Καθώς το αυτοκίνητο συνεχίζει τη μετάβασή του από το hardware στο software, οι κανόνες ανταγωνισμού στην αυτοκινητοβιομηχανία αλλάζουν δραματικά.
Ο κινητήρας ήταν ο τεχνολογικός και μηχανικός πυρήνας του αυτοκινήτου του 20ου αιώνα. Σήμερα, αυτός ο ρόλος αναπληρώνεται όλο και περισσότερο από λογισμικό, μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ και προηγμένους αισθητήρες. οι περισσότερες καινοτομίες περιλαμβάνουν όλα αυτά. Όλα εξαρτώνται από αυτά τα πράγματα, από την αποδοτικότητα των αυτοκινήτων, την πρόσβασή τους στο Διαδίκτυο και τη δυνατότητα αυτόνομης οδήγησης, μέχρι την ηλεκτροκίνηση και τις νέες λύσεις μετακίνησης.
Ωστόσο, καθώς τα ηλεκτρονικά και το λογισμικό γίνονται πιο σημαντικά, το επίπεδο πολυπλοκότητάς τους αυξάνεται επίσης. Πάρτε ως παράδειγμα τον αυξανόμενο αριθμό γραμμών κώδικα (SLOC) που περιέχονται στα σύγχρονα αυτοκίνητα. Το 2010, ορισμένα οχήματα είχαν περίπου δέκα εκατομμύρια SLOC. Μέχρι το 2016, ο αριθμός αυτός είχε αυξηθεί 15 φορές σε περίπου 150 εκατομμύρια γραμμές κώδικα. Η πολυπλοκότητα που μοιάζει με χιονοστιβάδα προκαλεί σοβαρά προβλήματα με την ποιότητα του λογισμικού, όπως αποδεικνύεται από πολυάριθμες κριτικές νέων αυτοκινήτων.
Τα αυτοκίνητα έχουν αυξημένο επίπεδο αυτονομίας. Ως εκ τούτου, οι άνθρωποι που εργάζονται στην αυτοκινητοβιομηχανία θεωρούν την ποιότητα και την ασφάλεια του λογισμικού και των ηλεκτρονικών ως βασικές απαιτήσεις για τη διασφάλιση της ασφάλειας των ανθρώπων. Η αυτοκινητοβιομηχανία πρέπει να επανεξετάσει τις σύγχρονες προσεγγίσεις στο λογισμικό και την ηλεκτρική και ηλεκτρονική αρχιτεκτονική.
Επίλυση ενός πιεστικού προβλήματος της βιομηχανίας
Καθώς η αυτοκινητοβιομηχανία μετακινείται από συσκευές που οδηγούνται από υλικό σε συσκευές που βασίζονται σε λογισμικό, η μέση ποσότητα λογισμικού και ηλεκτρονικών ειδών σε ένα όχημα αυξάνεται ραγδαία. Σήμερα, το λογισμικό αποτελεί το 10% του συνολικού περιεχομένου των αυτοκινήτων για το τμήμα D ή μεγαλύτερο αυτοκίνητο (περίπου 1220 $). Το μέσο μερίδιο λογισμικού αναμένεται να αυξηθεί κατά 11%. Προβλέπεται ότι μέχρι το 2030 το λογισμικό θα αντιπροσωπεύει το 30% του συνολικού περιεχομένου των οχημάτων (περίπου 5200 $). Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι άνθρωποι που συμμετέχουν σε κάποια φάση της ανάπτυξης αυτοκινήτων προσπαθούν να επωφεληθούν από τις καινοτομίες που επιτρέπονται από το λογισμικό και τα ηλεκτρονικά.
Οι εταιρείες λογισμικού και άλλοι ψηφιακοί παίκτες δεν θέλουν πλέον να μένουν πίσω. Προσπαθούν να προσελκύσουν αυτοκινητοβιομηχανίες ως προμηθευτές πρώτης κατηγορίας. Οι εταιρείες επεκτείνουν τη συμμετοχή τους στη στοίβα τεχνολογίας αυτοκινήτων μεταβαίνοντας από τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές στα λειτουργικά συστήματα. Ταυτόχρονα, εταιρείες που έχουν συνηθίσει να εργάζονται με ηλεκτρονικά συστήματα μπαίνουν με τόλμη στη σφαίρα των τεχνολογιών και των εφαρμογών από τεχνολογικούς κολοσσούς. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων premium προχωρούν και αναπτύσσουν τα δικά τους λειτουργικά συστήματα, αφαιρέσεις υλικού και επεξεργασία σήματος για να κάνουν τα προϊόντα τους μοναδικά στη φύση.
Η παραπάνω στρατηγική έχει συνέπειες. Στο μέλλον θα δούμε αρχιτεκτονική προσανατολισμένη στις υπηρεσίες οχημάτων (SOA) βασισμένη σε κοινές πλατφόρμες υπολογιστών. Οι προγραμματιστές θα προσθέσουν πολλά νέα πράγματα: λύσεις στον τομέα της πρόσβασης στο Διαδίκτυο, εφαρμογές, , προηγμένα αναλυτικά και λειτουργικά συστήματα. Οι διαφορές δεν θα είναι στο παραδοσιακό υλικό του αυτοκινήτου, αλλά στη διεπαφή χρήστη και στο πώς λειτουργεί με λογισμικό και προηγμένα ηλεκτρονικά.
Τα αυτοκίνητα του μέλλοντος θα κινηθούν σε μια πλατφόρμα νέων επώνυμων ανταγωνιστικών πλεονεκτημάτων.
