Változások az autóiparban: az SDV a középpontban
A járműelektronikai hálózat jövője a szoftvervezérelt járművek (SDV) korszakában
Technológiai fejlődés, tervezési kihívások és megoldási javaslatok a beágyazott rendszerek számára.
Az autóipar mélyreható átalakuláson megy keresztül: a szoftvervezérelt jármű (SDV) megjelenésével a szoftver egyre inkább a járműfejlesztés középpontjába kerül. A klasszikus járműarchitektúrákkal ellentétben, ahol az elektronikus vezérlőegységek (ECU-k) funkciók szerint vannak felosztva és nagyrészt egymástól elkülönülten működnek, az SDV-k egy központosított, rugalmas és folyamatosan frissíthető szoftverplatformot tesznek lehetővé. Az olyan funkciók, mint az autonóm vezetés, az Over-the-Air frissítések és a személyre szabott felhasználói élmények így nemcsak megvalósíthatók, hanem egyre inkább szabvánnyá válnak.
Ez az átalakulás azonban magas követelményeket támaszt a járműarchitektúrával szemben – különösen a fedélzeti hálózatével szemben, amely az összes elektronikus rendszer gerincét képezi. A korábbi, decentralizáltan elosztott ECU-kra épülő struktúra egyre inkább a határaihoz ér.
Az új SDV-koncepciók és E/E architektúrák nagyobb teljesítményű, skálázható és központosított megoldásokat igényelnek. Ezeknek képesnek kell lenniük a folyamatosan növekvő adatmennyiségek kezelésére, miközben meg kell felelniük a biztonsági és valós idejű feldolgozásra vonatkozó szigorú követelményeknek is.
Az átállás zónás architektúrákra, nagy teljesítményű számítógépekre (High-Performance Computers, HPC-k) és szoftvervezérelt kommunikációs protokollokra ezért nem csupán technológiai előrelépést jelent, hanem a modern járművek jövőbiztonságának szükséges alapját is képezi.
Az alábbiakban az SDV kontextusában bemutatjuk a következő generációs járművek fedélzeti hálózatára (fedélzeti hálózat) vonatkozó legfontosabb követelményeket – és rávilágítunk arra, hogy miért halad az átalakítás messze túl a technikai fejlesztéseken: ez az autóipar innovációs erejének és hosszú távú versenyképességének döntő tényezője.
Az autóipar mélyreható átalakuláson megy keresztül: a szoftvervezérelt jármű (SDV) megjelenésével a szoftver egyre inkább a járműfejlesztés középpontjába kerül. A klasszikus járműarchitektúrákkal ellentétben, ahol az elektronikus vezérlőegységek (ECU-k) funkciók szerint vannak felosztva és nagyrészt egymástól elkülönülten működnek, az SDV-k egy központosított, rugalmas és folyamatosan frissíthető szoftverplatformot tesznek lehetővé. Az olyan funkciók, mint az autonóm vezetés, az Over-the-Air frissítések és a személyre szabott felhasználói élmények így nemcsak megvalósíthatók, hanem egyre inkább szabvánnyá válnak.
Ez az átalakulás azonban magas követelményeket támaszt a járműarchitektúrával szemben – különösen a fedélzeti hálózatével szemben, amely az összes elektronikus rendszer gerincét képezi. A korábbi, decentralizáltan elosztott ECU-kra épülő struktúra egyre inkább a határaihoz ér.
Az új SDV-koncepciók és E/E architektúrák nagyobb teljesítményű, skálázható és központosított megoldásokat igényelnek. Ezeknek képesnek kell lenniük a folyamatosan növekvő adatmennyiségek kezelésére, miközben meg kell felelniük a biztonsági és valós idejű feldolgozásra vonatkozó szigorú követelményeknek is.
Az átállás zónás architektúrákra, nagy teljesítményű számítógépekre (High-Performance Computers, HPC-k) és szoftvervezérelt kommunikációs protokollokra ezért nem csupán technológiai előrelépést jelent, hanem a modern járművek jövőbiztonságának szükséges alapját is képezi.
