汽車市場向高級駕駛輔助系統 （ADAS）、自動駕駛系統 （ADS） 和自動駕駛汽車 （AV） 發展的趨勢正在促進創新，并推動集成到高級電子控制單元 （ECU）、傳感器中的軟件內容數量不斷增加、執行器和其他板載硬件。這導致整個車輛電氣/電子 （E/E） 系統中流動的數據量急劇增加。同時，為了滿足汽車行業在時間、預算和質量方面日益嚴格的要求，實現有效的驗證和確認 （V&V） 變得至關重要——尤其是考慮到許多專家預測這些運輸技術將在幾年和幾十年內大規模采用先。

隨著自動化和自動駕駛技術變得越來越復雜，開發人員在驗證和驗證下一代 E/E 系統的安全性方面面臨著新的挑戰。在應對這些挑戰的過程中，工程師們正被來自不同供應商的越來越多的新的、專業的軟件工具轟炸，所有這些工具都必須以某種方式協同工作。

當今汽車工程師面臨的一個常見且相當重大的挑戰是處理現在需要的大量 V&V 周期，包括跨越分層開發生態系統中許多差距的測試。在所有系統硬件內部和之間流動的大量軟件和大量數據創建了非常復雜的交互。E/E 系統本質上是多 ECU 分布式系統，這意味著理想的 V&V 基礎設施必須支持在系統模型中混合精度（或保真度）水平的能力，以便實際覆蓋所需的測試場景數量。

雖然 ECU 硬件非常準確，并且驗證設備允許工程師使用實際的 ECU 目標來測試系統，但成本和維護復雜性因素限制了典型項目中可用的基于硬件的驗證系統的數量。對這些系統的訪問通常是有計劃的，并不是項目中的每個軟件工程師都可以使用它們，尤其是在最需要它們的時候。此外，物理硬件具有有限的可預測控制能力，并且對于跟蹤和故障注入的系統信號的可見性并不總是可能的。可能更具限制性的是，實際的 ECU 硬件需要實時執行的環境模型。這一方面限制了他們的忠誠度，

整個開發過程中的測試重用是 ADAS/AD 時代的另一個重大工程挑戰。影響重用的最重要因素包括：測試臺信號抽象的多個級別、用于控制越來越多的可用專用工具的不同方法，以及項目中使用的不同建模、測試和編程語言。

從商業和經濟角度來看，未能有效應對這些挑戰可能會帶來許多負面結果。安全和安保測試覆蓋率不足可能對業務產生最大的潛在影響，因為覆蓋率不足意味著可能無法檢測到潛在的重大問題。未能在項目早期發現問題，而這些問題的修復成本最低，可能會導致開發預算激增。如果在部署之前未檢測到它們，技術錯誤可能會給企業帶來災難性后果，甚至對最終用戶造成更糟的后果。

導致測試覆蓋率不足（及其相關的低效率和成本）的一個主要因素與合作伙伴無法在團隊、組和組織之間交換測試工件有關。不遵循 V&V 標準和最佳實踐通常意味著在不兼容的測試技術之間來回切換，這最終限制了最佳測試覆蓋所需的測試工件的跨組織共享類型。它還阻止驗證工程師將最好的測試自動化軟件與最好的測試臺結合起來。無法共享測試工件也可能導致一個合作伙伴無法重現另一個合作伙伴報告的問題的常見問題。此外，當工程師必須了解每個非標準工具的專有細節時，培訓成本也會增加。

這是探索和概述 AD/ADAS 時代這些關鍵 V&V 挑戰的解決方案的多部分系列的第一篇。本系列研究的解決方案包括：具有可擴展保真度的虛擬 ECU；按設計正確生成 MDD 工作流程；軟件架構標準；測試框架標準；建模和工具互操作性標準；和架構感知驗證。

以下是本系列即將發表的文章的概述：

第 II 部分：XIL 測試平臺中的可擴展保真度——如果沒有一系列測試平臺平臺，每個平臺都可以最佳地支持所需的許多不同級別的 V&V，測試時間和覆蓋范圍無法擴展以覆蓋巨大的問題空間。

第三部分：整個過程中的測試重用——如果沒有測試重用，E/E 系統的 V&V 的成本和時間損失是業務無法承受的，而且覆蓋范圍不足以滿足嚴格的安全和安保要求。

第 IV 部分：生成模型驅動開發 （MDD） 工作流程——自動化工具不僅顯著減少了工程時間和工作量，而且還通過利用專業知識捕獲、設計正確的模型轉換來生成生產工件，從而最大限度地提高質量。

第 V 部分：設計感知 V&V——如果沒有將測試信號與設計級別進行交叉關聯的方法，工程師就無法根據其設計驗證和驗證他們的 E/E 系統。

審核編輯：郭婷