ในขณะที่รถยนต์ยังคงเปลี่ยนจากการขับเคลื่อนด้วยฮาร์ดแวร์ไปสู่การขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์ กฎเกณฑ์การแข่งขันในอุตสาหกรรมยานยนต์ก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก
เครื่องยนต์ถือเป็นแกนหลักทางเทคโนโลยีและวิศวกรรมของรถยนต์แห่งศตวรรษที่ 20 ปัจจุบัน บทบาทนี้เต็มไปด้วยซอฟต์แวร์ พลังการประมวลผลที่มากขึ้น และเซ็นเซอร์ขั้นสูง นวัตกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับทั้งหมดนี้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับสิ่งเหล่านี้ ตั้งแต่ประสิทธิภาพของรถยนต์ การเข้าถึงอินเทอร์เน็ต และความเป็นไปได้ในการขับขี่แบบอัตโนมัติ ไปจนถึงการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าและโซลูชั่นการขับเคลื่อนแบบใหม่
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์มีความสำคัญมากขึ้น ระดับความซับซ้อนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ยกตัวอย่างจำนวนบรรทัดโค้ด (SLOC) ที่เพิ่มขึ้นในรถยนต์สมัยใหม่ ในปี 2010 ยานพาหนะบางคันมี SLOC ประมาณสิบล้านคัน ภายในปี 2016 ตัวเลขนี้เพิ่มขึ้น 15 เท่าเป็นประมาณ 150 ล้านบรรทัด ความซับซ้อนเหมือนหิมะถล่มทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงกับคุณภาพของซอฟต์แวร์ ดังที่เห็นได้จากบทวิจารณ์รถยนต์ใหม่จำนวนมาก
รถยนต์มีระดับความเป็นอิสระเพิ่มขึ้น ดังนั้นคนที่ทำงานในอุตสาหกรรมยานยนต์จึงถือว่าคุณภาพและความปลอดภัยของซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นข้อกำหนดสำคัญในการรับรองความปลอดภัยของผู้คน อุตสาหกรรมยานยนต์จำเป็นต้องคิดใหม่เกี่ยวกับแนวทางสมัยใหม่ในด้านซอฟต์แวร์และสถาปัตยกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
การแก้ปัญหาอุตสาหกรรมเร่งด่วน
ในขณะที่อุตสาหกรรมยานยนต์เปลี่ยนจากอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยฮาร์ดแวร์ไปสู่อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์ ปริมาณซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉลี่ยในยานพาหนะก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน ซอฟต์แวร์คิดเป็น 10% ของปริมาณรถยนต์ทั้งหมดสำหรับรถเซ็กเมนต์ D หรือรถยนต์ขนาดใหญ่กว่า (ประมาณ 1220 ดอลลาร์) ส่วนแบ่งซอฟต์แวร์โดยเฉลี่ยคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 11% เป็นที่คาดการณ์ว่าภายในปี 2030 ซอฟต์แวร์จะมีสัดส่วน 30% ของเนื้อหายานพาหนะทั้งหมด (ประมาณ 5200 ดอลลาร์) ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจที่ผู้ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนารถยนต์บางช่วงกำลังพยายามได้รับประโยชน์จากนวัตกรรมที่ขับเคลื่อนโดยซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
บริษัทซอฟต์แวร์และผู้เล่นดิจิทัลอื่นๆ ไม่ต้องการถูกทิ้งไว้ข้างหลังอีกต่อไป พวกเขากำลังพยายามดึงดูดผู้ผลิตรถยนต์ให้เป็นซัพพลายเออร์ชั้นหนึ่ง บริษัทต่างๆ กำลังขยายการมีส่วนร่วมในกลุ่มเทคโนโลยียานยนต์โดยการย้ายจากฟีเจอร์และแอปพลิเคชันไปเป็นระบบปฏิบัติการ ในเวลาเดียวกัน บริษัทที่คุ้นเคยกับการทำงานกับระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังเข้าสู่ขอบเขตของเทคโนโลยีและแอปพลิเคชันจากยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีอย่างกล้าหาญ ผู้ผลิตรถยนต์ระดับพรีเมียมกำลังก้าวไปข้างหน้าและพัฒนาระบบปฏิบัติการ การออกแบบฮาร์ดแวร์ และการประมวลผลสัญญาณของตนเอง เพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์ของตนมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
