मैकिन्से: ऑटोमोटिव में सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स आर्किटेक्चर पर पुनर्विचार

जैसे-जैसे ऑटोमोबाइल हार्डवेयर-चालित से सॉफ़्टवेयर-चालित में अपना परिवर्तन जारी रख रहा है, ऑटोमोटिव उद्योग में प्रतिस्पर्धा के नियम नाटकीय रूप से बदल रहे हैं।

इंजन 20वीं सदी के ऑटोमोबाइल का तकनीकी और इंजीनियरिंग केंद्र था। आज, यह भूमिका सॉफ्टवेयर, अधिक कंप्यूटिंग शक्ति और उन्नत सेंसर द्वारा तेजी से भरी जा रही है; अधिकांश नवाचारों में यह सब शामिल होता है। कारों की दक्षता, इंटरनेट तक उनकी पहुंच और स्वायत्त ड्राइविंग की संभावना से लेकर इलेक्ट्रिक मोबिलिटी और नए मोबिलिटी समाधान तक सब कुछ इन चीजों पर निर्भर करता है।

हालाँकि, जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्टवेयर अधिक महत्वपूर्ण होते जाते हैं, उनकी जटिलता का स्तर भी बढ़ता जाता है। उदाहरण के तौर पर आधुनिक कारों में मौजूद कोड लाइनों (एसएलओसी) की बढ़ती संख्या को लें। 2010 में, कुछ वाहनों में लगभग दस मिलियन एसएलओसी थे; 2016 तक, यह आंकड़ा 15 गुना बढ़कर कोड की लगभग 150 मिलियन लाइनों तक पहुंच गया था। हिमस्खलन जैसी जटिलता सॉफ़्टवेयर गुणवत्ता के साथ गंभीर समस्याओं का कारण बनती है, जैसा कि नई कारों की कई समीक्षाओं से पता चलता है।

कारों में स्वायत्तता का स्तर बढ़ा हुआ है। इसलिए, ऑटोमोटिव उद्योग में काम करने वाले लोग लोगों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स की गुणवत्ता और सुरक्षा को प्रमुख आवश्यकताओं के रूप में मानते हैं। ऑटोमोटिव उद्योग को सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक वास्तुकला के आधुनिक दृष्टिकोण पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता है।

उद्योग जगत की एक गंभीर समस्या का समाधान

जैसे-जैसे ऑटोमोटिव उद्योग हार्डवेयर-चालित से सॉफ्टवेयर-संचालित उपकरणों की ओर बढ़ रहा है, वाहन पर सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स की औसत मात्रा तेजी से बढ़ रही है। आज, सॉफ्टवेयर डी सेगमेंट या बड़ी कार के लिए कारों की कुल सामग्री का 10% बनाता है (लगभग $1220)। सॉफ्टवेयर की औसत हिस्सेदारी 11% बढ़ने की उम्मीद है। यह अनुमान लगाया गया है कि 2030 तक सॉफ्टवेयर कुल वाहन सामग्री का 30% (लगभग $5200) होगा। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कार विकास के कुछ चरण में शामिल लोग सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा सक्षम नवाचारों से लाभ उठाने की कोशिश कर रहे हैं।

सॉफ्टवेयर कंपनियां और अन्य डिजिटल खिलाड़ी अब पीछे नहीं रहना चाहते। वे वाहन निर्माताओं को प्रथम श्रेणी के आपूर्तिकर्ताओं के रूप में आकर्षित करने का प्रयास कर रहे हैं। कंपनियां फीचर्स और एप्लिकेशन से लेकर ऑपरेटिंग सिस्टम की ओर बढ़ते हुए ऑटोमोटिव टेक्नोलॉजी स्टैक में अपनी भागीदारी का विस्तार कर रही हैं। साथ ही, इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के साथ काम करने की आदी कंपनियां साहसपूर्वक तकनीकी दिग्गजों की प्रौद्योगिकियों और अनुप्रयोगों के क्षेत्र में प्रवेश कर रही हैं। प्रीमियम कार निर्माता आगे बढ़ रहे हैं और अपने उत्पादों को प्रकृति में अद्वितीय बनाने के लिए अपने स्वयं के ऑपरेटिंग सिस्टम, हार्डवेयर एब्स्ट्रैक्शन और सिग्नल प्रोसेसिंग विकसित कर रहे हैं।

उपरोक्त रणनीति के परिणाम हैं। भविष्य में सामान्य कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म पर आधारित वाहन सेवा-उन्मुख वास्तुकला (एसओए) दिखाई देगी। डेवलपर्स बहुत सी नई चीज़ें जोड़ेंगे: इंटरनेट एक्सेस, एप्लिकेशन के क्षेत्र में समाधान, कृत्रिम बुद्धि के तत्व, उन्नत विश्लेषण और ऑपरेटिंग सिस्टम। अंतर कार के पारंपरिक हार्डवेयर में नहीं होगा, बल्कि उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस में होगा और यह सॉफ्टवेयर और उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ कैसे काम करता है।

