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ルネサスエレクトロニクス社、自動運転の走行制御を容易に実現するRH850マルチコア・モデルベース環境を開発

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ルネサス エレクトロニクス株式会社(以下ルネサス社)は、自動運転時代の複雑な走行制御を容易に実現するマルチコアマイコン向けソフトウェア開発ソリューションとしてRH850マルチコア・モデルベース開発環境(RH850 Multicore Model-Based Development Environment、以下RH850 MBD)を開発した。ルネサス社は新製品を「Embedded Target for RH850 Multicore(仮称)」の名称で、2016年秋より発売する計画だ。
 2020年に向けて期待が高まる自動運転システムでは、早期の認知、遅れのない判断と操作、精密な車速車間制御等を実現するため、多数の高機能な電子制御ユニットの精密な複合・協調制御が必要で、高い処理性能と省電力性能を兼ね備えたマルチコアマイコンが必須であると考えられている。一方、複雑・膨大化するソフトウェアの開発では、モデルベース開発(Model-Based Development: MBD)が適用されているが、コードの分割、コア割当ての探索など、マルチコア用ソフトウェアの実装設計には対応していなかった。
 このような状況のもとルネサス社は、マルチコア用ソフトウェアの実装設計を自動化し、MBDプロセス前期でマルチコア性能を確認して開発後期の手戻りを防止するとともに、マルチコアマイコンの性能を最大限に発揮させるソリューションとして、RH850 MBDを開発した(注1)。新製品は、最適なコア割当てを制御モデルから自動探索し、マルチコア用並列コードとPILS(Processor In the Loop Simulation)環境を数十秒(注2)で自動生成可能、サブシステム単位のコア別実行状況表示可能といった特長を有している。
 新製品を使用することでユーザは、コア割当と並列ソースコード作成、検証をソフトウェア開発者自身で行っていた従来と比べて、10分の1程度の開発期間に短縮することができる。

新製品の特長の詳細は、以下のとおり。

(1) 制御システムに最適なコア割当てを自動探索し、並列化
イーソル株式会社のモデルベース並列化ツール「Model Based Parallelizer」(以下eSOL MBP(仮称))のオプション製品「eSOL MBP Renesas RH850 PILS Package」(仮称)と連携し、シングルコアでのPILS環境により取得した実行時間をもとに、最適なコア割当てを自動探索。これにより、MATLAB/Simulinkモデル上で直接、マルチコアの処理能力を効率よく利用するソフトウェア構成を比較検討することが可能になる。

(2) 並列ソースコードを自動生成し、モデリング段階でマルチコア性能を可視化
モデルベース並列化ツールのコア割当プランや、ユーザが指示する割当プランに従い、コア間同期処理ブロックや、PILS連携用ブロックをモデル上に自動配置して、MathWorks社の「Embedded Coder」でRH850用並列ソースコードを生成。同時に自動構築されるマルチコアPILS環境で、マルチコア特有の並列動作に起因する性能のブレをモデリング段階で確認し、開発後期での手戻りを防いで量産コード開発期間を短縮できる。

(3) Simulinkモデルのサブシステム単位にコア別実行状況をグラフ表示
ルネサスの統合開発環境「CS+」のデバッガ機能で、シミュレーション時のサブシステム単位の実行時間を取得し、コア別実行状況をグラフ表示。これによりシミュレーション期間中の最悪実行時間となる制御周期の、処理余裕度を確認できる。

 RH850 MBDは、Simulinkモデルからの実装フェーズで、RH850マルチコア向け並列コードを自動生成し、機能検証、性能検証を実現する開発フローによって、「エコカー/燃費改善」、「安全性向上」のための先進的な自動走行制御システムの実現に貢献する。なお、同社は、本年6月28日(火)に東京コンファレンスセンター・品川で開催される「MathWorks Automotive Conference 2016」に出展し、新製品とイーソル社製品との連携デモを実演予定。
 詳細は、以下のウェブサイトで新製品の機能紹介動画を参照。(2016/06/23)

(注1) 車載制御用マイコン向けモデルベース環境でのマルチコア対応として業界初。2016年6月23日時点。ルネサス調べ。
(注2) 数千ブロック規模のSimulinkモデルの場合。名古屋大学モデルベース並列化研究による。
*本製品は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構の「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」の支援を受けてルネサスが研究開発した成果をもとに、名古屋大学並列分散システム研究室と共同研究を重ね実用化したものです。