Αυτές θα περιλαμβάνουν πιθανώς καινοτομίες infotainment, και έξυπνα χαρακτηριστικά ασφαλείας που βασίζονται στη συμπεριφορά «ασφαλούς αστοχίας» (π.χ. ένα σύστημα ικανό να εκτελέσει τη βασική του λειτουργία ακόμα κι αν ένα τμήμα του αποτύχει). Το λογισμικό θα συνεχίσει να κινείται προς τα κάτω στην ψηφιακή στοίβα για να γίνει μέρος του υλικού υπό το πρόσχημα των έξυπνων αισθητήρων. Οι στοίβες θα ενσωματωθούν οριζόντια και θα λάβουν νέα επίπεδα που θα μετακινήσουν την αρχιτεκτονική στο SOA.
Οι τάσεις της μόδας αλλάζουν τους κανόνες του παιχνιδιού. Επηρεάζουν το λογισμικό και την ηλεκτρονική αρχιτεκτονική. Αυτές οι τάσεις οδηγούν την πολυπλοκότητα και την αλληλεξάρτηση των τεχνολογιών. Για παράδειγμα, θα δημιουργηθούν νέοι έξυπνοι αισθητήρες και εφαρμογές . Εάν οι αυτοκινητοβιομηχανίες θέλουν να παραμείνουν ανταγωνιστικές, πρέπει να επεξεργάζονται και να αναλύουν τα δεδομένα αποτελεσματικά. Οι αρθρωτές ενημερώσεις SOA και οι ενημερώσεις over-the-air (OTA) θα γίνουν βασικές απαιτήσεις για την υποστήριξη σύνθετου λογισμικού σε στόλους. Είναι επίσης πολύ σημαντικά για την εφαρμογή νέων επιχειρηματικών μοντέλων στα οποία εμφανίζονται χαρακτηριστικά κατά παραγγελία. Θα υπάρχει αυξανόμενη χρήση συστημάτων infotainment και, αν και σε μικρότερο βαθμό, προηγμένων . Ο λόγος είναι ότι υπάρχουν όλο και περισσότεροι προγραμματιστές εφαρμογών τρίτων που παρέχουν προϊόντα για οχήματα.
Λόγω των απαιτήσεων ψηφιακής ασφάλειας, η στρατηγική του συμβατικού ελέγχου πρόσβασης παύει να είναι ενδιαφέρουσα. Ήρθε η ώρα να μεταβείτε σε , σχεδιασμένο να προβλέπει, να αποτρέπει, να ανιχνεύει και να προστατεύει από επιθέσεις στον κυβερνοχώρο. Καθώς αναδύονται οι δυνατότητες υψηλής αυτοματοποιημένης οδήγησης (HAD), θα χρειαστούμε σύγκλιση λειτουργικότητας, ανώτερη υπολογιστική ισχύ και υψηλά επίπεδα ενοποίησης.
Διερεύνηση δέκα υποθέσεων σχετικά με τη μελλοντική ηλεκτρική ή ηλεκτρονική αρχιτεκτονική
Η πορεία ανάπτυξης τόσο για την τεχνολογία όσο και για το επιχειρηματικό μοντέλο δεν έχει ακόμη καθοριστεί με σαφήνεια. Αλλά με βάση την εκτεταμένη έρευνα και τις απόψεις των ειδικών μας, έχουμε αναπτύξει δέκα υποθέσεις σχετικά με τη μελλοντική αρχιτεκτονική ηλεκτρικών ή ηλεκτρονικών οχημάτων και τις επιπτώσεις της στη βιομηχανία.
Η ενοποίηση των ηλεκτρονικών μονάδων ελέγχου (ECU) θα γίνεται όλο και πιο συνηθισμένη
Αντί για πολλαπλές συγκεκριμένες ECU για συγκεκριμένες λειτουργίες (όπως στο τρέχον στυλ "προσθήκη συνάρτησης, προσθήκη παραθύρου"), η βιομηχανία θα προχωρήσει σε μια ενοποιημένη αρχιτεκτονική ECU οχημάτων.
Σε πρώτη φάση, το μεγαλύτερο μέρος της λειτουργικότητας θα επικεντρωθεί σε ομοσπονδιακούς ελεγκτές τομέα. Για τους βασικούς τομείς οχημάτων, θα αντικαταστήσουν εν μέρει τη λειτουργικότητα που είναι διαθέσιμη αυτή τη στιγμή σε κατανεμημένες ECU. Η ανάπτυξη βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Αναμένουμε το τελικό προϊόν στην αγορά σε δύο με τρία χρόνια. Η ενοποίηση είναι πιο πιθανό να συμβεί σε στοίβες που σχετίζονται με λειτουργίες ADAS και HAD, ενώ πιο βασικές λειτουργίες του οχήματος ενδέχεται να διατηρήσουν υψηλότερο βαθμό αποκέντρωσης.
Προχωράμε προς την αυτόνομη οδήγηση. Ως εκ τούτου, η εικονικοποίηση των λειτουργιών λογισμικού και η αφαίρεση από το υλικό θα καταστεί απαραίτητη. Αυτή η νέα προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί με διαφορετικούς τρόπους. Είναι δυνατός ο συνδυασμός υλικού σε στοίβες που πληρούν διαφορετικές απαιτήσεις καθυστέρησης και αξιοπιστίας. Ένα παράδειγμα μπορεί να είναι μια στοίβα υψηλής απόδοσης που υποστηρίζει τη λειτουργικότητα HAD και ADAS και μια ξεχωριστή στοίβα χαμηλής καθυστέρησης, βάσει χρόνου για βασικές λειτουργίες ασφαλείας. Ή μπορείτε να αντικαταστήσετε την ECU με έναν εφεδρικό «υπερυπολογιστή». Ένα άλλο πιθανό σενάριο είναι όταν εγκαταλείψουμε εντελώς την έννοια της μονάδας ελέγχου υπέρ ενός έξυπνου δικτύου υπολογιστών.
