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软件定义汽车| 制造商希望拥有软件主权

发布日期:2020-05-08

GRCC汽车电子电气架构创新发展论坛

2020-05-08 21:09:25

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新的BMW车型已经由BMW操作系统7.0控制。戴姆勒和大众正在开发自己的操作系统。大众计划将来开发一半以上的软件。专家们已经在谈论软件定义的车辆。这也需要对电子架构进行彻底的改变。


长期以来,人们一直在谈论将汽车作为四轮设备。这种趋势还意味着将权重转移到软件上。它将确定可以向乘员提供何种车辆以及客户如何体验汽车。汽车制造商也看到了差异化的可能性。


同时,辅助系统和网络在车辆中变得越来越复杂。Aptiv-CTO Glen de Vos*近在CES上报道说,车辆中通常有100多个控制器,1000多种功能和2亿多行软件代码。当前,车辆内通常需要每秒500兆比特的传输速率。



* BMW信息娱乐概念:软件正越来越多地决定所谓的用户体验。(照片:宝马)


通过软件定义的功能和复杂性来实现差异化的愿望迫使开发人员推翻以前的电子体系结构。到目前为止,大多数传感器和执行器(例如摄像机,激光雷达或雷达传感器)均具有自己的相对智能的控制单元,并具有针对该应用量身定制的软件。控制单元通常会评估来自摄像机或激光雷达的数据,并且只会传递结果,例如发现了哪些对象。


缺少灵活性


通过传感器,控制单元和特定评估软件的这种固定组合,汽车制造商几乎没有灵活性来编程单个功能或进行无线软件更新。该软件不能以其他方式重用,因为它不是以模块化(面向服务)的方式构建的。这种多次使用不仅可以节省资金,而且可以加快发展。由于模块已经在实践中证明是无错误的,因此也提高了质量。


因此,开发人员现在基于两个原则:分开的硬件和软件-您可以使用不同的程序或操作系统来操作硬件。并且:输入/输出与评估的分离:传感器将大量原始数据发送到功能强大的中央计算机,进行评估。


作为内部开发的复杂功能


这种发展已经在进行中。“宝马多年来一直在使用结合了复杂功能的中央计算机。宝马集团网络安全系统功能E / E架构副总裁Stefan Juraschek解释说,这种趋势将在未来的几代架构中继续发展。下一步,现有的车身和信息娱乐中央计算机应接管控制单元的其他功能。


“将来,我们将进一步减少处理复杂功能的控制单元的数量。我们的目标是将全面的功能链捆绑在一些功能强大的中央计算机上,并在可能的情况下进行内部开发,” Juraschek强调。通过这种方法,宝马可以“在未来的E / E架构中更快地实现新功能”。例如,在操作系统7.0中,宝马已经引入了无线更新选项。


ID.3中央计算机的系统


Continental刚刚推出了带有大众ID.3中央计算机的系统。在那里,一台高性能计算机与其他中央计算机一起工作。 “我们目前还在与其他汽车制造商讨论基于服务器的架构。整个行业都在推动向基于少数中央计算机的电子架构的转变,” Continental负责电子架构的Andreas Greff强调说。一种方法是领域架构,例如在宝马公司,领域中的中央计算机负责某些功能,例如信息娱乐或车身。


人们也越来越关注所谓的区域体系结构。车辆分为多个区域,例如象限。在每个区域中,区域控制器都承担着中心任务。 “例如,它们可以接管车辆物理上定义的区域中的网关功能或功率分配,尤其是传感器或执行器的控制,” Andreas Greff解释说。Aptiv-CTO Glen de Vos*近宣布,它将在2022年推出**区域控制器。


更高的数据速率和实时要求


更改后的体系结构还增加了对汽车线束的需求。必须传输更多的数据,并且实时性要求提高。网络和天线专家Molex的**系统架构师Mike Potts报告说,必须将延迟时间控制在10毫秒以内。Potts列举了更高数据速率的原因,例如,更频繁地使用高分辨率相机,该相机每秒记录60帧。新型激光雷达可以更精确地扫描周围环境,可确保获得大量数据。


汽车制造商和供应商认为,随着汽车以太网作为汽车内部传输标准的日益普及,该解决方案得到了应用,这是两家公司的汽车研究发现。Mike Potts认为,车载以太网的使用将迅速增加40%。


以太网不仅用于要求吉比特范围内的传输速率的地方,而LIN,CAN或Flexray等传统总线无法提供以太网。例如,宝马(BMW)“与IEEE和半导体制造商紧密合作,在车辆中获得10兆比特的以太网以替代传统的总线,”斯特凡·朱拉舒克(Stefan Juraschek)说。传统总线是指传统总线,例如CAN。




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