Architecture et processus de développement permettant la mise à jour dynamique de systèmes embarqués automobiles

Architecture and Development Process for Dynamic Updates within Automotive Embedded Systems

• Auteur / Autrice : Hélène Martorell
• Direction : Jean-Charles Fabre, Matthieu Roy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et systèmes embarqués
• Date : Soutenance le 09/12/2014
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)

Mots clés

Mots clés libres

Mise à jour

Automobile

Système Embarqué

Temps-Réel

Update

Automotive

Embedded System

Real-Time

Résumé

Dans le contexte automobile actuel, le standard pour les calculateurs enfouis est AUTOSAR. L'un des inconvénients majeurs de cette architecture est son manque de flexibilité. Cependant, les mises à jour et la personnalisation des systèmes embarqués sont de plus en plus, non seulement plébiscités, mais également nécessaires. En effet, la complexité grandissante des systèmes exige à présent de déployer des moyens supplémentaires pour permettre leur maintenance et leur évolution de manière plus aisée. Ainsi, partant de ces constats, ce travail étudie les possibilités de faire des mises à jour dans le contexte d'AUTOSAR. Les modifications nécessaires se retrouvent non seulement dans l'architecture, mais également au sein du processus de développement et des considérations temps-réel. Tous ces aspects sont donc regardés en détails pour permettre les mises à jour partielles dans le cadre du standard AUTOSAR. Cette thèse décrit donc le processus de développement logiciel AUTOSAR et propose certaines améliorations mises en place au cours de ce travail. Un certain nombre de concepts sont également définis, afin d'aménager des espaces d'adaptation logiciels. Ces espaces sont ensuite utilisés pour intégrer des mises à jour partielles dans le calculateur embarqué. Le processus de développement est également modifié pour intégrer ces concepts ainsi que les mécanismes nécessaires à la mise à jour. Les aspects temps-réel concernant la mise à jour partielle dans les systèmes embarqués automobiles sont également traités ici. Un modèle de tâches approprié est mis en place dans le cadre d'AUTOSAR. De plus l'analyse de sensibilité est utilisée spécifiquement pour déterminer la flexibilité disponible dans un système donné. Les aspects d'implémentation sont également détaillés. En particulier, la création de mises à jour dans un contexte donné, la gestion des différentes versions possibles pour une application, l'utilisation et l'écriture dans la mémoire embarquée et enfin, les moyens nécessaires à la prise en compte des aspects de sûreté de fonctionnement. Pour terminer, tous les concepts développés dans ce travail sont appliqués à une preuve de concept reposant sur une application embarquée fournie par Renault. L'approche proposée est donc appliquée de manière pratique.

Currently the standard for embedded ECUs (Electronic Control Unit) in the automotive industry is AUTOSAR. One of the drawbacks of this architecture lies in its lack of flexibility. However, updates and customization of embedded systems are increasingly demanded and necessary. Indeed, systems are more and more complex and therefore require new methods and means to ease maintenance. Thus, from these observations, we study the possibilities for updates and resulting modifications (both on an architectural level and within the development process, and from a real-time point of view) in order to integrate within the AUTOSAR standard partial updates. This PhD thesis describes the software development process in an AUTOSAR context with a number of improvement we designed in this work. We also define concepts that allow to introduce placeholders for further updates within the embedded ECU. The development process has to be subsequently modified for integrating spaces for the updates along with the necessary mechanisms. Real-time problematic regarding partial updates in automotive systems is also considered here. In particular, we deal with sensitivity analysis that helps determine flexibility within the system. A number of implementation aspects are also detailed. In particular, the creation of the updates, versions management, use of embedded memory and dependability. All these concepts are finally applied on a proof of concept using an embedded application from Renault. We present here in details how the proposed approach can be used in practice.