Οι αλλαγές οφείλονται κυρίως σε τρεις παράγοντες: κόστος, νεοεισερχόμενοι στην αγορά και ζήτηση για HAD. Η μείωση του κόστους ανάπτυξης χαρακτηριστικών και του απαιτούμενου υπολογιστικού υλικού, συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού επικοινωνιών, θα επιταχύνει τη διαδικασία ενοποίησης. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για τους νεοεισερχόμενους στην αγορά της αυτοκινητοβιομηχανίας που είναι πιθανό να διαταράξουν τη βιομηχανία με μια προσέγγιση με επίκεντρο το λογισμικό στην αρχιτεκτονική των οχημάτων. Η αυξανόμενη ζήτηση για λειτουργικότητα και πλεονασμό HAD θα απαιτήσει επίσης υψηλότερο βαθμό ενοποίησης της ECU.
Ορισμένες αυτοκινητοβιομηχανίες premium και οι προμηθευτές τους συμμετέχουν ήδη ενεργά στην ενοποίηση της ECU. Κάνουν τα πρώτα βήματα για να ενημερώσουν την ηλεκτρονική τους αρχιτεκτονική, αν και αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει ακόμα πρωτότυπο.
Η βιομηχανία θα περιορίσει τον αριθμό των στοίβων που χρησιμοποιούνται για συγκεκριμένο εξοπλισμό
Η υποστήριξη ενοποίησης κανονικοποιεί το όριο στοίβας. Θα διαχωρίσει τις λειτουργίες του οχήματος και του υλικού ECU, το οποίο περιλαμβάνει την ενεργή χρήση εικονικοποίησης. Το υλικό και το υλικολογισμικό (συμπεριλαμβανομένου του λειτουργικού συστήματος) θα εξαρτώνται από τις βασικές λειτουργικές απαιτήσεις αντί να αποτελούν μέρος του λειτουργικού τομέα του οχήματος. Για να διασφαλιστεί ο διαχωρισμός και η αρχιτεκτονική προσανατολισμένη στις υπηρεσίες, ο αριθμός των στοίβων πρέπει να είναι περιορισμένος. Παρακάτω είναι οι στοίβες που θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για τις μελλοντικές γενιές αυτοκινήτων σε 5-10 χρόνια:
- Στοίβα με γνώμονα τον χρόνο. Σε αυτόν τον τομέα, ο ελεγκτής συνδέεται απευθείας με τον αισθητήρα ή τον ενεργοποιητή, ενώ τα συστήματα πρέπει να υποστηρίζουν αυστηρές απαιτήσεις σε πραγματικό χρόνο διατηρώντας παράλληλα χαμηλή καθυστέρηση. Ο προγραμματισμός των πόρων βασίζεται στον χρόνο. Αυτή η στοίβα περιλαμβάνει συστήματα που επιτυγχάνουν το υψηλότερο επίπεδο ασφάλειας του οχήματος. Ένα παράδειγμα είναι ο κλασικός τομέας Automotive Open Systems Architecture (AUTOSAR).
- Στοίβα βάσει χρόνου και γεγονότων. Αυτή η υβριδική στοίβα συνδυάζει εφαρμογές ασφαλείας υψηλής απόδοσης με υποστήριξη για ADAS και HAD, για παράδειγμα. Οι εφαρμογές και τα περιφερειακά χωρίζονται από το λειτουργικό σύστημα, ενώ οι εφαρμογές είναι χρονοπρογραμματισμένες. Μέσα σε μια εφαρμογή, ο προγραμματισμός πόρων μπορεί να βασίζεται σε χρόνο ή προτεραιότητα. Το περιβάλλον λειτουργίας διασφαλίζει ότι οι κρίσιμες για την αποστολή εφαρμογές εκτελούνται σε απομονωμένα δοχεία, διαχωρίζοντας σαφώς αυτές τις εφαρμογές από άλλες εφαρμογές στο όχημα. Ένα καλό παράδειγμα είναι το προσαρμοστικό AUTOSAR.
- Στοίβα που βασίζεται σε γεγονότα. Αυτή η στοίβα εστιάζει στο σύστημα infotainment, το οποίο δεν είναι κρίσιμο για την ασφάλεια. Οι εφαρμογές είναι ξεκάθαρα αποσυνδεδεμένες από τα περιφερειακά και οι πόροι προγραμματίζονται χρησιμοποιώντας βέλτιστο προγραμματισμό ή προγραμματισμό βάσει συμβάντων. Η στοίβα περιέχει ορατές και συχνά χρησιμοποιούμενες λειτουργίες: Android, Automotive Grade Linux, GENIVI και QNX. Αυτά τα χαρακτηριστικά επιτρέπουν στον χρήστη να αλληλεπιδρά με το όχημα.
