Какой язык программирования используется в автомобилях

Best 10 Programming Languages Utilized in Autonomous Vehicles

These top programming languages are essential for self-driving cars.

Around 700 programming languages exist in the world. In simple terms, programming language tells the computer how to do the job we need. Programming languages are a prerequisite for nearly every discipline, from Web Development to Machine Learning to Data Science and beyond. Programming and application development are extremely important in scaling up business performance. To stay relevant in the tech market, developers must be up-to-date with all current trends and indices. Programming and developer communities are growing faster than ever. These are the top 10 languages used to program autonomous vehicles.

Java is another popular programming language that is often associated with client/server applications. These are widely used by large companies around the globe. Java is a loosely connected programming language. This means that Java applications can be run on any platform that supports Java. Java is used extensively in the Android mobile operating platform. Java also supports business applications.

Python

Because of its simplicity and a large number of standards and toolkits available, Python is widely considered to be an easy-to-learn programming language. It also integrates well with C++ and other popular languages like C++. Python is very easy to learn and should be one of the first languages students learn. It is used extensively in many applications including data science, artificial intelligence, and financial services.

SQL is a programming language that allows you to interact with databases. It analyzes and understands databases that contain fields of data within tables. High-performance database systems have been built by many Fortune 500 companies using SQL to query and analyze data.

Assembly Language

This low-level programming language makes it easier to interact with the hardware assembly language of a computer. This programming language is not machine language and includes binary and hexadecimal characters that can be read.

Cascading style sheets (or CSS) are often used in conjunction with HTML. They control the appearance of the site. CSS determines the size, color, and position of every page element. HTML organizes site content into chunks.

Although Ruby is very similar to Python, it has many other advantages. It’s an interpreted language, which makes it easy to use in many industrial applications. This allows Ruby to quickly develop and implement scripts necessary for DevOps. It is an essential component of infrastructure management and web development.

C/C++ is a traditional language that acts as the foundation for many important technologies. C/C++ has many advantages over other languages. These include robust agility and faster implementation. C is a low-level, classic programming language. C++ is an object-oriented superset of C.

JavaScript

JavaScript, another popular programming language, is used primarily to create interactive and immersive websites, mobile and desktop apps, and, notably, video games. JavaScript is used in both client-side as well as server-side scripting for many web-based apps.

This language is also known as C Sharp. It’s an object-oriented, general-purpose programming language that’s widely used in both web and desktop programs. C# is a very popular programming language. C# is a language that supports beginners. Learning C# is easier than learning the more obscure languages.

React

Interactive UIs are easy to create with React. React makes it easy to create simple views for each state of your application. React will automatically update the correct components whenever your data changes. Declarative views make it easier to understand and debug your code.

1 3 13 1 1073 3 3

Alex Noah

Alex is senior editor of The Next Tech. He studied International Communication Management at the Hague University of Applied Sciences.

Программирование и кодирование электронных систем автомобиля

Многие знают, что есть сканер и им можно "положить" машину. Что это значит? Давайте разберемся.

Специалисты IBM говорят, что в 1990 году электроника и софт составляли не более 16% стоимости машины, в 2001 году — 25%, в 2010 году до 50% а сегодня эта доля выросла до 70%. Автомобильные компьютеры — отрасль с экспоненциальным ростом, который будет продолжаться ещё многие годы, поскольку автомобили становятся всё умнее и умнее. Именно в этом направлении производители борются за конкурентное преимущество.
Средний современный автомобиль содержит несколько миллионов строк программного кода — больше, чем космический корабль. В автомобилях премиального класса объём программного обеспечения составляет около 1 гигабайта.

электронные системы автомобиля

Именно этот код отвечает за работу всех компонентов автомобиля. Он иногда "ломается" и его можно чинить.
Можно это делать восстановлением старого кода — сток прошивки, а можно захотеть сделать его лучше.
Для того, чтобы изменить код в ЭБУ автомобиля и используют продвинутые профессиональные сканеры, как LAUNCH PAD V.
Электронный блок управления двигателя (ЭБУ, контроллер ЭСУД) — мозговой центр автомобиля. Он принимает данные от множества датчиков моторного отсека, впускной и выпускной систем, интерпретирует эти данные по заложенным в его программу картам, отслеживает неисправности и отдает управляющие сигналы исполнительным механизмам и другим системам.

Что нужно для внесения изменений в автомобиль.Конечно техническая подготовка.
>Подготовить специалиста.
>Подготовить автосканер
>Подготовить автомобиль.

Давайте в этой статье разберем первый и важный этап "подготовки" к кодированию и программированию ЭБУ.

Итак, готовим специалиста.

специалист по программированию и кодированию онлайн блоков автомобиля

Автодиагностами не рождаются, а ими становятся. Есть 2 базовых пути к совершенству в этой профессии.
Можно пройти естественный путь эволюции и стать сначала автомехаником, потом мехатроником, потом автоэлектриком, и только потом автодиагностом. Естественно это долго, сопровождается потерями среди автомобилей, денег и времени. Зато вы получаете богатый опыт и сможете писать книжки и все рассказывать байки.
Можно пойти учиться и повышать свою квалификацию ступенчато. Параллельно набираться опыта. Времени уйдет меньше, а значит и времени на работу будет больше. Такой путь требует вложений и времени и денег, но даёт поразительные результаты.

Готовим автосканер к работе.

launch pad v

Все продающиеся автосканеры с функцией онлайн программирования идут с завода с отключенной опцией "программирования". Её нужно включить. Подробно эта процедура рассмотрена в статье на примере самого мощного мультимарочного автосканера Launch PAD V тут

Готовим автомобиль

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО GYSFLASH 50,24 HF GYS 29095

Как мы выяснили процесс кодирования или программирования достаточно сложная процедура растянутая по времени. Поэтому нужно быть профессионалом и подготовиться к мероприятию.
Подготовка автомобиля и оборудования для выполнения работ по программированию начинается с простого шага — нужно обеспечить стабильное бортовое напряжение.Для этого необходимо подключение зарядного устройства, которое предназначено именно для поддержания стабильного напряжения. Это точно не импульсные зарядки. Выбор режима тоже важен. Мы рекомендуем ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО GYSFLASH 50,24 HF GYS 29095 (тут описание). Вы его сможете увидеть почти в каждом официальном дилерском центре. Это не с проста, т.к. девайс из Европы и отвечает всем требованиям автодиагноста.
И собираем полезную информацию по автомобилю — расскажем в следующих выпусках, чтобы всё прошло хорошо и быстро.
Запасаемся терпением

для протирки контактов, естественно

Какой язык программирования используется в автомобиле

Каждый автомобиль содержит множество изделий, которые нужно собрать вместе для создания окончательного продукта. Но помимо физических компонентов автомобиля существует и электронная составляющая, которая становится все более важной. Это программное обеспечение, которое управляет автомобилем и обрабатывает данные для оптимизации работы двигателя и других систем. В связи с этим возникает необходимость использования языков программирования, которые позволяют выполнять различные задачи, от управления двигателем до обработки данных.

MISRA C/C++: стандарт разработки ПО в автомобильной промышленности

MISRA C/C++ — это стандарт разработки программного обеспечения на языках C/C++ для встраиваемых систем в автомобильной индустрии. Его цель — повышать безопасность и надежность этой системы. Чтобы было возможно использовать MISRA C/C++, разработчики должны следовать определенным правилам, которые проектируются для предотвращения ошибок в коде и соблюдения стандартов по безопасности.

Языки программирования для Tesla

Компания Tesla разрабатывает свои программные продукты с помощью языков программирования C++ и Java. Эти языки вызывают повышенный интерес в автомобильной индустрии благодаря своей высокой производительности и мощным возможностям. Если вы хотите работать в Tesla на разработке программного обеспечения, вам необходимо знать именно эти языки.

Языки программирования для автоматизации тестирования

JS — наиболее популярный язык программирования в автоматизации тестирования ПО. Этот язык наиболее часто используется front-end разработчиками. Однако, существуют и другие языки, которые также подходят для этих целей.

Самые популярные языки для автоматизации тестирования — это Java, Python и C#. Выбор наиболее подходящего языка зависит от предпочтений и опыта каждого программиста.

Важно понимать, что автоматизированное тестирование становится все более популярной практикой и заменяет традиционные методы ручного тестирования.

Как компьютер понимает языки программирования

Компьютеры не могут понимать языки программирования напрямую. Чтобы понять, что написано в программе, компьютер должен превратить ее на языке высокого уровня в машинный код — набор битов, которые реализуют определенную операцию. Этот процесс преобразования осуществляют компиляторы и интерпретаторы.