भविष्य की कारें नए ब्रांडेड प्रतिस्पर्धी लाभ के मंच पर चलेंगी।

इनमें संभवतः इन्फोटेनमेंट नवाचार शामिल होंगे, स्वायत्त ड्राइविंग क्षमताएँ और "असफल-सुरक्षित" व्यवहार पर आधारित बुद्धिमान सुरक्षा सुविधाएँ (उदाहरण के लिए, एक प्रणाली जो अपना मुख्य कार्य करने में सक्षम है, भले ही उसका एक हिस्सा विफल हो जाए)। सॉफ्टवेयर स्मार्ट सेंसर की आड़ में हार्डवेयर का हिस्सा बनने के लिए डिजिटल स्टैक में नीचे जाना जारी रखेगा। स्टैक क्षैतिज रूप से एकीकृत हो जाएंगे और नई परतें प्राप्त करेंगे जो आर्किटेक्चर को SOA में ले जाएंगी।

फैशन के रुझान खेल के नियम बदल देते हैं। वे सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक आर्किटेक्चर को प्रभावित करते हैं। ये रुझान प्रौद्योगिकियों की जटिलता और अन्योन्याश्रयता को प्रेरित करते हैं। उदाहरण के लिए, नए स्मार्ट सेंसर और एप्लिकेशन बनाए जाएंगे वाहन में "डेटा बूम"।. यदि ऑटोमोटिव कंपनियां प्रतिस्पर्धी बने रहना चाहती हैं, तो उन्हें डेटा को प्रभावी ढंग से संसाधित और विश्लेषण करने की आवश्यकता है। मॉड्यूलर SOA अपडेट और ओवर-द-एयर (OTA) अपडेट बेड़े में जटिल सॉफ़्टवेयर का समर्थन करने के लिए प्रमुख आवश्यकताएं बन जाएंगे। वे नए व्यवसाय मॉडल के कार्यान्वयन के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण हैं जिनमें मांग पर सुविधाएँ दिखाई देती हैं। इन्फोटेनमेंट सिस्टम का उपयोग बढ़ेगा और, कुछ हद तक ही सही, उन्नत होगा ड्राइवर सहायता प्रणाली (एडीएएस). इसका कारण यह है कि अधिक से अधिक तृतीय पक्ष ऐप डेवलपर हैं जो वाहनों के लिए उत्पाद उपलब्ध कराते हैं।

डिजिटल सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण, पारंपरिक पहुंच नियंत्रण की रणनीति दिलचस्प नहीं रह जाती है। यह स्विच करने का समय है एकीकृत सुरक्षा अवधारणा, साइबर हमलों की भविष्यवाणी करने, रोकने, पता लगाने और सुरक्षा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जैसे-जैसे अत्यधिक स्वचालित ड्राइविंग (एचएडी) क्षमताएं उभरती हैं, हमें कार्यक्षमता, बेहतर कंप्यूटिंग शक्ति और उच्च स्तर के एकीकरण के अभिसरण की आवश्यकता होगी।

भविष्य की विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक वास्तुकला के बारे में दस परिकल्पनाओं की खोज

प्रौद्योगिकी और व्यवसाय मॉडल दोनों के लिए विकास पथ अभी तक स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं है। लेकिन हमारे व्यापक शोध और विशेषज्ञ राय के आधार पर, हमने भविष्य के इलेक्ट्रिक या इलेक्ट्रॉनिक वाहन वास्तुकला और उद्योग के लिए इसके निहितार्थ के बारे में दस परिकल्पनाएं विकसित की हैं।

इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों (ईसीयू) का एकीकरण तेजी से सामान्य हो जाएगा

विशिष्ट कार्यों के लिए कई विशिष्ट ईसीयू के बजाय (जैसा कि वर्तमान में "एक फ़ंक्शन जोड़ें, एक विंडो जोड़ें" शैली में), उद्योग एक एकीकृत वाहन ईसीयू आर्किटेक्चर की ओर बढ़ेगा।

पहले चरण में, अधिकांश कार्यक्षमता फ़ेडरेटेड डोमेन नियंत्रकों पर केंद्रित होगी। मुख्य वाहन डोमेन के लिए, वे वर्तमान में वितरित ईसीयू में उपलब्ध कार्यक्षमता को आंशिक रूप से बदल देंगे। विकास पहले से ही चल रहा है. हम दो से तीन साल में तैयार उत्पाद बाजार में आने की उम्मीद कर रहे हैं। ADAS और HAD फ़ंक्शंस से संबंधित स्टैक में समेकन होने की सबसे अधिक संभावना है, जबकि अधिक बुनियादी वाहन फ़ंक्शन विकेंद्रीकरण के उच्च स्तर को बनाए रख सकते हैं।

