자동차 소프트웨어 공학

제1장. 차량의 전자 제어 시스템 개요 1
1.1 드라이버, 차량, 주행 환경의 전체 시스템 1
1.1.1 차량 전자 시스템의 구성과 동작 개요 2
1.1.2 차량 전자 시스템과 차량 외 전자 시스템 5
1.2 차량 전자 시스템의 개요 6
1.2.1 파워트레인의 전자 시스템 8
1.2.2 섀시의 전자 시스템 10
1.2.3 바디 전자 기술 12
1.2.4 멀티미디어 시스템 14
1.2.5 전자 시스템의 분산화와 네트워크화 15
1.2.6 종합과 전망 17
1.3 논리 시스템 아키택처의 개요 17
1.3.1 차량의 ECU 네트워크와 기능 네트워크 17
1.3.2 열린 루프/닫힌 루프 컨트롤과 감시 시스템의 논리 시스템 아키택처 19
1.4 차량 개발의 절차 19
1.4.1 차량 개발의 개요 19
1.4.2 전자 시스템 개발의 개요 20
1.4.3 전자 시스템과 소프트웨어 개발의 핵심 프로세스 23
1.4.4 전자 시스템 개발과 소프트웨어의 지원 공정 25
1.4.5 전자 시스템과 소프트웨어의 생산과 보수 서비스 27
1.5 전자 시스템용 소프트웨어의 개발 방법과 툴 28
1.5.1 모델 베이스 개발 29
1.5.2 통합된 품질 관리 30
1.5.3 개발 위험성의 저감 32
1.5.4 표준화와 자동화 33
1.5.5 차량 전자 시스템 개발에 특징적인 작업 환경과 요건 36

제2장. 시스템의 기초 37
2.1 열린 루프와 닫힌 루프 제어 시스템 37
2.1.1 모델링 37
2.1.2 블록도 38
2.2 이산 계 42
2.2.1 시간 이산 계와 신호 43
2.2.2 값-이산 시스템과 신호 45
2.2.3 시간-, 값-이산 계와 신호 46
2.2.4 상태 머신 46
2.3 임베디드 시스템 48
2.3.1 마이크로컨트롤러의 구조 49
2.3.2 메모리 기술 51
2.3.3 마이크로컨트롤러 프로그래밍 54
2.4 실시간 시스템 62
2.4.1 작업의 정의 62
2.4.2 실시간 요건의 정의 64
2.4.3 작업 상태 66
2.4.4 프로세스 예정에 대한 전략 68
2.4.5 실시간 오퍼레이팅 시스템의 구성 73
2.4.6 작업간의 상호작용 75
2.5 시스템의 분산화와 네트워크화 81
2.5.1 논리 시스템과 물리 시스템의 아키택처 84
2.5.2 논리 통신 링크의 설계 84
2.5.3 물리 네트워크 토폴로지의 설계 87
2.5.4 메시지의 정의 88
2.5.5 통신 시스템의 구성과 네트워크 관리 90
2.5.6 버스 조정 방식 93
2.6 시스템의 신뢰성, 안전성, 감시, 진단 96
2.6.1 기본적인 용어 97
2.6.2 시스템의 신뢰성과 가동률 98
2.6.3 시스템의 안전성 102
2.6.4 시스템의 감시와 진단 105
2.6.5 전자제어 유닛용 감시 시스템의 구성 110
2.6.6 전자 제어 유닛용 진단 시스템의 구성 113
2.7 ECU 네트워크 117

제3장. 전자 시스템과 소프트웨어 개발의 지원 프로세스 121
3.1 시스템 이론의 기본 정의 121
3.2 프로세스 모델과 규격 124
3.3 구성관리 126
3.3.1 제품과 수명 126
3.3.2 베리에이션과 확장성 127
3.3.3 버전과 구성 128
3.4 프로젝트 관리 130
3.4.1 프로젝트 계획 131
3.4.2 프로젝트의 추적과 위험 관리 137
3.5 공급 관리 137
3.5.1 시스템과 컴포넌트에 관한 책임분담 137
3.5.2 규격화와 통합 인터페이스 139
3.5.3 기업 간의 개발 프로세스의 정의 140
3.6 요건관리 141
3.6.1 사용자의 요건 추출, 기록, 해석 141
3.6.2 사용자 요건의 추적 145
3.7 품질보증 145
3.7.1 통함과 시험 순서 146
3.7.2 소프트웨어 품질보증 방법 147

