KR20120062064A

KR20120062064A - 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치

Info

Publication number: KR20120062064A
Application number: KR1020100123154A
Authority: KR
Inventors: 손정덕; 박세영; 김태효; 방호정
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 포멀웍스; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102486750A; US20120144241A1

Abstract

본 발명은 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 임베디드 소프트웨어에 대한 동적 분석을 수행하고 이를 통해 임베디드 소프트웨어의 오류를 실시간으로 검출할 수 있는 동적 분석 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 자동차의 전장 유니트와의 통신을 통해 실시간으로 데이터를 송수신하는 데이터 통신부와; 상기 데이터 통신부를 통해 수신받은 데이터를 기초로 상기 전장 유니트의 임베디드 소프트웨어가 사용하는 CPU 및 메모리 중 적어도 하나의 상태를 모니터링하고 이에 대한 결과를 출력하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치를 제공한다.

Description

자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치{Device for Dynamic Analysis of Embeded Software of Vehicle}

본 발명은 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 임베디드 소프트웨어에 대한 동적 분석을 수행하고 이를 통해 임베디드 소프트웨어의 오류를 실시간으로 검출할 수 있는 동적 분석 장치에 관한 것이다.

임베디드 시스템(Embedded System, 내장형 시스템)이란, 시스템을 동작시키는 소프트웨어를 하드웨어에 내장하여 특수한 기능만을 수행하는 컴퓨터 시스템이다. 임베디드 시스템은 개인용 컴퓨터(PC)와는 달리 특정한 요구 사항을 가지고 있으며, 미리 정의된 작업(task)을 수행한다. 상기 임베디드 시스템 상에서 구동되는 소프트웨어를 임베디드 소프트웨어라고 한다.

최근 자동차의 상품성 향상을 위해 다양한 기능이 구현되고 있으며, 이를 위해 차량 전장품 또한 점점 복잡해지고 있다. 이에 따라 차량 전장품에 탑재된 임베디드 소프트웨어 또한 그 복잡도가 증가하고 있으며, 해당 소프트웨어의 구현에도 많은 시간이 소요되고 있다.

한편, 본 기술이 속한 분야에서는 이러한 임베디드 소프트웨어 구현의 용이성을 위해 OSEK 운영체제가 개발된 바 있다. OSEK은 독일어로 "Offend Systeme und deren Schnittstellen fur die Elektronik im Kraftfahrzeug"의 약자이며, 영어로는 "Open System and the Corresponding Interfaces for Automotive Electronic"을 뜻한다. 상기 OSEK은 차량용 분산 제어 장치의 공개 아키텍처에 대한 산업표준화를 목표로 설립되었다.

현재 많은 차량들이 상기 OSEK 운영체제를 활용한 소프트웨어 플랫폼을 탑재하고 있으며, 이는 BCM(Body Control Module) 뿐만 아니라 샤시 전장품으로도 확대 적용되고 있다.

하지만, 이러한 소프트웨어 플랫폼의 적용으로 운영체제의 품질은 향상되었으나, 개별 임베디드 소프트웨어는 그 기능 복잡도의 증가에 비례하여 오류율이 높아지고 있다. 이러한 임베디드 소프트웨어의 오류는 차량 전장품의 작동 오류를 일으키게 되므로, 이러한 오류를 검출하고 분석할 수 있는 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자동차용 임베디드 소프트웨어에 대한 동적 분석을 수행하고 이를 통해 임베디드 소프트웨어의 오류를 실시간으로 검출할 수 있는 동적 분석 장치를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

특히, OSEK 운영체제 기반의 임베디드 소프트웨어에 대한 소프트웨어 레벨의 동적 분석을 통해 오류 발생의 직접적인 문제를 검출할 수 있는 동적 분석 장치를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치는, 자동차의 전장 유니트와의 통신을 통해 실시간으로 데이터를 송수신하는 데이터 통신부와; 상기 데이터 통신부를 통해 수신받은 데이터를 기초로 상기 전장 유니트의 임베디드 소프트웨어가 사용하는 CPU 및 메모리 중 적어도 하나의 상태를 모니터링하고 이에 대한 결과를 출력하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 메모리 상의 임베디드 소프트웨어의 스택 호출 사용 깊이를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 임베디드 소프트웨어의 CPU 사용률을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 임베디드 소프트웨어의 소프트웨어 플랫폼에서 검출한 에러 코드들을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 메모리의 특정 주소에 대한 데이터 값을 모니터링하고, 사용자의 입력에 따라 상기 주소에 대한 데이터 값을 변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치에 의하면, 임베디드 소프트웨어, 특히 OSEK 운영체제 기반의 소프트웨어에 대한 동적 분석을 통해 단순한 기능 검증으로 발견하기 어려운 소프트웨어 내부 문제를 검출할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치는 임베디드 소프트웨어에서 발생하는 오류를 직접적으로 검출하여, 간헐적으로 발생하는 전장 유니트의 품질 문제나 원인 불명의 문제점을 해결하는데 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치의 구성 및 연결 관계를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치의 작동 과정을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치에서 제공하는 모니터링 화면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 자동차의 전장 유니트에 탑재되는 임베디드 소프트웨어에 대한 동적 분석(Dynamic Analysis)을 수행하고 실시간으로 오류 검출을 수행할 수 있는 분석 장치에 대한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치(2)의 구성 및 연결 관계를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 장치는 자동차의 전장 유니트(1)와 통신을 수행하는 데이터 통신부(20), 상기 데이터 통신부(20)를 통해 수신받은 데이터를 기초로 임베디드 소프트웨어의 동적 분석을 수행하는 제어부(10)를 포함한다.

