工程師說 | 車載多設備的調試/分析解決方案

作者：Yoshihito Ogawa，Sr Staff Software Engineer

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

架構的演變與車載軟件

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

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

車載軟件開發(fā)中的課題

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

1. 難以判斷哪個設備的軟件出了問題

在多個設備上各類軟件協(xié)同運行的系統(tǒng)中，一個出現(xiàn)問題的軟件可能會導致其他設備上的軟件出現(xiàn)錯誤。在這種情況下，僅僅調試出錯的軟件是不夠的，還需要理解同時在其他設備上運行的軟件的行為，這樣才能找出問題的原因。

2. 難以確定系統(tǒng)何時負荷較高

在多設備系統(tǒng)中，可能存在在特定時刻負荷集中，從而導致無法實現(xiàn)最大限度運用系統(tǒng)硬件性能的情形。雖然使用現(xiàn)有的性能測定工具可以對單個設備進行分析，但是針對特定時刻來全面掌握系統(tǒng)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發(fā)面向前述多設備的軟件開發(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（以下稱為Sync Logging）

Sync Logging是用于多個設備構成的系統(tǒng)的調試和分析的解決方案，它提供了一種方式來了解每個設備在相同時間點執(zhí)行了什么樣的處理。為了掌握各個設備的行為，我們會使用諸如strace、perf tool等Linux工具，以及嵌入在軟件中的日志消息。通過日志消息的時間信息，可以在發(fā)生錯誤的時間點上，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間信息的日志的Linux命令和工具，如perf tool、top、vmstat等。通過同步具有時間信息的日志消息的時間，可以分析資源使用情況的信息，從而掌握特定時間系統(tǒng)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這兩個工具組成。設備上運行的軟件或工具輸出的數(shù)據(jù)會經由Trace Monitor傳送到Host PC上的Trace Manager。Trace Manager會將來自多個設備的數(shù)據(jù)按時間順序排列并輸出。通過分析這些輸出數(shù)據(jù)，可以掌握同一時間各個設備上的軟件正在執(zhí)行什么樣的處理，以及系統(tǒng)的負荷情況如何。

開發(fā)狀況和今后的展開

Sync Logging已針對R-Car S4和R-Car V4H的評估環(huán)境進行開發(fā)。今后計劃擴展支持新一代R-Car產品和面向車載的MCU產品。此外，我們將持續(xù)努力擴展支持的工具，并對收集的數(shù)據(jù)進行更加直觀的顯示，以實現(xiàn)功能的增強和用戶體驗的提升。