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車載ソフトウェア開発に必要な開発環境とは車載ソフトウェア開発に必要な開発環境とは

～～IntegrityIntegrity導入によるソフト開発の効率化を目指して～導入によるソフト開発の効率化を目指して～

（株）デンソー

電子プラットフォーム開発部

システム基盤開発室

福田淳一

[email protected]

2012年12月12日 PTC Live Tech Forum 東京 2012

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会社と組織の紹介

社名株式会社デンソー設立 1949年 12月 16日

本社愛知県刈谷市

資本金 1,874 億円

〈単独〉〈連結〉

売上高 2兆 316億円 3兆1,546億円

従業員数 38,323人 126,036人

主要得意先トヨタ自動車(株)殿を始め

国内外カーメーカー

電子プラットフォーム開発部車載電子プラットフォームの企画・開発（論理ｱｰｷﾃｸﾁｬ、ソフトPF、システム開発基盤）

情報通信事業部

走行安全事業部

電子事業部

デバイス事業部

その他

関連事業部

ｺｰﾎﾟﾚｰﾄｾﾝﾀｰｺｰﾎﾟﾚｰﾄｾﾝﾀｰ

技術開発センター技術開発センター

生産推進センター生産推進センター

ﾊﾟﾜﾄﾚｲﾝ機器事業Gr.ﾊﾟﾜﾄﾚｲﾝ機器事業Gr.

電子機器事業Gr.電子機器事業Gr.

情報安全事業Gr.情報安全事業Gr.技術企画部技術企画部

熱事業Gr.熱事業Gr.

電子ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ開発部電子ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ開発部