हम स्वायत्त ड्राइविंग की ओर बढ़ रहे हैं। इसलिए, सॉफ़्टवेयर फ़ंक्शंस का वर्चुअलाइजेशन और हार्डवेयर से अमूर्तन आवश्यक हो जाएगा। इस नए दृष्टिकोण को विभिन्न तरीकों से लागू किया जा सकता है। हार्डवेयर को विभिन्न विलंबता और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करने वाले स्टैक में संयोजित करना संभव है। एक उदाहरण एक उच्च-प्रदर्शन स्टैक हो सकता है जो HAD और ADAS कार्यक्षमता का समर्थन करता है, और मुख्य सुरक्षा कार्यों के लिए एक अलग कम-विलंबता, समय-संचालित स्टैक हो सकता है। या आप ECU को एक बैकअप "सुपरकंप्यूटर" से बदल सकते हैं। एक अन्य संभावित परिदृश्य यह है कि जब हम स्मार्ट कंप्यूटिंग नेटवर्क के पक्ष में नियंत्रण इकाई की अवधारणा को पूरी तरह से त्याग देते हैं।

परिवर्तन मुख्य रूप से तीन कारकों द्वारा संचालित होते हैं: लागत, नए बाजार में प्रवेश करने वाले और एचएडी की मांग। सुविधा विकास की लागत और संचार उपकरण सहित आवश्यक कंप्यूटिंग हार्डवेयर को कम करने से समेकन प्रक्रिया में तेजी आएगी। ऑटोमोटिव बाजार में नए प्रवेशकों के लिए भी यही कहा जा सकता है, जो वाहन वास्तुकला के लिए सॉफ्टवेयर-केंद्रित दृष्टिकोण के साथ उद्योग को बाधित करने की संभावना रखते हैं। एचएडी कार्यक्षमता और अतिरेक की बढ़ती मांग के लिए उच्च स्तर के ईसीयू समेकन की भी आवश्यकता होगी।

कुछ प्रीमियम वाहन निर्माता और उनके आपूर्तिकर्ता पहले से ही ईसीयू समेकन में सक्रिय रूप से शामिल हैं। वे अपने इलेक्ट्रॉनिक आर्किटेक्चर को अपडेट करने के लिए पहला कदम उठा रहे हैं, हालांकि फिलहाल इसका कोई प्रोटोटाइप नहीं है।

उद्योग विशिष्ट उपकरणों के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टैक की संख्या को सीमित करेगा

समेकन समर्थन स्टैक सीमा को सामान्य बनाता है। यह वाहन और ईसीयू हार्डवेयर के कार्यों को अलग कर देगा, जिसमें वर्चुअलाइजेशन का सक्रिय उपयोग शामिल है। हार्डवेयर और फ़र्मवेयर (ऑपरेटिंग सिस्टम सहित) वाहन के कार्यात्मक डोमेन का हिस्सा होने के बजाय मुख्य कार्यात्मक आवश्यकताओं पर निर्भर होंगे। पृथक्करण और सेवा-उन्मुख वास्तुकला सुनिश्चित करने के लिए, स्टैक की संख्या सीमित होनी चाहिए। नीचे वे ढेर हैं जो 5-10 वर्षों में कारों की भावी पीढ़ियों के लिए आधार बन सकते हैं:

• समय चालित ढेर. इस डोमेन में, नियंत्रक सीधे सेंसर या एक्चुएटर से जुड़ा होता है, जबकि सिस्टम को कम विलंबता बनाए रखते हुए कठोर वास्तविक समय आवश्यकताओं का समर्थन करना चाहिए; संसाधन शेड्यूलिंग समय आधारित है. इस स्टैक में ऐसे सिस्टम शामिल हैं जो वाहन सुरक्षा के उच्चतम स्तर को प्राप्त करते हैं। एक उदाहरण क्लासिक ऑटोमोटिव ओपन सिस्टम आर्किटेक्चर (AUTOSAR) डोमेन है।
• समय और घटना संचालित स्टैक। उदाहरण के लिए, यह हाइब्रिड स्टैक ADAS और HAD के समर्थन के साथ उच्च-प्रदर्शन सुरक्षा अनुप्रयोगों को जोड़ता है। एप्लिकेशन और बाह्य उपकरणों को ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा अलग किया जाता है, जबकि एप्लिकेशन समय-निर्धारित होते हैं। किसी एप्लिकेशन के भीतर, संसाधन शेड्यूलिंग समय या प्राथमिकता पर आधारित हो सकती है। ऑपरेटिंग वातावरण यह सुनिश्चित करता है कि मिशन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोग पृथक कंटेनरों में चलें, इन अनुप्रयोगों को वाहन में अन्य अनुप्रयोगों से स्पष्ट रूप से अलग किया जाए। एक अच्छा उदाहरण अनुकूली ऑटोसार है।
• इवेंट संचालित स्टैक. यह स्टैक इंफोटेनमेंट सिस्टम पर केंद्रित है, जो सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण नहीं है। अनुप्रयोगों को बाह्य उपकरणों से स्पष्ट रूप से अलग किया जाता है, और संसाधनों को इष्टतम या ईवेंट-आधारित शेड्यूलिंग का उपयोग करके शेड्यूल किया जाता है। स्टैक में दृश्यमान और अक्सर उपयोग किए जाने वाले फ़ंक्शन शामिल हैं: Android, ऑटोमोटिव ग्रेड Linux, GENIVI और QNX। ये सुविधाएं उपयोगकर्ता को वाहन के साथ बातचीत करने की अनुमति देती हैं।
• बादल का ढेर. अंतिम स्टैक डेटा एक्सेस को कवर करता है और इसे और वाहन के कार्यों को बाहरी रूप से समन्वयित करता है। यह स्टैक संचार के साथ-साथ एप्लिकेशन सुरक्षा सत्यापन (प्रमाणीकरण) के लिए जिम्मेदार है और रिमोट डायग्नोस्टिक्स सहित एक विशिष्ट ऑटोमोटिव इंटरफ़ेस स्थापित करता है।

