Automobil-Entwicklung Der Weg zu Software-definierten Fahrzeugen

Anbieter zum Thema

Real-Time Innovations International - Zweigniederlassung Deutschland

ET System electronic GmbH

Heitec AG

ept GmbH

Der Umbruch bei den Software-definierten Fahrzeugen (Software-Defined Vehicles / SDV) findet jetzt statt und wird die Branche massiv verändern. Man geht davon aus, dass die heutigen SDVs die Säulen der neuen Ära der Elektromobilität sein werden. Für Automobilhersteller bietet der softwaredefinierte Ansatz Innovationen, die neue Geschäftsmöglichkeiten einläuten können.

Die nächste Generation von Elektrofahrzeugen wird erhebliche Verbesserungen benötigen, um über die herkömmliche Fahrzeugarchitektur hinauszugehen und die wichtigsten Einschränkungen zu überwinden, mit denen die Automobilindustrie heute konfrontiert ist. Angesichts der rasanten Entwicklung und der zunehmenden Anzahl von Sensoren im Fahrzeug und der damit eingehenden höheren Verarbeitungsleistung ist der Übergang zu einem SDV äußerst komplex. Zudem müssen die neuen Systeme rückwärtskompatibel sein, damit sie mit bestimmten älteren Plattformen und Anwendungen funktionieren. Es braucht eine neue Struktur der Lieferkette, wobei die Zuweisung von Verantwortlichkeiten unbekannt ist.

Zu den größten Herausforderungen für softwaredefinierte Fahrzeuge (SDV) gehören die Anforderungen an die funktionale Sicherheit und die Cybersicherheit. Beide bedeuten grundlegende Veränderungen für die Automobilindustrie und ihre Lieferkette. Ihre Einhaltung ist nicht nur eine Frage des Designs, sondern zwingend im gesamten Unternehmen. Das führt zur Risikoverteilung in der Lieferkette als einer weiteren Aufgabe. Traditionell hat die mehrstufige Lieferkette dieses Problem gelöst, aber eine agile kollaborative Entwicklungsumgebung für SDVs kann die Möglichkeiten einschränken. Die Fahrzeughersteller müssen festlegen, wer Eigentümer des geistigen Eigentums und damit für Haftung, Gewährleistung und Zuverlässigkeit verantwortlich ist. Die Gestaltung einer effizienten und realistischen Haftungskette ist ebenso wichtig wie das Fahrzeugdesign selbst, andernfalls würden die Fahrzeughersteller ihre eigene Lieferfähigkeit gefährden.

Bildergalerie

Diese Herausforderungen sind das Ergebnis einer der aggressivsten Umwälzungen, die die Automobilindustrie je erlebt hat. Automobilhersteller, die die Fahrzeuge von morgen bauen, stecken bereits mitten im Rennen um den Markt. Jede einzelne Entscheidung – vom Design über den Prototyp bis hin zur Produktion – muss richtig sein.

Das Konnektivitäts-Framework Connext Drive

Eine Schlüsselrolle beim Übergang zu SDVs spielt das richtige Konnektivitäts-Framework, das die schnellere Markteinführung bei gleichzeitiger Reduzierung der Entwicklungskosten maßgeblich beeinflusst. Wenn es darum geht, zonale Architekturen mit hochleistungsfähigen ECUs (Engine Control Unit / Motorsteuergerät) zu verbinden und den Weg in die Cloud zu ebnen, setzen sowohl traditionelle als auch nicht-traditionelle Automobilunternehmen bei der kritischen Fahrzeugkommunikation in SDV-Projekten auf Connext Drive. Dieses Konnektivitäts-Framework für die Automobilindustrie basiert auf dem Data Distribution Service (DDS)-Standard. Es stellt die automobilen Softwarekomponenten, Entwicklungswerkzeuge und Laufzeitanwendungen bereit, um die Entwicklung und den Einsatz von autonomen Fahrzeugen zu beschleunigen, einschließlich Sicherheits- und Cybersicherheitsdesigns. Es ist das erste und einzige Framework, das in allen gängigen automobilen Ökosystemen eingesetzt werden kann.

Connext Drive beschleunigt die direkte Integration in AUTOSAR Classic und ROS 2, so dass Entwickler die datenzentrische Konnektivität mit vertrauten Ecosystem-Architekturen nutzen können. Das ermöglicht einen schnelleren Start auf bestehenden Plattformen und eliminiert den Bedarf an kundenspezifischer Programmierung. So werden sowohl Gesamtkomplexität des Systems als auch Kosten minimiert, und zugleich ein zukunftssicheres, skalierbares System ohne Leistungseinbußen geschaffen. Das Framework bietet das notwendige datenzentrierte Software-Framework, um die Komplexität der Integration neuer und sich entwickelnder Technologien effizient zu bewältigen. Es kann eine Reihe von Einzellösungen nahtlos unterstützen, die von einer zonalen Architektur bis hin zu Hochleistungsrechnern und Cloud-basierter Kommunikation reichen.

