例：CAN

仮想 ECU

出力回路モデルコア内インターフェース

コア外インターフェース

仮想マイコン

仮想 ECU の外側には MODELISAR の FMI や VDA FAT-AK30 のライブラリなどが考えられる

2012/12/21

109 109

６．１モデル間インタフェースの分類（２）

◆コア内インタフェース

・マイコンコアモデルとマイコンペリフェラルモデルとの間のインタフェース

・標準推奨仕様 → SystemC/TLM2.0インタフェース

◆コア外インタフェース

・マイコン外部のモデルとのインタフェース

・DI、DO、AI、AO、PWM

・通信（シリアル、CAN、LIN、FlexRayなど）

2012/12/21

110 110

６．２モデル間インタフェース仕様検討時の留意点

◆期待すること

・個別モデルの組合せ接続が可能なモデル間インターフェース仕様が望ましい

・シミュレータが異なっても共通に使えるモデル間インタフェース仕様が望ましい

◆仕様検討時の留意点

・既存の標準仕様やデファクト仕様は極力活用する。

→ コア内インタフェースには、 SystemC/TLM2.0 を適用する。

・時間精度と処理速度や開発工数はトレードオフの関係にあるので、両立が困

難な場合には、種別を定義し、ユーザが選択できるようにする。

→ 本 WG では、 CAN 通信インタフェースモデルについては、以下の２種を検討処理速度優先の「メッセージレベル」

時間精度優先の「ビットレベル」

・ソフトウェアとの間のインタフェースや、試験シナリオなどユーザインタフェース

についても標準化を考慮する。

2012/12/21

111 111

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

（ＴLMインタフェース）

◆概要

・マイコン内部のモデル間インタフェースに関する標準化は、すでにツール業界主導で推進され、 TLM インタフェース (TLM2.0) として制定されている。

・既存の標準仕様やデファクト仕様は極力活用するべきであり、本 WG においてもコア内インタフェースには、 TLM インタフェース (TLM2.0) の適用を推奨する。

◆ TLM の経緯

・ 2005/6 TLM 1.0 transaction-level modeling standard リリース

・ 2008/6 TLM 2.0.0 TLM-2.0.0 library リリース

・ 2009/7 TLM-2.0 LRM リリース。 TLM-2.0.1 library リリース

・ 2012/1 IEEE 1666–2011 standard for Standard SystemC LRM の中に TLM2.0 は包含されてリリース

・ 2012/7 ASI (Accellera System Initiative) SystemC 2.3 で公開リリース

2012/12/21

112 112

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

（ＴLMインタフェース）

◆ TLM の特徴

・データ転送を PIN I/F で行わず、関数コールにより表現する。

効果

- シミュレーション高速化

- バス仕様によらない共通の関数表現

・通常転送は以下の 2 種類を使用する。

• blocking transport I/F (b_transport)

• 高速モデルで使用される。 (SW 開発向け )

• non blocking transport I/F (nb_transport_fw, nb_transport_bw)

• 時間精度モデルにおいて使用される。 ( 性能見積もり )

・高速なメモリアクセスには direct memory I/F (DMI) が使用される。

・時刻を進めないアクセスにおいては debug transport I/F(transport_dbg) が使

用される。

2012/12/21

113 113

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

（ＴLMインタフェース）

◆ TLM の記述例

Blocking transport I/F Non-blocking transport I/F

ATAL-3 ATAL-1

LT (Loosely Timed) AT (Approximately Timed)

出典：

IEEE 1666–2011 standard for Standard SystemC LRM

Initiator（マスタ）からTarget(スレーブ)に転送

開始時にTargetでの消費時間がわかる

Initiator（マスタ）からTarget(スレーブ)に転送

後、TargetからInitiatorにレスポンスされるタイミングが、時間経過しないとわからない。

2012/12/21

114 114

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

◆背景

・マイコン外部のモデル間インタフェースに関する標準化は、一般化が困難であり、未だ標準化されていない。

・本WGでは、自動車制御用途で利用頻度が高い通信インタフェースのモデルの標準化を検討する方針とし、その第１ステップとして、CANバスインタフェースに取り組むこととした。

