Software Defined Vehicle

Το Software Defined Vehicle (SDV) ή «software-defined vehicle» είναι ένα αυτοκίνητο που υλοποιεί βασικές λειτουργίες σε λογισμικό αντί για υλικό. Τα κύρια χαρακτηριστικά του κυμαίνονται από δυνατότητες ενημέρωσης έως έλεγχο τεχνητής νοημοσύνης σε πολλαπλά επίπεδα. Το SDV αντιπροσωπεύει μια παραδειγματική αλλαγή στην αυτοκινητοβιομηχανία, από τη μηχανική μηχανική σε αυτοκίνητα που αποτελούν πλατφόρμα για προϊόντα λογισμικού που αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος της προστιθέμενης αξίας.

 Ιστορία 
Η χρήση μικροεπεξεργαστών στα μηχανοκίνητα οχήματα προέρχεται από τις απαιτήσεις της μετεπεξεργασίας καυσαερίων με καταλυτικούς μετατροπείς και της πρόληψης τραυματισμών με αερόσακους, οι οποίες έγιναν κοινές στις ΗΠΑ το 1974. Τα επόμενα χρόνια, οι αισθητήρες και οι ελεγκτές συνδέθηκαν όλο και περισσότερο με τα συστήματα διαύλων, με τον δίαυλο CAN να αναλαμβάνει ως πρότυπο το 1986. Αυτό επέτρεψε την περαιτέρω ενσωμάτωση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, επιτρέποντας νέα συστήματα υποβοήθησης του οδηγού στη δεκαετία του 1990. Η πρόσβαση OBD (τυποποιημένο OBD-II DLC από το 1996) άρχισε να επιτρέπει τη ρύθμιση τσιπ ως ενημέρωση λογισμικού (συμπεριλαμβανομένης της αναδιαμόρφωσης).

Οι λειτουργίες λογισμικού του αυτοκινήτου αρχικά διανέμονταν σε πολλαπλά εξαρτήματα από διάφορους προμηθευτές. Η αυτοκινητοβιομηχανία Tesla άρχισε να συγκεντρώνει τις λειτουργίες, δημιουργώντας τον όρο «software-defined» (ορισμένο από λογισμικό) για αυτό το σκοπό το 2012 (δανεισμένο από το Software_Defined_Radio). Τα χαρακτηριστικά ενός οχήματος που καθορίζεται από λογισμικό ορίστηκαν διαφορετικά τα επόμενα χρόνια. Το 2024, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ξεκίνησε την πρωτοβουλία SDVoF (software-defined vehicle of the future) και η Verband der Automobilindustrie (VDA) ξεκίνησε το έργο S-CORE (Eclipse Safe Open Vehicle Core), οδηγώντας σε μια δια-κατασκευαστική προσέγγιση με τον ορισμό 5 επιπέδων ετοιμότητας για SDV.

Η μετάβαση στα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό συσχετίζεται με τη μαζική παραγωγή ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Προκαλείται από το γεγονός ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν λιγότερα μηχανικά μέρη που συμβάλλουν στην αξία τους και τις μεγάλες μπαταρίες τους που υποστηρίζουν την κατανάλωση ενέργειας της τεχνολογίας υπολογιστών που απαιτείται για τα αυτόνομα οχήματα, γεγονός που προσθέτει μια νέα πρακτική αξία. Η σύνδεση δεν είναι τεχνικά απαραίτητη, αλλά προκύπτει από μια σχετική μετατόπιση στην ανάπτυξη προϊόντων προς υψηλότερες επενδύσεις στην πληροφορική, γεγονός που αυξάνει τον αντίκτυπό της στις εταιρικές αποφάσεις. Αυτό περιλαμβάνει παραδόξους παραγωγικότητας που έχουν παρατηρηθεί νωρίτερα σε άλλους τομείς.