技術管理部技術管理部

基礎研究所基礎研究所

（2012年3月31日現在）

研究開発1～3部研究開発1～3部

3


1．モビリティ社会と車載系電子システムの動向

2．車載ソフトウェアの課題とツールの必要性

3．Integrity導入の期待効果

4．定着に向けての課題

・お客様への柔軟な対応を目指して

・モデルベース開発への適用

・海外との分散開発環境構築

5．まとめ

本日の発表内容

4


モビリティ社会を取り巻く課題

車の電動化により、家や地域とエネルギー連携スマートグリッド、マイクログリッド

インフラ協調（車車、路車）による半自動運転

常時接続により、IT・クラウドサービス活用

車の利用スタイルの変化カーシェアリング、マルチモーダル

車の電動化により、家や地域とエネルギー連携スマートグリッド、マイクログリッド

インフラ協調（車車、路車）による半自動運転

常時接続により、IT・クラウドサービス活用

車の利用スタイルの変化カーシェアリング、マルチモーダル

将来社会将来社会

交通事故ゼロ社会の実現

衝突安全～予防安全～運転支援

普及のための既存製品の低コスト化と更なる先進安全装備の開発

交通事故ゼロ社会の実現

衝突安全～予防安全～運転支援

普及のための既存製品の低コスト化と更なる先進安全装備の開発

交通安全交通安全

地球にやさしい環境作りへの貢献

温暖化防止に向けたＣＯ２排出量低減、燃費改善、エネルギー多様化

電動化（ハイブリッド、PHV、EV）エンジン → モータへの変化

地球にやさしい環境作りへの貢献

温暖化防止に向けたＣＯ２排出量低減、燃費改善、エネルギー多様化

電動化（ハイブリッド、PHV、EV）エンジン → モータへの変化

地球環境地球環境

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カーエレクトロニクスの歴史と分野

20101970 1980 1990 2000

●半導体●マイコン ●高密度実装

●システムオンSi

●デジタル化●ネットワーク化●ソフトウェア化

分散化統合化

環境

安全

快適

利便

●排ガス対策 ●燃費向上

●ITS

オルタネータ

燃料噴射制御リーンバーン

直噴

自動課金システム

●快適性向上

●情報通信化

●安全性追求

カーエアコンオートエアコン

ナビ自動車電話

VICS ATIS

ABS エアバック VSC ACC

ASV

イグナイタ

ICレギュレータ点火時期制御

エンジン制御空気圧警報配光制御

ナイトビジョン

GPSナビ

エアサス制御

車高制御

VVT ハイブリッド

by ワイヤ

DSRC

イモビライゼーション

製品動向製品動向製品動向

●メカニカル制御→エレクトロニクス化

支える技術支える技術支える技術

●オプトエレクトロニクスIC LSI ASIC

・カーナビゲーションシステム・自動車電話・ETCシステム・オーディオシステム

情報通信情報通信情報通信

・パワーステアリング制御システム・電子制御ブレーキシステム

・運転支援システム

シャーシ制御シャーシ制御シャーシ制御

・エアコンシステム・エアバッグシステム・スマートエントリ・セキュリティシステム

ボデー制御ボデー制御ボデー制御

・エンジン制御システム－ガソリンエンジン制御－ディーゼルエンジン制御

・トランスミッション制御システム

パワートレイン制御パワートレイン制御パワートレイン制御

PHV,EV

ISS

PCS 衝突回避

インフラ協調

WiFi

●SiC

車載システムの高度化に伴いカーエレクトロニクスの重要性は高まる一方車載システムの高度化に伴いカーエレクトロニクスの重要性は高まる一方

2020

ｽﾏｰﾄｸﾞﾘｯﾄﾞ

インフラ協調

限定自動運転

●PF化

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車載電子システム規模の推移

世の中の予測では、2015年に１億行レクサスLS460は、1700万行（ナビを除いて700万行）

世の中の予測では、2015年に１億行レクサスLS460は、1700万行（ナビを除いて700万行）

注：表中に該当するOEM名とデータの出所を明記（）内がデータの出所出所：記事検索、BCGデータベース及び分析

コー

ド行

数

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

GM(eWeek）

（日経エレクトロニクス）日産

GM(eWeek）（日経金融新聞）

GM(eWeek）（Ward' Auro

World）

（ECN)

DC(BCGデータ）

DC(BCGデータ）

DC(BCGデータ）

DC(BCGデータ）

DC(BCG

データ）

トヨタ（日経産業新聞）（Ward' Auro World）

日産（日経エレクトロニクス）

DC(BCG

データ）

（日経ビジネス）

DC(BCGデータ）

2015

１億行

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車両内ネットワーク

Control System : （中速～高速） CAN、FlexRayBody System : （低速） CAN、BEAN、LINInfo. System : （高速） MOST、IEEE1394

