6. Mai 2020
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Validierung vernetzter Fahrzeuge 2.0
FEV-TST: Frühzeitige Validierung von vernetzten Fahrzeugsystemen und Cybersicherheit
Fahrzeug-Apps, Smartphone-Verbindungen, GPS, Bluetooth, WiFi, 4G/LTE und bald auch 5G sind nur einige der Vernetzungsfunktionen in modernen Fahrzeugen: Das „Vernetzte Fahrzeug“ ist nicht länger eine Vision, sondern eine Realität und damit gehen auch beträchtliche Komplexität und Herausforderungen (z. B. Cybersicherheit) für die Integration all dieser Funktionen in das Smart Vehicle-Ökosystem einher. Als führender Entwicklungsdienstleister begleitet FEV diese Technologien bereits seit ihren ersten Tagen und verfügt so über einzigartiges Know-how von der Entwicklung, Implementierung, Integration bis hin zur Validierung. FEV hat zur Unterstützung dieser unterschiedlichen Programmentwicklungszyklen bzw. -stufen den sogenannten „Telematics System Tester“ (FEV-TST) entwickelt, der selbst in den ganz frühen Entwicklungsphasen zu einem wichtigen Werkzeug für die Integration und Validierung zunehmend komplexer, vernetzter Fahrzeugkomponenten und -systeme geworden ist. Das Testsystem ermöglicht es, alle relevanten Komponenten, Anwendungen, Signale und Daten von vernetzten Fahrzeugen in einer kontrollierten Umgebung zu simulieren und auch aufgezeichnete Szenarien zu reproduzieren. Nach dem erfolgreichen Abschluss von mehreren Serienfertigungsprojekten zur Entwicklung, Integration und Validierung mit vernetzten Fahrzeugen zeigen die Projektergebnisse: Der FEV-TST reduziert Zeit und Aufwand um bis zu 30 Prozent, was gerade vor dem Hintergrund zunehmend kürzerer Innovationszyklen wichtig ist. Des Weiteren werden mithilfe dieser Testsystemplattform enorme Vorteile bei Dauer- und Regressionsprüfungen für u. a. Cybersicherheit erzielt.
„Im Fahrzeug von heute und ganz sicher im Smart Vehicle von morgen ist die Vernetzung ein absolutes Muss, auf das nicht nur die Telematik- und Infotainmentsysteme zurückgreifen, sondern auch die kommenden Funktionen zum autonomen Fahren. Die Vernetzung wird Smart Vehicles möglich machen und dank ihrer Zuverlässigkeit können OEMs eine breite Palette zusätzlicher Anwendungen für den Fahrer und die Gesellschaft als Ganzes anbieten“, erklärt Stephan Tarnutzer, Vice President Electronics und Leiter des globalen Center of Excellence „Smart Vehicle“ bei FEV. „Das Fahrzeug der Zukunft wird Teil des Internet der Dinge sein, Terrabytes von Daten beitragen und beim Fahren große Datenmengen aus unterschiedlichen Quellen erhalten oder verarbeiten – sowohl von innerhalb und ganz sicher auch von außerhalb des Fahrzeugs.“ Aus diesem Grund müssen Systeme vernetzter Fahrzeuge in einem „End-to-End“-Kontext mit einem vernetzten Systemdenken und einer entsprechenden Methodik validiert werden. Das Fahrzeug ist nur ein Teil dieses Systems. Neben den „standardmäßigen bzw. traditionellen“ Fahrzeugfunktionen müssen alle anderen Dienste und Kommunikationsstrukturen sowie alle Komponenten außerhalb des Fahrzeugs (Cloud, Backend, Apps usw.) bei der Validierung berücksichtigt werden. Eine der Herausforderungen im Zusammenhang mit dem vernetzten Fahrzeug ist die Cybersicherheit, für die täglich neue Bedrohungen thematisiert und validiert werden müssen. „Eine Systemvalidierung, die allen diesen Gesichtspunkten gerecht wird, kann nur durch den Einsatz automatisierter Testsysteme erfolgreich gemeistert werden. Ansonsten wäre die Aufgabe überwältigend und es gäbe nicht genügend Personal, um diese Arbeit manuell, zuverlässig und konsistent auszuführen“, resümiert Tarnutzer.