มีผลกระทบต่อกลยุทธ์ข้างต้น อนาคตจะได้เห็นสถาปัตยกรรมเชิงการบริการยานยนต์ (SOA) บนแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ทั่วไป นักพัฒนาจะเพิ่มสิ่งใหม่ ๆ มากมาย: โซลูชั่นในด้านการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต, แอพพลิเคชั่น, การวิเคราะห์ขั้นสูงและระบบปฏิบัติการ ความแตกต่างจะไม่ได้อยู่ที่ฮาร์ดแวร์แบบดั้งเดิมของรถยนต์ แต่อยู่ที่อินเทอร์เฟซผู้ใช้และวิธีการทำงานกับซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
รถยนต์แห่งอนาคตจะย้ายไปยังแพลตฟอร์มแห่งความได้เปรียบทางการแข่งขันแบรนด์ใหม่
สิ่งเหล่านี้น่าจะรวมถึงนวัตกรรมด้านสาระบันเทิง และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยอัจฉริยะตามพฤติกรรม "ไม่ผิดพลาด" (เช่น ระบบที่สามารถทำหน้าที่หลักได้แม้ว่าบางส่วนจะล้มเหลวก็ตาม) ซอฟต์แวร์จะยังคงเลื่อนลงไปตามสแต็กดิจิทัลเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์ภายใต้หน้ากากของเซ็นเซอร์อัจฉริยะ สแต็คจะถูกรวมเข้าด้วยกันในแนวนอนและจะได้รับเลเยอร์ใหม่ที่จะย้ายสถาปัตยกรรมไปที่ SOA
เทรนด์แฟชั่นเปลี่ยนกฎของเกม พวกเขามีอิทธิพลต่อซอฟต์แวร์และสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แนวโน้มเหล่านี้ผลักดันความซับซ้อนและการพึ่งพาซึ่งกันและกันของเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์อัจฉริยะและแอปพลิเคชันใหม่ๆ จะถูกสร้างขึ้น . หากบริษัทยานยนต์ต้องการรักษาความสามารถในการแข่งขัน พวกเขาจำเป็นต้องประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ การอัปเดต SOA แบบแยกส่วนและการอัปเดตแบบ over-the-air (OTA) จะกลายเป็นข้อกำหนดสำคัญในการรองรับซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนในฟลีต นอกจากนี้ยังมีความสำคัญมากสำหรับการนำโมเดลธุรกิจใหม่ๆ ไปใช้ซึ่งมีฟีเจอร์ต่างๆ ปรากฏขึ้นตามความต้องการ จะมีการใช้ระบบสาระบันเทิงเพิ่มมากขึ้น และถึงแม้จะอยู่ในระดับที่น้อยกว่าก็ตาม ก็จะเป็นการใช้งานขั้นสูง . เหตุผลก็คือมีนักพัฒนาแอปบุคคลที่สามที่ให้บริการผลิตภัณฑ์สำหรับยานพาหนะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ
เนื่องจากข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางดิจิทัล กลยุทธ์ของการควบคุมการเข้าถึงแบบเดิมจึงไม่น่าสนใจ ถึงเวลาที่จะเปลี่ยนไป ออกแบบมาเพื่อคาดการณ์ ป้องกัน ตรวจจับ และป้องกันการโจมตีทางไซเบอร์ เมื่อความสามารถในการขับขี่อัตโนมัติขั้นสูง (HAD) เกิดขึ้น เราจำเป็นต้องมีการผสานรวมฟังก์ชันการทำงาน พลังการประมวลผลที่เหนือกว่า และการบูรณาการในระดับสูง
สำรวจสมมติฐาน XNUMX ข้อเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต
เส้นทางการพัฒนาทั้งด้านเทคโนโลยีและรูปแบบธุรกิจยังไม่มีการกำหนดไว้ชัดเจน แต่จากการวิจัยที่ครอบคลุมและความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญ เราได้พัฒนาสมมติฐาน XNUMX ข้อเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมยานยนต์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต และผลกระทบต่ออุตสาหกรรม
การรวมหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) จะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น
แทนที่จะใช้ ECU เฉพาะหลายตัวสำหรับฟังก์ชันเฉพาะ (ดังเช่นในรูปแบบ "เพิ่มฟังก์ชัน เพิ่มหน้าต่าง") ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมจะเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรม ECU ของยานพาหนะแบบครบวงจร
ในระยะแรก ฟังก์ชันการทำงานส่วนใหญ่จะเน้นไปที่ตัวควบคุมโดเมนแบบรวมศูนย์ สำหรับโดเมนยานพาหนะหลัก โดเมนเหล่านี้จะมาแทนที่ฟังก์ชันการทำงานที่มีอยู่ใน ECU แบบกระจายในปัจจุบันบางส่วน การพัฒนากำลังดำเนินการอยู่ เราคาดว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะออกสู่ตลาดภายในสองถึงสามปี การรวมเข้าด้วยกันมักจะเกิดขึ้นในสแต็กที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชัน ADAS และ HAD ในขณะที่ฟังก์ชันพื้นฐานของยานพาหนะเพิ่มเติมอาจรักษาระดับการกระจายอำนาจที่สูงกว่าไว้
