車(chē)載多設備的調試/分析解決方案

本文將介紹在需要協(xié)同操作的多設備環(huán)境中軟件開(kāi)發(fā)課題的解決方案。

架構的演變與車(chē)載軟件

近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)正在經(jīng)歷重大變革。在這個(gè)變革中，趨勢和需求也發(fā)生了巨大變化，互聯(lián)、自動(dòng)駕駛、駕駛輔助、電動(dòng)化等功能需求逐年增加。隨著(zhù)功能的增加，搭載的ECU也在不斷增加，為了適應日益復雜的系統，汽車(chē)的電氣/電子架構（E/E架構）也在不斷發(fā)展。

為了控制這些系統，需要構成ECU的多個(gè)設備之間進(jìn)行協(xié)調操作。

車(chē)載軟件開(kāi)發(fā)中的課題

面向需要多個(gè)設備協(xié)同操作的多設備環(huán)境進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)面臨以下課題：

1. 難以判斷哪個(gè)設備的軟件出了問(wèn)題

在多個(gè)設備上各類(lèi)軟件協(xié)同運行的系統中，一個(gè)出現問(wèn)題的軟件可能會(huì )導致其他設備上的軟件出現錯誤。在這種情況下，僅僅調試出錯的軟件是不夠的，還需要理解同時(shí)在其他設備上運行的軟件的行為，這樣才能找出問(wèn)題的原因。

2. 難以確定系統何時(shí)負荷較高

在多設備系統中，可能存在在特定時(shí)刻負荷集中，從而導致無(wú)法實(shí)現最大限度運用系統硬件性能的情形。雖然使用現有的性能測定工具可以對單個(gè)設備進(jìn)行分析，但是針對特定時(shí)刻來(lái)全面掌握系統負荷并不容易。

瑞薩電子的舉措和解決方案

瑞薩電子正在致力于開(kāi)發(fā)面向前述多設備的軟件開(kāi)發(fā)課題的解決方案。此次，我們將介紹其中的解決方案之一，即Synchronous Logging（以下稱(chēng)為Sync Logging）

Sync Logging是用于多個(gè)設備構成的系統的調試和分析的解決方案，它提供了一種方式來(lái)了解每個(gè)設備在相同時(shí)間點(diǎn)執行了什么樣的處理。為了掌握各個(gè)設備的行為，我們會(huì )使用諸如strace、perf tool等Linux工具，以及嵌入在軟件中的日志消息。通過(guò)日志消息的時(shí)間信息，可以在發(fā)生錯誤的時(shí)間點(diǎn)上，查看其他設備上運行的軟件的行為，從而更容易確定錯誤的原因。

此外，為了掌握各設備的資源使用情況，我們使用能夠輸出帶有時(shí)間信息的日志的Linux命令和工具，如perf tool、top、vmstat等。通過(guò)同步具有時(shí)間信息的日志消息的時(shí)間，可以分析資源使用情況的信息，從而掌握特定時(shí)間系統的負荷狀況。

Sync Logging由運行在Host PC上的Trace Manager和運行在設備上的Trace Monitor這兩個(gè)工具組成。設備上運行的軟件或工具輸出的數據會(huì )經(jīng)由Trace Monitor傳送到Host PC上的Trace Manager。Trace Manager會(huì )將來(lái)自多個(gè)設備的數據按時(shí)間順序排列并輸出。通過(guò)分析這些輸出數據，可以掌握同一時(shí)間各個(gè)設備上的軟件正在執行什么樣的處理，以及系統的負荷情況如何。

開(kāi)發(fā)狀況和今后的展開(kāi)

Sync Logging已針對R-Car S4和R-Car V4H的評估環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā)。今后計劃擴展支持新一代R-Car產(chǎn)品和面向車(chē)載的MCU產(chǎn)品。此外，我們將持續努力擴展支持的工具，并對收集的數據進(jìn)行更加直觀(guān)的顯示，以實(shí)現功能的增強和用戶(hù)體驗的提升。

作者：Yoshihito Ogawa——Sr Staff Software Engineer