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雪 組 ライブ ビュー イング チケットk8 カジノ ECU統合テストの現状と課題自動車業界におけるECUテスト

パチスロ まどか 解析 自動車開発における高機能・多機能化への要求はとどまることを知らない。自動車に搭載される電子部品やECUの数、そして、搭載されるソフトウェアの規模が増大し、その複雑性は増すばかりだ。

 その一方、自動車開発では、高信頼性・安全性の実現も達成しなければならない。どんなにECU開発の複雑さが増そうとも、“安心・安全”を提供し続けなければならないのが自動車を開発する者の使命である。万が一、ECUの不具合が原因でリコールが発生してしまうと……、その損害は計り知れず、“信頼”という大きな財産を失いかねない。

丹野清嗣氏ECUテストの重要性と課題について語るベクター・ジャパン 開発ツール部 チームリーダー 丹野清嗣氏

 そのため、自動車開発の現場では、ECUのテストに多くの工数を費やしている。ここでいうテストとは出荷前の最終テストだけを指しているわけではなく、各製造工程の最終段階で実施されるテストを指す。「もし、前工程のテストが不十分で不具合を残していた場合、その手戻り作業に要する工数は開発工程の後になればなるほど、指数関数的に膨れ上がってしまう」(ベクター・ジャパン 開発ツール部 チームリーダー 丹野清嗣氏)。しかも、そのテストも正常な状態だけを検証するわけではなく、断線や短絡、通信エラーといった異常系のテストも実施し、ECUが仕様通りに振る舞うかどうかを検証しなければならない……。結果、テスト項目も膨大となり、作業者の負荷とその工数は相当なものとなる。

 ECUの増加によるシステム全体の複雑化、そして、正常系だけでなく異常系をも厳密に検証しなければならないというテストの複雑化が進む中、ECUテストに掛かる工数をいかに削減し、品質を維持・向上させていくかが、自動車業界における大きな課題といえる。

ECUテストの自動化への動き

 互いに協調しながら複雑で高度な制御を実現するECUをいかにして効率良くテストするか。そして、コストを削減しつつ、品質を維持・向上させるか。

――その答えとして注目されているのが「テストの自動化」である。

 従来の“手動によるテスト”では、自然言語で書かれたテスト仕様書を作業担当者が目視で確認しながらテストを実行・検証し、その結果をレポートとして作成していた。当然ながら、抜け・漏れのような人的ミスという作業リスクもあるし、同じテスト項目であっても作業者の熟練度(スキル)により結果にバラつきが生じてしまう可能性もある。さらに、実施するテスト項目とそれらの組み合わせは、ECUの高機能・多機能化により膨大となるため、手動でテストを実施できる範囲はリソース的にも限られてしまう。

 これに対し、テストの自動化であれば、テストケースを基に、文字通りテストを自動実行して、ECUの振る舞いが仕様書通りであるかどうかを判定し、結果をレポートとして自動生成してくれる。このような理想的なテストの自動化が実現できれば、「従来できなかったような項目や組み合わせに対してもテストを実施することが可能になり、これまで以上に品質を保証できるようになる」(丹野氏)。また、人的ミスやテスト作業自体のバラつきがなくなるのは当然ながら、最初に環境さえ構築してしまえば、以降の繰り返しテストやプログラムの変更に伴う再テストなどのスピードが劇的に向上するため、大幅な工数削減も見込める。

 ECU開発では、一般的な組み込みシステムよりもテスト項目が格段に多いため、品質の維持・向上および工数削減を目指すには、テストの自動化は避けて通れないだろう。

ベクターが提案する“ECU統合テスト”のアプローチ

 ECUテストの自動化への要求にいち早く応えるべく、ベクターでは車載ネットワーク(CAN、LIN、MOST、FlexRay、J1587)とECUの開発、テスト、シミュレーションを行うためのツール「CANoe」を提供。CANoeの「テスト機能」により、CANをはじめとする車載ネットワーク通信のテストの自動化を可能にし、多くの実績・成果を上げている。

 例えば、自動車のメーター開発・製造を手掛ける日本精機では、このCANoeテスト機能を導入し、ECUのCAN通信に関連するテストの自動化を実施、大幅なテスト工数の削減に成功している。「これまで手作業で“約11時間”も要していた非常に負荷の掛かるテスト項目が、およそ“4分”に短縮された」(丹野氏)というから驚きだ。このケースからも、テストの自動化が作業効率に与えるインパクトがいかに大きいかがうかがえる。

 このCANoeテスト機能を使用することで、自動車の神経といえるECUのネットワーク通信制御のテストの自動化を実現できる。しかし、実際のECUには、車載ネットワークバスの他にも、アクチュエーターやセンサー、バッテリーなどもつながっており、「ECU統合テスト、つまり、“ECUの統合的な振る舞いをテストする”という意味では、CAN通信といった車載ネットワーク部分だけでなく、ECUに接続されているあらゆるI/Oインタフェースを検証しなければならない」(丹野氏)。