เรากำลังก้าวไปสู่การขับขี่แบบอัตโนมัติ ดังนั้นการจำลองเสมือนของฟังก์ชันซอฟต์แวร์และนามธรรมจากฮาร์ดแวร์จึงมีความสำคัญ แนวทางใหม่นี้สามารถนำไปใช้ได้หลายวิธี สามารถรวมฮาร์ดแวร์เข้าเป็นสแต็กที่ตรงตามข้อกำหนดด้านเวลาแฝงและความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกันได้ ตัวอย่างอาจเป็นสแต็กประสิทธิภาพสูงที่รองรับฟังก์ชัน HAD และ ADAS และสแต็กตามเวลาแฝงต่ำที่ขับเคลื่อนด้วยเวลาแยกต่างหากสำหรับฟังก์ชันความปลอดภัยหลัก หรือคุณสามารถเปลี่ยน ECU ด้วย "ซูเปอร์คอมพิวเตอร์" สำรองหนึ่งเครื่องได้ สถานการณ์ที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือเมื่อเราละทิ้งแนวคิดเรื่องหน่วยควบคุมโดยสิ้นเชิงและหันไปใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์อัจฉริยะ
การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้รับแรงผลักดันจากปัจจัยสามประการ ได้แก่ ต้นทุน ผู้เข้ามาในตลาดใหม่ และความต้องการ HAD การลดต้นทุนในการพัฒนาคุณสมบัติและฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่จำเป็น รวมถึงอุปกรณ์สื่อสาร จะช่วยเร่งกระบวนการรวมให้เร็วขึ้น เช่นเดียวกันอาจกล่าวได้สำหรับผู้เข้ามาใหม่ในตลาดยานยนต์ที่มีแนวโน้มจะพลิกโฉมอุตสาหกรรมด้วยแนวทางสถาปัตยกรรมยานยนต์ที่เน้นซอฟต์แวร์เป็นศูนย์กลาง ความต้องการฟังก์ชันการทำงานของ HAD และความซ้ำซ้อนที่เพิ่มขึ้นนั้น จำเป็นต้องมีการรวม ECU ในระดับที่สูงขึ้นด้วย
ผู้ผลิตรถยนต์ระดับพรีเมียมและซัพพลายเออร์บางรายมีส่วนร่วมในการรวม ECU เข้าด้วยกันแล้ว พวกเขากำลังดำเนินการขั้นตอนแรกในการอัปเดตสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แม้ว่าในขณะนี้ยังไม่มีต้นแบบก็ตาม
อุตสาหกรรมจะจำกัดจำนวนกองที่ใช้สำหรับอุปกรณ์เฉพาะ
การสนับสนุนการรวมทำให้ขีดจำกัดสแต็กเป็นปกติ โดยจะแยกฟังก์ชันของรถยนต์และฮาร์ดแวร์ ECU ออกจากกัน ซึ่งรวมถึงการใช้งานระบบเสมือนจริงด้วย ฮาร์ดแวร์และเฟิร์มแวร์ (รวมถึงระบบปฏิบัติการ) จะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการทำงานหลัก แทนที่จะเป็นส่วนหนึ่งของขอบเขตการทำงานของรถยนต์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีสถาปัตยกรรมแบบแยกส่วนและเน้นการบริการ จำนวนสแต็กจึงต้องถูกจำกัด ด้านล่างนี้คือสถิติที่อาจสร้างพื้นฐานให้กับรถยนต์รุ่นอนาคตในอีก 5-10 ปี:
- สแต็กที่ขับเคลื่อนด้วยเวลา ในโดเมนนี้ คอนโทรลเลอร์จะเชื่อมต่อโดยตรงกับเซ็นเซอร์หรือแอคชูเอเตอร์ ในขณะที่ระบบจะต้องรองรับข้อกำหนดแบบเรียลไทม์ที่เข้มงวดในขณะที่ยังคงรักษาความหน่วงไว้ต่ำ การจัดกำหนดการทรัพยากรจะขึ้นอยู่กับเวลา กลุ่มนี้ประกอบด้วยระบบที่บรรลุความปลอดภัยของยานพาหนะในระดับสูงสุด ตัวอย่างคือโดเมน Automotive Open Systems Architecture (AUTOSAR) แบบคลาสสิก
- สแต็กที่ขับเคลื่อนด้วยเวลาและเหตุการณ์ ไฮบริดสแตกนี้รวมแอปพลิเคชันความปลอดภัยประสิทธิภาพสูงเข้ากับการรองรับ ADAS และ HAD เป็นต้น แอปพลิเคชันและอุปกรณ์ต่อพ่วงจะถูกแยกออกจากกันโดยระบบปฏิบัติการ ในขณะที่แอปพลิเคชันมีการกำหนดเวลาไว้ ภายในแอปพลิเคชัน การจัดกำหนดการทรัพยากรอาจขึ้นอยู่กับเวลาหรือลำดับความสำคัญ สภาพแวดล้อมการทำงานทำให้มั่นใจได้ว่าแอปพลิเคชันที่สำคัญต่อภารกิจจะทำงานในคอนเทนเนอร์ที่แยกออกจากกัน โดยแยกแอปพลิเคชันเหล่านี้ออกจากแอปพลิเคชันอื่นในยานพาหนะอย่างชัดเจน ตัวอย่างที่ดีคือ AUTOSAR ที่ปรับเปลี่ยนได้
- สแต็กที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ กลุ่มนี้มุ่งเน้นไปที่ระบบสาระบันเทิง ซึ่งไม่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย แอปพลิเคชันแยกออกจากอุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างชัดเจน และทรัพยากรได้รับการกำหนดเวลาโดยใช้การกำหนดเวลาที่เหมาะสมที่สุดหรือตามเหตุการณ์ สแต็กประกอบด้วยฟังก์ชันที่มองเห็นได้และใช้บ่อย: Android, Automotive Grade Linux, GENIVI และ QNX คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับยานพาหนะได้
