HiL 테스트 기반 CAN 통신을 이용한 차량용 빅데이터 수집 기법

Abstract

차량용 전자장치에 탑재되는 소프트웨어의 크기와 복잡도가 증가함에 따라 주변 하드웨어와의 상호작용을 통해 기능들이 적절히 구현되었는지 확인하기 위해 Hardware-in-the-Loop(HiL) 테스트를 수행한다. 하지만 HiL 테스트는 블랙박스 테스트로 진행되며, 일반적인 디버깅 포트의 활용이 보장되지 않아 보편적인 디버깅 기법을 활용할 수 없다. 이때, 모든 Electronic Control Unit(ECU)에서 사용하는 통신 포트인 Controller Area Network(CAN)을 이용하여 프로그램이 메모리를 사용하는 현상을 관찰하여 디버깅 정보로 활용할 수 있다. 하지만 만약 32KB 크기의 메모리를 10ms의 주기로 관찰할 경우, CAN으로 전송할 수 있는 데이터의 크기는 1.25KB로, 매 주기마다 약 96%의 데이터가 손실된다. 따라서 이를 극복하기 위하여 본 논문에서는 CAN 통신으로 ECU의 메모리에서 발생하는 대용량의 데이터를 외부로 전송하기 위해 우선 통신 환경을 고려하여 메모리를 여러 영역으로 분할한다. 그 다음, 분할된 영역만큼 시뮬레이션을 반복하여 각 시뮬레이션이 수행될 때마다 서로 다른 영역을 관찰하여 데이터를 수집한다. 본 논문에서 제안하는 방법을 통해, CAN 통신을 이용하여 HiL 테스트가 수행중인 ECU와 Host PC에 데이터 전송 및 수집을 위한 모듈을 설계하여 탑재하였고, 테스트를 수행하며 생성되는 대용량의 메모리 데이터를 매 주기마다 수집하였다. 수집된 데이터는 일반적인 디버거를 활용하여 임의의 시간에 캡처된 메모리와 수집된 데이터를 비교하여 검증을 수행하였고, 그 결과 손실 없이 성공적으로 수집됨을 확인하였다. 이를 이용하여 데이터를 취득 후 추후에 적절히 가공한다면, 추가적인 시스템 자원의 활용과 하드웨어의 수정이 제한적인 HiL 테스트 환경에서 개발자에게 디버깅에 활용할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.