Полезные советы и выводы

• Для разработки ПО в автомобильной индустрии часто используется стандарт разработки MISRA C/C++.
• Компания Tesla использует для создания программного обеспечения языки C++ и Java.
• JS — это наиболее популярный язык программирования для автоматизации тестирования ПО, однако, наиболее популярными языками среди автоматизаторов являются Java, Python и C#.
• Языки программирования не понимаются компьютером напрямую. Чтобы понимать, что написано в программе, компьютер должен превратить ее на языке высокого уровня в машинный код.
• Правильный выбор языка программирования имеет более широкое значение, чем просто умение написать код. Он также влияет на надежность и безопасность программного обеспечения.
• Обратитесь к специалистам, чтобы выбрать наилучший язык программирования для вашей задачи и увеличить скорость разработки ПО.

Сколько авто брендов в Китае

Китай является крупнейшим производителем автомобилей в мире с более чем 80 марками автомобилей. Это настоящее сокровище для автолюбителей, так как здесь можно найти практически любой бренд по доступным ценам. На четвертом месте по продажам в Китае находится марка Volkswagen, которая остается самой популярной маркой в стране уже несколько лет. Китайская автомобильная отрасль стремительно развивается благодаря государственной поддержке, технологическому прогрессу и высокому спросу на местном рынке. Некоторые китайские автомобильные бренды, такие как BYD, Лифан и МГ выходят за пределы Китая и появляются на международном рынке, привлекая внимание потребителей по всему миру, что подтверждает высокое качество производства и постоянный рост отрасли.

Какие документы нужны для перевозки груза из Китая в Россию

Для оформления таможенных процедур по перевозке грузов из Китая в Россию необходим набор определенных документов. К ним относятся внешнеторговый контракт, спецификация, упаковочный лист, инвойс, техническое описание груза. Если оплата осуществляется авансом, необходимо предоставить подтверждение валютного перевода. В случае, если сумма контракта превышает 50 тысяч рублей, обязательно потребуется договор на брокерские и транспортные услуги. Недостаточное количество необходимых документов может стать причиной задержек и штрафов со стороны таможенных органов. Поэтому, чтобы избежать неприятных ситуаций, необходимо соблюдать правила по обязательным документам.

Какое сырье есть в Китае

За последние десятилетия Китай создал мощную горнодобывающую промышленность. Он лидирует в мире по добыче различных видов руд, таких как уголь, железные, марганцевые, свинцово-цинковые, свинцовые и вольфрамовые. Также Китай добывает значительные объемы нефти, газа, урана и древесины. Весь этот материал используется для производства разнообразных товаров, которые поставляются на мировой рынок. Благодаря этому, Китай становится одним из ключевых игроков на мировой арене в производстве металлов и энергии. Однако, добывающая промышленность несет также и экологический ущерб, что, безусловно, затрудняет развитие экобизнеса и влияет на качество жизни населения.

Какой вид транспорта в нашей стране отличается самым высоким показателем грузооборота

В России наибольший грузооборот имеют железнодорожный и трубопроводный транспорт — более 90%. Транспортные средства, которые используют автомобильные дороги, занимают лишь 4,6% от всего грузооборота, но всё же это значительная часть. Несмотря на то, что автомобили перевозят меньше грузов, чем другие виды транспорта, они способны доставить грузы по пути следования и в более малонаселенные районы. Это делает автомобильный транспорт не менее важным в качестве средства перевозки товаров. Важно также учитывать экологические последствия для окружающей среды и постепенно переходить к более экологически чистым видам транспорта, таким как электрические и гибридные машины, а также железнодорожный транспорт, который потребляет меньше энергии и выбрасывает меньше вредных веществ в атмосферу.

В автомобиле часто используется язык программирования MISRA C/C++, который является стандартом разработки программного обеспечения для встраиваемых систем на языке C/C++. Он создан для того, чтобы повысить безопасность и надежность встраиваемых систем. Этот стандарт активно применяется в автомобильной промышленности совместно с safety стандартом ISO 26262. Это позволяет создавать более безопасные автомобили и обеспечивать защиту водителей и пассажиров. MISRA C/C++ поощряет использование строгих правил и рекомендаций для разработки ПО, что повышает его качество, надежность и производительность. Его использование способствует улучшению интеграции и позволяет быстро выявлять и устранять ошибки в программном обеспечении. В целом, MISRA C/C++ является одним из основных языков программирования, используемых в автомобилях.

на каком языке пишут по для автомобилей

Собственно из-за отсутствия времени решил пока написать про написание прошивки в сжатом виде. Позже когда со временим будет попроще напишу развернутый материал. А на первых парах сегодняшнего материала хватит для понимания что такое написания прошивки.

Все описанное в данной статье делается на ваш страх и риск. Ответственности за поврежденные вами ДВС и понесенные вами убытки не несу.

Начнем с того что прежде чем писать прошивку нам надо иметь:

1) Средства для проведения диагностики автомобиля. Кабеля Consult и диагностического ПО вполне достаточно.

2) ECU с возможностью их перепрошивки.

3) ПО для изменения прошивки ECU. (Я буду использовать Nistune, для моих нужд его триал версии вполне достаточно.)

4) Программатор чипов.

5) Двигатель в идеальном или близком к идеалу состояние.

Остановимся подробнее на состояние двигателя. Т.к. неисправный двигатель может «развалиться» или в лучшем случае свести к минимуму наши труды.
Что требуется от двигателя перед началом тюнинга:

1) Отсутствие кодов ошибок.
2) Свежий воздушный фильтр и исправный MAF.
3) Исправный и правильно настроенный TPS(ДПДЗ)
4) Бензонасос и топливный фильтр — новые или в идеальном состояние. Исправные и чистые форсунки.
5) Правильно выставленное зажигание по стробоскопу. Как правило для Nissan Это 15 градусов (реже 20).
6) Новые или в хорошем состояние свечи зажигания. Для турбомоторов Nisssan я бы рекомендовал свечи производства NGK с зазором 0,6мм

Так же не стоит при тюнинге расчитывать на чудо. К примеру если мы имеем полный сток SR20DET, то по MAF-у мы упираемся в потолок равный 290 лс, а по форсункам в 280. И превышение максимально возможных параметров для форсунок опасно для двигателя смертью.
И написание каждой прошивки свыше 280 лс рассчитывается индивидуально под приобретенные спеки снимающие потолок в 280 л.с.
Так даже для потолка стока в 280 л.с. я бы рекомендовал поставить бензонасос 255 л/ч.

Далее как выглядит написание прошивки в nistune. Собственно писать я её буду под сток двигатель с бустконтроллером, прямоток и нулевиком.

При запуске Nistune с начала выбираем модель под которую будет писаться прошивка. Это очень важный момент т.к. разные ECU имеют разные адресные карты и с «не родным» адресным файлом, ваша машина в лучшем случае просто не заведется.

Далее там появиться меня и ищем в нем свою платформу и двигатель. После выбора так же надо будет выбрать прошивку нашего двигателя.

После того как у нас откроется прошика мы сможем её редактировать. Прошивку тоже желательно выбирать согласно модели своего ECU.

Первым делом я направися во вкладку Limits. Она отвечает за отсечки по TPS, оборотам, скорости.

Изменение параметров не вызывает трудности. После клика мыши открывается не большое меню с бегунком которым и производится регулирование.
Soft Rev limit 1 — отвечает у нас за отсечку по оборотам когда дроссель полностью не открыт.
Hard Rev limit 1 — отвечает у нас за отсечку по оборотам когда дроссель полностью открыт. Не рекомендую эту отсечку трогать со стоковыми валами т.к. сток валы примерно при 7500 тысячах начинают активно деградировать.
Safety Rev limit — отвечает за отсечку оборотов при полностью закрытом дросселе.
Safety TP limit — отвечает за отсечку по допустимому открытию дросселя.
Speed limit 1 — отвечает за отсечку по скорости при полностью открытом дросселе.
Speed limit 2 — отвечает за отсечку по скорости когда дроссель полностью не открыт.

Я трогал только отсечку по скорости, поставил оба параметра в 250 км/ч.

Так же если есть необходимость можно изменить карту MAF и К константу при замене форсунок.

В нистюн это все автоматизированно. Если будете работать с другой программой константу К придется считать в ручную. Формула расчета замены форсунок не сложна (производительность старых форсунок / производительность новых форсунок) * константа старых форсунок = константа новых форсунок.

Т.к. у нас прямоток и нулевик, то нам нужно убрать в ECU ограничения что бы наши улучшения не свелись к нулю (да, да прямоток и нулевик без перепрошивки не дают некого прироста мощности, одни звуковые изменения)

Находим вкладку Limit tables

Min TPulse width — этот параметр отвечает за длительность впрыска топлива что бы двигатель не заглох когда вы после активного педалирования бросаете газ. Его можно не трогать.

Min TPulse width — этот параметр отвечает за максимальное время впрыска топлива. Это и есть один из ограничителей наших спеков типа нулевика и прямотока. Т.к. двигатель даже получая больше воздуха, в цилиндры не нальет топлива больше чем положено и сделает нулевик, и прямоток бесполезными. Тут можно начиная примерно с 2800 оборотов ставить 175. Не советую без тонкой настройки ставить максимальное значение в 255 т.к. вам скорее всего будет заливать свечи и взорвется выхлоп.