CANバスインタフェースは複数ECU間の通信に広く利用されており、サプライヤの異なる複数ECUモデルの接続を容易にするためにも、標準化が望ましい。

⇒ 本WGで審議した標準推奨のCANバスインタフェースモデルの名称は、以下とした。

「vECU-CANバスモデル」

2012/12/21

115 115

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

名称 vECU-CANﾊﾞｽﾓﾃﾞﾙ_ﾒｯｾｰｼﾞﾚﾍﾞﾙ vECU-CANﾊﾞｽﾓﾃﾞﾙ_ﾋﾞｯﾄﾚﾍﾞﾙ

特徴高速版高精度版

概要図

タイミング精度

要求機能・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾒｯｾｰｼﾞ単位で制御・CAN2.0b準拠

・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾋﾞｯﾄ単位で制御ユースケース

・仮想車1台シミュレーション

・ソフトウェア機能検証

・フォールト注入（メッセージレベルタイミング）

・CANバス競合動作評価

・フォールト注入（ビットレベルタイミング）

ﾏｲｺﾝﾓﾃﾞﾙ

CPU CAN

Tx

値受け渡し

Rx

値受け渡し

ECU 1

ﾏｲｺﾝﾓﾃﾞﾙ

CPU CAN

ECU n

・・・

CAN

バスメッセージレベル転送

Tx Rx

ﾒｯｾｰｼﾞﾚﾍﾞﾙ

ﾏｲｺﾝﾓﾃﾞﾙ

CPU CAN

Tx

値受け渡し

Rx

値受け渡し

ECU 1

ﾏｲｺﾝﾓﾃﾞﾙ

CPU CAN

ECU n

・・・

CAN

バスビットレベル転送

Tx Rx

ﾋﾞｯﾄﾚﾍﾞﾙ

◆ vECU-CAN バスモデルの概要

・ユースケースに応じて使い分けられるよう、２種のタイミング精度のモデルを定義した。

2012/12/21

116 116

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

◆ CAN バスと複数 ECU との同期化制御

・CAN バスにフォーカスした場合の複数ECU協調シミュレーションの構成を以下に示す。

・CANバスモデルおよびその他のモデルとの同期化制御は、協調シミュレーション同期マスタスケジューラによって行われる。

低速CANバスモデル

ECU ｼﾐｭﾚｰﾀ ECU ｼﾐｭﾚｰﾀ ECU ｼﾐｭﾚｰﾀ ECU ｼﾐｭﾚｰﾀ

協調シミュレーション同期マスタスケジューラ

（マスタースケジューラ）

データ同期（マスタ）

データ同期

CANバス時間調停

低速

CAN

ﾊﾞｽ用データ同期

CAN

バス時間調停

高速CANバスモデル

高速

CAN

ﾊﾞｽ用

シグナルI/F シグナルI/F

その他の通信ﾊﾞｽ用ﾃﾞｰﾀ同期

通信バス調停

ﾃﾞｰﾀ同期

プラント連携用

2012/12/21

117 117

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

◆周辺モデル付SILSとは

SPILSではターゲットオブジェクトをシミュレートするが、周辺モデル付SILSではシミュレーション実行PCのオブジェクトであるX86オブジェクトで実行する。周辺モデルとはマイコン内の周辺機構（タイマ、ADC、PWM、CANなど）のモデルを指す。

また、周辺モデルおよび標準基盤ソフトモデルは、ターゲットマイコンとは非依存の標準化を図る。

（ISSレス）

ペリフェラル標準HWモデル

（ATAL1）

標準ドライバモデル-x86

周辺モデル付SILS

プラントモデル

回路モデル

アプリソフト

（X86オブジェクト）

標準OSﾓﾃﾞﾙ

-x86

標準入出力サービスモデル-x86

2012/12/21

118 118

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

◆SPILSおよびSILSとの比較

SPILSとの比較 SILSとの比較

メリットマイコンコア（プロセッサ）モデルあるいはISSが不要なので、

・マイコンモデル開発工数が省略できる

・シミュレーション処理実行速度が速い

・周辺モデルが付いているので、SPILSで構成した他のマイコンモデルやECUモデルと接続できる

・プロセッサ命令実行時間やイベント割込などをシミュレーションできる

（ただしプロセッサ命令実行時間の時間精度は低い。時間精度レベル：ATAL-1）

デメリット・Cソースコードの検証はできるが、ターゲットオブジェクトの検証はできない。

・マイコン非依存部の検証はできるが、

マイコン依存部の検証はできない。

・周辺モデル付SILS用に基盤ソフトを開発

し組み込む必要がある（SILSはシミュ

レータツールによる周期起動）

2012/12/21

119 119

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

◆周辺モデル付SILS の用途

周辺モデル付SILS は以下の用途に利用できると考えられる。

（１）複数マイコンや複数ECUの検証において、搭載オブジェクトコードの検証対象以外の、副次的なマイコンやECUの簡易モデルを作成するのに利用できる。

例１：サブマイコンのモデル化

サブマイコンのマイコンモデルが提供されなくとも、サブマイコンの機能を周辺モデル付SILS上で構築する。検証対象のメインマイコンはSPILS上で構築する。両者を接続し、ECUモデルとして作り上げる。

