Az ECU-diéta: a heterogén számítástechnika energiát, súlyt és helyet takaríthat meg a jövő járművében

Bár a heterogén számítástechnika segíthet az autógyártóknak jobb és könnyebb elektromos és autonóm járművek gyártásában, gondolkodásmód megváltoztatására lesz szükség. Írta: Jack Hunsley

A csatlakoztatott jármű és a kerekes számítógép összehasonlítása általános analógiává vált. Több összekapcsolt funkcióval és autonóm biztonsági rendszerrel nagyobb számítási teljesítmény kerül a vezetési rendszer kezébe. Azonban egy olyan iparág számára, ahol az informatika soha nem volt alapvető kompetencia, ez az átmenet érdekes kérdéseket vet fel a jármű architektúrájára gyakorolt hatással kapcsolatban.

Az új járművek minden eddiginél nagyobb számítási teljesítménnyel büszkélkedhetnek, ami szükségessé tette több elektronikus vezérlőegység (ECU) szükségességét - egyes esetekben akár 100 egyedi ECU-t is. Azonban már aggodalmak vannak amiatt, hogy ez az architektúra-modell nem biztos, hogy fenntartható. "Az ECU-k száma csak növekszik" - magyarázta Marques McCammon, a Wind River alelnöke. "Ha továbbra is csak növeljük az ECU-k számát egy autóban, valahányszor új funkciót akarunk hozzáadni, akkor az idő egy pontján elfogy a helyünk."

Ez a probléma lényege. Míg az iparban jelenleg még mindig a benzin és a dízel hajtásláncok dominálnak, az elektrifikáció normává válása esetén a jármű teljesítménye és fizikai tere egyaránt értékes árucikkekké válik. A súly is jelentős aggodalomra ad okot; a Frost & Sullivan 2018. júliusi elemzése szerint egy akkumulátoros elektromos jármű (BEV) hajtóműve, 35,8 kWh akkumulátorral és 100 kW villanymotorral, közel 125% -kal többet nyomhat, mint egy szokásos ICE jármű hajtáslánc, korlátozva az akkumulátorok hatótávolságát és a hatékonyság. Az autonóm járművek (AV) esetében a Michigani Egyetem 2018. évi jelentése kimutatta, hogy az érzékelő és számító alrendszerek hozzáadott súlya korlátozza a hajtáslánc hatékonyságát és a járműben használható hely mennyiségét. A tanulmány azt is megállapította, hogy egy ilyen autonóm technológia 3% és 20% között növelheti az energiafelhasználást és az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását.

A Wind Rivernél a megoldás vélhetően egyszerű: heterogén számítástechnika segítségével csökkentse az ECU-k számát. Az átálláshoz azonban meg kell változtatni az autóipar gondolkodásmódját. "A heterogén számítástechnika általában nem az, amit iparágként csinálunk" - mondta McCammon. „Jelenleg csak az egymáshoz nagyon hasonló funkciók összehangolására tesszük. Amit meg kell tennünk, olyan funkciókat kell összekapcsolnunk, amelyeknek nincs semmilyen kapcsolata: azok a funkciók, amelyeknek teljesen más érési és validálási módszerei vannak, időzítési ciklusok és értékjavaslatok, és ezeket egy térben összehozzák, hogy harmonikusan működjenek.

Ha továbbra is csak növeljük az ECU-k számát egy autóban, valahányszor új funkciót akarunk hozzáadni, egy bizonyos ponton elfogy a hely

Ez a harmónia iránti igény létfontosságú, különösen az ipar gyorsan halad az autonóm közlekedés felé. Például, bár az információs és szórakoztató egység rádióval történő kombinálásakor fellépő hibák ártalmatlanok lehetnek, hasonló hibák előfordulása, amikor ezeket a rendszereket biztonságkritikus autonóm technológiával kombinálják, katasztrofális lehet.

"Az ablakvezérlő és az ülésvezérlő ugyanazon a vezérlőmodulon működhet, mert hasonlóak abban, amit csinálnak és hogyan működnek" - magyarázta McCammon. „Ennek van értelme, de az a koncepció, hogy egy fékrendszer és egy ablakrendszer ugyanazon a vezérlőn van, idegen. Ezeket a kihívásokat nézzük. ”

ÉRTÉKES

A heterogén számítástechnikára való áttérés nem vaktában elvégezhető ugrás. Ezért a probléma kezelésének megkezdése érdekében a Wind River egy négy lépésből álló eljárással állt elő, amely ACRUE néven ismert (Absztrakció, Konszolidáció, Újrafelhasználás, Extrapolátum). "A múltban minden olyan szoftver, amelyet az autóba vittünk, szorosan kötődött ahhoz a hardverhez, amelyen ült, és a felette futó alkalmazásokhoz" - magyarázta McCammon. „Az első dolog, hogy elvonás útján megszakítsuk ezeket a kötelékeket. Ezt követően konszolidálódhatunk, és a virtualizációt felhasználhatjuk arra, hogy az autó minden funkciója elhiggye, hogy ez irányítás alatt áll, miközben valójában egy olyan doboz belsejében ül, amelyet speciálisan neki készítettek és építettek. "

A következő szakaszban - újrafelhasználás - a régebbi szoftvereket újrahasznosítják, amikor az új iterációk megjelennek. "Az átvitt szoftver mennyisége meglehetősen korlátozott" - folytatta McCammon. "Ha eljutnánk odáig, hogy a szoftver jelentős részét újrafelhasználjuk, ugyanúgy, ahogy az autógyártók újrafelhasználják az autó tartalmának jelentős részét, csökkenthetjük a költségeket és javíthatjuk a beruházások megtérülését."