Load cut — отсечка по топливу/бусту. Вторая палка мешающая нашим спекам увеличить мощность нашего мотора. Из-за этого параметра при поступление воздуха больше чем указано мозгу он отсекает подачу топлива. Тут можно выставить везде 255 если вы собираетесь дуть в двигатель больше 1кг. Я ограничился так же 175 от 2800 оборотов.

В моем случае я на этом закончил. И сохранил прошивку сразу для записи её на чипы.

Но сохраняем в формате odd/even для 256 чипов. Если у вас ECU использует 512 чипы то нужно сохранять одним файлом.

После прихода некоторых спеков напишу про более подробное написание прошивки с расширением топливных карт и прочими интересными вещами.

Какой язык программирования учить прямо сейчас: 9 самых востребованных

Самые востребованные языки программирования

Язык программирования — это набор лексических, синтаксических и семантических правил, которые придумали люди, чтобы создавать программы. Изучить язык до начального уровня можно за 6–10 месяцев, но если ошибиться с выбором, язык может устареть, а вы потеряете время и деньги.

Чтобы отслеживать востребованность языков программирования, компании составляют специальные рейтинги. Преподаватель онлайн-школы цифрового творчества и программирования для детей «Кодабра» Николай Ведерников выбрал языки, которые занимают высокие места в рейтингах TIOBE и IEEE. В первый рейтинг попадают языки, на которых написано больше всего строк кода, для второго используют чуть больше критериев. Например, популярность на сайтах для поиска работы, упоминания в сервисах для программистов и соцсетях.

Самые востребованные языки программирования:

Стоит ли учиться программированию на C

C — один из самых старых и популярных языков программирования. Он «легкий» и быстрый, поэтому его используют там, где нужна высокая производительность. Например, для создания драйверов, операционных систем или ПО для микроконтроллеров. При этом C сложно изучить — многое приходится писать с нуля. Если сравнивать языки программирования с автомобилями, то C — гоночный болид, неудобный на городских дорогах, но очень быстрый.

Где используют. С помощью С создают драйвера, пишут ядра операционных систем, а также пишут библиотеки для Python и других языков.

Сколько платят программисту. В Москве разработчик на C получает в среднем от 100 тыс. до 250 тыс. руб. В других городах зарплаты меньше — от 50 тыс. до 200 тыс. руб.

Зачем изучать обычным людям. С — это не тот язык, на котором можно легко написать приложение для смартфона или программу для умного дома. Но с него можно начать изучение языков программирования. Учиться непросто, но если справитесь, поймете принцип действия почти всех остальных языков.

Стоит ли учиться программировать на Java

Java — кроссплатформенный язык с большим количеством библиотек и большим сообществом разработчиков. Кроссплатформенность — это возможность написать программу один раз и сразу пользоваться ей на нескольких операционных системах: Windows, Linux и MacOS. Благодаря библиотекам Java подойдет практически для всего: работы с графикой, звуком, создания небольших игр. А в большом сообществе начинающий разработчик легко найдет готовые куски кода для разных задач и ответы почти на любые вопросы.

Программисты пользуются библиотеками, чтобы создавать программы быстрее. Библиотека — это набор готовых программ, объектов и функций для решения типовых задач.

Где используют. Java — это язык для всего. На нем пишут мобильные приложения для Android, программы для микроволновых печей и серверы. Для разработки мобильных приложений сейчас все активнее используют язык Kotlin. Но на Java уже написали очень много приложений, которые придется обслуживать и обновлять.

Сколько платят программисту. Зарплаты Java-разработчиков не сильно отличаются от обычных зарплат программистов — от 100 тыс. до 250 тыс. руб. в Москве.

Стоит ли учиться программировать на Python

Python — логичный и относительно простой язык с минималистичным синтаксисом. У него небольшой набор основных правил, язык легко читать и писать на нем не сложно. Разработчики написали для Python множество библиотек, поэтому вы можете использовать готовые решения в своих проектах. Главный минус Python — его невысокая скорость. Программы на нем будут работать в среднем медленнее, чем на других языках.

Где используют. Чаще всего на Python создают серверы, обрабатывают данные и разрабатывают нейронные сети. После изучения Python можно работать бэкенд-разработчиком или разработчиком в сфере data science. С помощью Python можно «прикрутить» неочевидные функции к программам — это его главное удобство. Например, создать нейронную сеть для определения степени поражения легких, а заодно в этой же программе сделать просмотр снимков КТ.

Сколько платят программисту. Разработчик в крупной компании в Москве, знающий Python, зарабатывает от 100 тыс. до 250 тыс. руб. При этом спрос на разработчиков в сфере data science растет, поэтому можно рассчитывать даже на более высокую оплату.

Зачем изучать. С помощью Python можно создать бота для мессенджеров или социальных сетей. Или написать программу для парсинга — поиска и переноса информации с разных сайтов в один документ. Такая программа пригодится дизайнерам и журналистам.

Стоит ли учиться программировать на C++

С++ — кроссплатформенный язык семейства C с расширенными функциями.

Огромное количество программистов пишут на нем код, делятся библиотеками и шаблонами, отвечают на вопросы новичков.

Где используют. Чаще всего на С++ создают операционные системы, драйверы и утилиты. Делают популярные десктопные приложения серий Adobe и Office. Из-за высокой скорости и производительности C++ используют для разработки компьютерных игр. Например, на нем написан популярный движок Unreal Engine.

Сколько платят программисту. В регионах разработчик на C++ зарабатывает от 50 тыс. до 150 тыс. руб., в Москве — от 100 тыс. до 250 тыс. руб. Зарплата зависит не только от города, но и от сферы — в геймдеве можно заработать больше, чем в разработке системных приложений.

Зачем изучать. C++ плохо подходит для решения простых «домашних» задач, но с него можно начать обучение языкам, чтобы понять их структуру и принципы. Если решили изучать, запаситесь терпением — с С++ в полной мере работает принцип «тяжело в учении — легко в бою».

Стоит ли учиться программировать на C#

C# (си-шарп) — язык, изначально придуманный компанией Microsoft, чтобы создавать приложения под Windows. Это объектно-ориентированный язык — его сложнее изучать, но проще использовать, например, меньше писать одинаковый код. С помощью С# можно работать с платформой WPF, которая помогает создавать «красивые» оконные приложения. Например, последние версии MS Office.

Где используют. Чаще всего на C# пишут приложения для Windows и создают компьютерные игры. Например, на C# работает популярный движок Unity. Кроме того, на нем можно разрабатывать системные приложения и создавать библиотеки для С++.

Сколько платят программисту. В регионах разработчики на С# получают от 35 тыс. до 130 тыс. руб., в Москве — от 100 тыс. до 250 тыс. руб.

Зачем изучать. С помощью C# можно создать оконное приложение для Windows, например, калькулятор или небольшую игру. Но изучать его сложнее, чем языки для создания мобильных приложений.

Стоит ли учиться программировать на JavaScript

JavaScript — быстрый кроссплатформенный язык для веб-разработки. С помощью кода на JavaScript разработчик «говорит» странице, как она будет реагировать на действия пользователя. С помощью JS можно показывать пользователю информацию без перезагрузки страницы — так работают выпадающие меню, всплывающие окна, оконные клавиатуры.

При этом у JavaScript есть свои ограничения — он позволяет допускать ошибки, которые затем сложно обнаружить. Поэтому его редко используют для создания сложного программного обеспечения, например, ПО серверов.

Где используют. JS постоянно используют для веб-разработки. На нем удобно создавать мобильные и десктопные приложения, которые будут работать через браузер. Например, Notion, Discord, Visual Studio Code.

Сколько платят программисту. Разработчик на JavaScript в Москве зарабатывает от 140 тыс. до 300 тыс. руб.

Зачем изучать. С помощью JS можно создать простой сайт или модуль для него, работающий с запросами клиента. Например, онлайн-калькулятор.

Стоит ли учиться программировать на PHP

PHP — используют в веб-разработке для создания программ, которые работают на сервере и помогают обрабатывать запросы клиентов. PHP постепенно теряет популярность, потому что серверы можно создавать с помощью других языков. Но на PHP до сих пор работают многие ранее созданные сайты, например, «ВКонтакте».

Где используют. С помощью PHP создают программы, которые работают на сервере и помогают отправлять почту с сайта, взаимодействовать с базами данным. PHP облегчает работу интернет-магазинов — можно не создавать 1 тыс. одинаковых страниц, а генерировать их автоматически из базы данных по запросу клиента.

Сколько платят программисту. В регионах PHP-разработчик получает от 50 тыс. до 120 тыс. руб., в московских компаниях — от 80 тыс. до 220 тыс. руб.

