Automotive industry has moved from manufacturing automobiles using mechanical units to using Electronic Control Units (ECUs). One of the integral parts of ECUs are the microcontrollers. Selecting the right microcontroller unit for the ECU in automotive industry, involves high time and cost factors, as several criteria need to be examined for each microcontroller in the market. There is a need for a methodology for selection of the microcontroller based on the given requirements, with the aid of some tools, to reduce the time and cost factors. This thesis involves determining criteria for automotive microcontrollers and selection of the microcontroller by following a systematic process. A part of the systematic process involves filtering or ranking microcontrollers according to the requirements and plotting microcontrollers for the required criteria along with pareto-front analysis of rank versus cost. Ranking of microcontrollers is done using Goal Programming and Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) methods. The result from the thesis shows various criteria for the microcontroller in an ECU and the methodology to be followed for microcontroller selection using case study of Exterior Lighting System. The results of Goal Programming and TOPSIS methods show that they could provide good aid in selection by ranking the microcontrollers along with pareto-front analysis. Finally, a selection methodology guideline has been formulated to aid the selection process with the help of the methods. / Fordonsindustrin har gått från att tillverka bilar med mekaniska styrsystem till att använda elektroniska styrenheter (ECU:er). En central del i styrenheterna är mikrokontrollers. Att välja rätt mikrokontroller för en ECU i fordonsindustrin är tidskrävande och kostnadsintensivt eftersom många faktorer behöver tas i beaktning och undersökas för varje mikrokontroller på marknaden. Det finns ett behov för en metod att välja mikrokontroller utifrån en given kravställning, med hjälp av olika verktyg, för att minska utvecklingstid och kostnad. Detta examensarbete handlar om att fastställa relevanta kriterier för fordonsrelaterade applikationer som använder mikrokontrollers samt urval av mikrokontrollers genom att följa en systematisk metod. En del av den metoden är filtrering och rangordning av alternativen utifrån kravställningen och visualisering hur jämförelsealternativen uppfyller kravställningen jämte Pareto-front analys mellan rangordning och kostnad. Rangordning görs med hjälp av metoderna Målprogrammering och Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS). Resultatet av examensarbetet visar olika kriterier för en mikrokontroller i en ECU och metoderna att använda sig av för val av mikrokontroller i studieexemplet ett belysningsstyrningssystem. Resultaten av metoderna målprogrammering och TOPSIS visar att de kan vara till god hjälp i valet genom rangordning av mikrokontrollers med tillägg av Pareto-front-analys. Slutligen har en guide för urvalsmetod skapats för att hjälpa urvalsprocessen med hjälp av metoderna.

Electronic Control Unit (ECU) is a crucial component in today’s vehicle. In a complete vehicle, there are many ECUs installed. Each of these controls a single function of the vehicle. During the development cycle of an ECU, its functionality needs to be validated against the requirement specification. The Hardware-in-the-loop (HIL) method is commonly used to do this by testing the ECU in a virtual representation of its controlled system. One crucial part of the HIL testing method is an intermediary component that acts as a bridge between the simulation computer and the ECU under test. This component runs a parameterized real-time system that translates messages from the simulation computer to the ECU under test and vice versa. It has a strict real-time requirement for each of its tasks to complete.A logging and monitoring system is needed to ensure that the intermediary component is functioning correctly. This functionality is implemented in the form of low priority additional tasks that run concurrently with the high priority message translation tasks. The implementation of these tasks, alongside with a distributed system to support the logging and monitoring functionality, is presented in this thesis work.Several execution time measurements are carried out to get the information on how the parameters of a task affect its execution time. Then, the linear regression analysis is used to model the execution time estimation of the parameterized tasks. Finally, the time demand analysis is utilized to provide a guarantee that the system is schedulable. / Elektronisk styrenhet (ECU) är en viktig del i dagens fordon. I ett komplett fordon finns det många ECU installerade. Var och en av dessa kontrollerar en enda funktion hos fordonet. Under en utvecklingscykel för en ecu måste dess funktionalitet valideras mot kravspecifikationen. HIL-metoden (Hardware-in-the-loop) används vanligtvis för att göra detta genom att testa ECU i en virtuell representation av sitt styrda system. En viktig del av HIL-testmetoden är en mellanliggande komponent som fungerar som en bro mellan simuleringsdatorn och den ecu som testas. Denna komponent driver ett parametrerat realtidssystem som översätter meddelanden från simuleringsdatorn till ECU som testas och vice versa. Det har en strikt realtidskrav för att alla uppgifter ska kunna slutföras.Ett loggnings och övervakningssystem behövs för att den mellanliggande komponenten ska fungera korrekt. Denna funktionalitet är implementerad i form av extraordinära uppgifter med låg prioritet som körs samtidigt med de högsta prioritetsuppgifterna för översättningstjänster. Genomförandet av dessa uppgifter, tillsammans med ett distribuerat system för att stödja loggnings och övervakningsfunktionaliteten, presenteras i detta avhandlingararbete.Flera utförandetidsmätningar utförs för att få information om hur parametrarna för en uppgift påverkar dess körtid. Därefter används den linjära regressionsanalysen för att modellera exekveringstidestimeringen av de parametrerade uppgifterna. Slutligen används tidsanalysanalysen för att garantera att systemet är schemaläggbart.