Az alábbiakban az SDV kontextusában bemutatjuk a következő generációs járművek fedélzeti hálózatára (fedélzeti hálózat) vonatkozó legfontosabb követelményeket – és rávilágítunk arra, hogy miért halad az átalakítás messze túl a technikai fejlesztéseken: ez az autóipar innovációs erejének és hosszú távú versenyképességének döntő tényezője.
A nagy teljesítményű számítógépek (HPC-k) mint az autonóm vezetés gerince
Az autonóm vezetés fejlődésével a járműarchitektúra összetettsége jelentősen növekszik – különösen a fedélzeti hálózat területén. A kihívások középpontjában egyre inkább olyan szempontok állnak, mint a teljesítmény, a biztonság, a megbízhatóság és a rugalmasság. Az érzékelő- és környezeti adatok hatalmas mennyisége, valamint a zökkenőmentes valós idejű feldolgozás iránti igény új megoldásokat igényel rendszer szinten.
Ebben az összefüggésben kulcsfontosságú technológia a nagy teljesítményű számítógépek (HPC-k) járműben való alkalmazása. Ezek a nagy teljesítményű platformok vállalják a valós idejű adatfeldolgozás központi feladatát – például a kamera-, radar- és LIDAR-rendszerek esetében. A cél egy pontos, redundáns és mindig naprakész modell létrehozása a jármű környezetéről, amely az autonóm navigációs és döntéshozatali folyamatok alapjául szolgál.
Ennek a környezeti modellnek a minőségét döntő mértékben a különböző szenzortechnológiák intelligens összeolvasztása határozza meg. Az egyes technológiák erősségeinek kombinálásával és az egyéni gyengeségek kompenzálásával a valóság rendkívül megbízható képe jön létre – ami elengedhetetlen az autonóm rendszerek biztonságos viselkedéséhez a közúti forgalomban.
HPC-k nélkül ez a technológiai teljesítmény nem lenne megvalósítható. Ezek biztosítják a szükséges számítási teljesítményt, az adatátviteli sávszélességet, valamint a mélyreható rendszerintegráció képességét – és ezzel elengedhetetlen alapot képeznek a következő generációs, hálózatba kapcsolt, autonóm járművek számára.
Ebben az összefüggésben kulcsfontosságú technológia a nagy teljesítményű számítógépek (HPC-k) járműben való alkalmazása. Ezek a nagy teljesítményű platformok vállalják a valós idejű adatfeldolgozás központi feladatát – például a kamera-, radar- és LIDAR-rendszerek esetében. A cél egy pontos, redundáns és mindig naprakész modell létrehozása a jármű környezetéről, amely az autonóm navigációs és döntéshozatali folyamatok alapjául szolgál.
Ennek a környezeti modellnek a minőségét döntő mértékben a különböző szenzortechnológiák intelligens összeolvasztása határozza meg. Az egyes technológiák erősségeinek kombinálásával és az egyéni gyengeségek kompenzálásával a valóság rendkívül megbízható képe jön létre – ami elengedhetetlen az autonóm rendszerek biztonságos viselkedéséhez a közúti forgalomban.
HPC-k nélkül ez a technológiai teljesítmény nem lenne megvalósítható. Ezek biztosítják a szükséges számítási teljesítményt, az adatátviteli sávszélességet, valamint a mélyreható rendszerintegráció képességét – és ezzel elengedhetetlen alapot képeznek a következő generációs, hálózatba kapcsolt, autonóm járművek számára.
Kapcsolatok szélsőséges körülményekhez – stabil, erős, tartós
A nagy teljesítményű számítógépek hatékonysága közvetlenül függ az alapul szolgáló kommunikációs infrastruktúra hatékonyságától. Az érzékelők, a zónavezérlők és a központi számítóegységek közötti megbízható együttműködéshez elengedhetetlenek a rendkívül alacsony késleltetésű és nagy sávszélességű nagysebességű kapcsolatok.
De nem csak az elektromos teljesítményről van szó: a komponenseknek ki kell állniuk az autóipari környezet zord körülményeit is. A mechanikai robusztusság, a rezgésállóság, a hőmérséklet-ellenállás és a hosszú élettartam döntő kritériumok – különösen a biztonsági szempontból kritikus rendszerekben.
