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エンジニア入門シリーズ

自動車用ECU開発入門
システム・ハードウェア・ソフトウェアの基本とAUTOSARによる開発演習

著: 清原 良三 (神奈川工科大学)
脇田 敏裕 (神奈川工科大学)
徳永 雄一 (金沢工業大学)
安井 大介 (株式会社不二工機)
定価: 4,400円(本体4,000円+税)
判型: A5
ページ数: 191 ページ
ISBN: 978-4-910558-24-0
発売日: 2023/12/19
管理No: 122

【目次】

1.自動車の電子制御システム

  1. 1.1 ECUの起源
  2. 1.2 ECUの分類
  3. 1.3 マイコン制御
  4. 1.4 ネットワークシステム
  5. 1.5 E/Eアーキテクチャと統合
  6. 1.6 機能安全
  7. 1.7 サイバーセキュリティ
  8. 参考文献

2.ECUのハードウェア

  1. 2.1 自動車の制御システムとECUの種類
    1. 2.1.1 パワートレイン系:エンジンECU
    2. 2.1.2 パワートレイン系:モータ制御ECU
    3. 2.1.3 シャーシ系ECU
    4. 2.1.4 運転支援・自動運転系ECU
    5. 2.1.5 ボディ系ECU
    6. 2.1.6 情報系ECU
  2. 2.2 ECUの数
  3. 2.3 ECUの構造
    1. 2.3.1 全体の構造
    2. 2.3.2 ECUの筐体
    3. 2.3.3 ECUの搭載場所
    4. 2.3.4 ECUのEMC
  4. 2.4 インタフェース
    1. 2.4.1 ECU-センサ・アクチュエータ間通信
    2. 2.4.2 ECU-ECU間通信(CAN、LIN、Ethernet)
  5. 参考文献

3.ECUのソフトウェア

  1. 3.1 ECUソフトウェアの特長
  2. 3.2 ECUソフトウェアアーキテクチャ
    1. 3.2.1 従来のソフトウェア開発
    2. 3.2.2 割り込み処理
    3. 3.2.3 リアルタイム処理
    4. 3.2.4 状態遷移
    5. 3.2.5 試験
  3. 3.3 モデルベース設計
    1. 3.3.1 モデルベース開発とは
    2. 3.3.2 自動コード生成
    3. 3.3.3 モデルベース開発プロセス
  4. 3.4 開発プラットフォーム
    1. 3.4.1 開発プラットフォームとは
    2. 3.4.2 AUTOSAR
  5. 3.5 保守
    1. 3.5.1 車載ソフトウェアの更新
  6. 参考文献

4.AUTOSARを使ったECU開発演習

  1. 4.1 AUTOSARについて
    1. 4.1.1 AUTOSAR CPの紹介
    2. 4.1.2 TOPPERSプロジェクトのAUTOSAR関連ソフトウェアとAthrillの紹介
  2. 4.2 開発環境の構築
    1. 4.2.1 WSL環境の構築手順
    2. 4.2.2 Docker環境の構築手順
    3. 4.2.3 演習用Dockerコンテナの構築手順
    4. 4.2.4 コンテナの起動手順
    5. 4.2.5 ソースコードのビルド手順
    6. 4.2.6 ビルドしたソフトウェアの実行手順
    7. 4.2.7 操作ツールの実行手順
  3. 4.3 演習と動作確認
    1. 4.3.1 概要
    2. 4.3.2 ベースソフトと動作確認
      1. 4.3.2.1 ソフトの構成
      2. 4.3.2.2 動作確認
    3. 4.3.3 演習1
      1. 4.3.3.1 概要
      2. 4.3.3.2 演習内容(左端の数字は行、下線太字は追加・変更内容を表す)
      3. 4.3.3.3 動作確認
    4. 4.3.4 演習2
      1. 4.3.4.1 概要
      2. 4.3.4.2 演習内容(左端の数字は行、下線太字は追加・変更内容を表す)
      3. 4.3.4.3 動作確認
    5. 4.3.5 演習3
      1. 4.3.5.1 概要
      2. 4.3.5.2 演習内容(左端の数字は行、下線太字は追加・変更内容を表す)
      3. 4.3.5.3 動作確認
  4. 4.4 演習の振り返り