- กองเมฆ สแต็กสุดท้ายครอบคลุมการเข้าถึงข้อมูลและประสานข้อมูลและฟังก์ชันของยานพาหนะจากภายนอก สแต็กนี้มีหน้าที่รับผิดชอบด้านการสื่อสาร รวมถึงการตรวจสอบความปลอดภัยของแอปพลิเคชัน (การรับรองความถูกต้อง) และสร้างอินเทอร์เฟซยานยนต์เฉพาะ รวมถึงการวินิจฉัยระยะไกล
ซัพพลายเออร์ด้านยานยนต์และผู้ผลิตเทคโนโลยีได้เริ่มมีความเชี่ยวชาญในกลุ่มผลิตภัณฑ์เหล่านี้บางส่วนแล้ว ตัวอย่างที่สำคัญคือระบบสาระบันเทิง (กลุ่มที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์) ซึ่งบริษัทต่างๆ กำลังพัฒนาความสามารถในการสื่อสาร - 3D และการนำทางขั้นสูง ตัวอย่างที่สองคือปัญญาประดิษฐ์และการตรวจจับสำหรับแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งซัพพลายเออร์กำลังร่วมมือกับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่เพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มการประมวลผล
ในโดเมนที่ขับเคลื่อนด้วยเวลา AUTOSAR และ JASPAR สนับสนุนการกำหนดมาตรฐานของสแต็กเหล่านี้
มิดเดิลแวร์จะแยกแอปพลิเคชันออกจากฮาร์ดแวร์
ในขณะที่ยานพาหนะยังคงพัฒนาไปสู่แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ มิดเดิลแวร์จะช่วยให้ยานพาหนะได้รับการกำหนดค่าใหม่ ตลอดจนติดตั้งและอัปเดตซอฟต์แวร์ ปัจจุบันมิดเดิลแวร์ใน ECU แต่ละตัวอำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ในยานพาหนะรุ่นต่อไป ระบบจะเชื่อมโยงตัวควบคุมโดเมนกับฟังก์ชันการเข้าถึง การใช้ฮาร์ดแวร์ ECU ในรถยนต์ มิดเดิลแวร์จะจัดเตรียมสิ่งที่เป็นนามธรรม การจำลองเสมือน SOA และการประมวลผลแบบกระจาย
มีหลักฐานอยู่แล้วว่าอุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเคลื่อนไปสู่สถาปัตยกรรมที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น รวมถึงมิดเดิลแวร์ด้วย ตัวอย่างเช่น แพลตฟอร์มที่ปรับเปลี่ยนได้ของ AUTOSAR คือระบบไดนามิกที่ประกอบด้วยมิดเดิลแวร์ การสนับสนุนระบบปฏิบัติการที่ซับซ้อน และไมโครโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ที่ทันสมัย อย่างไรก็ตาม การพัฒนาที่มีอยู่ในขณะนี้จำกัดอยู่ที่ ECU เพียงอันเดียวเท่านั้น
ในระยะกลาง จำนวนเซ็นเซอร์ออนบอร์ดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ในอีกสองถึงสามเจเนอเรชั่นถัดไป ผู้ผลิตรถยนต์จะติดตั้งเซ็นเซอร์ที่มีฟังก์ชันคล้ายกันเพื่อให้แน่ใจว่าการสำรองที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยนั้นเพียงพอ
ในระยะยาว อุตสาหกรรมยานยนต์จะพัฒนาโซลูชันเซ็นเซอร์เฉพาะเพื่อลดจำนวนและต้นทุน เราเชื่อว่าการรวมเรดาร์และกล้องอาจเป็นโซลูชันที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในอีกห้าถึงแปดปีข้างหน้า เนื่องจากความสามารถในการขับขี่อัตโนมัติมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง การนำ LIDAR มาใช้จึงมีความจำเป็น พวกเขาจะให้ความซ้ำซ้อนทั้งในด้านการวิเคราะห์วัตถุและในด้านการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น การกำหนดค่าการขับขี่อัตโนมัติ SAE International L4 (ระบบอัตโนมัติสูง) ในตอนแรกน่าจะต้องใช้เซ็นเซอร์ LIDAR สี่ถึงห้าตัว รวมถึงเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งที่ด้านหลังสำหรับการนำทางในเมืองและทัศนวิสัยเกือบ 360 องศา