Die Zukunft der SDVs: Steuergerätekonsoldierung und zentrierte Rechenleistung

Die durchgängige Kommunikation und datenzentrische Softwarekomponenten ermöglichen die Zentralisierung der Rechenleistung in einem hochleistungs-ECU. Basierend auf dem Data Distribution Service (DDS™) Standard bietet Connext Drive viele Vorteile für Hersteller, die skalierbare und zukunftssichere SDVs entwickeln wollen:

• Aktivierung der jeweiligen Funktionalität für jede Fahrzeugzone: Steuergeräte, zentrales Gateway und zonales Gateway.

• Die TSN-Unterstützung vereinfacht den gesamten Kabelbaum (derzeit der dritthöchste Kostenfaktor bei Komponenten).

• Unterstützung von Kommunikationsbibliotheken, die für Systeme bis zu ISO 26262 ASIL D zertifiziert sind.

• Over-WAN-Kommunikation für vernetzte Fahrzeuge, die Echtzeit-Reaktion erfordern.

• Entwicklung von traditionellen Automobilprodukten hin zu neuen Architekturen, die ADAS- und Telematik-Anwendungen umfassen und es ermöglichen, mit spezialisierten Produktangeboten auf neuen Märkten zu konkurrieren.

• Automotive-grade Software Framework und natives Software Development Kit (SDK) zur Entwicklung von Kommunikationsnetzwerken für elektrische und autonome Fahrzeuge.

• Neue DDS-basierte Toolkits, die nativ auf Basis von DDS arbeiten oder direkte Konnektivität innerhalb von ROS 2 und AUTOSAR Classic und Adaptive bieten.

In der aktuellen Version (2.0.1) unterstützt Connext Drive die Entwickler mit weiteren Features: So wurde die neueste Long Term Support Version von Connext Professional (Connext 6.1.2 LTS) integriert. Das aktualisierte Connext Integration Toolkit für AUTOSAR Classic verbindet die Modellierung und Konfiguration von AUTOSAR-Classic-Steuergeräten mit Connext Drive. Neu hinzugefügt wurden Integrationsmöglichkeiten von Drittanbietern für Simulationsanwendungen: Das Epic Games Unreal Engine Plugin für Connext Drive bietet eine schnelle, sichere und interoperable Datenkommunikationsinfrastruktur für die Unreal Engine.

Vorteile der Cloud-basierten Kommunikation

Eine grundlegende Voraussetzung für SDVs ist die Fähigkeit, neue, ungeplante Funktionen bei Bedarf über Cloud-basierte Kommunikation hinzuzufügen. Die Cloud bietet einen kostengünstigen und leicht verfügbaren Kommunikationskanal für SDV-Anwendungen, insbesondere für Teleoperation, kontinuierliche Validierung und Aktualisierungsfunktionen. Allerdings gibt es auch Herausforderungen: Da es sich bei der Cloud um eine gemeinsam genutzte Ressource handelt, ist es kostspielig, eine dedizierte Bandbreite für einzelne Endpunkte zu garantieren. Gleichzeitig kann das Fehlen einer deterministischen Bandbreite zu großen Übertragungsverzögerungen zwischen den Endpunkten führen. Unbegrenzte Latenzzeiten können ein zusätzliches Risiko für Assets und Sicherheit darstellen.

Das Konnektivitäts-Framework Connext Drive stellt sicher, dass die Cloud-basierte Kommunikation zum Vorteil des Herstellers funktioniert. Es zielt darauf ab, eine konsistente und sichere Kommunikation über öffentliche und private Netzwerke mit extrem niedrigen Latenzzeiten zu ermöglichen. Es unterstützt die anspruchsvollen Kommunikationsanforderungen von Cloud-basierten Anwendungen und öffnet die Tür zu Live-Datenströmen wie Video von peripheren Sensoren oder Streaming von Radar- und Kameradaten. Dieses offene, interoperable Framework enthält alle notwendigen Plattform-Integrationswerkzeuge, so dass Entwickler problemlos Schnittstellen zu marktführenden Cloud Service Providern nutzen können.

Bewährtes Framework

Wenn es darum geht, zonale Architekturen mit Hochleistungsrechensystemen zu verbinden und den Weg in die Cloud zu ebnen, setzen sowohl traditionelle als auch nicht-traditionelle Automobilunternehmen auf Connext Drive für die kritische Fahrzeugkommunikation in SDV-Projekten, so auch Li Auto (www.lixiang.com). Mit der Entwicklung intelligenter Fahrzeugsysteme ist die Kommunikation zwischen den Komponenten immer komplexer und wichtiger geworden. Die Einführung fortschrittlicher Sensoren wie Lidar, Radar usw. sowie die Notwendigkeit zum Support von anspruchsvolleren Datenmodellen und Anwendungsalgorithmen haben die E/E-Architektur der nächsten Generation vor enorme Herausforderungen gestellt, dazu gesellen sich Anforderungen der funktionalen Sicherheit (FuSa) und der Cybersecurity. Das Connext Drive Konnektivitäts-Framework trägt dazu bei, die EV-Entwicklung in diesem anspruchsvollen Umfeld zu beschleunigen. Als Mitglied in führenden Konsortien wie AUTOSAR, AVVC, ROS und SOAFEE bietet RTI zudem wertvolles Know-how für die Fahrt in die Zukunft. (tk)

* Pedro López Estepa ist Direktor des Bereichs Automotive bei RTI und leitet das globale Automobilgeschäft von RTI.

(ID:49688925)