FrontECURight

LaserRadarSensor

FrontECULeft

Auto CruiseECU

EngineECU

ChassisECU

OccupantsDetectionSensor

Roll OverSensor

Air Bag

ClusterECU

Gate Way ECU

CombinationSW

Audio &Climate Control

Panel

Steering Lock ECU

Seat

Rear SW

IntegratedBody ECU

Rear ECU

RL DoorECU

RR DoorECU

P DoorECU

D DoorECU

Display &Display ECU

TV & AudioTurner

Digital Audio

Body System

Control System

Info. System

代表的な車載通信プロトコル代表的な車載通信プロトコル代表的な車載通信プロトコル

要求される通信速度に応じた三系統のネットワーク化、常時接続が進む⇒電子システムの複雑度は上がる

要求される通信速度に応じた三系統のネットワーク化、常時接続が進む⇒電子システムの複雑度は上がる

インフラ

8


ネットワーク

通信バス経由のECU間リソース共有

アクセス

通信バス経由の変数情報の交換

1990 2005 2008 201x

車載電子システムの変遷

独立制御車両ｼｽﾃﾑのｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄ化

＋インフラ統合

インテグレートオンデマンド

ユーザのニーズ、車の状況に自律的に反応

ネットワークアプリの協調・統合

スタンドアロン

運動制御統合システム

ドアロック制御 → セキュリティ統合制御 → ネットワークセキュリティ統合制御

エンジン制御 → 車両運動統合制御 → 運転支援統合制御

ECUシステムECUECUシステムシステム

制御動向制御動向制御動向

車両統合システム

プロセシングデータ通信ネットワークシステムアプリケーション統合自律協調システム

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5．まとめ


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車載ソフトウェアが抱える課題

『人月の神話』The Mythical Man-Month: Essays on Software Engineering

フレデリック・P・ブルックス Jr.1975年著

「ソフトウェア開発やプロジェクト管理がなぜ、こんなに難しいのか？」「なぜ、進歩しないのか？」ブルックスは、次の4つの理由を挙げています。

– プログラムは、規模が非常に大きい

– ソフトウェアは、目に見えない

– プログラムは、簡単に変更できる

– 制約となる自然界の法則がなく、自由

に作れる(原著発行20周年記念増訂版)表紙

山浦恒央東海大学大学院組込み技術研究科准教授（工学博士）による解説

http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0811/18/news151.html

銀の弾丸はない

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複雑さが問題を引き起こす

出典： TNI Software資料

要素と、単一部品との依存性のみの場合...

... 2個の部品間となると ...

... 多数が相互に依存度をもつと

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大規模構造物に必要となる要素

Process

Methods

Tools

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5．まとめ


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大規模ソフト開発に必要なツールの種類

要件から全成果物のトレーサビリティを管理するツールが必須となってきた

ソフト詳細設計ソフトコンポテスト

ソフト構成設計ソフト結合テスト

要件定義 ECUテスト

プログラミング

機能1機能2機能3

ソフト仕様書

ソフト構成設計書

ソフトプラットフォーム

ソフト部品A

ソフト部品B

ソフト部品C

V1.0

V1.1V1.2

V1.0V1.1

V1.3

V1.2

V1.3

V1.0

V1.1V1.2

V1.0V1.1

ソフト詳細設計書

プログラム

V1.0V1.1

V1.2

V1.0V1.1

V1.3

V1.4V1.5

V1.2V1.3

V1.4

3 2 5

要件定義ツール

構造設計ツール

詳細設計ツール

エンジニアリング系管理系ツール

プログラミングツール

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3-5 item definition

3-6 Initiation of the safety lifecycle3-7 Hazard analysis and risk assessment

3-8 Functional safety concept

3.コンセプト4-5 Initiation of product development at the system level

4-6 Specification of the technical safety requirements

4-7 System design

4.製品開発：システム4-11 Release for prodcution

4-10 Functional safety assessment

4-9 Safety valication

4-8 Item integration and testing

7-5 Production

7-6 Operation, Service and decommissioning

7.生産・市場対応

6-5 Initiation of product development at the software level

6-6 Specification of software safety requirements

6-7 Software architectural design

6-8 Software unit design and implementation

6.製品開発：ソフト

6-9 Software unit testing

6-10 Software integration and testing

6-11 Software verification

5-5 Initiation of product development at the hardware level

5-6 Specification of hardware safety requirements

5-7 Hardware design

5-8 Hardware architectural metrics

5.製品開発：ハード

5-9 Evaluation of violation of the safety goal due to random HW failures

5-10 Hardware integration and testing

2.マネージメント

2-7 Safety managemnet after release for production2-6 Safety management during item develoopment2-5 Overall safety management

8-5 Interfaces within distributed developments

8-6 Overall management of safety requirements

8-7 Configuration management

8-8 Change management

8-9 Verification

8-10 Documentation

8-11 Qualification of software tools

8-12 Qualification of software components

8-13 Qualification of hardware components

8-14 Proven in use argument

8.支援

9.安全分析9-5 Requirements decomposition with respect to ASIL tailoring

9-6 Criteria for coexistence of elements9-7 Analysis of dependenet failures

9-8 Safety analysis

10.ガイドライン

1.用語

Automotive-SPICEの

プロセス範囲

ISO26262 機能安全規格

出典：日本IBM社資料

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システム・ソフト開発における機能安全対応

機能安全対応の参照プロセスとしてAutomotive SPICEを適用することは適切。

「要件管理」「構成・変更管理」「トレーサビリティ管理」を全て含んでいる。

出典：KUGLER MAAB CIE社資料

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成果物管理ツール選定

領域

PLM系 ALM系

PTC PTC IBM 参考

SERENA参考

Microsoft

電子系システム

ハードウェア

ソフトウェア

仕様

設計

実装

テスト

Inte

grity

PV

CS

VS

S

Win

dchi

ll

DO

OR

SR

TC

QM

PLM ： Product Lifecycle ManagementALM ： Application Lifecycle ManagementPLM/ALMツールのカバー範囲