เป็นเรื่องยากที่จะพูดอะไรเกี่ยวกับจำนวนเซ็นเซอร์ในยานพาหนะในระยะยาว จำนวนของมันจะเพิ่มขึ้น ลดลง หรือคงเดิม ทุกอย่างขึ้นอยู่กับกฎระเบียบ ความสมบูรณ์ทางเทคนิคของโซลูชัน และความสามารถในการใช้เซ็นเซอร์หลายตัวในกรณีที่แตกต่างกัน ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบอาจเพิ่มการตรวจสอบผู้ขับขี่ ส่งผลให้มีเซ็นเซอร์ภายในรถเพิ่มมากขึ้น เราคาดว่าจะเห็นเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ใช้ในการตกแต่งภายในรถยนต์มากขึ้น เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว การตรวจติดตามสุขภาพ (อัตราการเต้นของหัวใจและความง่วงนอน) การจดจำใบหน้าและม่านตา เป็นเพียงตัวอย่างการใช้งานที่เป็นไปได้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในการเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หรือแม้กระทั่งรักษาสิ่งต่างๆ ให้เหมือนเดิม จำเป็นต้องใช้วัสดุที่หลากหลายมากขึ้น ไม่เพียงแต่ในเซ็นเซอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในเครือข่ายของยานพาหนะด้วย ดังนั้นจึงมีประโยชน์มากกว่ามากในการลดจำนวนเซ็นเซอร์ ด้วยการถือกำเนิดของยานพาหนะอัตโนมัติขั้นสูงหรืออัตโนมัติเต็มรูปแบบ อัลกอริธึมขั้นสูงและการเรียนรู้ของเครื่องสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเซ็นเซอร์ได้ ด้วยเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ทรงพลังและมีความสามารถมากขึ้น จึงไม่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ที่ไม่จำเป็นอีกต่อไป เซ็นเซอร์ที่ใช้ในปัจจุบันอาจล้าสมัย - เซ็นเซอร์ที่ใช้งานได้มากขึ้นจะปรากฏขึ้น (เช่นแทนที่จะใช้กล้องช่วยจอดรถหรือ LIDAR เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอาจปรากฏขึ้น)
เซ็นเซอร์จะฉลาดขึ้น
สถาปัตยกรรมระบบจะต้องมีเซ็นเซอร์อัจฉริยะและบูรณาการเพื่อจัดการข้อมูลจำนวนมหาศาลที่จำเป็นสำหรับการขับขี่แบบอัตโนมัติขั้นสูง ฟังก์ชันระดับสูง เช่น การรวมเซ็นเซอร์และการวางตำแหน่ง XNUMX มิติ จะทำงานบนแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์แบบรวมศูนย์ การประมวลผลล่วงหน้า การกรอง และลูปการตอบสนองที่รวดเร็วน่าจะอยู่ที่ขอบหรือดำเนินการภายในเซนเซอร์เอง การประมาณการครั้งหนึ่งระบุปริมาณข้อมูลที่รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติจะสร้างทุกๆ ชั่วโมงที่สี่เทราไบต์ ดังนั้น AI จะย้ายจาก ECU ไปยังเซ็นเซอร์เพื่อทำการประมวลผลล่วงหน้าขั้นพื้นฐาน ต้องการเวลาแฝงต่ำและประสิทธิภาพการคำนวณต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณเปรียบเทียบต้นทุนการประมวลผลข้อมูลในเซ็นเซอร์กับต้นทุนในการส่งข้อมูลจำนวนมากในยานพาหนะ อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจเลือกถนนที่ซ้ำซ้อนใน HAD จะต้องอาศัยการผสานรวมสำหรับการประมวลผลแบบรวมศูนย์ เป็นไปได้มากว่าการคำนวณเหล่านี้จะถูกคำนวณตามข้อมูลที่ประมวลผลล่วงหน้า เซ็นเซอร์อัจฉริยะจะตรวจสอบฟังก์ชันของตัวเอง ในขณะที่เซ็นเซอร์สำรองจะปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ความพร้อมใช้งาน และความปลอดภัยของเครือข่ายเซ็นเซอร์ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมในทุกสภาวะ จำเป็นต้องมีการใช้งานทำความสะอาดเซ็นเซอร์ เช่น เครื่องกำจัดน้ำแข็ง น้ำยากำจัดฝุ่นและสิ่งสกปรก
จำเป็นต้องใช้เครือข่ายพลังงานเต็มรูปแบบและข้อมูลที่ซ้ำซ้อน
การใช้งานที่สำคัญและสำคัญด้านความปลอดภัยซึ่งต้องการความน่าเชื่อถือสูงจะใช้วงจรที่ซ้ำซ้อนอย่างเต็มที่สำหรับทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่อย่างปลอดภัย (การสื่อสารข้อมูล พลังงาน) คอมพิวเตอร์ส่วนกลางและเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบกระจายที่ต้องการพลังงานจะต้องใช้เครือข่ายการจัดการพลังงานสำรองใหม่ ระบบที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดซึ่งสนับสนุนการควบคุมแบบใช้สายและฟังก์ชัน HAD อื่นๆ จะต้องมีการพัฒนาระบบสำรอง สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงสถาปัตยกรรมของการใช้งานการตรวจสอบที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดสมัยใหม่ได้อย่างมาก
“อีเธอร์เน็ตยานยนต์” จะผงาดขึ้นมาเป็นกระดูกสันหลังของรถยนต์