例２：複数ECUシステムにおいて、検証対象のメインECUはSPILS上で構築

する。副次的なECUは、もちろんSPILS上で構築してもよいが、マイコンモ

デルが提供されなくても、同ECUの機能を周辺モデル付SILS上で構築す

る。これらのECUモデルを接続し、複数ECUシステムとして作り上げる。

2012/12/21

120 120

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

Ｂ社マイコン

（ISSレス）

ペリフェラル標準HWモデル

（ATAL1）

標準ドライバモデル-x86

ISS-a

ペリフェラル対象HWモデル-a

アプリソフト周辺モデル付SILS

SPILS

プラントモデル

回路モデル

-a

プラントモデル

回路モデル

通信インターフェース

（標準化）

Ａ社マイコン

周辺モデル付SILS （マイコンによらず共通）ＳＰＩＬＳ（マイコン毎に異なる）

◆標準基盤ソフトモデル（OS、入出力サービス、ドライバ）および周辺モデルの標準化とメリット

ユーザへのメリット

標準ドライバモデルにより、周辺モデル付SILSのペリフェラルプログラミングモデルを標準化できる。

標準OSモデル、標準入出力サービスモデルにより、アプリソフトの搭載を容易にする。

仮想ECU環境開発者へのメリット

OS、入出力サービス、ドライバのモデルの標準化により、１種類開発すれば済む

標準化

基盤ソフトアプリソフト

（X86オブジェクト）

標準OSﾓﾃﾞﾙ

-x86

標準入出力サービスモデル-x86

vECU-a

ドキュメント内仮想ECU活用のためのユーザ導入検討支援ガイド (ページ 108-122)

仮想 ECU

仮想マイコン

仮想 ECU の外側には MODELISAR の FMI や VDA FAT-AK30 のライブラリなどが考えられる

109 109

６．１ モデル間インタフェースの分類（２）

◆コア内インタフェース

・マイコンコアモデルとマイコンペリフェラルモデルとの間のインタフェース

・標準推奨仕様 → SystemC/TLM2.0インタフェース

◆コア外インタフェース

・マイコン外部のモデルとのインタフェース

・DI、DO、AI、AO、PWM

・通信（シリアル、CAN、LIN、FlexRayなど）

110 110

６．２ モデル間インタフェース仕様検討時の留意点

◆期待すること

・個別モデルの組合せ接続が可能なモデル間インターフェース仕様が望ましい

・シミュレータが異なっても共通に使えるモデル間インタフェース仕様が望ましい

◆仕様検討時の留意点

・既存の標準仕様やデファクト仕様は極力活用する。

→ コア内インタフェースには、 SystemC/TLM2.0 を適用する。

・時間精度と処理速度や開発工数はトレードオフの関係にあるので、 両立が 困

難な場合には、種別を定義し、ユーザが選択できるようにする。

→ 本 WG では、 CAN 通信インタフェースモデルについては、以下の２種を検討 処理速度優先の「メッセージレベル」

時間精度優先の「ビットレベル」

・ソフトウェアとの間のインタフェースや、試験シナリオなどユーザインタフェース

についても標準化を考慮する。

111 111

６．３ マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

◆概要

・マイコン内部のモデル間インタフェースに関する標準化は、すでにツール業界 主導で推進され、 TLM インタフェース (TLM2.0) として制定されている。

・既存の標準仕様やデファクト仕様は極力活用するべきであり、本 WG におい てもコア内インタフェースには、 TLM インタフェース (TLM2.0) の適用を推奨する。

◆ TLM の経緯

・ 2005/6 TLM 1.0 transaction-level modeling standard リリース

・ 2008/6 TLM 2.0.0 TLM-2.0.0 library リリース

・ 2009/7 TLM-2.0 LRM リリース。 TLM-2.0.1 library リリース

・ 2012/1 IEEE 1666–2011 standard for Standard SystemC LRM の中に TLM2.0 は包含されてリリース

・ 2012/7 ASI (Accellera System Initiative) SystemC 2.3 で公開リリース

112 112

６．３ マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

◆ TLM の特徴

・データ転送を PIN I/F で行わず、関数コールにより表現する。

効果

- シミュレーション高速化

- バス仕様によらない共通の関数表現

・通常転送は以下の 2 種類を使用する。

• blocking transport I/F (b_transport)

• 高速モデルで使用される。 (SW 開発向け )

• non blocking transport I/F (nb_transport_fw, nb_transport_bw)

• 時間精度モデルにおいて使用される。 ( 性能見積もり )

・高速なメモリアクセスには direct memory I/F (DMI) が使用される。

・時刻を進めないアクセスにおいては debug transport I/F(transport_dbg) が使

用される。

113 113

６．３ マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

◆ TLM の記述例

Blocking transport I/F Non-blocking transport I/F

ATAL-3 ATAL-1

LT (Loosely Timed) AT (Approximately Timed)