Зачем изучать. Со знанием PHP легко начать карьеру разработчика. Такой разработчик сможет найти работу, даже если у него мало опыта.

Стоит ли учиться программировать на R

R — это язык для обработки данных, статистики и машинного обучения. R постоянно конкурирует с Python, его чаще используют в научных исследованиях.

R — бесплатный, у него большие возможности для обработки данных и необычный синтаксис, более понятный математикам, от этого популярный в академической среде.

Где используют. Чаще всего с помощью R обрабатывают данные в научных исследованиях. На нем создают нейронные сети.

Сколько платят программисту. Разработчики и дата-аналитики, использующие R, зарабатывают от 100 тыс. до 200 тыс. руб. Точная сумма зависит от типа компаний — иногда в научных проектах, получающих международные гранты, можно заработать больше.

Зачем изучать обычным людям. Не стоит.

Стоит ли учиться программировать на Arduino

Arduino — это упрощенный диалект C++, на котором пишут только программы для контроллеров Arduino. Но вот эти контроллеры используют почти везде — от устройств для автоматического полива до полноценных систем «умный дом» и разнообразных роботов.

Arduino существует только в связке с контроллерами, поэтому его не всегда считают полноценным языком. Чтобы на нем работать, нужно купить специальную плату, соединить с компьютером и с помощью специального ПО писать для контроллера программу. Зато можно написать программу, поставить контроллер в нужное устройство и сразу проверить, насколько хорошо она работает.

Где используют. Специалисты, знающие Arduino, могут работать инженерами-электронщиками и разработчиками ПО для микроконтроллеров. Иногда — в школах роботехники.

Сколько платят программисту. В Москве инженеры-электронщики зарабатывают от 50 тыс. до 120 тыс. руб., преподаватели — от 30 тыс. до 100 тыс. руб.

Зачем изучать. Arduino удобен именно для решения простых бытовых задач. Его легко использовать дома и на даче — создавать системы полива, вентиляторы, охранные системы, системы для аквариумов. С Arduino можно развивать логическое мышление детей — с ним легко понять принцип работы технических устройств.

Какие языки теряют актуальность

Сомнительная идея изучать Perl в 2021 году, — считает ИТ-предприниматель и идейный вдохновитель школы программирования для детей CODDY Оксана Селендеева. Perl — язык программирования для системного администрирования, веб-разработки, игр. У Perl-разработчиков довольно высокая зарплата — 150 тыс. ₽ в месяц, но начиная с 2017 года вакансий для таких разработчиков почти нет. Лучше обратить внимание на Python. На нем выполняют те же задачи, но язык в 2021 году намного более востребован в ИТ-сфере.

Теряют актуальность и другие языки: Fortran, Objective-C, Haskell, Visual Basic.

По версии Stack Overflow, самые «страшные» языки в 2020 году — VBA, Objective-C, Perl, Assembly, C. «Страшные» означают, что большинство разработчиков, которые сейчас пишут код на этих языках программирования, не планируют продолжать с ними работать.

Общие тренды ИТ-сферы вне зависимости от языков программирования

Код становится более читабельным. В последние годы разрабатывают все больше приложений, в том числе для мобильных устройств. Приложения становятся все сложнее по архитектуре, их нужно постоянно обновлять и обслуживать — важно, чтобы код можно было легко прочитать и понять. Приложение может жить десять лет. За это время сменится несколько разработчиков, которым нужно будет понимать код, написанный другими. Поэтому важно, чтобы программы не только решали свои задачи, но и были аккуратно, понятно написаны.

Растет популярность мобильной разработки и машинного обучения. Мобильная разработка стала привычным делом за несколько лет. Многие компании запускают только мобильные приложения, не думая об их браузерных и десктопных версиях. Из-за этого сильнее разрабатывают стандарты мобильной разработки. С одной стороны, это усложняет работу, с другой — сообществу выгодно обучить новичков этим стандартам.

Машинное обучение из диковинки становится неотъемлемой частью жизни — предсказывание и обработка данных слишком часто помогают в обычных ситуациях. Становится больше приложений по распознаванию лиц и обработке голосовых сообщений в текст.

Нужно писать код для всех платформ. Платформ становится все больше — в этом году Apple оснастила свои ноутбуки ARM-процессорами, которые раньше использовала только для смартфонов и планшетов. Поэтому разработчики должны учитывать все существующие технические возможности и писать приложения так, чтобы они работали везде.

Работодатели хотят посмотреть портфолио на GitHub. Если раньше при найме сотрудника работодатели смотрели приложения, к которым программист приложил руку, то теперь даже непрофессионалы все чаще хотят увидеть код. На Гитхабе можно посмотреть все проекты разработчика, увидеть, как он думает и пишет, как развивался и рос.

Программирование молодеет. Дети и подростки изучают программирование на онлайн-курсах или самостоятельно. Из-за этого уже в 13–15 лет они могут писать приложения, выкладывать их в Appstore или GooglePlay и даже зарабатывать деньги. Некоторые из них так начинают карьеру разработчика и конкурируют с выпускниками вузов и более старшими коллегами.

Еще пять статей о программировании

В Telegram-канале «Списать не получится» мы еще больше рассказываем о трендах в образовании и о том, как учиться в течение всей жизни и делать это с удовольствием. Подписывайтесь!

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Автомобильное программное обеспечение

Первое автомобильное программное обеспечение появилось в автомобилях еще в 60-х годах. Благодаря этому отрасль серьезно изменилась – сегодня электроника, и особенно программное обеспечение, являются основными источниками инноваций. Автомобильное программное обеспечение повышает надежность с помощью систем активной и пассивной безопасности, таких как антиблокировочная тормозная система и электронная система курсовой устойчивости (ESC). Кроме того, происходит постепенная интеграция бытовой электроники в автомобили.

Разработка автомобильного программного обеспечения

Любая разработка программного обеспечения имеет целью создание новой или улучшение существующей функ­ции. Такие функции создают дополнитель­ные плюсы и удобства для водителя, других пассажиров, механиков СТО, перевозчиков, обеспечивают соответствие требованиям за­конодательства, упрощают обслуживание или повышают эффективность проектирова­ния и изготовления. Техническая реализация может быть механической, гидравлической, электрической или электронной. Часто ком­бинируют сразу несколько этих технологий, а ключевую роль в реализации многих автомо­бильных новшеств все чаще играет электро­ника. Благодаря использованию электрики, электроники и программного обеспечения — логического ядра систем — экономически эф­фективно реализуются «интеллектуальные» функции привода, шасси и остальной части автомобиля.

Управление и контроль практически всех функций в автомобилях всех классов сегодня осуществляет электроника. Технологический прогресс и развитие электроники позволяют реализовать многие новые, более мощные функции за счет использования программ­ного обеспечения.

Требования к программному обеспечению в автомобиле

Требования к программному обеспечению в автомобиле сильно разнятся. Многие си­стемы для управления двигателем и обеспе­чения безопасности движения должны гаран­тировать реакцию операций управления, чтобы не возникло отставание от физиче­ского процесса. Поэтому при управлении очень быстрыми физическими процессами, такими как управление двигателем или дина­микой движения, вычисления должны вы­полняться очень быстро. Кроме того, очень высоки требования к надежности во многих областях. Это особенно относится к функ­циям обеспечения безопасности. Автомобильное программное обеспечение и электроника контролиру­ются сложными системами диагностики.

Автомобильное программное обеспечение используется во многих вариантах автомобиля и даже мо­дельных рядах. Поэтому оно должно легко адаптироваться к соответствующим систе­мам. Для этого оно содержит параметры калибровки и программные карты. Их количество в автомобиле может достигать не­скольких десятков тысяч. Эти регулируемые переменные имеют множество взаимных за­висимостей. К тому же постоянно увеличива­ется степень связи отдельных систем между собой. Все чаще одна функция распределя­ется между несколькими системами или ЭБУ.

Из соображений экономии в ЭБУ зачастую содержатся микроконтроллеры с ограничен­ной вычислительной мощностью и ограни­ченным объемом памяти. Во многих случаях для этого требуются меры по оптимизации разработки программного обеспечения для сокращения количества необходимых аппа­ратных средств.

Характерные особенности программного обеспечения зависят от области применения. В то время как программное обеспечение для привода и трансмиссии имеет широкие рамки, в программном обеспечении для хо­довой части акцент делается на характеристи­ках, проявляемых в реальном времени. В си­стемах обеспечения безопасности комфорта акцент делается на эффективность, т.е. рас­ход ресурсов, а в мультимедийных приложе­ниях за короткое время требуется обрабаты­вать большие объемы данных.

Проблемы, возникающие в связи с этими требованиями, должны решаться в тесном сотрудничестве автопроизводителей и поставщиков.