 Επίπεδο SDV 

Τα επίπεδα ετοιμότητας των οχημάτων που καθορίζονται από λογισμικό ορίζονται ως εξής

 Επίπεδο SDV 0: Οχήματα με μηχανικό έλεγχο
 η πλειονότητα των λειτουργιών του οχήματος εκτελείται μηχανικά· μόνο μεμονωμένα εξαρτήματα, όπως η μονάδα ελέγχου του κινητήρα, περιέχουν ηλεκτρονικά συστήματα.
 Επίπεδο SDV 1: Όχημα ελεγχόμενο από E/E
 έχουν εγκατασταθεί διάφορες ECU (ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου), οι οποίες παρέχουν λειτουργίες E/E, δηλαδή βασίζονται σε ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συνδέσεις. Οι μικροελεγκτές που χρησιμοποιούνται εκτελούν εξειδικευμένο ενσωματωμένο λογισμικό.
 SDV Επίπεδο 2: Όχημα ελεγχόμενο από λογισμικό
 τα εξαρτήματα συνδέονται με έναν ή περισσότερους διαύλους ελέγχου (CANopen) που μπορούν να συνδέσουν αισθητήρες και ενεργοποιητές με ταχύτητα αρκετών megabit/sec. Οι ενημερώσεις λογισμικού εξακολουθούν να εκτελούνται σε συνεργεία, με εξαίρεση τους τομείς που δεν είναι κρίσιμοι για την ασφάλεια, όπως τα συστήματα ψυχαγωγίας και πληροφόρησης.
 SDV Επίπεδο 3: Οχήματα με μερικό λογισμικό
 Ορίζεται ένα λειτουργικό σύστημα για το αυτοκίνητο που επιτρέπει την ενσωμάτωση πολλαπλών λειτουργιών σε ένα υψηλά ενσωματωμένο σύστημα σε ένα τσιπ (SoC) χρησιμοποιώντας μια έννοια μονάδας και API. Αυτές οι μονάδες λογισμικού μπορούν να ενημερωθούν με διορθώσεις σφαλμάτων και βελτιωμένες λειτουργίες μέσω ενημερώσεων over-the-air.
 SDV Επίπεδο 4: Πλήρως καθορισμένο από λογισμικό όχημα
 τα εξαρτήματα συνδέονται μέσω δικτύου πολλαπλών gigabit/s, επιτρέποντας τον διαχωρισμό του λογισμικού και του υλικού. Ο επεξεργαστής για το λογισμικό είναι ανεξάρτητος από τα χειριστήρια και το λογισμικό μπορεί να μεταφερθεί σε διαφορετικό chip. Η δυνατότητα ενημέρωσης επιτρέπει την εγκατάσταση νέων λειτουργιών σε ένα όχημα που έχει ήδη πωληθεί.
 SDV Επίπεδο 5: Οικοσύστημα καθορισμένο από λογισμικό
 η υπολογιστική ισχύς των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων επιτρέπει τη χρήση ελέγχου AI (αυτοματοποίηση SAE J3016). Το λογισμικό του οχήματος μπορεί να συνδεθεί με πρόσθετα συνδεδεμένα εξαρτήματα και smartphone μέσω τυπικών πρωτοκόλλων. Η περαιτέρω ανάπτυξη της λειτουργικότητας του λογισμικού ακολουθεί τους κύκλους προϊόντων και τα σχήματα έκδοσης όπως ορίζονται στις διαδικασίες ανάπτυξης λογισμικού.

Από το επίπεδο 3 και μετά, ένα όχημα θεωρείται SDV, δηλαδή όχημα που καθορίζεται από λογισμικό.

 Χαρακτηριστικά 
Κατά τη μετάβαση στα οχήματα που καθορίζονται από λογισμικό, εμφανίστηκαν χαρακτηριστικά που συναντώνται συχνά στα νεότερα μοντέλα οχημάτων.