ऑटोमोटिव आपूर्तिकर्ताओं और प्रौद्योगिकी निर्माताओं ने पहले से ही इनमें से कुछ स्टैक में विशेषज्ञता हासिल करना शुरू कर दिया है। एक प्रमुख उदाहरण इंफोटेनमेंट सिस्टम (इवेंट-संचालित स्टैक) है, जहां कंपनियां संचार क्षमताएं - 3डी और उन्नत नेविगेशन विकसित कर रही हैं। दूसरा उदाहरण उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता और सेंसिंग है, जहां आपूर्तिकर्ता कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म विकसित करने के लिए प्रमुख वाहन निर्माताओं के साथ मिलकर काम कर रहे हैं।

समय-संचालित डोमेन में, AUTOSAR और JASPAR इन स्टैक के मानकीकरण का समर्थन करते हैं।

मिडलवेयर हार्डवेयर से अनुप्रयोगों को अलग कर देगा

जैसे-जैसे वाहन मोबाइल कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म की ओर विकसित हो रहे हैं, मिडलवेयर वाहनों को पुन: कॉन्फ़िगर करने और उनके सॉफ़्टवेयर को इंस्टॉल और अपडेट करने की अनुमति देगा। आजकल, प्रत्येक ईसीयू में मिडलवेयर उपकरणों के बीच संचार की सुविधा प्रदान करता है। वाहनों की अगली पीढ़ी में, यह डोमेन नियंत्रक को एक्सेस फ़ंक्शंस से लिंक करेगा। कार में ईसीयू हार्डवेयर का उपयोग करते हुए, मिडलवेयर एब्स्ट्रैक्शन, वर्चुअलाइजेशन, एसओए और वितरित कंप्यूटिंग प्रदान करेगा।

पहले से ही इस बात के सबूत हैं कि ऑटोमोटिव उद्योग मिडलवेयर सहित अधिक लचीले आर्किटेक्चर की ओर बढ़ रहा है। उदाहरण के लिए, AUTOSAR अनुकूली प्लेटफ़ॉर्म एक गतिशील प्रणाली है जिसमें मिडलवेयर, जटिल ऑपरेटिंग सिस्टम समर्थन और आधुनिक मल्टी-कोर माइक्रोप्रोसेसर शामिल हैं। हालाँकि, इस समय उपलब्ध विकास केवल एक ईसीयू तक ही सीमित हैं।

मध्यम अवधि में, ऑनबोर्ड सेंसर की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि होगी

वाहनों की अगली दो से तीन पीढ़ियों में, वाहन निर्माता समान कार्यों वाले सेंसर स्थापित करेंगे ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सुरक्षा संबंधी भंडार पर्याप्त हैं।

लंबी अवधि में, ऑटोमोटिव उद्योग उनकी संख्या और लागत को कम करने के लिए समर्पित सेंसर समाधान विकसित करेगा। हमारा मानना ​​है कि रडार और कैमरे का संयोजन अगले पांच से आठ वर्षों में सबसे लोकप्रिय समाधान हो सकता है। जैसे-जैसे स्वायत्त ड्राइविंग क्षमताएं बढ़ती जा रही हैं, लिडार की शुरूआत आवश्यक होगी। वे वस्तु विश्लेषण और स्थानीयकरण दोनों के क्षेत्र में अतिरेक प्रदान करेंगे। उदाहरण के लिए, एक एसएई इंटरनेशनल एल4 (उच्च स्वचालन) स्वायत्त ड्राइविंग कॉन्फ़िगरेशन के लिए शुरू में चार से पांच लिडार सेंसर की आवश्यकता होगी, जिसमें शहर के नेविगेशन और लगभग 360-डिग्री दृश्यता के लिए पीछे की तरफ लगे सेंसर भी शामिल होंगे।