- Στοίβα σύννεφων. Η τελική στοίβα καλύπτει την πρόσβαση στα δεδομένα και τις συντονίζει και τις λειτουργίες του οχήματος εξωτερικά. Αυτή η στοίβα είναι υπεύθυνη για τις επικοινωνίες, καθώς και για την επαλήθευση ασφαλείας της εφαρμογής (έλεγχος ταυτότητας) και δημιουργεί μια συγκεκριμένη διεπαφή αυτοκινήτου, συμπεριλαμβανομένης της απομακρυσμένης διάγνωσης.
Οι προμηθευτές αυτοκινήτων και οι κατασκευαστές τεχνολογίας έχουν ήδη αρχίσει να ειδικεύονται σε ορισμένες από αυτές τις στοίβες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το σύστημα ενημέρωσης και ψυχαγωγίας (event-driven stack), όπου οι εταιρείες αναπτύσσουν δυνατότητες επικοινωνίας - 3D και προηγμένη πλοήγηση. Το δεύτερο παράδειγμα είναι η τεχνητή νοημοσύνη και η ανίχνευση για εφαρμογές υψηλής απόδοσης, όπου οι προμηθευτές συνεργάζονται με βασικές αυτοκινητοβιομηχανίες για να αναπτύξουν πλατφόρμες υπολογιστών.
Στον τομέα που βασίζεται στον χρόνο, το AUTOSAR και το JASPAR υποστηρίζουν την τυποποίηση αυτών των στοίβων.
Το Middleware θα αφαιρέσει τις εφαρμογές από το υλικό
Καθώς τα οχήματα συνεχίζουν να εξελίσσονται προς πλατφόρμες φορητών υπολογιστών, το ενδιάμεσο λογισμικό θα επιτρέψει στα οχήματα να αναδιαρθρωθούν και να εγκατασταθεί και να ενημερωθεί το λογισμικό τους. Σήμερα, το ενδιάμεσο λογισμικό σε κάθε ECU διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ συσκευών. Στην επόμενη γενιά οχημάτων, θα συνδέσει τον ελεγκτή τομέα με τις λειτουργίες πρόσβασης. Χρησιμοποιώντας το υλικό ECU στο αυτοκίνητο, το ενδιάμεσο λογισμικό θα παρέχει αφαίρεση, εικονικοποίηση, SOA και κατανεμημένο υπολογισμό.
Υπάρχουν ήδη στοιχεία ότι η αυτοκινητοβιομηχανία κινείται προς πιο ευέλικτες αρχιτεκτονικές, συμπεριλαμβανομένου του ενδιάμεσου λογισμικού. Για παράδειγμα, η προσαρμοστική πλατφόρμα AUTOSAR είναι ένα δυναμικό σύστημα που περιλαμβάνει ενδιάμεσο λογισμικό, υποστήριξη πολύπλοκων λειτουργικών συστημάτων και σύγχρονους μικροεπεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων. Ωστόσο, οι διαθέσιμες εξελίξεις αυτή τη στιγμή περιορίζονται μόνο σε ένα ECU.
Μεσοπρόθεσμα, ο αριθμός των ενσωματωμένων αισθητήρων θα αυξηθεί σημαντικά
Στις επόμενες δύο έως τρεις γενιές οχημάτων, οι αυτοκινητοβιομηχανίες θα εγκαταστήσουν αισθητήρες με παρόμοιες λειτουργίες για να διασφαλίσουν ότι τα αποθέματα που σχετίζονται με την ασφάλεια είναι επαρκή.
Μακροπρόθεσμα, η αυτοκινητοβιομηχανία θα αναπτύξει αποκλειστικές λύσεις αισθητήρων για να μειώσει τον αριθμό και το κόστος τους. Πιστεύουμε ότι ο συνδυασμός ραντάρ και κάμερας μπορεί να είναι η πιο δημοφιλής λύση τα επόμενα πέντε έως οκτώ χρόνια. Καθώς οι δυνατότητες αυτόνομης οδήγησης συνεχίζουν να αυξάνονται, η εισαγωγή των lidar θα είναι απαραίτητη. Θα παρέχουν πλεονασμό τόσο στον τομέα της ανάλυσης αντικειμένων όσο και στον τομέα του εντοπισμού. Για παράδειγμα, μια διαμόρφωση αυτόνομης οδήγησης SAE International L4 (υψηλού αυτοματισμού) θα απαιτούσε αρχικά τέσσερις έως πέντε αισθητήρες lidar, συμπεριλαμβανομένων αυτών που είναι τοποθετημένοι στο πίσω μέρος για πλοήγηση στην πόλη και ορατότητα σχεδόν 360 μοιρών.