본 발명에서 상기 데이터 통신부(20)는 검사 대상이 되는 전장 유니트(1)와의 실시간 데이터 송수신을 위한 장치로서, 바람직하게는 K-Line(KWP2000) 프로토콜 통신이 이용될 수 있다. 상기 데이터 통신부(20)는 K-Line 프로토콜의 데이터가 수신되면 내부에 구비된 컨버터를 통해 데이터를 변환하여 본 발명의 제어부(10)로 전달할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(10)는 상기 데이터 통신부(20)를 통해 수신받은 데이터를 기초로, 전장 유니트(1)에 탑재되어 구동되는 임베디드 소프트웨어의 사용 CPU 또는 메모리의 상태를 모니터링하고 이에 대한 결과를 출력할 수 있다. 상기 제어부(10)는 상기 임베디드 소프트웨어의 프로그램 수행 중 수신되는 데이터를 통해 로그를 분석하고 발생 오류를 실시간으로 검출할 수 있다.

본 발명에서 상기 임베디드 소프트웨어는 전장 유니트(1)의 ECU(Electronic Control Unit)에 탑재될 수 있으며, 상기 임베디드 소프트웨어의 각종 모니터링 정보를 제공하는 소프트웨어 플랫폼이 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치의 작동 과정을 나타내고 있다.

본 발명의 실시예에 따라 검사 대상이 되는 전장 유니트의 전원이 인가되면(S10), 상기 전장 유니트에 연결된 본 발명의 동적 분석 장치를 통해 모니터링을 수행할지 여부의 선택을 입력받을 수 있다(S20). 만약, 모니터링을 수행하도록 선택된다면, 본 발명의 실시예에 따라 전장 유니트와 동적 분석 장치 간의 통신이 개시된다(S30). 이때, 상기 통신은 K-Line(KWP2000) 프로토콜 통신이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 동적 분석 장치는 상기 통신을 이용하여 전장 유니트의 소프트웨어 플랫폼으로부터 실시간으로 데이터를 전달받아 저장할 수 있다(S32). 상기 동적 분석 장치는 전달받은 데이터를 기초로 임베디드 소프트웨어의 모니터링을 실시하도록 구동될 수 있다.

본 발명에 따른 동적 분석 장치의 구동이 시작되면, 상기 동적 분석 장치는 CPU 사용량 확인 기능(S40), 스택 호출 사용 깊이 확인 기능(S42), 에러 코드 모니터링 기능(S44) 및 메모리 데이터 읽기/쓰기 기능(S46) 등의 동적 분석 기능을 제공할 수 있다. 상기 기능들은 본 발명의 동적 분석 장치가 연결되는 전장 유니트의 소프트웨어 플랫폼에서 제공하는 데이터를 기초로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 상기 동적 분석 기능을 도 3을 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 임베디드 소프트웨어가 탑재되는 ECU의 메모리 상에서 상기 임베디드 소프트웨어의 실행에 따른 스택 호출 사용 깊이를 모니터링할 수 있다(12). 즉, 본 발명의 제어부는 스택 호출 깊이를 모니터링하여 이를 그래프 형식으로 사용자에게 출력할 수 있으며, 사용자는 스택 깊이가 무한히 증가하는 경우를 확인할 수 있다. 이를 통해 사용자는 무한 루프 또는 재귀 호출 등에 기인한 오류 가능성을 파악할 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 동적 분석 장치의 제어부는 상기 임베디드 소프트웨어의 CPU 사용률을 모니터링할 수 있으며 이를 그래프 형식으로 출력할 수 있다(14). 즉, 사용자는 본 발명의 장치를 통해 임베디드 소프트웨어가 수행됨에 따른 CPU 부하도의 추이를 확인할 수 있으며, CPU 과부하로 인한 오작동의 오류 가능성을 파악할 수 있다. 또한, 비정상 인터럽트에 의한 CPU 폭주 현상을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 동적 분석 장치의 제어부는 임베디드 소프트웨어의 소프트웨어 플랫폼에서 검출한 에러 코드들을 모니터링할 수 있다(16). 즉, 상기 제어부는 전장 유니트에 탑재되는 소프트웨어 플랫폼에서 자체적으로 검출한 에러코드를 수신하여 이를 사용자에게 출력할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 제어부는 각 에러코드별 변동사항을 표시할 수 있으며, 에러코드가 발생한 횟수 및 발생한 시간을 출력할 수 있다. 이때, 에러코드가 발생한 시간으로는 상기 ECU의 CPU 시간과 본 발명에 따른 제어부의 시스템 시간을 동시에 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 상기 소프트웨어 플랫폼으로 CARNES SWP가 사용될 경우 출력되는 에러 코드는 다음과 같다.