Electric drives are crucial components of powertrain of modern vehicles. They need to be controlled effectively to deliver a comfortable and efficient driving experience. The control unit needs to be robust to handle extreme operating conditions and faults in a safe manner. Hardware in Loop (HIL) setups can be used to develop such control units for majority of real-life test cases, without involving physical drives. Typical HIL setup includes the controller (hardware) under test connected to a high fidelity computer model of the controlled system (plant). Thanks to the efficient, inexpensive, consistent and nondestructive nature of HIL setups, they are widely used for research and development in the automotive industry. This thesis focuses on developing such a HIL setup for latest electric drive architecture at Scania CV AB. In this thesis, the plant models are programmed onto a field programmable gate array (FPGA). The HIL setup, plant models and the controller are continuously improved throughout the thesis to achieve higher fidelity and real time replication of the internal permanent magnet synchronous machine under consideration. Software in Loop (SIL) strategy, wherein all components are represented by computer models, is also applied for rapid developments. Several aspects like flux linkage-based and inductance-based machine models, choice of arithmetic, discretization methods, noise, delays, etc. are studied and optimised during the thesis. Validation is conducted for both SIL and HIL setups and above 95% correlation with physical drive’s performance is reported. Stable operation and repeatability of the developed HIL setup ensure that the framework is scalable to be applied to other drives and control units. / Elektriska drivenheter är centrala komponenter i drivlinan hos moderna elektriska fordon. Drivenheterna måste regleras effektivt för att ge en bekväm och effektiv körupplevelse. Regulatorn måste vara robust för att säkert hantera extrema driftsförhållanden och fel. Hardware in Loop (HIL) simuleringar kan användas för att utveckla sådana regulatorer för de flesta verkliga testfall, utan att involvera de fysiska komponenterna. En typisk HIL-installation inkluderar styrenheten (hårdvaran) som testas ansluten till en datormodell av det kontrollerade systemet (anläggningen). På grund av den effektiva, billiga, konsekventa och oförstörande naturen hos HIL simuleringar används de i stor utsträckning för FoU inom fordonsindustrin. Detta examensarbete fokuserar på att utveckla en sådan HIL-modell för en elektrisk drivlina hos Scania CV AB. I detta examensarbete är anläggningsmodellerna programmerade på en programmerbar integrerad krets. HIL-inställningen, anläggningsmodellerna och styrenheten förbättras kontinuerligt under hela examensarbetet för att uppnå högre kvalitet och realtidsreplikering av den permanentmagnetiserade synkronmaskin som övervägs. En Software in Loop (SIL) strategi, där alla komponenter representeras av datormodeller, tillämpas också för snabb utveckling. Flera aspekter såsom flödesbaserade och induktansbaserade maskinmodeller, val av aritmetik, diskretiserings metoder, brus, fördröjningar etc. studeras och optimeras. Validering utförs för både SIL- och HIL-inställningar och över 95% korrelation med fysiska enhetsprestanda erhålls. Stabil drift och repeterbarhet av den utvecklade HIL-kretsen säkerställer att ramverket är skalbart för att kunna appliceras på andra enheter och regulatorer.