェンダ
34
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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[AUTOSAR] アジェンダ
35
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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36
国内でのAUTOSAR導入の状況
 国内でもAUTOSAR導入が加速
 特に車載プラットフォームを構築し、自社のECUに横展開
する流れ
ECUのグローバル調達の流れ
 ECUの多機能化
 アプリケーションのモデル開発の推進
 機能安全対応の要求

 AUTOSAR導入のメリットは？
水平分業
 ソフトウェアの部品化
 機能安全対応との親和性

• 開発工数の削減
• 競争力の向上
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[AUTOSAR] アジェンダ
37
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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38
メリット1：水平分業


競争領域は、多様化するアプリケーションへ
大規模化するソフトウェア

開発期間・検証工数の増大
ECUを構成するソフトウェアの水平分業による
開発期間・検証工数の圧縮
ECU
SWC
・・・サプライヤ
BSW
・・・AUTOSARベンダ
MCAL
・・・半導体ベンダ
Microcontroller
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メリット2：ソフトウェアの部品化
 車種対応を想定したSWC化により、
OEM要求に応じた車種対応を容易にする
 BSW(ベーシックソフトウェア)はOEM
要求に応じた自動生成が可能
BSW
を
自動
生成
システム
記述
(xml)
機能A
機能（SWC）
機能B
機能C
機能D
車種1
○
○
○
○
車種2
○
○
○
×
車種3
○
○
×
×
車種ｎ
・・・
・・・
・・・
・・・
機能A
機能B
機能C
機能D
車種1
機能A
機能B
機能C
車種2
機能A
機能D
車種3
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40
メリット3：機能安全対応との親和性
 AUTOSARでは、ISO26262 Part6 Annex-Dに記載されるプ
ログラム間の問題伝播防止のためのテクニカルな仕様を定義




メモリ保護機能
時間保護機能
通信保護機能
実行監視・プログラムシーケンス監視機能
メモリ保護（AUTOSAR OS機能）
OS Application
SWC
SWC
OS Application
SWC
SWC
OS Application
SWC
RTE
手続きが必要
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[AUTOSAR] アジェンダ
41
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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42
AUTOSAR導入へのアプローチ
未AUTOSAR適用
Step1：AUTOSAR OSの導入
Step2 ： MCALを順次適用
Step3：従来のソフトウェアをアプリと
コンプレックスドライバに分離
Step4：通信部分をAUTOSARモジュール適用
Step5：アプリを機能または安全要求レベルでSWCに分割
Full AUTOSAR適用
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43
AUTOSARの段階的な適用
 適用例
 従来ソフトウェアを１つのSWCとして移植
AUTOSARへの移行イメージ
従来のソフトウェア
レガシーソフトウェア
A機能
B機能
アプリケーション
C機能
SWC
移
植
RTE
D機能
依存部・ミドルウェア
Microcontroller
移
植
OS
Complex
Driver
MCAL
Microcontroller
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44
目的ゴールに向けたAUTOSAR適用
 適用例
 従来ソフトウェアのアプリを機能または安全要求レベル
でSWCに分割するイメージ
従来のソフトウェア
AUTOSARへの移行イメージ
レガシーソフトウェア
A機能
C機能
B機能
移
植
SWC1
SWC2
SWC3
SWC4
RTE
D機能
OS
依存部・ミドルウェア
Microcontroller
移
植
BSW
Complex
Driver
MCAL
Microcontroller
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[AUTOSAR] アジェンダ
45
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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46
AUTOSAR R4.0版製品概要
 製品名
 eSOL ECUSAR Ver.2.0.0
 機能
 ECUコンフィグレータ
名称「eSOL ECUSAR/Config」
 ソースコードジェネレータ 名称「eSOL ECUSAR/BSW」
 拡張プラグイン
名称 「eSOL ECUSAR/Plugin」
.XML
.XML
System
Configuration
Configure
System
System
Configuration
Description
Extract
ECU-Specific
Information
.XML
ECU
Extract of
System
Configuration
サポート範囲
Configure
ECU
.c
.h
.XML
.XLS
ECU
Network
Information
ECU
Configuration
Values
Generate
Configured
Module
Code
Module
Source Code
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47
ECUコンフィグレータ
 コンセプト
 ユーザビリティの高いGUI
 AUTOSAR用語を使用せず設定が可能
 システム設計ツール不要
 設定の不整合や入力範囲エラー表示による設定ミス検出
 ツールで設定する情報
A)
B)
C)
D)
E)
A)
簡易設定ウィザード・・・・必要最小限の設定をクリックのみで設定可能
OS設定
・・・・タスク、割り込み、カウンタ、アラーム、リソースなどの設定
シグナル設定
・・・・PDU、シグナルの送信タイミングや受信イベントの設定
CAN設定
・・・・受信マスク設定やCANフレームとメールボックスの関連付け
通信保護設定
・・・・使用するプロファイルやCRC計算方式などの設定
B)
C)
Ｄ)
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48
ランタイムソフトウェア構成
 AUTOSAR OSおよびRTEはAPコンソーシアム(NCES主催、
センター長:高田広章教授)製ATK2およびA-RTEGENを採用
 イーソル製品として品質を保証し、サポートを提供、外部
認証を取得予定
イーソル開発
モジュール
システム依存
モジュール
（お客様担当）
Application
Libraries
E2E
CRC
RTE
AUTOSAR OS
ATK2
SC1/SC3
(シングルコア)
Communication Services
System Services
TOPPERS開発
モジュール
EcuM
BswM
ComM
ComCl
Complex
Device Drivers
CanSM
Communication Abstraction
CanIf
CanTrcv
Drivers
MCU/PORT/DIO（評価用サンプル）
CanDrv
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[AUTOSAR] アジェンダ
49
 国内でのAUTOSAR導入の動き
 AUTOSAR導入のメリット
 AUTOSAR導入へのアプローチ
 AUTOSAR R4.0版製品概要
 AUTOSAR導入のまとめ
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50
AUTOSAR導入のまとめ
 サプライヤが求めるメリットを享受できる形で実施
 いきなりのフル適用ではなくステップを踏んだ導入も可能
 イーソルはAUTOSAR製品の提供、インテグレーションサポート、
コンサルティングサービス、機能安全対応を含めAUTOSAR導入およびECU開発を
バックアップ
未AUTOSAR適用
Step1：AUTOSAR OSの導入
Step2： MCALを順次適用
Step3：従来のソフトウェアを分離
導入
サポート
Step4：通信部分をAUTOSAR適用
Step5：SWCを順次MCALを順次適用
製品
インテグ
レーション
機能
安全
コンサル
テーション
Full AUTOSAR適用
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総まとめ
51
イーソルは、車載システムのあらゆるレイヤ・機能モジュール
・ECUに対するプラットフォームソリューションをご提供して
います。
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RTOSプラットフォームについてのお問い合わせ先
エンベデッドプロダクツ事業部 営業部
Tel:03-5302-1360
e-mail: [email protected]
AUTOSAR製品についてのお問い合わせ先
新規事業推進室 車載製品担当
Tel:03-5365-1280
e-mail: [email protected]