	오류 코드	값	오류 설명	오류발생시 실행 결과
1	E_OK	0	에러 없음	None
2	E_OS_LIMIT	4	Task의 허용된 값 이상의 Multiple activation이 발생됨	RESET
3	E_SWP_E2P	201	SWP E2PROM에서 에러 발생됨	RESET
4	E_SWP_IO	202	SWP IO manager에서 에러 발생됨	No RESET
5	E_SWP_NETWORK	213	SWP Network manager에서 에러 발생됨	RESET
6	E_SWP_PLL	215	PLL lock이 발생되지 않음	RESET
7	E_SWP_PORT_REGISTERS	206	포트 레지스터의 값이 정의된 값과 다름	RESET
8	E_SWP_SYSTEM_REGISTERS	207	시스템 레지스터의 값이 정의된 값과 다름	RESET
9	E_SWP_UNUSED_INTERRUPT	210	사용되지 않는 인터럽트가 발생되었음	RESET
10	E_SWP_DIVISION_BY_ZERO	216	Division by zero 에러 발생됨	No RESET
11	E_SWP_DIAG	225	SWP diagnosis에서 에러 발생됨	RESET
12	E_SWP_ASC	204	ASC모듈에서 에러 발생됨	RESET

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 동적 분석 장치의 제어부는 상기 ECU의 메모리 상의 특정 주소에 대한 데이터 값을 모니터링하고, 사용자의 입력에 따라 데이터 값을 변경하도록 할 수 있다(18). 이때, 본 발명의 제어부는 모니터링 하고자 하는 특정 메모리 주소 및 크기를 입력할 수 있는 입력창을 제공할 수 있으며, 태그로 지정된 각 메모리의 모니터링 값(태그명, 주소, 크기, 데이터 값)을 표시할 수 있다. 또한, 다수의 태그를 지정하여 여러 메모리 주소를 동시에 모니터링할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 메모리의 특정 주소에 대한 데이터 값을 강제로 변경하기 위한 입력창을 제공하고, 사용자의 입력에 따라 상기 주소에 대한 데이터 값을 변경하도록 하는 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 메모리의 특정 주소에 대한 데이터 값을 분석하고 특정 값을 인가하여 이상 현상을 직접 확인할 수 있게 된다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치는 전장 유니트와의 K-Line 통신을 통해 데이터를 입력받고, 상기 데이터를 통한 임베디드 소프트웨어의 CPU 또는 메모리 사용 현황을 모니터링하여 사용자에게 제공함으로 사용자가 소프트웨어 레벨의 동적 분석을 통해 오류 발생의 직접적인 문제를 검출할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명에 따른 동적 분석 장치는 임베디드 소프트웨어의 실행중에 실시간으로 분석을 수행하고 오류를 검출할 수 있으므로, 임베디드 소프트웨어에 대한 동적 분석을 수행할 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

1 : 전장 유니트 2: 동적 분석 장치
10 : 제어부 20 : 데이터 통신부

Claims

자동차의 전장 유니트와의 통신을 통해 실시간으로 데이터를 송수신하는 데이터 통신부와;
상기 데이터 통신부를 통해 수신받은 데이터를 기초로 상기 전장 유니트의 임베디드 소프트웨어가 사용하는 CPU 및 메모리 중 적어도 하나의 상태를 모니터링하고 이에 대한 결과를 출력하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 메모리 상의 임베디드 소프트웨어의 스택 호출 사용 깊이를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 임베디드 소프트웨어의 CPU 사용률을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 임베디드 소프트웨어의 소프트웨어 플랫폼에서 검출한 에러 코드들을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 메모리의 특정 주소에 대한 데이터 값을 모니터링하고, 사용자의 입력에 따라 상기 주소에 대한 데이터 값을 변경하는 것을 특징으로 하는 자동차용 임베디드 소프트웨어 동적 분석 장치.