A megbízható, meghibásodásmentes és tartós csatlakozórendszerek ezért szerves részét képezik a jövőbe mutató járműarchitektúrának. Csak akkor lehet biztonságosan és fenntarthatóan kihasználni az adatközpontú funkciók – például az autonóm vezetési manőverek – teljes potenciálját, ha a fizikai interfészek ugyanolyan teljesítményesek és terhelhetőek, mint a csatlakoztatott számítástechnikai rendszerek.
De nem csak az elektromos teljesítményről van szó: a komponenseknek ki kell állniuk az autóipari környezet zord körülményeit is. A mechanikai robusztusság, a rezgésállóság, a hőmérséklet-ellenállás és a hosszú élettartam döntő kritériumok – különösen a biztonsági szempontból kritikus rendszerekben.
A megbízható, meghibásodásmentes és tartós csatlakozórendszerek ezért szerves részét képezik a jövőbe mutató járműarchitektúrának. Csak akkor lehet biztonságosan és fenntarthatóan kihasználni az adatközpontú funkciók – például az autonóm vezetési manőverek – teljes potenciálját, ha a fizikai interfészek ugyanolyan teljesítményesek és terhelhetőek, mint a csatlakoztatott számítástechnikai rendszerek.
Hibrid, moduláris csatlakozó-ek zónás E/E architektúrákhoz – a Rosenberger és az ept szoros együttműködése
A járműE/E architektúrajának zónás koncepciók felé történő átalakulása új lehetőségeket nyit meg a magasan automatizált járműgyártás számára. Ebben a jövőbe mutató környezetben a Rosenberger és az ept közösen szabnak új mércét: a partnerség keretében kifejlesztett, hibrid, moduláris csatlakozókból álló portfólióval, amely egyesíti a jel-, adat- és teljesítményátvitelt, mindkét vállalat a modern járműarchitektúrák központi kihívásaira ad választ.
A moduláris tervezési elvek és a legkorszerűbb press-fit technológia kombinációja lehetővé teszi a különböző funkcionális egységek kompakt integrálását – a rendelkezésre álló beépítési tér optimális kihasználásával. Így olyan moduláris alkatrészcsoportok valósíthatók meg, amelyek ideálisan alkalmasak a robotokkal támogatott szerelési folyamatokhoz. Ez csökkenti a kezelés bonyolultságát, és jelentősen hozzájárul a hatékonyság növeléséhez az egész ellátási lánc mentén.
A középpontban a bevált szabványok és platformstratégiák következetes alkalmazása áll. A technológiák szinergikus kombinációjának köszönhetően a Rosenberger és az ept képesek zónás fedélzeti hálózati megközelítések keretében magasan automatizált, skálázható és költséghatékony csatlakozó megoldásokat biztosítani.
E szoros együttműködés egyik legfontosabb eredménye a HYMC®-portfólió (Hybrid Modular Connector). A fejlesztés során a Rosenberger a nagy sebességű interfészekért, az ept pedig a T-Compress-fit zóna-ért volt felelős – a követelmények meghatározásától az architektúrán át egészen a rendszerintegrációig.
Az ept által integrált T-Compress-fit zóna a legmagasabb szintű megbízhatóságot garantálja, még olyan biztonsági szempontból kritikus alkalmazásokban is, mint az autonóm vezetés, az ADAS, az infotainment, a hálózatba kapcsolt szolgáltatások, a kijelzőtechnológia vagy a V2X-kommunikáció.
Ezzel az együttműködéssel a Rosenberger és az ept határozott üzenetet küld: az innovációs erőről, a rendszerintegrációról és az ipari méretezhetőségről az autóipar jövője szolgálatában.
