Aperçu
Avec l'avènement de l'ère de la conduite automobile autonome, NXP se retrouve au centre de nombreuses discussions sur les normes, les méthodologies et les solutions de conception: les gens demandent: «Comment construire une voiture autonome? Voici notre réponse. Nous présenterons les solutions d'architecture système de NXP basées sur cinq domaines et montrerons comment cette nouvelle architecture aide les constructeurs automobiles à contrôler la complexité du pilote automatique.
Annuaire
1 Pourquoi nous interroger? 2 Architecture automobile basée sur cinq domaines 3 En savoir plus sur l'architecture automobile basée sur le domaine 4 Adhésifs d'architecture: architecture de passerelle et de véhicule 5 Concepts de base de l'architecture automobile de domaine 6 Plus qu'une architecture - Ou un moyen d'organiser 7 nouvelles percées
NXP se classe au premier rang des parts de marché de l'automobile automobile de plus de 14%. 'Strategy Analytics, Inc.'
Pourquoi devrions-nous demander?
Il ne semble pas inhabituel de demander à une entreprise de semi-conducteurs comment construire une voiture autonome, mais cela est compréhensible quand on pense à l'importance de l'électronique pour l'architecture automobile d'aujourd'hui.
La plupart des innovations dans l'industrie automobile sont inséparables de l'électronique automobile. Voitures plus sûres que par le passé, plus efficace et plus intelligent, les semi-conducteurs sont un facteur important. Aujourd'hui, vers le bas de la chaîne de montage du véhicule est plus comme un robot sur roues, ce qui est très un haut degré de précision est principalement due à la technologie des semi-conducteurs électroniques. avec la tendance du développement durable des électroniques, les entreprises de semi-conducteurs jouent un rôle important dans la conception des véhicules.
NXP, nous fournissons des conseils techniques pour l'industrie automobile et le partage de l'expérience de mise en œuvre. En effet, en plus d'être plus importantes sociétés de semi-conducteurs d'automobiles du monde, certains d'entre nous ne sont toujours pas traditionnellement associés à des domaines de l'automobile, tels que le traitement, la sécurité de l'information et mouvement, etc., la combinaison des dizaines d'années d'expérience professionnelle, a de nombreuses innovations, avec le bord d'attaque. en bref, une portée et une expérience technique dans la fourniture de conception au niveau du système, et aucune entreprise ne peut égaler notre expérience.
Alors, quand les gens demandent comment nous allons construire sur des véhicules autonomes, nous avons pleinement confiance que nous dirons que nous avons défini une conception de système clair et simplifié: l'architecture du véhicule qui est basé sur les cinq domaines.
Architecture automobile basée sur cinq domaines principaux
L'architecture automobile basée sur le domaine découle du travail acharné de notre équipe d'innovation automobile et des résultats de nos années de travail avec des parties liées à l'industrie qui organisent et mettent en œuvre de nombreuses fonctionnalités permettant aux voitures de ressentir, de penser et de remplacer Classe, tandis que la complexité du système et l'évolutivité pour un contrôle efficace et le soutien.
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L'image ci-dessus montre les différents domaines qui composent notre architecture de véhicule autonome définie: l'expérience du véhicule, le système de carrosserie et de confort et les domaines de la transmission et de la transmission sont présents depuis longtemps dans l'architecture du véhicule. Hors du domaine, respectivement, associés aux fonctions requises pour la conduite autonome.
Dans l'ensemble, l'architecture automobile basée sur le domaine excelle dans la conduite autonome tout en assurant une sécurité fonctionnelle et une sécurité de l'information maximales.
(Les voitures autonomes basées sur une architecture de voiture basée sur un domaine sont plus sécurisées et sécurisées, et les fonctions et caractéristiques sont plus faciles à mettre à l'échelle.)
Avantages modulaires
La division des fonctionnalités en domaines distincts présente de nombreux avantages, ce qui permet de mettre en évidence les besoins de sécurité fonctionnelle et de sécurité des sous-systèmes, de simplifier le développement et le déploiement des algorithmes d'automatisation et de faciliter l'extension des fonctionnalités entre sous-systèmes.