เครือข่ายยานยนต์ในปัจจุบันไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการด้านการขนส่งในอนาคต อัตราข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ข้อกำหนดด้านความซ้ำซ้อนสำหรับ HAD ความต้องการความปลอดภัยและการป้องกันในสภาพแวดล้อมที่เชื่อมต่อ และความต้องการโปรโตคอลมาตรฐานข้ามอุตสาหกรรมมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การเกิดขึ้นของอีเธอร์เน็ตในยานยนต์ มันจะกลายเป็นปัจจัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบัสข้อมูลส่วนกลางที่ซ้ำซ้อน โซลูชันอีเทอร์เน็ตจำเป็นสำหรับการสื่อสารที่เชื่อถือได้ระหว่างโดเมนและตอบสนองความต้องการแบบเรียลไทม์ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ด้วยการเพิ่มส่วนขยายอีเทอร์เน็ต เช่น Audio Video Bridging (AVB) และเครือข่ายที่ไวต่อเวลา (TSN) ตัวแทนอุตสาหกรรมและ OPEN Alliance สนับสนุนการนำเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตมาใช้ ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายได้ก้าวไปสู่ก้าวสำคัญนี้แล้ว
เครือข่ายแบบดั้งเดิม เช่น เครือข่ายเชื่อมต่อระหว่างกันในพื้นที่ และเครือข่ายตัวควบคุม จะยังคงใช้ในยานพาหนะต่อไป แต่สำหรับเครือข่ายระดับล่างแบบปิด เช่น เซ็นเซอร์ เท่านั้น เทคโนโลยีเช่น FlexRay และ MOST มีแนวโน้มที่จะถูกแทนที่ด้วยอีเธอร์เน็ตในรถยนต์และส่วนขยาย AVB และ TSN
ในอนาคต เราคาดว่าอุตสาหกรรมยานยนต์จะใช้เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตอื่นๆ เช่น HDBP (ผลิตภัณฑ์แบนด์วิธที่มีความล่าช้าสูง) และเทคโนโลยี 10 กิกะบิต
OEM จะมีการควบคุมการเชื่อมต่อข้อมูลอย่างเข้มงวดอยู่เสมอเพื่อความปลอดภัยในการทำงานและ HAD แต่พวกเขาจะเปิดอินเทอร์เฟซเพื่อให้บุคคลที่สามสามารถเข้าถึงข้อมูลได้
เกตเวย์การสื่อสารส่วนกลางที่ส่งและรับข้อมูลสำคัญด้านความปลอดภัยจะเชื่อมต่อโดยตรงกับแบ็กเอนด์ OEM เสมอ การเข้าถึงข้อมูลจะเปิดให้บุคคลที่สามเมื่อกฎไม่ได้ห้ามไว้ ระบบสาระบันเทิงถือเป็น “สิ่งที่แนบมา” กับรถยนต์ ในส่วนนี้ อินเทอร์เฟซแบบเปิดที่เกิดขึ้นใหม่จะช่วยให้ผู้ให้บริการเนื้อหาและแอปพลิเคชันปรับใช้ผลิตภัณฑ์ของตนได้ ในขณะที่ OEM ปฏิบัติตามมาตรฐานอย่างดีที่สุดเท่าที่จะทำได้
พอร์ตการวินิจฉัยออนบอร์ดในปัจจุบันจะถูกแทนที่ด้วยโซลูชันเทเลเมติกส์ที่เชื่อมต่ออยู่ ไม่จำเป็นต้องเข้าถึงการบำรุงรักษาสำหรับเครือข่ายยานพาหนะอีกต่อไป แต่จะสามารถไหลผ่านแบ็คเอนด์ OEM ได้ OEM จะจัดให้มีพอร์ตข้อมูลที่ด้านหลังของยานพาหนะสำหรับการใช้งานบางอย่าง (การติดตามยานพาหนะที่ถูกขโมยหรือประกันภัยส่วนบุคคล) อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์หลังการขายจะสามารถเข้าถึงเครือข่ายข้อมูลภายในได้น้อยลงเรื่อยๆ
ผู้ให้บริการกลุ่มยานพาหนะขนาดใหญ่จะมีบทบาทมากขึ้นต่อประสบการณ์ผู้ใช้และสร้างมูลค่าให้กับลูกค้าปลายทาง พวกเขาจะสามารถนำเสนอยานพาหนะที่แตกต่างกันเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันภายในการสมัครสมาชิกเดียวกัน (เช่น สำหรับการเดินทางรายวันหรือการพักผ่อนช่วงสุดสัปดาห์) พวกเขาจะต้องใช้แบ็กเอนด์ OEM หลายรายการและรวบรวมข้อมูลทั่วทั้งฟลีตของตน ฐานข้อมูลขนาดใหญ่จะช่วยให้ผู้ให้บริการกลุ่มยานพาหนะสร้างรายได้จากข้อมูลที่รวบรวมไว้และการวิเคราะห์ที่ไม่มีให้บริการในระดับ OEM
รถยนต์จะใช้บริการคลาวด์เพื่อรวมข้อมูลบนรถเข้ากับข้อมูลภายนอก
ข้อมูล “ไม่ละเอียดอ่อน” (นั่นคือข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้องกับข้อมูลประจำตัวหรือความปลอดภัย) จะถูกประมวลผลในระบบคลาวด์มากขึ้นเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม ความพร้อมใช้งานของข้อมูลนี้ภายนอก OEM จะขึ้นอยู่กับกฎหมายและข้อบังคับในอนาคต เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น . จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เพื่อประมวลผลข้อมูลและดึงข้อมูลที่สำคัญ เรามุ่งมั่นที่จะขับขี่อัตโนมัติและนวัตกรรมดิจิทัลอื่นๆ การใช้ข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับการแบ่งปันข้อมูลระหว่างผู้เล่นในตลาดหลายราย ยังไม่ชัดเจนว่าใครจะทำเช่นนี้และอย่างไร อย่างไรก็ตาม ซัพพลายเออร์ด้านยานยนต์รายใหญ่และบริษัทเทคโนโลยีกำลังสร้างแพลตฟอร์มยานยนต์แบบครบวงจรที่สามารถรองรับข้อมูลใหม่ๆ มากมายนี้ได้