A moduláris tervezési elvek és a legkorszerűbb press-fit technológia kombinációja lehetővé teszi a különböző funkcionális egységek kompakt integrálását – a rendelkezésre álló beépítési tér optimális kihasználásával. Így olyan moduláris alkatrészcsoportok valósíthatók meg, amelyek ideálisan alkalmasak a robotokkal támogatott szerelési folyamatokhoz. Ez csökkenti a kezelés bonyolultságát, és jelentősen hozzájárul a hatékonyság növeléséhez az egész ellátási lánc mentén.
A középpontban a bevált szabványok és platformstratégiák következetes alkalmazása áll. A technológiák szinergikus kombinációjának köszönhetően a Rosenberger és az ept képesek zónás fedélzeti hálózati megközelítések keretében magasan automatizált, skálázható és költséghatékony csatlakozó megoldásokat biztosítani.
E szoros együttműködés egyik legfontosabb eredménye a HYMC®-portfólió (Hybrid Modular Connector). A fejlesztés során a Rosenberger a nagy sebességű interfészekért, az ept pedig a T-Compress-fit zóna-ért volt felelős – a követelmények meghatározásától az architektúrán át egészen a rendszerintegrációig.
Az ept által integrált T-Compress-fit zóna a legmagasabb szintű megbízhatóságot garantálja, még olyan biztonsági szempontból kritikus alkalmazásokban is, mint az autonóm vezetés, az ADAS, az infotainment, a hálózatba kapcsolt szolgáltatások, a kijelzőtechnológia vagy a V2X-kommunikáció.
Ezzel az együttműködéssel a Rosenberger és az ept határozott üzenetet küld: az innovációs erőről, a rendszerintegrációról és az ipari méretezhetőségről az autóipar jövője szolgálatában.
Az ept T-Com press-fit zóna-ja – bevált csatlakozási technológia a legmagasabb szintű megbízhatóságért
A klasszikus forrasztási technikával (forrasztható kivitel) ellentétben az ept T-Com press-fit technológia technológiája folyamattechnikai szempontból biztonságos, hőileg szigetelt érintkezést biztosít. A saját fejlesztésű technológia alacsony meghibásodási rátajával győz meg, amely jellemzően 1 FIT (Failure in Time) alatt van – ez statisztikailag egymilliárd üzemóránként egy meghibásodásnak felel meg.
Világszerte több mint 120 milliárd, a gyakorlatban bevált érintkezővel az ept T-Com press-fit zóna-ja szinte minden globális OEM számára elismert ipari szabványnak számít. Gáztömör érintkezései a legmagasabb mechanikai terhelhetőséget biztosítják, ezért különösen alkalmasak biztonsági szempontból kritikus alkalmazásokhoz olyan területeken, mint az autonóm vezetés, az ADAS, az infotainment vagy a V2X-kommunikáció.
A technológiai előnyök áttekintése:
- Nagy tartóerő: akár 100 N érintkezőnként, közvetlenül a nyomtatott áramköri lapon Forrasztási
- folyamatok mellőzése: nincsenek törött vagy hideg forrasztási pontok
- Kiváló rezgés- és ütésállóság: 200 g gyorsulásig tesztelve
Moduláris rendszer a maximális rugalmasságért, akár 56 Gbit/s sebességgel
A Rosenberger moduláris rendszere piacvezető csatlakozási technológiákat egyesít skálázható tervezési megoldásokban – ideális megoldás a hálózatba kapcsolt járműarchitektúrák összetett követelményeinek kielégítésére. Lehetővé teszi a legkülönbözőbb alkalmazási területekhez való pontos igazítást, az ADAS- és autonóm vezetési rendszerektől kezdve az infotainment- és gateway-alkalmazásokig.
Koaxiális nagyfrekvenciás csatlakozó
Például kamerás rendszerekhez.
HFM®: FAKRA-Mini 20 GHz-ig, 28 Gbit/s
RMC®: Mini-Coax 9 GHz-ig
FAKRA: szabványosított RF-csatlakozó 6 GHz-ig, 8 Gbit/s
HFM®: FAKRA-Mini 20 GHz-ig, 28 Gbit/s
RMC®: Mini-Coax 9 GHz-ig
FAKRA: szabványosított RF-csatlakozó 6 GHz-ig, 8 Gbit/s
Differenciális adatcsatlakozók
Ethernet-alapú kommunikációhoz, például a vezérlőegységek (zónavezérlő és HPC) közötti kapcsolathoz.