Структура программного обеспечения в автомобилях

Программное обеспечение в автомобиле со­стоит из множества компонентов. Как и в случае с персональным компьютером, различают «воспринимаемые функции» про­граммного обеспечения, прикладное про­граммного обеспечения и платформенное программное обеспечение, частично завися­щее от аппаратной части (рис. «Основные компоненты статичной программной архитектуры для микроконтроллеров и стандартизованных программных компонентов» ). Взаимодей­ствие между всеми функциями определяется в архитектуре. Здесь могут быть различные отображения. Статичное отображение иерар­хически описывает функциональные группы, сигналы и распределение ресурсов. С другой стороны, функциональное отображение опи­сывает прохождение сигнала через различ­ные функции. Динамическое отображение, т.е. зависимое от времени, анализирует от­клик при выполнении различных задач. Уже на раннем этапе введены стандарты для обе­спечения взаимодействия между отдельными компонентами и их дальнейшего раз­вития. Наиболее важные стандарты описаны ниже.

Важные стандарты для автомобильного программного обеспечения

Органы и комитеты

Ассоциация стандартизации автоматизи­рованных и измерительных систем (ASAM) занимается стандартизацией в автомобиль­ной промышленности применительно к мо­делям данных, интерфейсам и синтаксису. ASAM разработала различные стандарты для подключения ЭБУ к компьютеру или тер­миналу ввода данных. Стандарт ASAM-MCD1 (MCD — измерение, калибровка и диагно­стика) поддерживает различные протоколы передачи данных. При использовании спец­ификаций ASAM-MCD2 можно обращаться к двоичным данным в ЭБУ и одновременно отображать соответствующие данные в виде физических значений и обрабатывать их. Стандарт ASAM-MCD3 также позволяет ав­томатизировать такие процессы, например, для автоматической калибровки данных. Есть и другие стандарты ASAM, регламен­тирующие, к примеру, обмен функциональ­ными описаниями и данными.

Консорциум FlexRay разработал специфика­цию для полевой шины FlexRay для регули­рования по разомкнутому и замкнутому (с обратной связью) циклу в автомобилях. Благодаря высокой скорости передачи дан­ных с запрограммированным арбитражем шины и отказоустойчивой конструкции она особенно подходит для использования в си­стемах активной безопасности и в системе привода.

Международная электротехническая ко­миссия (IEC) устанавливает стандарты в области электротехники и электроники. IEC предлагает три системы анализа, с помо­щью которых можно проверить соответствие международным стандартам. IEC работает в тесном взаимодействии с международной организацией по стандартизации (ISO), международным телекоммуникационным союзом (ITU) и многочисленными органами стандартизации (в том числе Институтом инженеров-электриков и электронщиков, IEEE).

Ассоциация разработчиков программного обеспечения для автомобилей (MISRA) — ор­ганизация в автопромышленности, устанав­ливающая правила для разработки и внедре­ния надежного программного обеспечения в автомобильных системах. Самым из­вестным является стандарт программирования MISRA-C, разработанный компанией MISRA. Он предписывает правила надежного программирования на языке С. Цель этого стандарта — избежать ошибок п ер иода испол­нения из-за ненадежных конструкций языка С и возникновения слабых мест в структуре из-за непонимания между программистами, и защитить правильность выражений. Многие правила могут автоматически проверяться и учитываться при генерировании кодов.

Сообщество автомобильных инженеров (SAE) — международная научно-техническая организация, работающая в области технологий для обеспечения мобильности. По­мимо прочего, оно устанавливает стандарты для автомобильной промышленности и спо­собствует обмену знаниями.

Стандартизационный орган «Открытые си­стемы и их интерфейсы для автомобильной электроники» (OSEK) появился из проекта немецкой автомобильной промышленности. Позже появилась инициатива «Vehicle Distributed Executive» (VDX) французской автомобильной промышленности. Стандар­тизация базовых компонентов программного обеспечения осуществляется под эгидой OSEK/VDX в следующих областях:

Архитектура программных платформ для япон­ской автомобильной промышленности (JasPar) — инициатива для сокращения расходов и технологий разработки в автомобильной электронике. Она поощряет японские компа­нии совместно разрабатывать технологии, не имеющие отношения к конкуренции, такие как сетевые решения, сервисные функции и базо­вое программное обеспечение. JasPar работает в тесном сотрудничестве с AUTOSAR и FlexRay.

AUTOSAR

AUTOSAR — это ассоциация автопроизводите­лей, изготовителей ЭБУ и средств для разра­ботки, базового программного обеспечения для ЭБУ и микроконтроллеров. Цель AUTOSAR — упрощение обмена программного обеспечения на разных ЭБУ. Для этого была разработана стандартизированная программная архитектура со стандартизированными форматами описа­ния и конфигурации для встроенного автомо­бильного программного обеспечения. AUTOSAR определяет методы описания программного обеспечения в автомобилях, обеспечивающие возможность повторного использования, об­мена, масштабирования и интеграции компо­нентов программного обеспечения.

Главным для AUTOSAR является логическое распределение между базовым программным обеспечением (BSW) для конкретных ЭБУ и прикладным программным обеспечением, не­зависимым от ЭБУ (ASW) и их соединение по виртуальной системе шин (VFB) (рис. «Архитектура AUTOSAR» ). Эта виртуальная шина также соединяет компоненты программного обеспечения, реализованные в разных ЭБУ. Таким образом, их можно смещать между разными ЭБУ без необходимости вно­сить изменения в сами компоненты программ­ного обеспечения. Это может быть полезно при оптимизации вычислительной мощности, требо­ваний к памяти и коммуникационной нагрузки.

Функциональные программные компо­ненты (SWC) строго разграничиваются между собой и с базовым программным обеспече­нием. Они, как правило, содержат конкрет­ные алгоритмы управления, выполняемые во время прогона программы. Они сообщаются через интерфейс AUTOSAR с другими функ­циями и интерфейсами ЭБУ. Эти интерфейсы (API) определяются в описаниях SWC XML.

Среда прогона программы (RTE) обе­спечивает связь между функциональными компонентами программного обеспечения и соответствующим базовым программным обеспечением на ЭБУ. RTE адаптируется к конкретному ЭБУ и области применения. Она может в большой степени создаваться авто­матически из требований к интерфейсу.

Базовое программное обеспечение содержит программные части для конкретных ЭБУ — ин­терфейсы связи, диагностику и управление памятью. Базовое программное обеспечение также содержит слой сервисов. Это программ­ное обеспечение сочетает в себе программные компоненты для общих сервисных функций (SRV), связи (СОМ) и операционной системы, частично зависящей от используемого ЭБУ (OS). Последняя базируется на операционной система OSEK/VDX. В этой области ресурсы ЭБУ группируются и управляются таким образом, чтобы получить оптимальную сетевую под­держку, управление памятью, диагностику и пр. Используемые аппаратные средства заключа­ются в два слоя со взаимной зависимостью. Абстракция микропроцессора (MCAL) с прямым доступом к интерфейсным модулям ЭБУ про­должается в еще одном слое (абстракция ЭБУ). Драйверы сложных устройств (CCD) обеспечи­вают прямой доступ к ресурсам микроконтрол­лера для приложений с особыми требованиями к функциональности и выбору времени. Они также являются неотъемлемой частью базового программного обеспечения, т.е. прикладное про­граммное обеспечение можно разрабатывать независимо от аппаратной части, даже когда требуются услуги драйверов сложных устройств.

Помимо архитектуры ЭБУ, AUTOSAR ча­стично стандартизирует также методы раз­работки. Это прежде всего относится к структуре и зависимостям различных рабочих продуктов (например, файлов). Они нужны для создания выполнимых программ для со­ответствующих ЭБУ из разных описаний про­граммных компонентов.

Стандарты диагностики

Системы диагностики для проектирования и производства, ремонта и обслуживания авто­мобилей показали себя как очень затратные и негибкие. Они привязывают изготовителей к поставщикам и предотвращают простой об­мен данными в случае взаимодействия между компаниями. Поэтому был разработан ряд диагностических стандартов.

Рабочая группа Automotive Electronics (ASAM-AE) разработала три специфика­ции для программных средств диагностики автомобилей, публикуемых в виде междуна­родных стандартов в группе стандартов ISO 22900:

Стандарт MCD-1C учитывает существую­щие стандартные инструменты, например, устройства для программирования ЭБУ.

В настоящее время в рамках проекта стандарта ISO разрабатываются требования к формату обмена, «Коммуникационный формат последовательной проверки на от­сутствие разрывов» (ОТХ), для создания, использования и обмена диагностическими программами.

Процесс разработки про­граммного обеспечения для автомобиля

Краеугольным камнем разработки про­граммного обеспечения является изобра­жение логической системной архитектуры в конкретной системе со всеми программами и данными. Здесь рассматривается вся си­стема автомобиля, управляемая процессором. Особая важность придается четкому разделению составления технического за­дания, проектирования и реализации. Тех­ническое задание с определением функций программного обеспечения составляется на физическом уровне, а проектирование и реа­лизация программ и данных привязываются к конкретному микроконтроллеру.