ส่วนประกอบที่สามารถอัพเกรดได้จะปรากฏในรถยนต์ที่รองรับการสื่อสารสองทาง
ระบบทดสอบออนบอร์ดจะช่วยให้ยานพาหนะสามารถตรวจสอบการอัปเดตได้โดยอัตโนมัติ เราจะสามารถจัดการวงจรชีวิตของยานพาหนะและการทำงานของมันได้ ECU ทั้งหมดจะส่งและรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์เพื่อดึงข้อมูล ข้อมูลนี้จะถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนานวัตกรรม ตัวอย่างคือการสร้างเส้นทางตามพารามิเตอร์ของยานพาหนะ
ความสามารถในการอัปเดต OTA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ HAD ด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้ เราจะมีฟีเจอร์ใหม่ ความปลอดภัยทางไซเบอร์ และการปรับใช้ฟีเจอร์และซอฟต์แวร์ที่รวดเร็วยิ่งขึ้น ที่จริงแล้ว ความสามารถในการอัปเดต OTA นั้นเป็นแรงผลักดันเบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญหลายประการที่อธิบายไว้ข้างต้น นอกจากนี้ ความสามารถนี้ยังต้องการโซลูชันการรักษาความปลอดภัยที่ครอบคลุมในทุกระดับของสแต็ก ทั้งภายนอกรถและภายใน ECU โซลูชันนี้ยังไม่ได้รับการพัฒนา น่าสนใจว่าใครจะทำและทำอย่างไร
จะสามารถติดตั้งการอัพเดตรถยนต์ได้เหมือนบนสมาร์ทโฟนหรือไม่? อุตสาหกรรมจำเป็นต้องเอาชนะข้อจำกัดในสัญญาของซัพพลายเออร์ ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ และข้อกังวลด้านความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัว ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายได้ประกาศแผนการที่จะเปิดตัวบริการ OTA รวมถึงการอัปเดตแบบ over-the-air สำหรับยานพาหนะของตน
OEM จะสร้างมาตรฐานกลุ่มยานพาหนะของตนบนแพลตฟอร์ม OTA โดยทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้ให้บริการเทคโนโลยีในด้านนี้ การเชื่อมต่อภายในรถยนต์และแพลตฟอร์ม OTA จะมีความสำคัญมากในไม่ช้า ผู้ผลิต OEM เข้าใจสิ่งนี้และกำลังมองหาที่จะได้รับความเป็นเจ้าของมากขึ้นในกลุ่มตลาดนี้
ยานพาหนะจะได้รับการอัปเดตซอฟต์แวร์ คุณสมบัติ และความปลอดภัยตลอดอายุการใช้งานการออกแบบ หน่วยงานกำกับดูแลมีแนวโน้มที่จะจัดให้มีการบำรุงรักษาซอฟต์แวร์เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของการออกแบบรถยนต์ ความจำเป็นในการอัปเดตและบำรุงรักษาซอฟต์แวร์จะนำไปสู่โมเดลธุรกิจใหม่สำหรับการบำรุงรักษาและการใช้งานยานพาหนะ
การประเมินผลกระทบในอนาคตของซอฟต์แวร์ยานยนต์และสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์
แนวโน้มที่ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมยานยนต์กำลังสร้างความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม อนาคตของซอฟต์แวร์และสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีแนวโน้มที่ดี ความเป็นไปได้ทั้งหมดเปิดกว้างสำหรับอุตสาหกรรม: ผู้ผลิตรถยนต์สามารถจัดตั้งสมาคมอุตสาหกรรมเพื่อสร้างมาตรฐานสถาปัตยกรรมยานพาหนะ ยักษ์ใหญ่ด้านดิจิทัลสามารถใช้แพลตฟอร์มคลาวด์ออนบอร์ด ผู้เล่นที่เคลื่อนที่สามารถผลิตยานพาหนะของตนเองหรือพัฒนากลุ่มยานพาหนะด้วยโค้ดโอเพ่นซอร์สและซอฟต์แวร์ฟีเจอร์ต่างๆ ผู้ผลิตรถยนต์สามารถแนะนำ รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติที่มีความซับซ้อนมากขึ้นพร้อมการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
เร็วๆ นี้ผลิตภัณฑ์จะไม่เน้นฮาร์ดแวร์เป็นศูนย์กลางอีกต่อไป พวกเขาจะเน้นซอฟต์แวร์ การเปลี่ยนแปลงนี้จะเป็นเรื่องยากสำหรับบริษัทรถยนต์ที่คุ้นเคยกับการผลิตรถยนต์แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ด้วยแนวโน้มและการเปลี่ยนแปลงที่อธิบายไว้ แม้แต่บริษัทขนาดเล็กก็ไม่มีทางเลือก พวกเขาจะต้องเตรียมตัว