Είναι δύσκολο να πούμε οτιδήποτε για τον αριθμό των αισθητήρων στα οχήματα μακροπρόθεσμα. Είτε ο αριθμός τους θα αυξηθεί, είτε θα μειωθεί, είτε θα παραμείνει ίδιος. Όλα εξαρτώνται από τους κανονισμούς, την τεχνική ωριμότητα των λύσεων και τη δυνατότητα χρήσης πολλαπλών αισθητήρων σε διαφορετικές περιπτώσεις. Οι κανονιστικές απαιτήσεις θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να αυξήσουν την παρακολούθηση του οδηγού, οδηγώντας σε περισσότερους αισθητήρες μέσα στο όχημα. Μπορούμε να περιμένουμε να δούμε περισσότερους αισθητήρες καταναλωτικών ηλεκτρονικών που χρησιμοποιούνται στο εσωτερικό του οχήματος. Αισθητήρες κίνησης, παρακολούθηση της υγείας (καρδιακός ρυθμός και υπνηλία), αναγνώριση προσώπου και ίριδας είναι μερικές μόνο από τις πιθανές περιπτώσεις χρήσης. Ωστόσο, για να αυξηθεί ο αριθμός των αισθητήρων ή ακόμη και να διατηρηθούν τα πράγματα ίδια, θα απαιτηθεί ένα ευρύτερο φάσμα υλικών, όχι μόνο στους ίδιους τους αισθητήρες, αλλά και στο δίκτυο των οχημάτων. Επομένως, είναι πολύ πιο κερδοφόρο να μειωθεί ο αριθμός των αισθητήρων. Με την έλευση των εξαιρετικά αυτοματοποιημένων ή πλήρως αυτοματοποιημένων οχημάτων, οι προηγμένοι αλγόριθμοι και η μηχανική εκμάθηση μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση και την αξιοπιστία του αισθητήρα. Χάρη σε πιο ισχυρές και ικανές τεχνολογίες αισθητήρων, οι περιττοί αισθητήρες ενδέχεται να μην χρειάζονται πλέον. Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται σήμερα μπορεί να είναι παρωχημένοι - θα εμφανιστούν πιο λειτουργικοί αισθητήρες (για παράδειγμα, αντί για βοηθό στάθμευσης που βασίζεται σε κάμερα ή lidar, ενδέχεται να εμφανιστούν αισθητήρες υπερήχων).
Οι αισθητήρες θα γίνουν πιο έξυπνοι
Οι αρχιτεκτονικές συστημάτων θα χρειαστούν έξυπνους και ενσωματωμένους αισθητήρες για τη διαχείριση των τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων που απαιτούνται για εξαιρετικά αυτοματοποιημένη οδήγηση. Λειτουργίες υψηλού επιπέδου όπως η σύντηξη αισθητήρων και η τρισδιάστατη τοποθέτηση θα εκτελούνται σε κεντρικές πλατφόρμες υπολογιστών. Οι βρόχοι προεπεξεργασίας, φιλτραρίσματος και γρήγορης απόκρισης πιθανότατα θα βρίσκονται στην άκρη ή θα εκτελούνται μέσα στον ίδιο τον αισθητήρα. Μια εκτίμηση υπολογίζει τον όγκο των δεδομένων που θα παράγει ένα αυτόνομο αυτοκίνητο κάθε ώρα σε τέσσερα terabyte. Επομένως, το AI θα μετακινηθεί από την ECU στους αισθητήρες για να εκτελέσει βασική προεπεξεργασία. Απαιτεί χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και χαμηλή υπολογιστική απόδοση, ειδικά όταν συγκρίνετε το κόστος επεξεργασίας δεδομένων σε αισθητήρες και το κόστος μετάδοσης μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων σε ένα όχημα. Ωστόσο, ο πλεονασμός των οδικών αποφάσεων στο HAD θα απαιτήσει σύγκλιση για κεντρικούς υπολογιστές. Πιθανότατα, αυτοί οι υπολογισμοί θα υπολογιστούν με βάση προεπεξεργασμένα δεδομένα. Οι έξυπνοι αισθητήρες θα παρακολουθούν τις δικές τους λειτουργίες, ενώ ο πλεονασμός των αισθητήρων θα βελτιώσει την αξιοπιστία, τη διαθεσιμότητα και συνεπώς την ασφάλεια του δικτύου αισθητήρων. Για να διασφαλιστεί η σωστή απόδοση του αισθητήρα σε όλες τις συνθήκες, θα απαιτηθούν εφαρμογές καθαρισμού αισθητήρων, όπως αποπαγωτές και αφαίρεση σκόνης και βρωμιάς.
Θα απαιτηθούν πλήρη ισχύ και πλεονάζοντα δίκτυα δεδομένων
Οι βασικές και κρίσιμες για την ασφάλεια εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αξιοπιστία θα χρησιμοποιούν πλήρως περιττούς κύκλους για όλα όσα χρειάζονται για ασφαλείς ελιγμούς (επικοινωνίες δεδομένων, ισχύς). , οι κεντρικοί υπολογιστές και τα κατανεμημένα δίκτυα υπολογιστών που απαιτούν ενέργεια θα απαιτήσουν νέα πλεονάζοντα δίκτυα διαχείρισης ενέργειας. Τα συστήματα ανοχής σε σφάλματα που υποστηρίζουν ενσύρματο έλεγχο και άλλες λειτουργίες HAD θα απαιτήσουν την ανάπτυξη περιττών συστημάτων. Αυτό θα βελτιώσει σημαντικά την αρχιτεκτονική των σύγχρονων εφαρμογών παρακολούθησης με ανοχή σφαλμάτων.
Το "Automotive Ethernet" θα ανέβει για να γίνει η ραχοκοκαλιά του αυτοκινήτου
Τα σημερινά δίκτυα αυτοκινήτων δεν επαρκούν για να καλύψουν τις ανάγκες των μελλοντικών μεταφορών. Οι αυξημένοι ρυθμοί δεδομένων, οι απαιτήσεις πλεονασμού για HAD, η ανάγκη για ασφάλεια και προστασία σε συνδεδεμένα περιβάλλοντα και η ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα μεταξύ του κλάδου θα οδηγήσουν πιθανότατα στην εμφάνιση Ethernet για αυτοκίνητα. Θα γίνει βασικός ενεργοποιητής, ειδικά για έναν περιττό κεντρικό δίαυλο δεδομένων. Θα απαιτηθούν λύσεις Ethernet για την παροχή αξιόπιστων επικοινωνιών μεταξύ τομέων και την κάλυψη των απαιτήσεων σε πραγματικό χρόνο. Αυτό θα είναι δυνατό χάρη στην προσθήκη επεκτάσεων Ethernet όπως η Audio Video Bridging (AVB) και τα ευαίσθητα στον χρόνο δίκτυα (TSN). Οι εκπρόσωποι του κλάδου και η OPEN Alliance υποστηρίζουν την υιοθέτηση της τεχνολογίας Ethernet. Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν ήδη κάνει αυτό το μεγάλο βήμα.