H-MTD®: árnyékolt, sodrott érpár 20 GHz-ig, 56 Gbit/s
MTD®: árnyékolt, sodrott érpár 1 GHz-ig, 1 Gbit/s
RosenbergerHSD®: magas jelintegritás 6 GHz-ig, 8 Gbit/s
H-MTD®: árnyékolt, sodrott érpár 20 GHz-ig, 56 Gbit/s
MTD®: árnyékolt, sodrott érpár 1 GHz-ig, 1 Gbit/s
RosenbergerHSD®: magas jelintegritás 6 GHz-ig, 8 Gbit/s
Beépítés a rendszerhatékonyság és a folyamatbiztonság érdekében
A célzott Design-In nemcsak a hatékony NYÁK-útvonaltervezést támogatja, hanem lehetővé teszi a komplex kábelkötegek automatizált összeállítását is. Az eredmény: magas integrációs sűrűség, csökkentett folyamatköltségek és maximális tervezési szabadság, egyidejűleg megbízható elektromágneses összeférhetőség (EMC).
Összegzés: A jövő szoftveralapú mobilitásának alapja
A szoftvervezérelt jármű (fedélzeti hálózat) felé történő fejlődés nem csupán paradigmaváltást jelent az autóipari fejlesztésben – hanem a fedélzeti hálózat architektúrájának teljes átgondolását is megköveteli. Egy olyan korszakban, amikor a funkciókat egyre inkább szoftver határozza meg, központi nagy teljesítményű számítógépek vezérlik, és folyamatos adatáramok támasztják alá, a fedélzeti hálózat a jövőbeli járműplatformok stratégiai gerincévé válik.
A zónás architektúrák, a nagy teljesítményű számítógépes platformok és a megbízható nagysebességű kapcsolatok képezik az autonóm vezetési funkciók, a hálózatba kapcsolt szolgáltatások és a valós idejű kommunikáció technológiai alapját. Ez az átalakulás azonban csak fizikailag robusztus, szabványosított és moduláris csatlakozórendszerekkel valósítható meg, amelyek a legmagasabb követelményeknek is megfelelnek a teljesítmény, a megbízhatóság és az integráció terén.
A Rosenberger és az ept közös fejlesztése – különösen a bevált T-Com press-fit zóna-t tartalmazó HYMC®-portfólió – megmutatja, hogy a technológiai szinergiák révén nem csupán egyes alkatrészek, hanem teljes rendszermegoldások is létrehozhatók, amelyek megfelelnek a következő generációs járművek követelményeinek.Ezzel egyértelművé válik: a fedélzeti hálózat sokkal több, mint puszta technikai infrastruktúra. Központi szerepet játszik az innováció, a skálázhatóság és a versenyképesség terén a konnektivitás, az automatizálás és a digitalizáció korában.
A zónás architektúrák, a nagy teljesítményű számítógépes platformok és a megbízható nagysebességű kapcsolatok képezik az autonóm vezetési funkciók, a hálózatba kapcsolt szolgáltatások és a valós idejű kommunikáció technológiai alapját. Ez az átalakulás azonban csak fizikailag robusztus, szabványosított és moduláris csatlakozórendszerekkel valósítható meg, amelyek a legmagasabb követelményeknek is megfelelnek a teljesítmény, a megbízhatóság és az integráció terén.
A Rosenberger és az ept közös fejlesztése – különösen a bevált T-Com press-fit zóna-t tartalmazó HYMC®-portfólió – megmutatja, hogy a technológiai szinergiák révén nem csupán egyes alkatrészek, hanem teljes rendszermegoldások is létrehozhatók, amelyek megfelelnek a következő generációs járművek követelményeinek.Ezzel egyértelművé válik: a fedélzeti hálózat sokkal több, mint puszta technikai infrastruktúra. Központi szerepet játszik az innováció, a skálázhatóság és a versenyképesség terén a konnektivitás, az automatizálás és a digitalizáció korában.