제4장. 전자시스템과 소프트웨어 기술의 핵심 프로세스 149
4.1 요건과 전제조건 150
4.1.1 공용 시스템과 컴포넌트의 책임분담 150
4.1.2 시스템 기술과 소프트웨어 기술의 제휴 150
4.1.3 모델 베이스의 소프트웨어 개발 153
4.2 기본 용어의 정의와 표기 153
4.2.1 프로세스, 프로세스 단계, 중간성과물 153
4.2.2 방법과 툴 154
4.3 사용자 요건의 분석과 논리시스템 아키택처의 규격화 156
4.4 논리시스템 아키택처의 분석과 물리시스템 아키택처의 규격화 160
4.4.1 열린 루프/닫힌 루프 제어 시스템의 분석과 규격 163
4.4.2 실시간 시스템의 분석과 규격 164
4.4.3 시스템의 분산화와 네트워크화 분석과 규격 164
4.4.4 신뢰성과 안전성이 있는 시스템의 분석과 규격 166
4.5 소프트웨어 요건의 해석과 소프트웨어 아키택처의 규격화 166
4.5.1 소프트웨어 컴포넌트와 관련된 인터페이스의 규격 167
4.5.2 소프트웨어 계층의 명세 170
4.5.3 동작 상태의 명세 171
4.6 소프트웨어 컴포넌트의 명세 173
4.6.1 데이터 모델의 명세 173
4.6.2 동작 모델의 명세 174
4.6.3 실시간 모델의 명세 177
4.7 소프트웨어 컴포넌트의 설계와 실장 179
4.7.1 비 기능적인 제품의 특성 요건 180
4.7.2 데이터 모델의 설계와 실장 182
4.7.3 행동 모델의 설계와 실장 183
4.7.4 실시간 모델의 설계와 실장 184
4.8 소프트웨어 컴포넌트 시험 185
4.9 소프트웨어 컴포넌트의 통합 185
4.9.1 프로그램 버전과 데이터 버전의 생성 186
4.9.2 디스크립션 파일의 생성 187
4.9.3 문서화의 생성 188
4.10 소프트웨어 통합 시험(결합 테스트) 189
4.11 시스템 컴포넌트의 통합 190
4.11.1 소프트웨어와 하드웨어의 통합 191
4.11.2 ECU, 세트포인트 제너레이터, 센서, 액추에이터의 통합 192
4.12 시스템 통합 시험 192
4.13 적합 196
4.14 시스템 시험과 채용 시험 197

제5장. 개발 수법과 툴 199
5.1 전자 제어 유닛과 툴 간의 오프 보드 인터페이스 200
5.2 논리 시스템 아키택처의 분석과 물리 시스템 아키택처의 명세화 202
5.2.1 열린 루프와 닫힌 루프 제어 시스템의 분석과 명세 202
5.2.2 실시간 시스템의 분석과 명세 206
5.2.3 시스템의 분산화와 네트워크화의 분석과 명세 213
5.2.4 시스템 신뢰성과 안전성의 분석과 명세 217
5.3 소프트웨어 기능의 명세 화와 명세의 타당성 확인 225
5.3.1 소프트웨어 아키택처와 소프트웨어 컴포넌트의 명세 화 226
5.3.2 데이터 모델의 명세 화 230
5.3.3 블록 도를 사용한 거동 모델의 명세 화 231
5.3.4 결정 표(Decision Tables)를 사용한 거동 모델의 명세기술 234
5.3.5 상태 머신을 사용한 거종 모델의 명세기술 237
5.3.6 고급 언어를 사용한 거동 모델의 명세 기술 242
5.3.7 실시간 모델의 명세 기술 242
5.3.8 시뮬레이션과 래피드 프로토타입핑 명세의 타당성 확인 242
5.4 소프트웨어 기능의 설계와 실장 253
5.4.1 비 기능적인 제품 특성 요건 253
5.4.2 고정 소수점과 부동 소수점 연산 알고리즘의 설계와 실장 262
5.4.3 소프트웨어 아키택처의 설계와 실장 279
5.4.4 데이터 모델의 설계와 실장 283
5.4.5 거동 모델의 설계와 실장 286
5.5 소프트웨어 기능의 통합과 테스트 289
5.5.1 소프트웨어 인 더 루프 시뮬레이션 290
5.5.2 실험실에서 차량과 테스트 벤치 292
5.5.3 실험 차량, 프로토타입 차량, 양산 차량 298
5.5.4 실험 설계와 자동화 299
5.6 소프트웨어 기능의 적합 300
5.6.1 오프라인 적합과 온라인 적합 302
5.6.2 플래시 프로그래밍을 통하여 소프트웨어의 업데이트 303
5.6.3 마이크로컨트롤러와 계측신호의 동기 측정 304
5.6.4 온 보드 진단 데이터의 다운로딩과 평가 305
5.6.5 파라미터의 오프라인 적합 306
5.6.6 파라미터의 온 라인 적합 307
5.6.7 온라인 적합용 오프보드 인터페이스의 분류 308
5.6.8 CAL-RAM 관리 313
5.6.9 파라미터와 데이터 버전의 관리 316
5.6.10 실험의 자동화 317

제6장. 생산과 보수를 위한 수법과 툴 319
6.1 오프보드 진단 319
6.2 소프트웨어 기능의 파라미터의 설정 321
6.3 플래시 프로그래밍을 통한 소프트웨어 업데이트 322
6.3.1 플래시 메모리의 소거와 프로그래밍 323
6.3.2 오프보드 진단 인터페이스를 통한 플래시 프로그래밍 323
6.3.3 데이터 세그먼트에 관하 요건 324
6.3.4 유효성에 관한 요건 326
6.3.5 부트 블록 변경과 플래시 프로그래밍 328
6.4 전자 시스템의 스타트업과 테스트 330

제7장. 종합과 전망 331

참고문헌 333
약어 339
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