Plus facile à optimiser - Les architectures automobiles basées sur le domaine combinent des fonctions similaires et les différencient pour vous aider à déterminer le niveau approprié de sécurité fonctionnelle et de sécurité de l'information en fonction des besoins communs de chaque domaine - par exemple, dans un domaine connecté, Dans le monde des communications et des communications externes, la protection contre les manipulations externes est cruciale lorsque la sécurité de l'information est primordiale, alors que dans le domaine du groupe motopropulseur et du groupe motopropulseur, la sécurité des informations est négligeable. Cependant, la sécurité fonctionnelle et la fiabilité sont d'autant plus importantes que les composants doivent encore fonctionner lorsqu'ils sont exposés à des conditions extrêmes.
Plus facile à développer - Les solutions modulaires facilitent le passage des opérations de base aux opérations haut de gamme dans tous les domaines, ce qui facilite la création d'une gamme de fonctionnalités répondant à divers besoins du marché, par exemple en matière d'infodivertissement. Domaine de l'expérience utilisateur offre des options de base pour les voitures économiques et plus d'options pour les voitures de luxe architecture de la voiture basée sur le domaine prend en charge cette évolutivité dans diverses parties de la voiture pour le rendre plus facile à créer indépendant compatible et réutilisable Des modules qui rendent le développement plus efficace et économique, et rendent le processus de fabrication plus flexible et réactif.
En savoir plus sur l'architecture automobile basée sur les domaines
Connectivité
Domaine de connectivité est un domaine très important, contient un certain nombre d'opérations.Il gère toute l'interface sans fil pour connecter la voiture au monde extérieur.
Connexions externes - Les domaines de connexion sont déployés de manière sécurisée et transparente et collectent des informations à partir de toutes les interfaces externes du véhicule, y compris des interfaces communes pour les passagers et leurs périphériques tels que radios, téléphones portables, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE) Les interfaces GPS et les nouvelles interfaces plus proches du fonctionnement du véhicule telles que la communication entre véhicules (V2V) et la communication entre véhicules (V2X) entre véhicules. Dans un cadre idéal, toutes ces interfaces externes sont emballées dans un seul Dans le module d'antenne intelligent hautement intégré, les interfaces peuvent être ajoutées ou soustraites plus facilement si nécessaire.
Exigences principales pour la connexion - ASIL Classe B - Sécurité de l'information - Stabilité du récepteur - Coexistence multi-standard de transmission
La notation ASIL attribue une cote de sécurité aux systèmes électriques et électroniques de la production automobile, la cote ASIL indique la probabilité et la gravité d'un risque spécifique La notation ASIL est basée sur l'industrie aéronautique et ferroviaire Le système de notation utilisé a été développé et défini en 2011 dans le cadre de la norme ISO 26262 dans une gamme de A à D, avec A indiquant le risque le plus faible de dommage grave et D le risque le plus élevé.
conducteur de remplacement laisser le domaine alternatif conducteur de voiture « robot » pour prendre en charge la tâche de conduite. Il fournit la perception et la fonction de penser, et l'utilisation des mécanismes de garantie pour assurer le bon fonctionnement. domaine alternatif du pilote est « intelligent » où de nombreuses voitures, chacun peuvent être résolus conditions environnementales types de capteurs et une caméra pour détecter la « perception » ensemble comprenant un radar, un appareil photo, d'un composant de « réflexion » comprend l'évaluation de l'environnement sur la base LiDAR faisceau laser, et un ensemble de positionnement et de détection d'autres informations sur l'environnement, la planification d'itinéraire, la fusion de capteur, algorithmes et autres liés à la sécurité.