 Οι «ενσύρματες ενημερώσεις» (OTA) είναι η πιο συχνά αναφερόμενη λειτουργία που απαιτείται για τα SDV. Βασίζονται σε ασύρματη διεπαφή (συνήθως Wi-Fi ή ραδιοδίκτυο) για την εκτέλεση ενημερώσεων λογισμικού χωρίς τη βοήθεια συνεργείου. Για να βελτιωθεί η συχνότητα των ενημερώσεων, τα στοιχεία λογισμικού  γίνονται όλο και πιο αρθρωτά. Η διαθεσιμότητα ασύρματης διεπαφής και η απαιτούμενη διαχείριση παραλλαγών οδηγούν σε αυξημένη χρήση τηλεμετρίας.
 Η κυβερνοασφάλεια και οι αρχιτεκτονικές ασφάλειας αποκτούν μεγάλη σημασία. Για τα συστήματα ψυχαγωγίας και πληροφόρησης, οι χρήστες πρέπει να έχουν πρόσβαση σε ένα κατάστημα εφαρμογών, αλλά αυτό δεν πρέπει να θέτει σε κίνδυνο τις λειτουργίες οδήγησης (για παράδειγμα, όταν ενεργοποιείται μέσω φωνητικού ελέγχου). Για υποσυστήματα κρίσιμης σημασίας για την ασφάλεια, απαιτείται αυστηρή επαλήθευση υπογραφής, γεγονός που οδηγεί στη δημιουργία μιας απρόσκοπτης αλυσίδας διαδικασιών ενημέρωσης σε πρώιμο στάδιο του σχεδιασμού του προϊόντος. Από τεχνική άποψη, έχουν εμφανιστεί διαφορετικές ζώνες ασφάλειας εντός του οχήματος, που συνδέονται μέσω «πυλών», καθώς και η απομόνωση των μονάδων λογισμικού με διαφορετικές προτεραιότητες.
 «Δίκτυο Gigabit» σε συνδυασμό με μια κεντρική αρχιτεκτονική. Ένας ή περισσότεροι πυρήνες επεξεργασίας υψηλής απόδοσης είναι εγκατεστημένοι στο όχημα, εκτελώντας παράλληλα πολλαπλές μονάδες λογισμικού. Αντί να χρησιμοποιούνται ειδικές θύρες I/O στην πλακέτα κυκλώματος της CPU, οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές συνδέονται μέσω του δικτύου.
 Η «αυτοματοποιημένη οδήγηση» γίνεται βασικό χαρακτηριστικό των νεότερων γενεών οχημάτων. Οι ισχυρές μονάδες επεξεργασίας επιτρέπουν ακόμη και σε μικρά μοντέλα οχημάτων να διαθέτουν πολλά προηγμένα συστήματα υποβοήθησης του οδηγού (ADAS), μερικές φορές με περισσότερες από είκοσι λειτουργίες. Αυτά μπορούν να συνδυαστούν για τη δημιουργία αυτοκινούμενων οχημάτων, για τα οποία απαιτούνται τακτικά «συστήματα τεχνητής νοημοσύνης» για την αντίληψη του περιβάλλοντος.
 Η «τηλεμετρία» και η εξατομίκευση αποτελούν μέρος της τυποποιημένης συλλογής δεδομένων στα οχήματα. Η μεταφορά των δεδομένων σε ένα σύστημα διαχείρισης στόλου μπορεί να αυξήσει την αποδοτικότητα και τη διάρκεια ζωής των οχημάτων. Η κοινή χρήση αυτοκινήτων και η κινητικότητα ως υπηρεσία επιτρέπουν σε πολλά άτομα να χρησιμοποιούν ένα κοινόχρηστο στόλο οχημάτων. Οι προσωπικές ρυθμίσεις ενός οδηγού μπορούν να μεταφερθούν σε άλλα οχήματα. Η αυτοματοποιημένη ανατροφοδότηση προς τον κατασκευαστή του οχήματος επιτρέπει ταχύτερες αλλαγές στο σχεδιασμό του προϊόντος. Οι απαιτήσεις προστασίας δεδομένων και απορρήτου οδηγούν σε υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας.

 Αναφορές 

Κατηγορία:Τεχνολογία οχημάτων