Szoftvert viszünk be az autóba, és ez magával hozza a szórakoztató elektronikai gondolkodásmódot

Végül az „extrapolálás” szakaszhoz a fogyasztói elektronikai gondolkodásmód elfogadására lenne szükség a termék életciklusára vonatkozóan. "Meg kell vizsgálnunk azokat a más területeket, ahol a szoftverek elterjedtebbek vagy hosszabb ideig kritikus elemei voltak az értékjavaslatnak" - mondta McCammon. „A szórakoztató elektronikai térben egy ideje mindenki ezen a sávon van, de a valóság az, hogy a szórakoztató elektronikának nincs ugyanaz a szigorúsága, mint az autóiparnak. Meg kell vizsgálnunk más helyeket is, ahol a szoftveres szállítás kritikus jellege egy kicsit magasabb. ”

Tempóváltás

McCammon szerint más iparágak, például az űripar, 20 évvel ezelőtt váltottak át a heterogén számítástechnikára. Az autóipar azonban elmarad. "Az autóiparban nagyon ellenőrzöttek és szándékosak vagyunk" - magyarázta McCammon. „Általában addig nem adunk ki semmit, amíg kétséget kizáróan be nem bizonyítottuk, hogy nincsenek hibái vagy gyengeségei. De mivel nagyobb számítási teljesítményt helyezünk el az autó belsejében, az autóipar és a szoftveripar termékfejlesztési üteme nagymértékben eltér. Ez a két kultúra ütközik. ”

Ez a fejlõdõ gondolkodásmód a szórakoztató elektronikai piac különbözõ elvárásai körül forog az autóiparral szemben. Például, bár ésszerűen várható, hogy bármely nagyobb okostelefon új verziója évente megjelenik, a járműmodell életciklusa akár öt-hét év is lehet.

Ez az életciklusbeli eltérés korlátozza az autóipar képességét a heterogén számítástechnika bevezetésére. Míg a csatlakoztatott jármű vagy egy AV frissíthető az OTA frissítések segítségével, az úton lévő járművek túlnyomó többsége nem módosítható távolról, miután elhagyta a bemutatótermet, és ehelyett speciális segítségre van szüksége a garázsokban és műhelyekben.

Új érték

Noha az előnyök másutt is érezhetőek, ez nem jelenti azt, hogy az autóiparnak azonnal át kell állnia a fogyasztói elektronika számára kedvezőbb életciklusra. Az aggodalmak például annak kiigazítása körül forognak, hogy az autógyártók hogyan keresnének pénzt egy járműből. Amit sokan kezdnek felismerni, az az, hogy a megosztott, összekapcsolt és autonóm szolgáltatások megváltoztatják az új jármű jelenlegi értékmodelljét.

Bár a változás üteme, amelyet most látunk, sokkal gyorsabb, mint bármi, amit az autóipar a története során látott, mindenki más mércéje szerint még mindig lassú

"Fontolja meg, hogyan működik az autóipari ellátási lánc: Az új gyártás során az autógyártók az első dolgok, ha kapcsolatba lépnek beszállítóikkal" - magyarázta McCammon. „Megmondják a beszállítóknak, mire van szükségük, a beszállítók biztosítanak egy terméket, és a termék az autóba megy. Ha ezek a termékek összekapcsolt funkciókkal rendelkeznek, amelyek érdeklik a fogyasztókat, akkor az autógyártó költségei növekedni fognak, mivel a beszállítók többet is felszámíthatnak. Az autógyártók számára ez nem fenntartható. ”

Ezért van szükség az ipar gondolkodásmódjának adaptálására. Ha egyes elemzők előrejelzése szerint a jövőbeli jármű piaci értékének körülbelül 50% -a szoftverből származik, akkor az autógyártóknak át kell venniük az irányítást a szoftver eljuttatásának módja felett. Az irányítás érvényesítésével és a verseny kihasználásával az autógyártók költséghatékonyabban kezelhetnék anyagjegyzéküket. "Az egészséges ipar számára az a képesség, hogy versenyt teremtsen az alkotóelemek között" - mondta McCammon. „Ez nem azt jelenti, hogy kutyaféléknek kell lennie; vannak olyan helyek, ahol partnerségek és normák jönnek létre. ”

Röviden, a változás jön. A heterogén számítástechnikára való áttérés értéke, különösen az energia-, hely- és súlymegtakarítás tekintetében, rendkívül értékes lesz, mivel az ipar közelebb kerül az EV-hez. Ez a változás azonban nem egyik napról a másikra következik be. "Az autóipar lassan változik" - fejezte be McCammon. „Míg a változás üteme, amelyet most látunk, sokkal gyorsabb, mint bármi, amit az autóipar a története során látott, mindenki más mércéje szerint még mindig lassú. Ha azt akarjuk, hogy az ipar ugyanolyan egészséges és élénk legyen, mint a múltban, akkor valamikor meg kell alakítania önmagát. "

E-mail értesítések

Regisztrálja e-mailjét, és folyamatosan tájékoztatjuk Önt legújabb cikkeinkről, kiadványainkról, webes szemináriumainkról és konferenciáinkról. Bármikor leiratkozhat.