Mieux que les humains - conduire une voiture maintenant est essentiellement un volant et une pédale d'accélérateur et de frein de contrôle, mais peu importe la façon dont la mesure est utilisée, le produit alternatif du conducteur est meilleur que nos homologues humains dans ces opérations. Les produits de substitution des conducteurs réagissent plus rapidement et de manière plus constante, sans être affectés par les émotions humaines, et sont toujours très prisés: ils ne boivent pas de café, ne mangent pas de collations, ne parlent pas aux autres passagers, ne répondent pas à un appel Distractions au travail
Être en mesure d'apprendre - dans une certaine mesure, le domaine de substitution d'un conducteur peut être considéré comme le cerveau d'une voiture, et, tout comme le cerveau humain, il peut tirer parti des nouvelles connaissances acquises par l'expérience. Par exemple, lorsqu'une voiture autonome est garée dans le garage la nuit, elle peut se connecter au nuage et télécharger les données accumulées pendant la journée, qui peuvent être intégrées à d'autres données du véhicule pour optimiser l'algorithme de conduite.中 'voiture peut télécharger ces nouvelles fonctionnalités, de sorte que quand il est éveillé le matin, vous pouvez profiter de nouvelles fonctionnalités pour ouvrir une nouvelle journée.
Demande principale pour les produits de remplacement du conducteur - ASIL D-Class - Certification de la qualité automobile - IntelliSense - Coût / Facteur de forme / Solde de performance
Drives and Powersystems Ce champ gère le mouvement et la vitesse et est le domaine qui déplace la voiture. Les voitures automotrices se déplacent sur la base des informations entrées par un conducteur ou un conducteur et peuvent être basées sur des préférences personnelles et des contraintes environnementales telles que les conditions routières. Modifier et optimiser.
Coeur de la voiture - le système d'alimentation est l'épine dorsale de la voiture, depuis le début de la conception du véhicule fait déjà partie de la voiture soit un moteur à combustion interne classique, le moteur électrique ou les moteurs hybrides, des systèmes d'alimentation font partie de ce domaine peut être la conversion combustible brut. au pouvoir pour les voitures sur la route. cette section contient habituellement le moteur, la transmission, arbres de transmission, essieux et roues. conditions de fonctionnement du système d'alimentation sont très durs, souvent exposés à des températures élevées et des vibrations presque continue.
Conduire plus en douceur - Dans l'industrie automobile, Power représente la puissance et le couple de la mobilité.La section Power Powertrain de ce domaine fournit un soutien complet pour les sous-systèmes tels que les systèmes de suspension et de direction pour la stabilité et la conduite en douceur. Trouvez une variété de technologies de capteurs automobiles ici, y compris celles basées sur la technologie MEMS et MR complexes.
ASIL D-Class - Coûts / facteur de forme / compromis de performance - Support logiciel personnalisé et évolutif - Fusion de données (capteurs automobiles et entrées de pilotes)
Système Body and Comfort Le système Body and Comfort System prend en charge quelques fonctions de base qui soutiennent les conducteurs et les passagers ainsi que leurs préférences en fonction de leur comportement. Cette partie du système gère aussi généralement les mécanismes de sécurité passifs et les mécanismes d'accès. ) Et d'autres fonctions.
Environnement adaptatif - Les caractéristiques que vous aimez installer dans votre voiture - un emplacement spécifique au siège, un emplacement spécifique au miroir, une température de climatisation adaptée - peuvent être ajustées automatiquement chaque fois que vous utilisez une voiture, Les dispositifs électroniques automobiles traditionnels, tels que les commandes de fenêtre et les ajusteurs de siège, sont souvent convertis en opérations logicielles pour une gestion et une modification faciles.
Éclairage externe et interne - Les capteurs, les microcontrôleurs et les nouvelles technologies d'éclairage s'associent pour créer des dispositifs d'éclairage intelligents qui améliorent la sécurité et répondent aux préférences individuelles.Pour l'éclairage extérieur, les phares peuvent être réglés automatiquement en fonction de la météo ou des conditions de circulation. Pour l'éclairage intérieur, l'intérieur est conçu avec des zones programmables pour permettre aux passagers de dormir, lire ou regarder des vidéos, et les paramètres du tableau de bord peuvent être automatiquement ajustés pour s'adapter à la journée ou aux occupants de la voiture.
Une priorité absolue pour les systèmes de carrosserie et de confort - évolutive - moins de maintenance - économe en énergie - capacités de surveillance et d'apprentissage
L'expérience de la voiture dans ce domaine permet aux voitures de répondre à l'expérience de divertissement automobile de tout le monde, d'améliorer le sentiment de bien-être.