Τα παραδοσιακά δίκτυα όπως τα τοπικά δίκτυα διασύνδεσης και τα δίκτυα ελεγκτών θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούνται στο όχημα, αλλά μόνο για κλειστά δίκτυα χαμηλότερου επιπέδου, όπως αισθητήρες. Τεχνολογίες όπως το FlexRay και το MOST πιθανότατα θα αντικατασταθούν από το Ethernet αυτοκινήτου και τις επεκτάσεις του AVB και TSN.
Στο μέλλον, αναμένουμε ότι η αυτοκινητοβιομηχανία θα χρησιμοποιεί επίσης άλλες τεχνολογίες Ethernet - HDBP (προϊόντα εύρους ζώνης υψηλής καθυστέρησης) και τεχνολογίες 10 Gigabit.
Οι OEM θα έχουν πάντα αυστηρό έλεγχο στη συνδεσιμότητα δεδομένων για να διασφαλίζουν τη λειτουργική ασφάλεια και το HAD, αλλά θα ανοίγουν διεπαφές για να επιτρέπουν σε τρίτα μέρη πρόσβαση στα δεδομένα
Οι κεντρικές πύλες επικοινωνίας που μεταδίδουν και λαμβάνουν δεδομένα κρίσιμα για την ασφάλεια θα συνδέονται πάντα απευθείας στο backend OEM. Η πρόσβαση στα δεδομένα θα είναι ανοιχτή σε τρίτους όταν αυτό δεν απαγορεύεται από τους κανόνες. Το Infotainment είναι ένα «προσάρτημα» στο όχημα. Σε αυτόν τον τομέα, οι αναδυόμενες ανοιχτές διεπαφές θα επιτρέψουν στους παρόχους περιεχομένου και στις εφαρμογές να αναπτύξουν τα προϊόντα τους, ενώ οι OEM τηρούν τα πρότυπα όσο καλύτερα μπορούν.
Η σημερινή ενσωματωμένη θύρα διάγνωσης θα αντικατασταθεί από συνδεδεμένες λύσεις τηλεματικής. Η πρόσβαση συντήρησης για το δίκτυο οχημάτων δεν θα απαιτείται πλέον, αλλά θα μπορεί να ρέει μέσω OEM backend. Οι OEM θα παρέχουν θύρες δεδομένων στο πίσω μέρος του οχήματος για ορισμένες περιπτώσεις χρήσης (παρακολούθηση κλεμμένου οχήματος ή προσωπική ασφάλιση). Ωστόσο, οι συσκευές μετά την αγορά θα έχουν όλο και λιγότερη πρόσβαση σε εσωτερικά δίκτυα δεδομένων.
Οι φορείς εκμετάλλευσης μεγάλου στόλου θα διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στην εμπειρία χρήστη και θα δημιουργήσουν αξία για τους τελικούς πελάτες. Θα μπορούν να προσφέρουν διαφορετικά οχήματα για διαφορετικούς σκοπούς εντός της ίδιας συνδρομής (για παράδειγμα, για καθημερινές μετακινήσεις ή αποδράσεις το Σαββατοκύριακο). Θα πρέπει να χρησιμοποιούν πολλαπλά backend OEM και να ενοποιούν δεδομένα στους στόλους τους. Στη συνέχεια, οι μεγάλες βάσεις δεδομένων θα επιτρέψουν στους χειριστές στόλου να δημιουργούν έσοδα από συγκεντρωτικά δεδομένα και αναλυτικά στοιχεία που δεν είναι διαθέσιμα σε επίπεδο OEM.
Τα αυτοκίνητα θα χρησιμοποιούν υπηρεσίες cloud για να συνδυάζουν πληροφορίες επί του σκάφους με εξωτερικά δεδομένα
Τα «μη ευαίσθητα» δεδομένα (δηλαδή δεδομένα που δεν σχετίζονται με την ταυτότητα ή την ασφάλεια) θα υποβάλλονται σε επεξεργασία όλο και περισσότερο στο cloud για τη λήψη πρόσθετων πληροφοριών. Η διαθεσιμότητα αυτών των δεδομένων εκτός του OEM θα εξαρτηθεί από μελλοντικούς νόμους και κανονισμούς. Όσο μεγαλώνουν οι όγκοι . Το Analytics είναι απαραίτητο για την επεξεργασία πληροφοριών και την εξαγωγή σημαντικών δεδομένων. Δεσμευόμαστε για την αυτόνομη οδήγηση και άλλες ψηφιακές καινοτομίες. Η αποτελεσματική χρήση των δεδομένων θα εξαρτηθεί από την κοινή χρήση δεδομένων μεταξύ πολλών παραγόντων της αγοράς. Δεν είναι ακόμη σαφές ποιος θα το κάνει και πώς. Ωστόσο, μεγάλοι προμηθευτές αυτοκινήτων και εταιρείες τεχνολογίας κατασκευάζουν ήδη ολοκληρωμένες πλατφόρμες αυτοκινήτων που μπορούν να χειριστούν αυτόν τον νέο πλούτο δεδομένων.