Для удовлетворения приведенных выше требований в разработке программного обе­спечения для автомобилей неотъемлемой ча­стью разработки, в дополнение к технологии и инструментам, являются определяемые по­следовательности (процессы).

Модели для описания процессов

Для описания процессов при разработке про­граммного обеспечения используется мно­жество более или менее сложных моделей. Они обеспечивают прозрачность процессов, их сравнение, выявляют проблемные области и служат для проверки соответствия опреде­ленным стандартам. Однако они изначально не задумывались для непосредственного повыше­ния качества самого программного обеспече­ния, эффективности или устранения система­тических сбоев в процессах. Поэтому модели для описания процессов являются подходя­щими лишь частично. Ниже приводится опи­сание на примере распространенной V-модели.

Принцип V-модели

Описанное здесь V-образное отображение процесса разработки используется во многих вариациях и степенях детализации. V-модель Федерации проектирования и реализации в сфере информационных технологий прави­тельства Германии здесь описана не бу­дет.

V-модель распределяет этапы процесса, связанные непосредственно с разработкой, по лучам воображаемой буквы V, где по оси х отображается ход разработки, а по оси у — степень детализации соответствующего этапа (рис. «Расширенная V-модель» ). Этап процесса можно описать необходимыми вводными переменными, процедурой, методами, ролями, инструментами, критериями качества и выходными пе­ременными. Этапы процесса, определяемые на левом луче латинской V, проверяются на ее правом луче. Эти этапы могут также про­ходиться несколько раз или быть поделены на части.

В расширенной V-модели можно рассмо­треть сопутствующие процессы — например, запрос, изменение, управление проектом и качеством.

Модели для оценки процессов

Модели для оценки процессов, в дополнение к чистому описанию задач и процессов, предоставляют информацию о зрелости и качестве процессов. Таким образом, можно сравнивать, оценивать и утверждать этапы работы. Они также позволяют определить узкие места процессов, влияющие, к примеру, на качество продукта или затраты. Однако информация о качестве процессов не дает полной картины качества самих продуктов. Здесь описываются три самые важные модели оценки процессов.

ISO 9000 и TS 16949

Ориентированный на процессы стандарт EN ISO 9000 регламентирует требования к си­стеме управления качеством. Акцент здесь делается на взаимодействия и интерфейсы. Изначально акцент делался на производство и интерфейсы заказчика.

Техническая спецификация ISO/TS16949 была разработана североамериканской и европейской автомобильной промышленностью устанавливает требования к системам управления качеством. Цель этого стан­дарта — эффективное повышение качества системы и процессов для повышения сте­пени удовлетворенности клиентов, выявле­ния сбоев и рисков в производственном про­цессе и каналах сбыта, устранения их причин и проверки эффективности коррекционных и профилактических мер. Сутью специфика­ции является не выявление, а скорее предо­твращение сбоев. Соответствие ISO 9000 и TS 16949 можно проверить путем сертификации.

CMMI

CMMI — это модель для оценки и систе­матической оптимизации организаций- разработчиков и их процессов, изначально разработанная Институтом раз­работки программного обеспечения (SEI). Она описывает набор требований к процес­сам и их зависимости (рис. «Обзор процесс CMMI. ML-уровень зрелости» ). CMMI обеспе­чивает рамки, реализация которых требует ориентированной на бизнес интерпретации и организации содержания. Она описывает то, что необходимо сделать. Организация должна соответствующим образом описать, «как» это необходимо сделать. Содержание модели CMMI базируется на передовых ме­тодах организации работы, т.е. «лучших ме­тодах». CMMI обеспечивает процедуру для оптимизации процессов на долгосрочную перспективу от пути развития организации до обучения организации.

CMMI имеет много общего в плане содер­жания с ISO 9000/TS 16949. В этом контексте CMMI имеет большую степень детализации, в то время как ISO 9000/TS 16949 охватывает более широкий спектр областей применения.

CMMI различает пять уровней зрелости (ML) подразделения организации (рис. «Уровни зрелости CMMI» ). Рассматриваются различные области про­цесса, в зависимости от уровня зрелости. Уровень зрелости считается достигнутым, когда все соответствующие области процесса отлажены и проверены системой оценки. Для выхода на более высокий уровень зрелости нужно еще раз проверить области процесса нижнего уровня.

CMMI используется в качестве оптимизационной-оценочной модели для организаций-разработчиков и обеспечивает хорошую поддержку при оптимизации про­цессов во всех подразделениях организации и оценке поставщиков.

Automotive SPICE

Аббревиатура SPICE расшифровывается как «совершенствование процессов в разработке программного обеспечения и определение возможностей». Automotive SPICE — это «ав­томобильный» вариант международного стандарта ISO/IEC 15504 (Процессы при раз­работке программного обеспечения). Это модель для оценки, с учетом специфики про­екта, процессов, имеющих место при разра­ботке программного обеспечения. Она, как и CMMI, концентрируется на требованиях к систематической разработке. Поэтому содер­жание моделей Automotive SPICE и CMMI очень похоже. Automotive SPICE больше кон­центрируется на требованиях к уровню и дает меньше возможностей для ориентированной на бизнес интерпретации требований. Automotive SPICE фокусируется (в настоящее время) только на программном обеспечении и только на отдельных проектах. Напротив, области применения CMMI шире и охваты­вают любые работы и услуги в сфере разра­ботки и руководство ими. Automotive SPICE используется автопроизводителями в каче­стве модели для оценки проектов и постав­щиков в области разработки программного обеспечения.

Оценка процессов выполняется с помощью двухразмерной модели. Понятие «размер процесса» служит для определения и выбора анализируемых процессов, а «размер уровня зрелости» — для определения и оценки их со­ответствующей возможности. Размер уровня зрелости состоит из шести ступеней уровня зрелости — «не завершено», «выполнено», «проконтролировано», «установлено», «предсказуемо» и «оптимизация».

Контроль качества при разработке программного обеспечения

Как и в случае с любым техническим про­дуктом, при разработке автомобильного программного обе­спечения также используется множество ин­струментов для контроля качества. В отличие от механики и электрики, контроль качества играет менее значительную роль в созда­нии программного обеспечения, поскольку оно относительно легко воспроизводится. Важными моментами здесь являются общая функциональность системы, стандарты каче­ства, овладение сложностью и применение. Поскольку программное обеспечение в авто­мобиле также охватывает системы, имеющие отношение к безопасности — например, си­стему управления динамикой и системы по­вышения безопасности при движении (DAS), контроль качества играет важную роль. Кроме того, очень важное значение имеет экономическое представление качества про­граммного обеспечения, особенно в сложных системах.

ISO 61508 и TS 26262

В настоящее время автомобильная промыш­ленность разрабатывает стандарт ISO 26262 (Транспортные средства — функциональная безопасность) для проектирования имеющих отношение к безопасности электрических и электронных систем в автомобилях на базе стандарта IEC 61508 (Функциональная безо­пасность электрических / электронных / про­граммируемых электронных систем, имею­щих отношение к безопасности). Он включает в себя требования и к продукту, и к процессу разработки, и охватывает концепцию, проек­тирование, разработку, реализацию, запуск, обслуживание, модификацию, выключение и демонтаж как самой системы, имеющей от­ношение к безопасности, так и систем, умень­шающих риск. Стандарт обозначает эти этапы в целом как «полный жизненный цикл безо­пасности». Продукты делятся на уровни инте­грации безопасности SIL1 — SIL 4 (ISO 61508) и автомобильные SIL, ASIL А — ASIL D (ISO 26262). SIL 1 и ASIL А, являются самым низ­ким, a SIL 4 и ASIL D самым высоким уровнем интеграции безопасности.

Процессы разработки программного обеспечения для автомобилей

Междисциплинарная кооперация в разра­ботке (например, между разработкой при­вода и электроники), распределенная разра­ботка (например, между поставщиком и автопроизводителем или разработка в раз­ных местах) и длительные жизненные циклы элементов программного обеспечения тре­буют общего понимания задач в целом. На­пример, при проектировании автомобильных функций управления с обратной связью и без нее, также должен обеспечиваться общий обзор всех требований к надежности и безо­пасности, а также аспектов реализации про­граммного обеспечения. Для этого во многих областях используется разработка программ­ного обеспечения на базе моделей (рис. «Этапы разработки программных функций на основе моделей» ).

Разработка программного обеспечения на базе моделей

Различают две области разработки про­граммного обеспечения на базе моделей. Логическая системная архитектура содержит и описывает виртуальную область моделей, в то время как техническая системная архитек­тура содержит реальные ЭБУ и автомобили. Логическая системная архитектура отобра­жается серым цветом, а техническая систем­ная архитектура — белым. Эта процедура опи­сывается функциями управления с обратной связью и без обратной связи, но подходит также и для общей реализации функций — например, для контроля и диагностики.