IEEE 1666–2011 standard for Standard SystemC LRM

Initiator（マスタ）からTarget(スレーブ)に転送

Initiator（マスタ）からTarget(スレーブ)に転送

114 114

６．４ マイコン外部との通信インタフェースの標準化

◆背景

・マイコン外部のモデル間インタフェースに関する標準化は、一般化が困難であ り、未だ標準化されていない。

・本WGでは、自動車制御用途で利用頻度が高い通信インタフェースのモデルの 標準化を検討する方針とし、その第１ステップとして、CANバスインタフェース に取り組むこととした。

CANバスインタフェースは複数ECU間の通信に広く利用されており、サプライ ヤの異なる複数ECUモデルの接続を容易にするためにも、標準化が望まし い。

⇒ 本WGで審議した標準推奨のCANバスインタフェースモデルの名称は、以下 とした。

「vECU-CANバスモデル」

115 115

６．４ マイコン外部との通信インタフェースの標準化

名称 vECU-CANﾊﾞｽﾓﾃﾞﾙ_ﾒｯｾｰｼﾞﾚﾍﾞﾙ vECU-CANﾊﾞｽﾓﾃﾞﾙ_ﾋﾞｯﾄﾚﾍﾞﾙ

特徴 高速版 高精度版

概要図

タイミング精度

要求機能 ・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾒｯｾｰｼﾞ単位で制御 ・CAN2.0b準拠

・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾋﾞｯﾄ単位で制御 ユースケース

CPU CAN

Tx

６．１モデル間インタフェースの分類（２）

６．２モデル間インタフェース仕様検討時の留意点

・時間精度と処理速度や開発工数はトレードオフの関係にあるので、両立が困

→ 本 WG では、 CAN 通信インタフェースモデルについては、以下の２種を検討処理速度優先の「メッセージレベル」

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

・マイコン内部のモデル間インタフェースに関する標準化は、すでにツール業界主導で推進され、 TLM インタフェース (TLM2.0) として制定されている。

・既存の標準仕様やデファクト仕様は極力活用するべきであり、本 WG においてもコア内インタフェースには、 TLM インタフェース (TLM2.0) の適用を推奨する。

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

６．３マイコン内部のモデル間インタフェースの標準化

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

・マイコン外部のモデル間インタフェースに関する標準化は、一般化が困難であり、未だ標準化されていない。

・本WGでは、自動車制御用途で利用頻度が高い通信インタフェースのモデルの標準化を検討する方針とし、その第１ステップとして、CANバスインタフェースに取り組むこととした。

CANバスインタフェースは複数ECU間の通信に広く利用されており、サプライヤの異なる複数ECUモデルの接続を容易にするためにも、標準化が望ましい。

⇒ 本WGで審議した標準推奨のCANバスインタフェースモデルの名称は、以下とした。

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

特徴高速版高精度版

要求機能・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾒｯｾｰｼﾞ単位で制御・CAN2.0b準拠

・ｱｰﾋﾞﾄﾚｰｼｮﾝをﾋﾞｯﾄ単位で制御ユースケース

６．４マイコン外部との通信インタフェースの標準化

・CANバスモデルおよびその他のモデルとの同期化制御は、協調シミュレーション同期マスタスケジューラによって行われる。

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

また、周辺モデルおよび標準基盤ソフトモデルは、ターゲットマイコンとは非依存の標準化を図る。

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

メリットマイコンコア（プロセッサ）モデルあるいはISSが不要なので、

・周辺モデルが付いているので、SPILSで構成した他のマイコンモデルやECUモデルと接続できる

・プロセッサ命令実行時間やイベント割込などをシミュレーションできる

（ただしプロセッサ命令実行時間の時間精度は低い。時間精度レベル：ATAL-1）

デメリット・Cソースコードの検証はできるが、ターゲットオブジェクトの検証はできない。

し組み込む必要がある（SILSはシミュ

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

（１）複数マイコンや複数ECUの検証において、搭載オブジェクトコードの検証対象以外の、副次的なマイコンやECUの簡易モデルを作成するのに利用できる。

例１：サブマイコンのモデル化

サブマイコンのマイコンモデルが提供されなくとも、サブマイコンの機能を周辺モデル付SILS上で構築する。検証対象のメインマイコンはSPILS上で構築する。両者を接続し、ECUモデルとして作り上げる。

例２：複数ECUシステムにおいて、検証対象のメインECUはSPILS上で構築

６．５周辺モデル付SILSとその標準化

◆標準基盤ソフトモデル（OS、入出力サービス、ドライバ）および周辺モデルの標準化とメリット