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トレース

影響分析

ノード同士でトレースを確立することが可能⇒ファイル間の追跡効率がUP

ノードを変更した場合、下位にあるノードに要検討フラグ表示⇒影響分析のモレヌケを防ぐことが可能

仕様書

要件1

要件2

テスト成績書

テストケース1

テストケース2

トレース

要検討フラグ変更発生

管理すべき事項 (機能安全ISO26262より)

■要件間のトレーサビリティ（上位要求⇔下位要求、要求⇔テスト）

１２６の成果物

要件間の

トレーサビリティ

要件間のトレーサビリティや影響解析を手作業で確認することは困難・・・

■影響しあう要件の解析

Integrity

ドラッグ＆ドロップでトレースを構築

影響解析を支援

出典：日本IBM社資料

Integrityによるトレース管理と影響分析機能の実現

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マネージャ開発者

Integrity依頼

受け取り

完了・データ格納

ワーク

スペース

構成管理・変更管理

作業

安全活動に対する説明責任を要求・成果物の構成管理・成果物の変更管理

安全管理者の変更承認が必要変更理由と変更対象成果物の関連保持・・・

１２６の成果物を

すべての構成管理・変更管理

変更管理支援

成果物の構成管理

進捗の可視化Excelでの

手作業の

変更管理

ネットワーク上での管理

現状の管理方法では不十分かつ工数大

構成管理：作業成果物をすべて格納変更管理：変更作業をツールが自動記録⇒作業のタスクもれのチェックが簡単に可能

IBM資料より引用

Integrityによる構成管理・変更管理の実現

Integrity管理すべき事項 (機能安全ISO26262より)

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機能安全（ISO26262）ツール認証

2011年6月に取得

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5．まとめ


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お客様に対する柔軟な対応を目指して

要件データの標準規格RIF/Req IF

コンバータ拡張の口

IIP

DOORS

Team Center

独自

Word

Integrity

接続部

Gateway

お客様のツール

Excel Excel Importer

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企業間の文書インタフェースに関する標準化活動

ReqIF（OMG） RIF（HIS）

http://www.omg.org/spec/ReqIF/ http://www.automotive-his.de/rif/doku.php?id=welcomeeng

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manual C-code development

model based development

architectural development

models forsoftware architecture,

functional network, hardware topology

implementation model

functional behavior model

車載ソフトウェア開発スタイルの変化

出典：dSPACE社資料

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モデルベース開発への適用：Matlab Integration

http://www.mks.com/images/ModelingScreenshot.png

Matlab Integration機能によりSimulinkモデルを参照することが可能

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Server

グローバル開発環境の目指す姿

DENSO JP 海外拠点Client

グローバルで同一プロセス適用により、品質確保

アクセス権を一元管理しセキュリティを確保

仮想的な一つのサーバにより、役割分担の柔軟性を確保

Windows Server

Oracle

Integrity

SolutionProcess

Application

RDB

OSOS

Integrity

RDB

Solution

ロケーションに依存しない一元的な環境を構築

Client

FSA

差分のみ同期

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5．まとめ


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PTCユーザ会の発足

目的

• ノウハウの共有

• 機能拡張要求を日本ワンボイスに

初期メンバー

• 組込みソフト業界でのIntegrity既存ユーザ

日程

• 12/12/12 準備委員会（本日）

• 13/4月正式発足

日本全体で、Integrityの有効利用を活性化させていきます本活動にご興味のある方は、PTCへお問い合わせ下さい

PTC Integrity Technical Committee 発足に向け、本日、準備委員会が設置されます

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ご清聴ありがとうございました

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