Функциональная модель на базе графики рассматривает все компоненты системы и мо­жет использоваться в качестве основы для общего понимания. При разработке программ­ного обеспечения использование методов раз­работки на базе моделей, с блок-схемами или машинами конечного состояния, все чаще за­меняет текстовые спецификации программ­ного обеспечения. Этот метод моделирования программных функций имеет и другие преи­мущества. Если модель спецификации описы­вается формально, т.е. однозначно, без вари­антов интерпретации, как математическая функция, то спецификация может быть выполнена на компьютере в режиме имитации и быстро и реалистично протестирована в самом автомобиле посредством создания прототипа быстрого управления. Кроме того, намного проще могут быть вскрыты несоответствия.

Для реализации заданных функциональных моделей в качестве программных компонентов для ЭБУ можно использовать методы автома­тизированного генерирования кода. Поэтому функциональные модели должны содержать дополнительную информацию о разработке программного обеспечения. Сюда могут отно­ситься меры по оптимизации, зависящие от характеристик продукта, необходимых элек­тронной системе. Автоматизированное генери­рование кода также гарантирует последова­тельность качественных характеристик кода.

На следующем этапе виртуальные модели среды, при необходимости дополняемые ре­альными компонентами, такими как фор­сунки, имитируют среду ЭБУ, тем самым по­зволяя проводить циклические лабораторные испытания формата «In-the-Loop». По срав­нению с испытаниями на стенде и на дороге они повышают гибкость и глубину испыта­ний, упрощая их воспроизводимость. Калибровка функций программного обеспече­ния в электронной системе должна учитывать настройки, относящиеся к конкретному авто­мобилю — например, параметры, записанные в виде характеристических значений, кривых и карт этих функций. Во многих случаях это сопо­ставление происходит лишь на более поздней стадии разработки; зачастую прямо в автомо­биле во время работы систем. Однако усилива­ется тенденция к более ранней (предваритель­ной) передаче данных; т.е. уже на ранних этапах разработки как можно более реалистичные ка­либровочные данные определяются с помощью моделей или эмпирических значений. Из-за множества калибровочных переменных и вза­имной зависимости для калибровки требуются подходящие процедуры и инструменты, потому что в конечном итоге качество калибровки, т.е. точная адаптация программного обеспечения к автомобилю, определяет степень использо­вания потенциала программного обеспечения.

Функциональные сети и сети ЭБУ

Эта процедура может также применяться к разработке функциональных сетей и сетей ЭБУ. Однако в этих случаях появляются до­полнительные аспекты, например:

Это полезно для различения функций на аб­страктном уровне и технической реализации на более конкретном уровне. Концепция раз­дельного абстрактно-конкретного подхода применима ко всем компонентам автомо­биля, к водителю и окружающей среде.

Моделирование и имитация программных функций

Моделирование систем управления автомобиля

Для моделирования систем управления с об­ратной связью и без обратной связи следует по возможности использовать блок-схемы. В этих схемах для отображения отклика компонентов используются блоки, а для ото­бражения потока сигналов между блоками — стрелки (рис. «Моделирование с блок-схемами и имитацией» ). Поскольку большинство систем многовариантны, то все сигналы обычно представлены в виде векторов. Они классифицируются на:

Блоки классифицируются на:

Водитель может повлиять на функции кон­троллера без обратной связи или с обратной связью путем определения заданных зна­чений. Все компоненты для ввода значений, задаваемых водителем (например, выключа­тели или педали), известны как генераторы заданных значений. В отличие от них, датчики регистрируют сигналы с завода. Модель этого типа может быть выполнена в имитационной системе (например, на персональном компью­тере), что позволяет более детально проанализировать ее.

Создание прототипа быстрого управления программными функциями

Создание прототипа быстрого управления в этом контексте включает в себя все методы для ранней реализации спецификаций для функций управления без обратной связи или с обратной связью в реальном автомобиле. Для этого в испытании должны быть реализованы смоделированные функции управления без обратной связи или с обратной связью. В каче­стве платформы для реализации программ­ных частей функций управления без обратной связи или с обратной связью можно использо­вать экспериментальные системы (рис. «Создание прототипа быстрого управления программных функций в реальном автомобиле» ).

Экспериментальные системы соединя­ются с генераторами заданных значений, датчиками и исполнительными органами, а также другими автомобильными ЭБУ, отно­сящимися к общей системе. Интерфейсы с реальным автомобилем означают, что про­граммные функции, реализованные в экспе­риментальной системе — и в ЭБУ — учитывают потребности в реальном времени.

В качестве ЭБУ в экспериментальных си­стемах обычно используются компьютерные системы реального времени со значительно большей вычислительной способностью. Для решения этой задачи в качестве процессор­ного ядра все чаще используются персональ­ные компьютеры. Это позволяет автоматиче­ски преобразовать модель программной функции из спецификации в реализуемую модель посредством создания прототипа бы­строго управления, регламентируемого стандартизированными правилами. Затем задан­ное поведение можно моделировать с максимально возможной точностью.

Экспериментальные системы с модульной структурой можно конфигурировать под конкретную область применения — например, под необходимые интерфейсы для сигналов ввода-вывода. Вся система рассчитана на ис­пользование в автомобиле и управление от компьютера, например, персонального. Это позволяет тестировать спецификации про­граммных функций на ранней стадии прямо в автомобиле. Затем спецификации могут, при необходимости, быть изменены.

При использовании экспериментальных систем различают приложения обхода и при­ложения с полной поддержкой.

Процедура обхода

Приложения обхода в основном используются тогда, когда разрабатывается лишь несколько программных функций и имеется ЭБУ с хорошо зарекомендовавшей себя базовой функциональ­ностью — например, из предыдущего проекта.

Приложения обхода также подойдут, если функции датчика и исполнительного меха­низма ЭБУ очень сложны, а их поддержка требует значительных усилий со стороны экс­периментальной системы (например, в слу­чае с ЭБУ двигателя).

Приложения с полной поддержкой больше подходят, если ЭБУ этого типа нет, если требуется протестировать дополнительные генераторы заданных значений, датчики и исполнительные механизмы и если функцио­нальность ЭБУ достаточно сложная.

Можно также скомбинировать обход от­дельных частей программного обеспечения с полной поддержкой всего программного обеспечения в целом, что повышает гибкость.

Приложения обхода

Приложения обхода подходят для раннего те­стирования дополнительной или модифициро­ванной программной функции автомобильного ЭБУ. Новая или модифицированная программ­ная функция определяется моделью и рабо­тает в экспериментальной системе. Для этого требуется ЭБУ, способный выполнять базовые функции программного обеспечения, поддер­живать все необходимые генераторы заданных значений, датчики и исполнительные органы и обеспечивать интерфейс обхода для экспери­ментальной системы. Новая или модифициро­ванная программная функция разрабатывается с помощью создания прототипа быстрого управления. В этом случае она выполняется в экспериментальной системе (рис. «Разработка прототипа с системой обхода» ).

Этот подход также приемлем для дальней­шего развития существующих функций ЭБУ. В этом случае существующие функции в ЭБУ продолжают использоваться, но модифициру­ются до такой степени, чтобы вводные значе­ния отправлялись через интерфейс обхода, и использовались выходные значения из новой функции обхода. Необходимые программные изменения в ЭБУ называются ловушками об­хода. Для синхронизации функциональных вы­числений между ЭБУ и экспериментальной системой обычно используется процедура, когда ЭБУ инициирует вычисления функции обхода в экспериментальной системе через интерфейс управляющей логики. ЭБУ контролирует прав­доподобие выходных значений функции обхода.

На функцию обхода можно также повлиять через автомобильную шину (например, CAN). Возможен даже доступ к центральному про­цессору ЭБУ через интерфейсы микрокон­троллера посредством эмулятора.

Приложение с полной поддержкой

Если в автомобиле должна тестироваться со­вершенно новая функция, а ЭБУ с интерфейсом обхода нет, то испытания можно провести с по­мощью приложения «с полной поддержкой». В этом случае экспериментальная система должна поддерживать все генераторы заданных значений, датчики и интерфейсы исполнитель­ных органов для данной функции.

Поведение функции в реальном времени также должно быть определено и гарантировано экспери­ментальной системой (рис. «Разработка прототипов с полной поддержкой» ). Вообще, это делается операционной системой реального времени на компьютере с полной поддержкой.

Виртуальное создание прототипов

В случае со сложными системами лучше те­стировать функции как можно раньше. Одну из возможностей дает виртуальное создание прототипов. Здесь прототип тестируется в виртуальной модели среды. Операционная система более нового ЭБУ (например, RTA) работает в экспериментальной системе. Это позволяет считать временную характери­стику более нового программного обеспече­ния хорошей.