Στα αυτοκίνητα θα εμφανίζονται εξαρτήματα με δυνατότητα αναβάθμισης που θα υποστηρίζουν αμφίδρομη επικοινωνία
Τα ενσωματωμένα συστήματα δοκιμών θα επιτρέπουν στα οχήματα να ελέγχουν αυτόματα για ενημερώσεις. Θα είμαστε σε θέση να διαχειριστούμε τον κύκλο ζωής του οχήματος και τις λειτουργίες του. Όλα τα ECU θα στέλνουν και θα λαμβάνουν δεδομένα από αισθητήρες και ενεργοποιητές, ανακτώντας δεδομένα. Αυτά τα δεδομένα θα χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη καινοτομιών. Ένα παράδειγμα θα ήταν η κατασκευή μιας διαδρομής με βάση τις παραμέτρους του οχήματος.
Η δυνατότητα ενημέρωσης OTA είναι απαραίτητη για το HAD. Με αυτές τις τεχνολογίες, θα έχουμε νέες δυνατότητες, ασφάλεια στον κυβερνοχώρο και ταχύτερη ανάπτυξη λειτουργιών και λογισμικού. Στην πραγματικότητα, η δυνατότητα ενημέρωσης OTA είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από πολλές από τις σημαντικές αλλαγές που περιγράφονται παραπάνω. Επιπλέον, αυτή η δυνατότητα απαιτεί επίσης μια ολοκληρωμένη λύση ασφαλείας σε όλα τα επίπεδα της στοίβας—τόσο έξω από το όχημα όσο και εντός της ECU. Αυτή η λύση δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί. Θα έχει ενδιαφέρον να δούμε ποιος θα το κάνει και πώς.
Οι ενημερώσεις αυτοκινήτου θα μπορούν να εγκατασταθούν όπως σε smartphone; Ο κλάδος πρέπει να ξεπεράσει τους περιορισμούς στις συμβάσεις προμηθευτών, τις ρυθμιστικές απαιτήσεις και τα ζητήματα ασφάλειας και απορρήτου. Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν ανακοινώσει σχέδια για την ανάπτυξη προσφορών υπηρεσιών OTA, συμπεριλαμβανομένων των over-the-air ενημερώσεων για τα οχήματά τους.
Οι OEM θα τυποποιήσουν τους στόλους τους σε πλατφόρμες OTA, σε στενή συνεργασία με παρόχους τεχνολογίας σε αυτόν τον τομέα. Η συνδεσιμότητα εντός του οχήματος και οι πλατφόρμες OTA θα γίνουν σύντομα πολύ σημαντικές. Οι OEM το κατανοούν αυτό και προσπαθούν να αποκτήσουν μεγαλύτερη ιδιοκτησία σε αυτό το τμήμα της αγοράς.
Τα οχήματα θα λαμβάνουν ενημερώσεις λογισμικού, χαρακτηριστικών και ασφαλείας για τη διάρκεια ζωής τους. Οι ρυθμιστικές αρχές πιθανότατα θα παρέχουν συντήρηση λογισμικού για να διασφαλίσουν την ακεραιότητα του σχεδιασμού του οχήματος. Η ανάγκη ενημέρωσης και συντήρησης λογισμικού θα οδηγήσει σε νέα επιχειρηματικά μοντέλα για τη συντήρηση και τη λειτουργία των οχημάτων.
Αξιολόγηση του μελλοντικού αντίκτυπου του λογισμικού αυτοκινήτου και της ηλεκτρονικής αρχιτεκτονικής
Οι τάσεις που επηρεάζουν την αυτοκινητοβιομηχανία δημιουργούν σημαντικές αβεβαιότητες που σχετίζονται με το υλικό. Ωστόσο, το μέλλον του λογισμικού και της ηλεκτρονικής αρχιτεκτονικής φαίνεται πολλά υποσχόμενο. Όλες οι δυνατότητες είναι ανοιχτές στον κλάδο: οι αυτοκινητοβιομηχανίες θα μπορούσαν να σχηματίσουν βιομηχανικές ενώσεις για να τυποποιήσουν την αρχιτεκτονική των οχημάτων, οι ψηφιακοί γίγαντες θα μπορούσαν να εφαρμόσουν ενσωματωμένες πλατφόρμες cloud, οι παίκτες κινητικότητας θα μπορούσαν να κατασκευάσουν τα δικά τους οχήματα ή να αναπτύξουν στοίβες οχημάτων με ανοιχτό κώδικα και λογισμικό, οι αυτοκινητοβιομηχανίες θα μπορούσαν να εισαγάγουν όλο και πιο εξελιγμένα αυτόνομα αυτοκίνητα με συνδεσιμότητα στο Διαδίκτυο.
Τα προϊόντα σύντομα δεν θα είναι πλέον επικεντρωμένα στο υλικό. Θα είναι προσανατολισμένες στο λογισμικό. Αυτή η μετάβαση θα είναι δύσκολη για τις αυτοκινητοβιομηχανίες που έχουν συνηθίσει να παράγουν παραδοσιακά αυτοκίνητα. Ωστόσο, δεδομένων των τάσεων και των αλλαγών που περιγράφονται, ακόμη και οι μικρές εταιρείες δεν θα έχουν άλλη επιλογή. Θα πρέπει να προετοιμαστούν.