เราเห็นขั้นตอนเชิงกลยุทธ์หลักหลายประการ:
- แยกวงจรการพัฒนายานพาหนะและฟังก์ชันของยานพาหนะ OEM และซัพพลายเออร์ระดับ XNUMX ต้องตัดสินใจว่าจะพัฒนา เสนอ และปรับใช้คุณสมบัติอย่างไร พวกเขาจะต้องเป็นอิสระจากวงจรการพัฒนายานพาหนะ ทั้งจากมุมมองด้านเทคนิคและองค์กร เมื่อพิจารณาถึงวงจรการพัฒนายานยนต์ในปัจจุบัน บริษัทต่างๆ จำเป็นต้องหาวิธีในการจัดการนวัตกรรมซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ พวกเขาควรพิจารณาตัวเลือกสำหรับการอัปเกรดและอัปเกรด (เช่น หน่วยประมวลผล) สำหรับฟลีตที่มีอยู่
- กำหนดเป้าหมายมูลค่าเพิ่มสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ OEM จะต้องระบุคุณลักษณะที่แตกต่างซึ่งสามารถกำหนดเกณฑ์มาตรฐานได้ นอกจากนี้ การกำหนดมูลค่าเพิ่มเป้าหมายสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของตนเองให้ชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง คุณควรระบุส่วนที่จำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์และหัวข้อที่ควรหารือกับซัพพลายเออร์หรือคู่ค้าเท่านั้น
- กำหนดราคาที่ชัดเจนสำหรับซอฟต์แวร์ ในการแยกซอฟต์แวร์ออกจากฮาร์ดแวร์ OEM จำเป็นต้องคิดใหม่เกี่ยวกับกระบวนการและกลไกภายในเพื่อซื้อซอฟต์แวร์โดยตรง นอกเหนือจากการปรับแต่งแบบดั้งเดิมแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องวิเคราะห์ว่าแนวทางการพัฒนาซอฟต์แวร์แบบคล่องตัวสามารถเชื่อมโยงกับกระบวนการจัดซื้อจัดจ้างได้อย่างไร นี่คือจุดที่ผู้จำหน่าย (ระดับหนึ่ง ระดับสอง และระดับสาม) ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เนื่องจากจำเป็นต้องสร้างมูลค่าทางธุรกิจที่ชัดเจนให้กับซอฟต์แวร์และระบบที่นำเสนอ เพื่อให้สามารถรับส่วนแบ่งรายได้ที่มากขึ้น
- พัฒนาแผนผังองค์กรเฉพาะสำหรับสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์ใหม่ (รวมถึงแบ็กเอนด์) อุตสาหกรรมยานยนต์จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงกระบวนการภายในเพื่อส่งมอบและจำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ขั้นสูง พวกเขายังต้องพิจารณาการตั้งค่าองค์กรที่แตกต่างกันสำหรับหัวข้ออิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับยานพาหนะด้วย โดยพื้นฐานแล้ว สถาปัตยกรรมแบบ "เลเยอร์" ใหม่จำเป็นต้องหยุดชะงักการตั้งค่า "แนวตั้ง" ในปัจจุบันและการเปิดตัวหน่วยองค์กร "แนวนอน" ใหม่ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องขยายขีดความสามารถและทักษะของนักพัฒนาซอฟต์แวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในทีมอีกด้วย
- พัฒนารูปแบบธุรกิจสำหรับส่วนประกอบยานพาหนะแต่ละชิ้นเป็นผลิตภัณฑ์ (โดยเฉพาะสำหรับซัพพลายเออร์) การวิเคราะห์ว่าฟีเจอร์ใดเพิ่มมูลค่าที่แท้จริงให้กับสถาปัตยกรรมในอนาคตจึงเป็นสิ่งสำคัญ และจึงสามารถสร้างรายได้ได้ สิ่งนี้จะช่วยให้คุณรักษาความสามารถในการแข่งขันและคว้าส่วนแบ่งมูลค่าที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์ ต่อมาจะต้องค้นหาโมเดลธุรกิจใหม่ๆ เพื่อจำหน่ายซอฟต์แวร์และระบบอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ บริการ หรืออะไรใหม่ๆ เลย
เมื่อยุคใหม่ของซอฟต์แวร์ยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้นขึ้น การเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานทุกอย่างเกี่ยวกับรูปแบบธุรกิจ ความต้องการของลูกค้า และลักษณะของการแข่งขัน เราเชื่อว่าจะทำเงินได้มากมายจากสิ่งนี้ แต่เพื่อที่จะใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงที่กำลังจะเกิดขึ้น ทุกคนในอุตสาหกรรมจะต้องคิดใหม่เกี่ยวกับแนวทางการผลิตรถยนต์และกำหนด (หรือเปลี่ยนแปลง) ข้อเสนออย่างชาญฉลาด
บทความนี้ได้รับการพัฒนาร่วมกับ Global Semiconductor Alliance
ที่มา: will.com