लंबी अवधि में वाहनों में सेंसर की संख्या के बारे में कुछ भी कहना मुश्किल है। या तो उनकी संख्या बढ़ेगी, घटेगी, या वही रहेगी। यह सब नियमों, समाधानों की तकनीकी परिपक्वता और विभिन्न मामलों में एकाधिक सेंसर का उपयोग करने की क्षमता पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, विनियामक आवश्यकताओं से ड्राइवर की निगरानी बढ़ सकती है, जिससे वाहन के अंदर अधिक सेंसर लगेंगे। हम वाहन के इंटीरियर में अधिक उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स सेंसर का उपयोग देखने की उम्मीद कर सकते हैं। मोशन सेंसर, स्वास्थ्य निगरानी (हृदय गति और तंद्रा), चेहरे और आईरिस की पहचान कुछ संभावित उपयोग के मामले हैं। हालाँकि, सेंसर की संख्या बढ़ाने या चीजों को समान रखने के लिए, न केवल सेंसर में, बल्कि वाहन नेटवर्क में भी व्यापक श्रेणी की सामग्रियों की आवश्यकता होगी। इसलिए, सेंसर की संख्या कम करना अधिक लाभदायक है। अत्यधिक स्वचालित या पूरी तरह से स्वचालित वाहनों के आगमन के साथ, उन्नत एल्गोरिदम और मशीन लर्निंग सेंसर के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार कर सकते हैं। अधिक शक्तिशाली और सक्षम सेंसर प्रौद्योगिकियों के लिए धन्यवाद, अनावश्यक सेंसर की अब आवश्यकता नहीं रह जाएगी। आज उपयोग किए जाने वाले सेंसर अप्रचलित हो सकते हैं - अधिक कार्यात्मक सेंसर दिखाई देंगे (उदाहरण के लिए, कैमरा-आधारित पार्किंग सहायक या लिडार के बजाय, अल्ट्रासोनिक सेंसर दिखाई दे सकते हैं)।

सेंसर अधिक स्मार्ट हो जायेंगे

अत्यधिक स्वचालित ड्राइविंग के लिए आवश्यक बड़ी मात्रा में डेटा का प्रबंधन करने के लिए सिस्टम आर्किटेक्चर को बुद्धिमान और एकीकृत सेंसर की आवश्यकता होगी। सेंसर फ़्यूज़न और 3डी पोजिशनिंग जैसे उच्च-स्तरीय फ़ंक्शन केंद्रीकृत कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म पर चलेंगे। प्रीप्रोसेसिंग, फ़िल्टरिंग और तेज़ प्रतिक्रिया लूप संभवतः किनारे पर स्थित होंगे या सेंसर के भीतर ही निष्पादित होंगे। एक अनुमान के अनुसार एक स्वायत्त कार हर घंटे चार टेराबाइट्स पर कितना डेटा उत्पन्न करेगी। इसलिए, बुनियादी प्री-प्रोसेसिंग करने के लिए AI ECU से सेंसर में चला जाएगा। इसके लिए कम विलंबता और कम कम्प्यूटेशनल प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, खासकर जब आप सेंसर में डेटा प्रसंस्करण की लागत और एक वाहन में बड़ी मात्रा में डेटा संचारित करने की लागत की तुलना करते हैं। हालाँकि, HAD में सड़क निर्णयों की अतिरेक के लिए केंद्रीकृत कंप्यूटिंग के लिए अभिसरण की आवश्यकता होगी। सबसे अधिक संभावना है, इन गणनाओं की गणना पूर्व-संसाधित डेटा के आधार पर की जाएगी। स्मार्ट सेंसर अपने स्वयं के कार्यों की निगरानी करेंगे, जबकि सेंसर अतिरेक सेंसर नेटवर्क की विश्वसनीयता, उपलब्धता और इसलिए सुरक्षा में सुधार करेगा। सभी परिस्थितियों में उचित सेंसर प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, सेंसर सफाई अनुप्रयोगों जैसे कि डेइसर और धूल और गंदगी हटाने वाले उपकरणों की आवश्यकता होगी।

पूर्ण शक्ति और अनावश्यक डेटा नेटवर्क की आवश्यकता होगी

प्रमुख और सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोग जिन्हें उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, वे सुरक्षित संचालन (डेटा संचार, बिजली) के लिए आवश्यक हर चीज के लिए पूरी तरह से अनावश्यक चक्रों का उपयोग करेंगे। इलेक्ट्रिक वाहन प्रौद्योगिकियों का परिचय, केंद्रीय कंप्यूटर और बिजली की भूख वाले वितरित कंप्यूटिंग नेटवर्क को नए अनावश्यक बिजली प्रबंधन नेटवर्क की आवश्यकता होगी। वायर्ड नियंत्रण और अन्य एचएडी कार्यों का समर्थन करने वाली दोष-सहिष्णु प्रणालियों को अनावश्यक प्रणालियों के विकास की आवश्यकता होगी। इससे आधुनिक दोष-सहिष्णु निगरानी कार्यान्वयन की वास्तुकला में उल्लेखनीय सुधार होगा।

"ऑटोमोटिव ईथरनेट" कार की रीढ़ बन जाएगा

आज के ऑटोमोटिव नेटवर्क भविष्य के परिवहन की जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। बढ़ी हुई डेटा दरें, एचएडी के लिए अतिरेक आवश्यकताएं, जुड़े हुए वातावरण में सुरक्षा और संरक्षण की आवश्यकता, और क्रॉस-इंडस्ट्री मानकीकृत प्रोटोकॉल की आवश्यकता संभवतः ऑटोमोटिव ईथरनेट के उद्भव को जन्म देगी। यह विशेष रूप से अनावश्यक केंद्रीय डेटा बस के लिए एक महत्वपूर्ण प्रवर्तक बन जाएगा। डोमेन के बीच विश्वसनीय संचार प्रदान करने और वास्तविक समय की मांगों को पूरा करने के लिए ईथरनेट समाधान की आवश्यकता होगी। यह ऑडियो वीडियो ब्रिजिंग (एवीबी) और टाइम-सेंसिटिव नेटवर्क (टीएसएन) जैसे ईथरनेट एक्सटेंशन के जुड़ने से संभव होगा। उद्योग प्रतिनिधि और ओपन एलायंस ईथरनेट प्रौद्योगिकी को अपनाने का समर्थन करते हैं। कई वाहन निर्माता कंपनियां पहले ही यह बड़ा कदम उठा चुकी हैं.