 ベクターでは、この“厳密なECU統合テスト”を実現すべく、CANoeテスト機能と連携し、ECUにつながっている車載ネットワークバス、バッテリー、センサー、アクチュエーターなどのあらゆるI/O、およびECU部品のエミュレーション機能を実現する「VTシステム」と呼ばれるECUテスト用のモジュラー式ハードウェアを提供する。

CANoeテスト機能+VTシステムの概念図CANoeテスト機能+VTシステムの概念図

 このVTシステムは、CANoeとセットで使うことを前提として設計された専用ハードウェアで、リレースイッチ、信号処理、各種I/Oコネクタ、テスト機能、コントローラーなど必要な全ての装置を統合し、モジュール構成を採用することで煩雑になりやすい配線を最小限に抑えられるよう工夫されている。また、テスト専用のさまざまな機能ブロック、車載ECUテスト用の電気特性(電圧レンジ±32V、16Aの高電流)にも対応している。「このVTシステムは、広く使われているCANoeとの組み合わせを前提とした製品であるため、ツール同士の親和性が非常に高い。VTシステムのI/O信号へのアクセスは全てCANoe上の変数経由で行え、VTシステム側の細かなパラメータなどは全てCANoeのGUI画面で容易に設定できる」(丹野氏)。

VTシステムVTシステム(19インチラック用のバックプレーンにより、1ケース当たり最大12枚のモジュールを搭載)

 さらに、VTシステムに格納するモジュールの種類や数は、ユーザーのテスト要件に合わせて自由に組み替えることが可能だ。モジュールの種類としては、ECUからのアクチュエーター出力に使う負荷・計測モジュール「VT1004」やECUへのセンサー入力に使うスティムレーション(刺激)モジュール「VT2004」の他、デジタルI/Oモジュール「VT2516」および電源制御モジュール「VT7001」、ネットワークインタフェースモジュール「VT6104」、リアルタイムPCモジュール「VT6010」「VT6050」などがある。これらモジュールからテスト要件に合ったものを選択し、VTシステムのスロットに差し込むだけで、オリジナルのテスト環境を容易に構築することができる。

VTシステムのモジュールVTシステムのモジュール。画像は、負荷・計測モジュール「VT1004」(左)とスティムレーション(刺激)モジュール「VT2004」(右)

 CANoeと、CANoe用に設計されたVTシステム。この2つさえあれば非常に手軽にECU統合テスト環境を構築できる。しかも、車載ネットワークのテストまでも含めたECUの統合テスト環境を、CANoeを中心とした単一の環境で容易に構築できるのは、ベクターならではのユニークさであり、一番の強みといえる。「既にCANoeを使っている場合であれば、VTシステムを導入するだけで、車載ネットワーク通信を含めたECUの自動テスト環境が実現できてしまう。これまで使っていた環境をそのまま継続利用できるので、ゼロから作り上げるよりもはるかに早くテスト環境を構築できる」(丹野氏)。

CANoeテスト機能+VTシステムの優位性

 ECUは可能な限り“実車と同等の環境”でテストを行う必要があるため、高度で大規模なテスト環境が用いられることがある。しかし、大規模なテスト環境を構築するには多くの手間とコストが掛かり、使いこなせる作業者も限られてしまうため、非常にハードルの高いものといえる。また、統合的なテストには異なったメーカーの複数のツールや計測器を組み合わせて利用することがあるが、それらのつなぎこみや時間同期をどうするかなどの親和性の問題で悩まされることがよくある。

 これに対し、CANoeとモジュール構成を採用したVTシステムからなるベクターのECU統合テストの自動化アプローチは非常に“シンプル”である。「ECU統合テストの自動化を検討しようというユーザーに対し、大規模なテスト環境を構築するのは手間とコストの面で難しい場合がある。ベクターでは、CANoeテスト機能+VTシステム、そして関連するエンジニアリングサービスにより、無理のない、ニーズに適した自動テスト環境を提供し、コスト削減と品質の維持・向上の実現に貢献する」(丹野氏)。

 ベクターのCANoeテスト機能+VTシステムであれば、高度なテスト環境を模擬し、かつ実機が完成する前段階のシミュレーション環境としても使用できる。しかも、大規模なテスト環境を構築するよりもはるかに低コストで、広い設置スペースも必要なく、机上でECU統合テスト環境が構築できてしまう。このシンプルさと、導入のハードルの低さは、従来のテストソリューションにはない大きなアドバンテージといえるだろう。


 ECU開発の全てにおいて、必ずしも大掛かりなテスト環境が必要なわけではない。そのため、「簡単にECU統合テストの自動化に取り組みたい」、あるいは「CANoeで既に車載ネットワークの自動テストは実現しているが、今後、ECU全体のテストも自動化したい」というニーズに対して、低コストで導入のハードルが非常に低いベクターのアプローチは、ECU統合テストのコスト削減と品質向上に対する即効性の高い“有効打”といえるだろう。

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スタッド ポーカー 2011年11月16~18日の3日間、パシフィコ横浜で組み込み関連の最先端テクノロジーや基盤技術が多数集結する「Embedded Technology 2011/組込み総合技術展(以下、ET2011)」が開催される。