【参考文献】

  • 加藤 光治:基調論文 カーエレクトロニクスの歴史俯瞰と今後の展望,Vol.19,No.5,pp.289-300(2016).
  • 武石彰,伊藤誠悟:東芝 自動車エンジン制御用マイコンの開発,一橋大学21世紀 COEプログラム「知識・企業・イノベーションのダイナミクス」上河内賞ケース研究 プロジェクト,Vol.CASE#07,No.04,(2007).
  • デンソー カーエレクトロニクス研究会, 加藤 光治 (監修):図解カーエレクトロニクス[上]システム編,日経BP(2010).
  • 菅沼賢治:自動車組み込みソフトウェアの現状と動向,情報処理学会研究報告ソフトウェア工学(SE),Vol.2001,No.99(2001-SE-134),pp.47-54(2001).
  • CAN in Automation:LIN standards and specifications,available from 〈https://lin-cia.org/standards〉(accessed 2023-03).
  • Philips Semiconductors:THE I2C-BUS SPECIFICATION VERSION 2.1(2000).
  • MathWorks:PID制御,入手先〈https://jp.mathworks.com/discovery/pid-control.html〉(参照2023-03).
  • MathWorks:モデル予測制御,入手先〈https://jp.mathworks.com/discovery/model-predictive-control.html〉(参照2023-03).
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  • International Organization for Standardization (ISO):ISO 21806-8:2020 Road vehicles — Media Oriented Systems Transport (MOST) — Part 8: 150-Mbit/s optical physical layer,available from 〈https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:21806:-8:ed-1:v1:en〉(accessed 2023-03).
  • IEEE:IEEE 802.3bw-2015 IEEE Standard for Ethernet Amendment 1: Physical Layer Specifications and Management Parameters for 100 Mb/s Operation over a Single Balanced Twisted Pair Cable (100BASE-T1),available from 〈https://standards.ieee.org/ieee/802.3bw/5969/〉(accessed 2023-03).
  • IEEE:IEEE 802.3bp-2016 IEEE Standard for Ethernet Amendment 4: Physical Layer Specifications and Management Parameters for 1 Gb/s Operation over a Single Twisted-Pair Copper Cable,available from 〈https://standards.ieee.org/ieee/8802-3_2017_Amd_4/10016/802.3bp/5925/〉(accessed 2023-03).
  • E. Aliwa; O. Rana; C. Perera; P. Burnap:Cyberattacks and Countermeasures for In-Vehicle Networks, ACM Computing Surveys, Vol.54-1, No.21, pp.1-37 (2021).
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  • 佐藤吉信:安全工学と信頼性工学の接点,安全工学,Vol.41,No.3,pp.185-189(2002).
  • International Organization for Standardization (ISO): ISO 26262:2018 Road vehicles — Functional safety, (2018).
  • 小熊信孝:Stuxnet ‐制御システムを狙った初のマルウェア‐,一般社団法人JPCERT コーディネーションセンター(JPCERT/CC)(2011).
  • Andy Greenberg: Hackers Remotely Kill a Jeep on the Highway—With Me in It, WIRED (online), available from 〈https://www.wired.com/2015/07/hackers-remotely-kill-jeep-highway/〉(accessed 2023-03).
  • Internatiolal Electrotechnical Commission (ISO): ISA / IEC 62443 series of standards Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 1: Data link layer and physical signalling, (online), available from 〈https://www.iec.ch/homepage〉(accessed 2023-03).
  • SAE International, SAE J3061, 2021: Cybersecurity Guidebook for Cyber-Physical Vehicle Systems,(2021).
  • 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)セキュリティセンター:自動車の情報セキュリティへの取組みガイド第2版, (2017).
  • Joint Task Force Transformation Initiative: NIST Special Publication 800-30 Revolution 1 Guide for Conducting Risk Assessments, United States: National Institute of Standards and Technology, (2012).
  • デンソー カーエレクトロニクス研究会,加藤 光治 (監修):図解カーエレクトロニクス [上] システム編,日経BP (2010).
  • クライソン・トロンナムチャイ:自動車用パワーエレクトロニクス,科学情報出版社, (2022).
  • 大倉勝徳:カーエレクトロニクスを支える半導体技術,テクニカルレビュー,Vol.10,No.2, (2005).
  • 月刊EMC編集部:車載機器のEMC技術,科学情報出版社, (2018).
  • R. Oorni and A. Goulart: In-Vehicle Emergency Call Services: eCall and Beyond, in IEEE Communications Magazine, vol.55, no.1, pp.159-165, January 2017
  • 後呂 考亮,國弘 由比,金子 貴信,香月 伸一:自動車電子化の動向と今後の課題,情報処理学会研究報告高度交通システム (ITS),2009-ITS-37
  • 清原 良三,栗原 まり子,古宮 章裕,高橋 清,橘高 大造:携帯電話ソフトウェアの更新方式,情報処理学会論文誌,Vol.46,No.6,pp.1492-1500,2005
  • 清原 良三,栗原 まり子,三井 聡,木野 茂徳:携帯電話ソフトウェア更新のためのバージョン間差分表現方式,電子情報通信学会論文誌B,Vol.J89-B,No.4,pp.478-487,2006
  • 寺岡 秀敏,山﨑 裕紀,櫻井 康平,船迫 陽介,尾崎 友哉:軽量スクリプト言語を用いた自動車ソフトウェア遠隔更新制御方式の検討,情報処理学会論文誌コンシューマ・デバイス&システム(CDS),Vol.8,No.3,pp.32-42,2018

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