वाहन में पारंपरिक नेटवर्क जैसे स्थानीय इंटरकनेक्ट नेटवर्क और नियंत्रक नेटवर्क का उपयोग जारी रहेगा, लेकिन केवल सेंसर जैसे बंद निचले स्तर के नेटवर्क के लिए। फ्लेक्सरे और एमओएसटी जैसी तकनीकों को संभवतः ऑटोमोटिव ईथरनेट और इसके एक्सटेंशन एवीबी और टीएसएन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा।

भविष्य में, हम उम्मीद करते हैं कि ऑटोमोटिव उद्योग अन्य ईथरनेट प्रौद्योगिकियों - एचडीबीपी (उच्च-विलंब बैंडविड्थ उत्पाद) और 10-गीगाबिट प्रौद्योगिकियों का भी उपयोग करेगा।

कार्यात्मक सुरक्षा और एचएडी सुनिश्चित करने के लिए ओईएम का हमेशा डेटा कनेक्टिविटी पर सख्त नियंत्रण होगा, लेकिन वे तीसरे पक्ष को डेटा तक पहुंच की अनुमति देने के लिए इंटरफेस खोलेंगे।

सुरक्षा-महत्वपूर्ण डेटा संचारित और प्राप्त करने वाले केंद्रीय संचार गेटवे हमेशा ओईएम बैकएंड से सीधे जुड़े रहेंगे। डेटा तक पहुंच तीसरे पक्ष के लिए तब खुली रहेगी जब यह नियमों द्वारा निषिद्ध नहीं होगा। इन्फोटेनमेंट वाहन के लिए एक "लगाव" है। इस क्षेत्र में, उभरते खुले इंटरफेस सामग्री प्रदाताओं और अनुप्रयोगों को अपने उत्पादों को तैनात करने की अनुमति देंगे, जबकि ओईएम मानकों का यथासंभव सर्वोत्तम पालन करेंगे।

आज के ऑन-बोर्ड डायग्नोस्टिक पोर्ट को कनेक्टेड टेलीमैटिक्स समाधानों से बदल दिया जाएगा। वाहन नेटवर्क के लिए रखरखाव पहुंच की अब आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन OEM बैकएंड के माध्यम से प्रवाहित किया जा सकेगा। ओईएम कुछ उपयोग के मामलों (चोरी के वाहन ट्रैकिंग या व्यक्तिगत बीमा) के लिए वाहन के पीछे डेटा पोर्ट प्रदान करेंगे। हालाँकि, बाज़ार के बाद के उपकरणों की आंतरिक डेटा नेटवर्क तक पहुँच कम होती जाएगी।

बड़े बेड़े संचालक उपयोगकर्ता अनुभव में बड़ी भूमिका निभाएंगे और अंतिम ग्राहकों के लिए मूल्य बनाएंगे। वे एक ही सदस्यता के भीतर अलग-अलग उद्देश्यों के लिए अलग-अलग वाहन पेश करने में सक्षम होंगे (उदाहरण के लिए, दैनिक आवागमन या सप्ताहांत की छुट्टियों के लिए)। उन्हें कई ओईएम बैकएंड का उपयोग करने और अपने बेड़े में डेटा को समेकित करने की आवश्यकता होगी। बड़े डेटाबेस तब बेड़े ऑपरेटरों को ओईएम स्तर पर उपलब्ध नहीं होने वाले समेकित डेटा और विश्लेषण से मुद्रीकरण करने की अनुमति देंगे।

कारें बाहरी डेटा के साथ ऑन-बोर्ड जानकारी को संयोजित करने के लिए क्लाउड सेवाओं का उपयोग करेंगी

अतिरिक्त जानकारी प्राप्त करने के लिए "गैर-संवेदनशील" डेटा (अर्थात, वह डेटा जो पहचान या सुरक्षा से जुड़ा नहीं है) को तेजी से क्लाउड में संसाधित किया जाएगा। ओईएम के बाहर इस डेटा की उपलब्धता भविष्य के कानूनों और विनियमों पर निर्भर करेगी। जैसे-जैसे वॉल्यूम बढ़ता है डेटा एनालिटिक्स के बिना ऐसा करना असंभव होगा. जानकारी को संसाधित करने और महत्वपूर्ण डेटा निकालने के लिए एनालिटिक्स की आवश्यकता होती है। हम स्वायत्त ड्राइविंग और अन्य डिजिटल नवाचारों के लिए प्रतिबद्ध हैं। डेटा का प्रभावी उपयोग कई बाज़ार खिलाड़ियों के बीच डेटा साझा करने पर निर्भर करेगा। यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि यह कौन करेगा और कैसे करेगा। हालाँकि, प्रमुख ऑटोमोटिव आपूर्तिकर्ता और प्रौद्योगिकी कंपनियाँ पहले से ही एकीकृत ऑटोमोटिव प्लेटफ़ॉर्म का निर्माण कर रही हैं जो डेटा की इस नई संपत्ति को संभाल सकते हैं।