Проектирование и реализация программных функций

На основании спецификации данных на ста­дии проектирования необходимо учесть функциональное поведение программной функции и ее поведение в реальном времени, все технические детали сети ЭБУ, реализо­ванный микроконтроллер и архитектуру про­граммного обеспечения. Тогда окончатель­ная реализация программных функций может быть определена и осуществлена на базе программных компонентов (рис. «Реализация функции управления с обратной связью и без обратной связи с помощью сети ЭБУ» ).

В дополнение к решениям по структуре и по­ведению программной функции, здесь учи­тываются временные и дискретные функции микроконтроллеров, реализация включает в себя решения по поведению в реальном вре­мени, распределению и интеграции микро­контроллеров и ЭБУ и требованиям к надеж­ности и безопасности электронных систем. Необходимо также учитывать все требования к электронным системам и автомобилям с точки зрения производства и обслуживания (например, концепции контроля и диагно­стики, параметризация программных функ­ций, или обновления программного обеспе­чения для ЭБУ).

Создание кода и сопутствующих данных (данные для документации, управление вари­антами или предварительная передача дан­ных калибровки) часто выполняются авто­матически в соответствии с установленными стандартами.

Интеграция и тестирование программного обеспечения и ЭБУ

Требования к программному обеспечению автомобиля

Прототипы автомобилей зачастую имеются в ограниченном количестве. Это означает, что у поставщика компонентов часто отсутствует полная или обновленная среда для интегра­ции и тестирования поставляемых компонен­тов. Ограничения среды тестирования могут иногда ограничивать возможные его этапы. По этой причине модели сред часто служат основой для испытательных систем и стендов на этапе интеграции и тестирования.

Интеграция компонентов — это точка синхронизации для разработок всех отдельных ком­понентов. Интеграционное, системное и прие­мочное тестирование не могут быть выполнены до тех пор, пока не будут доступны все компо­ненты. Для ЭБУ это означает, что программные функции могут тестироваться только при на­личии всех компонентов в системе автомобиля (ЭБУ, генераторов заданных значений, датчи­ков, исполнительных механизмов и системы). Использование циклических систем тестирова­ния формата In-the-Loop в лаборатории позво­ляет заранее проверять ЭБУ в виртуальной среде тестирования при отсутствии фактиче­ских периферийных компонентов (рис. «Интеграция и тестирование ЭБУ с помощью циклической испытательной системы» ).

Это позволяет проводить и автоматизиро­вать испытания в воспроизводимых лабора­торных условиях с высоким уровнем гибкости. В отличие от испытаний на стенде или в реальном автомобиле можно протестировать полный, неограниченный спектр рабочих со­стояний (например, ЭБУ двигателя можно протестировать при любой нагрузке и любых оборотах). Износ автомобиля и ситуации сбоев имитируются легко и позволяют про­тестировать функции контроля, диагностики и обеспечения безопасности. Допуски ком­понентов (например, в генераторах заданных значений, датчиках и исполнительных ор­ганах) можно имитировать таким образом, чтобы можно было проверять надежность функций управления с обратной связью и без обратной связи.

Значительным плюсом также является большая глубина тестирования, которой можно достичь путем автоматизации. Это позволяет, к примеру, протестировать макси­мально возможное количество типов сбоев и их комбинаций при точно воспроизводимых условиях и документировать их в журнале сбоев.

Эта процедура также применима к испыта­ниям имеющихся генераторов, заданных зна­чений, датчиков и исполнительных органов. Интерфейсы испытательной системы необ­ходимо соответствующим образом изменить. В эту процедуру можно также встроить лю­бые промежуточные этапы.

Циклические испытательные системы

При циклических испытаниях встроенная электронная система подключается через ин­терфейсы к реальной (датчики, исполнитель­ные органы) или виртуальной (математиче­ские модели) среде. Реакция системы анализируется и вводится обратно в систему. В зависимости от типа испытательных образ­цов различают следующие испытательные системы:

Циклические испытательные системы могут использоваться для проверки и дальнейшей разработки программного обеспечения и ап­паратной части.

Калибровка программных функций

Процедура

Любая электронно-управляемая автомобильная система может лишь тогда развит свою спо­собность, когда она оптимально адаптирована к соответствующему типу автомобиля. Чтобы программные функции можно было использо­вать в как можно большем количестве вариан­тов автомобилей, они содержат регулируемые параметры. Адаптация этих параметров к соответствующему варианту автомобиля и к каж­дому режиму работы (например, холодный ре­жим работы, экстремальная жара или высота) называется калибровкой. Для дос тиж ения нуж­ного уровня функциональности в автомобиле в целом необходимо использовать множество характеристических значений, кривых и про­граммных карт — калибровочных данных.

Управление вариантами в разработке, про­изводстве и обслуживании можно: упростить путем разграничения программного статуса и статуса данных. Программный с татус содер­жит, например, всю информации: о перемен­ных, их предельных значениях и взаимосвя­зях, а статус данных содержит тактически примененные переменные.

Калибровка выполняется в лаборатории на стендах для двигателя и автомобиля во время испытаний автомобиля и в реальных условиях на испытательных маршрутах. В дополнение к измерительно-диагностической системе часто требуется калибровочная система для кали­бровки внутренних параметров ЭБУ, например, характеристических кривых и голограммных карт). По завершении калибровки произво­дится комплексная проверка данных. Затем эти значения записываются в стираемую про­граммируемую постоянную память (EPROM) или флэш-память последовательных ЭБУ.

Во время калибровки значения параметров должны быть регулируемыми. Поэтому си­стема калибровки состоит из одного или бо­лее ЭБУ с подходящим интерфейсом измерительно-диагностической системы (рис. «Принцип работы измерительно-калибровочных инструментов» ). В дополнение к использованию в автомобилях, измерительно-диагностические и калибровочные системы можно также ис­пользовать в циклических испытательных системах и на испытательных стендах.

Изменения значений параметров, напри­мер, значений характеристической кривой, поддерживаются в калибровочной системе редакторами. Они также могут работать на уровне реализации (т.е. с примененными зна­чениями) или на уровне физической специ­фикации. Соответственно, измерительная система преобразует записанные значения в физическое представление или представ­ление реализаций. На рис. «Принцип работы измерительно-калибровочных инструментов» показан пример физического уровня и уровня реализации для характеристической кривой и записанного сигнала измерения.

При работе с системами калибровки обычно можно выбрать либо автономную калибровку, либо калибровку в реальном времени.

Автономная калибровка

При автономной калибровке выполнение функ­ций управления с обратной связью и без обрат­ной связи и функций контроля, т.е. «программы привода», прерываются для корректировки зна­чений параметров. Поэтому при автономной ка­либровке возникает много ограничений. В част­ности, при использовании на испытательных стендах и во время тестирования в автомобиле она всегда влечет за собой прерывание испыта­ний на стенде или на дороге.

Калибровка в реальном времени

При калибровке в реальном времени значения параметров можно регулировать во время выполнения программных функций микро­контроллерами. Поэтому можно регулиро­вать значения параметров при выполнении функций управления с обратной связью и без обратной связи и функций контроля, и стало быть, во время обычного использования на ис­пытательном стенде или в автомобиле.

Калибровка в реальном времени предъ­являет высокие требования к стабильности функций управления с обратной связью и без обратной связи и функций контроля, поскольку ездовой цикл должен оставаться стабильным во время всех процедур регулировки при возникновении исключений, например, если распределение точек интер­поляции в характеристических кривых не сможет монотонно расти в течение коротких периодов времени. Калибровка в реальном времени подходит для долгосрочной мо­дификации менее динамичных параметров (например, подстройки функций управления двигателем на моторном испытательном стенде).

Для применения более динамичных функ­ций или функций, имеющих критичное значе­ние для обеспечения безопасности (напри­мер, настройки программных функций системы ABS для маневров торможения во время тест-драйва), настройки не выполня­ются во время фактических маневров тормо­жения. В этом случае калибровка в реальном времени все равно может сэкономить время посредством предотвращения любых преры­ваний выполнения программы и, соответ­ственно, снижения интервала между двумя тест-драйвами.

Перспективы развития автомобильных функций и технологий

Новые автомобильные функции и технологии будут продолжать увеличивать объем про­граммного обеспечения в автомобилях-даже в бюджетном сегменте. При этом во многих автомобилях количество ЭБУ остается неиз­менным. В результате объем функций некото­рых ЭБУ продолжает расти. В целом систем­ные разграничения между различными ЭБУ исчезают — например, в управлении гибрид­ным приводом. Таким образом, электроника в автомобилях становится все более сложной. Поэтому ключевым элементом будущих раз­работок автомобильного программного обе­спечения и сред разработки станет экономи­ческая составляющая.

Другой тенденцией является все большая виртуализация разработок, когда отдельные части более поздних этапов разработки, та­ких как тестирование и калибровка, интегри­руются в более простые фазы разработки, чтобы, к примеру, уже функциональные модели можно было циклически тестировать и снабжать данными на предварительной основе. Таким образом, сбои выявляются раньше, и непосредственно перед запуском серийного производства устраняются слабые места.