>> MODERNE SMART VEHICLES SIND MIT BIS ZU 100 STEUERGERÄTEN AUSGESTATTET, DEREN SOFTWARE ZUSAMMENGENOMMEN MEHR ALS 100 MILLIONEN CODEZEILEN UMFASST UND DIE NAHEZU EIN TERABYTE DATEN GENERIEREN
Komplexe vernetzte Fahrzeugsysteme
Mit der FEV-TST-Plattform ist es möglich, die relevanten Signale und Daten in einer kontrollierten Umgebung zu simulieren oder aufgezeichnete Szenarien zu reproduzieren. Hierzu zählen die Fahrzeug-Kommunikationsbusse, das Mobilfunknetz, GPS, Bluetooth und WiFi genauso wie die Nachbildung von Smartphone-Apps, die Verbindung zum Internet für Backend-Dienste, die zur Entwicklung der erforderlichen Anwendungsfälle für das vernetzte Fahrzeugsystem notwendig sind und für die End-to-End-Prüfung verwendet werden. Der FEV-TST kann außerdem unterschiedliche Szenarien für Mobilfunknetz- und GPS-Signale simulieren. So können beispielsweise der Einfluss schwacher Satellitensignale oder Übergabeszenarien für zelluläre Signale von Mast zu Mast bereits im Labor beurteilt werden. „Mit FEV-TST kann das zu testende vernetzte System einfach und in kürzester Zeit mit hunderten unterschiedlicher Szenarien in einer kontrollierten Umgebung validiert und bewertet werden“, so Tarnutzer. „Eine zusätzliche Back-Office-Anwendung bildet eine simulierte Informationskette ab, z. B. den Datenfluss eines Türöffnen-Befehls vom Smartphone über das Backend bis zur Telematikeinheit und den CAN-Bus des Fahrzeugs.“
Die neueste Ergänzung der FEV-TST-Plattform ist auf die Automatisierung verschiedener Prüfungen im Zusammenhang mit der Cybersicherheit ausgerichtet und umfasst mehrere, dem Branchenstandard entsprechende Werkzeuge gegen Cyberangriffe durch die zahlreichen, im Fahrzeugen vorhandenen Angriffsvektoren (d. h. Bluetooth, WLAN, CAN usw.), die auf dem TST simuliert werden. Das FEV-System ermöglicht die Automatisierung der Prüfungen und Validierung im Zusammenhang mit der Cybersicherheit, was während der Entwicklung sowie der Regressionsprüfung äußerst hilfreich ist. Der TST reduziert nachweislich den manuellen Prüfaufwand im Zusammenhang mit derartigen Aktivitäten um über 50 Prozent und ermöglicht so den Einsatz von Ressourcen für andere Prüfarten.
Frühzeitige Entwicklung
Allein die Connectivity-Systeme moderner Fahrzeuge bestehen in der Regel aus über fünf verschiedenen Komponenten unterschiedlicher Zulieferer. Häufig sind nicht alle dieser Komponenten zum gleichen Zeitpunkt in der Entwicklungsphase für Integrations- und Validierungsprüfungen verfügbar. Der FEV-TST kann zur Unterstützung der Entwicklungsbemühungen sowie zur Prüfung und Validierung von Prozessbeginn an eingesetzt werden. Er kann so konfiguriert werden, dass er das echte System realitätsnah abbildet und schnell Anforderungen für jede dieser Komponenten verifiziert. Der TST kann bei den Aufgaben bezüglich Cybersicherheit in einem Entwicklungsprogramm ebenfalls von Anfang an unterstützend wirken und Implementierungslücken bezüglich Cybersicherheit in Komponenten frühzeitig identifizieren.
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