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Softwaretechnik für pilotiertes Fahren

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3. E/E-Vernetzungsarchitektur

Um pilotierte Fahrfunktionen umsetzen zu können, ergeben sich völlig neue Herausforderungen an eine zukunftsorientierte Vernetzungsarchitektur. Die Anzahl von verteilen Funktionen und die Anforderungen an die verfügbare Rechenleistung werden massiv ansteigen, und das Fahrzeug wird sich mehr und mehr mit seiner Umwelt (Car-to-X) und einem IT-Backend verbinden. Flankiert wird dies durch Anforderungen an höhere Bandbreiten für die Fahrzeugvernetzung. Derzeit gibt es viele Aktivitäten im Bereich Automotive Ethernet, da sich hier vielversprechende Ansätze und Konzepte realisieren lassen.

Abbildung 8 in der Bildergalerie zeigt eine schematische Vernetzungsarchitektur mit Domänensteuergeräten. Diese sind über einen Ethernet-Backbone verbunden. Die Subnetze unterhalb der Domänen-ECUs auf der Sensor/Aktor-Ebene können wiederum mit Ethernet umgesetzt werden, jedoch werden hier traditionelle Bussysteme wie CAN oder LIN noch Bedeutung haben.

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Ein neues Element in der E/E-Architektur könnte eine Central Computing Unit oberhalb der Domänenebene sein, die eine sehr hohe Rechenleistung besitzt. Diese könnte alle interdisziplinären oder sehr rechenintensiven Funktionen zusammenfassen und damit sozusagen als „Gehirn“ des Fahrzeugs fungieren.

Die Vernetzung ist bei weitem nicht nur auf das Fahrzeug beschränkt. Es geht vielmehr um einen zukunftsfähigen End-2-End-Architekturansatz, in dem neben den Bereichen Halbleiter, interner Fahrzeugvernetzung und mobile Connectivity auch die IT-Backends mit einbezogen werden. Dabei wird es neben OEM-spezifischen auch OEM-übergreifende Backends geben, z.B. mit HERE, einem der wichtigsten Anbieter für hochpräzise digitale Navigationskarten und ortsbezogene Dienstleistungen.

4. Zusammenfassung

Innovative Softwaretechnologien sind die Basis für die Weiterentwicklung von pilotierten Fahrfunktionen. Intelligente Autos mit kognitiven Fähigkeiten und Echtzeit-Informationen aus dem Schwarm zünden die nächste Stufe von innovativen Funktionen. Konzepte aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz, speziell dem Deep Learning, bergen enorm viel Potential. Über eine Fast Data Platform mit den skizzierten Technologiebeispielen können Daten zentral verarbeitet und in höherwertige Informationen transformiert werden.

Container und Microservices beschleunigen die Entwicklungen im IT-Bereich und fördern agile Entwicklungsmethoden. Eine High Performance Central Computing Unit könnte als Integrationsplattform für bereichsübergreifende und kognitive Funktionen dienen. Ein End-2-End-Architekturansatz flankiert mit einer fundierten Anforderungsanalyse und Systems Engineering ergibt eine stabile Basis für die weitere Entwicklung von pilotierten Fahrfunktionen.

* Florian Netter ist für das Software Competence Center bei der Audi Electronics Venture GmbH zuständig. Die Hauptaufgaben sind das Finden und Evaluieren von neuen Softwaretechnologien - und der Aufbau von entsprechenden Technologieprototypen für Automotive.

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