Βλέπουμε πολλά βασικά στρατηγικά βήματα:
- Διαχωρίστε τους κύκλους ανάπτυξης οχημάτων και τις λειτουργίες του οχήματος. Οι OEM και οι προμηθευτές Tier XNUMX πρέπει να αποφασίσουν πώς θα αναπτύξουν, θα προσφέρουν και θα αναπτύξουν λειτουργίες. Πρέπει να είναι ανεξάρτητα από τους κύκλους ανάπτυξης των οχημάτων, τόσο από τεχνική όσο και από οργανωτική άποψη. Δεδομένων των τρεχόντων κύκλων ανάπτυξης οχημάτων, οι εταιρείες πρέπει να βρουν έναν τρόπο διαχείρισης της καινοτομίας λογισμικού. Επιπλέον, θα πρέπει να εξετάσουν επιλογές για αναβαθμίσεις και αναβαθμίσεις (όπως υπολογιστικές μονάδες) για υπάρχοντες στόλους.
- Καθορίστε τον στόχο προστιθέμενης αξίας για την ανάπτυξη λογισμικού και ηλεκτρονικών ειδών. Οι OEM πρέπει να προσδιορίζουν διαφοροποιητικά χαρακτηριστικά για τα οποία μπορούν να ορίσουν σημεία αναφοράς. Επιπλέον, είναι κρίσιμο να καθοριστεί με σαφήνεια η στοχευόμενη προστιθέμενη αξία για τις δικές τους εξελίξεις λογισμικού και ηλεκτρονικών. Θα πρέπει επίσης να προσδιορίσετε τομείς όπου θα χρειαστούν προϊόντα και θέματα που θα πρέπει να συζητηθούν μόνο με τον προμηθευτή ή τον συνεργάτη.
- Ορίστε μια ρητή τιμή για το λογισμικό. Για να αποσυνδέσουν το λογισμικό από το υλικό, οι OEM πρέπει να επανεξετάσουν τις εσωτερικές διαδικασίες και τους μηχανισμούς για να αγοράσουν απευθείας λογισμικό. Εκτός από την παραδοσιακή προσαρμογή, είναι επίσης σημαντικό να αναλυθεί ο τρόπος με τον οποίο μια ευέλικτη προσέγγιση στην ανάπτυξη λογισμικού μπορεί να συνδεθεί στη διαδικασία προμήθειας. Εδώ οι προμηθευτές (βαθμίδα πρώτη, δεύτερη και τρίτη βαθμίδα) διαδραματίζουν επίσης κρίσιμο ρόλο, καθώς πρέπει να παρέχουν σαφή επιχειρηματική αξία στις προσφορές λογισμικού και συστημάτων τους, ώστε να μπορούν να αποσπάσουν μεγαλύτερο μερίδιο των εσόδων.
- Αναπτύξτε ένα συγκεκριμένο διάγραμμα οργάνωσης για τη νέα αρχιτεκτονική των ηλεκτρονικών (συμπεριλαμβανομένων των backends). Η αυτοκινητοβιομηχανία πρέπει να αλλάξει τις εσωτερικές διαδικασίες για την παράδοση και την πώληση προηγμένων ηλεκτρονικών ειδών και λογισμικού. Πρέπει επίσης να εξετάσουν διαφορετικές οργανωτικές ρυθμίσεις για ηλεκτρονικά θέματα που σχετίζονται με το όχημα. Βασικά, η νέα αρχιτεκτονική «επίπεδης» απαιτεί την πιθανή διακοπή της τρέχουσας «κάθετης» ρύθμισης και την εισαγωγή νέων «οριζόντιων» οργανωτικών μονάδων. Επιπλέον, υπάρχει ανάγκη να επεκταθούν οι δυνατότητες και οι δεξιότητες των προγραμματιστών λογισμικού και ηλεκτρονικών ειδών σε ομάδες.
- Αναπτύξτε ένα επιχειρηματικό μοντέλο για μεμονωμένα εξαρτήματα οχημάτων ως προϊόν (ειδικά για προμηθευτές). Είναι κρίσιμο να αναλυθούν ποια χαρακτηριστικά προσθέτουν πραγματική αξία στη μελλοντική αρχιτεκτονική και, επομένως, μπορούν να αποκομιστούν έσοδα. Αυτό θα σας βοηθήσει να παραμείνετε ανταγωνιστικοί και να κατακτήσετε ένα σημαντικό μερίδιο της αξίας στη βιομηχανία ηλεκτρονικών αυτοκινήτων. Στη συνέχεια, θα πρέπει να βρεθούν νέα επιχειρηματικά μοντέλα για την πώληση λογισμικού και ηλεκτρονικών συστημάτων, είτε πρόκειται για προϊόν, είτε για υπηρεσία ή κάτι εντελώς νέο.
Καθώς ξεκινά η νέα εποχή του λογισμικού και των ηλεκτρονικών αυτοκινήτων, αλλάζει ριζικά τα πάντα σχετικά με τα επιχειρηματικά μοντέλα, τις ανάγκες των πελατών και τη φύση του ανταγωνισμού. Πιστεύουμε ότι θα βγουν πολλά χρήματα από αυτό. Αλλά για να επωφεληθείτε από τις επικείμενες αλλαγές, όλοι στη βιομηχανία πρέπει να επανεξετάσουν την προσέγγισή τους στην κατασκευή αυτοκινήτων και να ορίσουν (ή να αλλάξουν) τις προσφορές τους με σύνεση.
Αυτό το άρθρο αναπτύχθηκε σε συνεργασία με την Global Semiconductor Alliance.
Πηγή: www.habr.com