कारों में अपग्रेड करने योग्य घटक दिखाई देंगे जो दो-तरफ़ा संचार का समर्थन करेंगे

ऑन-बोर्ड परीक्षण प्रणाली वाहनों को स्वचालित रूप से अपडेट की जांच करने की अनुमति देगी। हम वाहन के जीवन चक्र और उसके कार्यों का प्रबंधन करने में सक्षम होंगे। सभी ईसीयू सेंसर और एक्चुएटर्स से डेटा भेजेंगे और प्राप्त करेंगे, डेटा पुनर्प्राप्त करेंगे। इस डेटा का उपयोग नवाचार विकसित करने के लिए किया जाएगा। एक उदाहरण वाहन मापदंडों के आधार पर एक मार्ग का निर्माण होगा।

HAD के लिए OTA अद्यतन क्षमता आवश्यक है। इन तकनीकों के साथ, हमारे पास नई सुविधाएँ, साइबर सुरक्षा और सुविधाओं और सॉफ़्टवेयर की तेज़ तैनाती होगी। वास्तव में, ओटीए अद्यतन क्षमता ऊपर वर्णित कई महत्वपूर्ण परिवर्तनों के पीछे प्रेरक शक्ति है। इसके अतिरिक्त, इस क्षमता के लिए स्टैक के सभी स्तरों पर - वाहन के बाहर और ईसीयू के अंदर - एक व्यापक सुरक्षा समाधान की भी आवश्यकता होती है। यह समाधान अभी तक विकसित नहीं किया जा सका है। ये देखना दिलचस्प होगा कि ये काम कौन करेगा और कैसे करेगा.

क्या स्मार्टफोन की तरह कार अपडेट भी इंस्टॉल हो पाएंगे? उद्योग को आपूर्तिकर्ता अनुबंधों, नियामक आवश्यकताओं और सुरक्षा और गोपनीयता चिंताओं में सीमाओं को दूर करने की आवश्यकता है। कई वाहन निर्माताओं ने अपने वाहनों के लिए ओवर-द-एयर अपडेट सहित ओटीए सेवा पेशकश शुरू करने की योजना की घोषणा की है।

ओईएम इस क्षेत्र में प्रौद्योगिकी प्रदाताओं के साथ मिलकर काम करते हुए, ओटीए प्लेटफार्मों पर अपने बेड़े का मानकीकरण करेंगे। इन-व्हीकल कनेक्टिविटी और ओटीए प्लेटफॉर्म जल्द ही बहुत महत्वपूर्ण हो जाएंगे। ओईएम इसे समझते हैं और इस बाजार खंड में अधिक स्वामित्व हासिल करना चाहते हैं।

वाहनों को उनके डिजाइन जीवन के लिए सॉफ्टवेयर, फीचर और सुरक्षा अपडेट प्राप्त होंगे। वाहन के डिज़ाइन की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए नियामक अधिकारी संभवतः सॉफ़्टवेयर रखरखाव प्रदान करेंगे। सॉफ़्टवेयर को अद्यतन करने और बनाए रखने की आवश्यकता से वाहन रखरखाव और संचालन के लिए नए व्यवसाय मॉडल को बढ़ावा मिलेगा।

ऑटोमोटिव सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक आर्किटेक्चर के भविष्य के प्रभाव का आकलन

ऑटोमोटिव उद्योग को प्रभावित करने वाले रुझान हार्डवेयर से संबंधित महत्वपूर्ण अनिश्चितताएं पैदा कर रहे हैं। हालाँकि, सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक आर्किटेक्चर का भविष्य आशाजनक दिखता है। उद्योग के लिए सभी संभावनाएँ खुली हैं: वाहन निर्माता वाहन वास्तुकला को मानकीकृत करने के लिए उद्योग संघ बना सकते हैं, डिजिटल दिग्गज ऑन-बोर्ड क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म लागू कर सकते हैं, गतिशीलता खिलाड़ी अपने स्वयं के वाहन बना सकते हैं या ओपन सोर्स कोड और फीचर सॉफ़्टवेयर के साथ वाहन स्टैक विकसित कर सकते हैं, वाहन निर्माता पेश कर सकते हैं इंटरनेट कनेक्टिविटी के साथ तेजी से परिष्कृत स्वायत्त कारें।

उत्पाद जल्द ही हार्डवेयर-केंद्रित नहीं रहेंगे। वे सॉफ्टवेयर उन्मुख होंगे. यह परिवर्तन उन ऑटोमोबाइल कंपनियों के लिए कठिन होगा जो पारंपरिक ऑटोमोबाइल बनाने की आदी हैं। हालाँकि, वर्णित रुझानों और परिवर्तनों को देखते हुए, छोटी कंपनियों के पास भी कोई विकल्प नहीं होगा। उन्हें तैयारी करनी होगी.