 このET2011開催に先立ち、アイティメディアが運営する組み込み/エレクトロニクス関連メディア「@IT MONOist」「EE Times Japan」「EDN Japan」では、ET2011の特設ページをオープンし、来場予定者や来場検討されている方々に向け、注目企業の見どころ情報を開催直前までお届けしていく。また、同特設ページでは、会期中・会期後も速報やレポート記事を多数掲載する予定なので期待してほしい(継続してウオッチして頂きたい!)。

 さて今回紹介するのは、過去のET展でもおなじみ、組み込み機器向けOS製品群「Windows Embedded」ブランドの旗の下、多数のパートナー企業と共にさまざまな展示デモを披露してきた日本マイクロソフトの出展内容だ。

>>3メディア合同「Embedded Technology 2011特集」

Be Connected ~つながろう日本~

 日本マイクロソフトは、ET2011で“Windows Embedded”ブランドを前面に押し出した「Windows Embedded パビリオン」を設け、パートナー企業と共に、多数の展示デモを行うという。

 パビリオンのスローガンは「Be Connected ~つながろう日本~」。過去の展示会でも「つながる」というキーワードをさまざまな見せ方で提唱し続けてきた同社だが、「今年は東日本大震災の発生だけでなく、世界に目を向けても経済・政治的に不安定な状況が続いています。こうした状況を受け、『つながる』というメッセージの大切さをさらに実感しています。『人々がつながることで、新たなモノの価値や未来を創り出す』――それを実現する・支援する組み込み機器の開発を一緒に目指しましょう! というメッセージがこのスローガンに込められています」(同社)という。

日本マイクロソフトのブース「Windows Embedded パビリオン」(外観)イメージ画像1 日本マイクロソフトのブース「Windows Embedded パビリオン」(外観)イメージ「Windows Embedded パビリオン」共同出展社画像2 「Windows Embedded パビリオン」共同出展社(原稿執筆時点)※共同出展社については追加・変更になる可能性もあります

 パビリオンでは、主に最新のWindows Embedded OS、「Windows Embedded Standard 7」「Windows Embedded POSReady 7」「Windows Embedded Automotive 7」「Windows Embedded Compact 7」「Windows Embedded Server 2008 R2」に関連した展示、およびステージデモ(ミニセッション、Hands on-Lab)などが実施されるという。さらに、開発者向けのよろず相談所「Ask the Expert!」では、日本を代表するMVP(Most Valuable Professional)メンバーによる技術相談会を“無料”で開催する計画だ。「多くの組み込み開発者の方に、Windows Embedded OS製品の可能性をご理解頂き、開発リスクを低減し、製品開発における日本の競争力強化をお手伝いできればと考えています」(同社)。

 また、16~17日の2日間(いずれも10時30分~16時30分)、会議センター4階で「プライベートカンファレンス」が開催される(事前登録制)。1日4セッション、全てパビリオンのスローガンと同じく「つながる」をキーワードにした内容となっており、ユーザー事例の紹介からテクニカルな内容まで盛りだくさんの講演テーマが用意されている。詳細は、公式Webページに掲載されているので、興味があれば事前登録して頂きたい。

日付時間テーマ11月16日(水)10:30~11:30Windows Embeddedでつながろう!~ユーザー事例ご紹介 パート1~11月16日(水)13:00~14:00つながるパーソナル・ヘルスケア~家庭とつなぐ予防医療~11月16日(水)14:15~15:15WEC7向けUSBクラスドライバ の実装~広がる携帯デバイス連携に向けて~11月16日(水)15:30~16:30組込み機器を IPv6でつなげよう!11月17日(木)10:30~11:30Windows Embeddedでつながろう!~ユーザー事例ご紹介 パート2~11月17日(木)13:00~14:00オフショア開発で大事な”日本品質”を”つなぐ”開発手法11月17日(木)14:15~15:15Windows Embeddedに最適な『つながる』Wi-Fiソリューション11月17日(木)15:30~16:30Windows Serverとつなげよう!エンベデッドクライアントの完全活用術表1 日本マイクロソフト「プライベートカンファレンス」のテーマ
関連リンク:⇒プライベートカンファレンス(日本マイクロソフト):16~17日[会議センター4F]


 以上、駆け足となったが、ET2011の日本マイクロソフト・ブース(Windows Embedded パビリオン)の見どころを紹介した。展示デモだけでなく、ミニセッションやハンズオン、カンファレンスを通じ、組み込み機器向けプラットフォームとしてのWindows Embedded Standard OSの強み、そして、新たな価値を創造する同社の最新ソリューションの数々を、この機会に体感してみてはいかがだろうか。

 「日本マイクロソフトの提供する組み込みOS製品群を用いて、『つながる製品やサービスを』と考えられている方は、ぜひ日本マイクロソフト・ブースへお越しください。皆さまの課題を解決する答えがそこにあります!」(同社)。

Embedded Technology 2011/組込み総合技術展

会期2011年11月16日(水)~18日(金)時間10:00~17:00(17日(木)は18:00に終了)会場パシフィコ横浜日本マイクロソフト・ブースNo.B-23

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