हम कई मुख्य रणनीतिक कदम देखते हैं:

• वाहन विकास चक्र और वाहन कार्यों को अलग करें। ओईएम और टियर 1 आपूर्तिकर्ताओं को यह तय करना होगा कि वे सुविधाओं का विकास, पेशकश और तैनाती कैसे करेंगे। उन्हें तकनीकी और संगठनात्मक दोनों दृष्टिकोण से वाहन विकास चक्रों से स्वतंत्र होना चाहिए। वर्तमान वाहन विकास चक्रों को देखते हुए, कंपनियों को सॉफ्टवेयर नवाचार को प्रबंधित करने का एक तरीका खोजने की जरूरत है। इसके अतिरिक्त, उन्हें मौजूदा बेड़े के लिए उन्नयन और उन्नयन (जैसे गणना इकाइयां) के विकल्पों पर विचार करना चाहिए।
• सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स विकास के लिए लक्ष्य वर्धित मूल्य को परिभाषित करें। ओईएम को अलग-अलग विशेषताओं की पहचान करनी चाहिए जिनके लिए वे मानक निर्धारित कर सकें। इसके अलावा, उनके स्वयं के सॉफ़्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स विकास के लिए लक्ष्य वर्धित मूल्य को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना महत्वपूर्ण है। आपको उन क्षेत्रों की भी पहचान करनी चाहिए जहां उत्पादों की आवश्यकता होगी और जिन विषयों पर केवल आपूर्तिकर्ता या भागीदार के साथ चर्चा की जानी चाहिए।
• सॉफ़्टवेयर के लिए एक स्पष्ट मूल्य निर्धारित करें। सॉफ़्टवेयर को हार्डवेयर से अलग करने के लिए, OEM को सीधे सॉफ़्टवेयर खरीदने के लिए आंतरिक प्रक्रियाओं और तंत्रों पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता है। पारंपरिक अनुकूलन के अलावा, यह विश्लेषण करना भी महत्वपूर्ण है कि सॉफ्टवेयर विकास के लिए एक चुस्त दृष्टिकोण को खरीद प्रक्रिया में कैसे जोड़ा जा सकता है। यहीं पर विक्रेता (टियर वन, टियर दो और टियर थ्री) भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं क्योंकि उन्हें अपने सॉफ्टवेयर और सिस्टम पेशकशों को स्पष्ट व्यावसायिक मूल्य प्रदान करने की आवश्यकता होती है ताकि वे राजस्व का एक बड़ा हिस्सा हासिल कर सकें।
• नए इलेक्ट्रॉनिक्स आर्किटेक्चर (बैकएंड सहित) के लिए एक विशिष्ट संगठन आरेख विकसित करें। ऑटो उद्योग को उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स और सॉफ्टवेयर वितरित करने और बेचने के लिए आंतरिक प्रक्रियाओं को बदलने की जरूरत है। उन्हें वाहन-संबंधित इलेक्ट्रॉनिक विषयों के लिए विभिन्न संगठनात्मक सेटिंग्स पर भी विचार करने की आवश्यकता है। मूल रूप से, नई "स्तरित" वास्तुकला के लिए वर्तमान "ऊर्ध्वाधर" सेटअप के संभावित व्यवधान और नई "क्षैतिज" संगठनात्मक इकाइयों की शुरूआत की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, टीमों में सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स डेवलपर्स की क्षमताओं और कौशल का विस्तार करने की आवश्यकता है।
• एक उत्पाद के रूप में व्यक्तिगत वाहन घटकों के लिए एक व्यवसाय मॉडल विकसित करें (विशेषकर आपूर्तिकर्ताओं के लिए)। यह विश्लेषण करना महत्वपूर्ण है कि कौन सी विशेषताएं भविष्य की वास्तुकला में वास्तविक मूल्य जोड़ती हैं और इसलिए इसका मुद्रीकरण किया जा सकता है। इससे आपको प्रतिस्पर्धी बने रहने और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में मूल्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हासिल करने में मदद मिलेगी। इसके बाद, सॉफ़्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम बेचने के लिए नए व्यवसाय मॉडल ढूंढने की आवश्यकता होगी, चाहे वह कोई उत्पाद हो, कोई सेवा हो, या कुछ बिल्कुल नया हो।

जैसे ही ऑटोमोटिव सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स का नया युग शुरू होता है, यह व्यवसाय मॉडल, ग्राहक की जरूरतों और प्रतिस्पर्धा की प्रकृति के बारे में सब कुछ मौलिक रूप से बदल देता है। हमारा मानना ​​है कि इससे काफी पैसा कमाया जा सकेगा।' लेकिन आसन्न परिवर्तनों का लाभ उठाने के लिए, उद्योग में हर किसी को ऑटो विनिर्माण के प्रति अपने दृष्टिकोण पर पुनर्विचार करना चाहिए और अपनी पेशकशों को बुद्धिमानी से निर्धारित करना (या बदलना) चाहिए।

यह लेख ग्लोबल सेमीकंडक्टर एलायंस के सहयोग से विकसित किया गया था।

स्रोत: www.habr.com