Mobile Living Room - Une expérience dans le véhicule qui reproduit la même expérience que celle dans laquelle vous vivez. Elle est facilement accessible et vous permet de créer et de gérer votre contenu numérique, et cet environnement d'apprentissage intelligent peut être basé sur vos préférences. Le domaine doit être doté d'un logiciel flexible et facile à mettre à niveau qui garantit l'accès à partir de toute infrastructure matérielle existante, ainsi que d'une interface homme-machine (IHM) avancée et accessible prenant en charge les commandes vocales, Gestes, réalité augmentée et fonctionnalités de personnalisation avancées.
Principales exigences relatives aux domaines d'expérience embarqués - Mises à jour OTA (Over-The-Air) - Capacités de surveillance et d'apprentissage - Évolutivité / flexibilité du logiciel pour l'accès au contenu - Interface homme-machine avancée
Adhésifs architecturaux: passerelles et réseaux automobiles
Sur la base de domaine de l'architecture du véhicule par un réseau complexe de communications connectées les unes aux autres, de sorte que chaque domaine en utilisant le fonctionnement en série et partager des informations. En tant que collection de champs individuels dans l'adhésif de schéma, le réseau interne peut garantir que les données dans la bande passante appropriée pour garantir moyen fiable pour le partage réseau interne en utilisant la même technologie beaucoup de domaines informatiques les plus avancés d'aujourd'hui, y compris la connectivité Ethernet et les passerelles de sécurité.
Connexion interne - réseau de véhicules (IVN), y compris une variété de technologies automobiles traditionnelles telles que le CAN, LIN et FlexRay et Ethernet, peuvent en toute sécurité et en toute sécurité se connecter divers domaines IVN permettent à chaque domaine de partager des informations, afin d'assurer la passerelle co-véhicule. Distribution correcte des données de voiture.
Car Gateway - Car Gateway stocke les informations dans la voiture et les protège contre les attaques externes et externes.La passerelle est utilisée pour sécuriser le sous-système (construire un pare-feu) et isoler les différents sous-systèmes de toute interaction accidentelle. Le système de type peut être isolé des autres systèmes, tels que les systèmes d'infodivertissement, et la passerelle garantit que de grandes quantités de données utilisées par chaque domaine peuvent être transmises de manière efficace et fiable.
Exigences principales pour les passerelles et les réseaux embarqués - ASIL Classe D - Sécurité de l'information - Stabilité du récepteur - Faible rayonnement électromagnétique - Coexistence de plusieurs transmissions standard
Le concept de base de l'architecture automobile basée sur le domaine
Dans le cadre de notre définition d'une architecture automobile basée sur le domaine, nous soulignons l'importance de trois concepts de base qui guident la prise de décision tout au long du processus de développement.
Simplicité - Les véhicules à pilote automatique sont des systèmes extrêmement complexes et la complexité des logiciels et de l'inter-connectivité augmente, et nous essayons de minimiser cette complexité en simplifiant le réseau de capteurs, en améliorant la sécurité et en limitant les frais généraux. Simplifiez et rationalisez le processus de conception dans la mesure du possible, afin que tout le monde puisse gagner du temps, accélérer la mise sur le marché et minimiser les risques.
Réutilisable - Nous recommandons fortement l'utilisation de principes de conception réutilisables et nous nous engageons à utiliser les mêmes modules dans tous les domaines de la voiture pour faciliter l'ajout ou la découpe de fonctions et faciliter la mise en place de nouvelles technologies. En particulier, notre famille de microcontrôleurs utilise la même architecture et la même plate-forme logicielle pour prendre en charge la réutilisation de la conception, que vous développiez un système radar, une unité de commande électronique de freinage (ECU) ou une passerelle de voiture. Grâce à notre architecture de microcontrôleur monopuce, vous pouvez utiliser le même matériel et la même conception de base de microcontrôleur avec un jeu d'outils similaire, des bibliothèques IP périphériques et un code logiciel.
Évolutivité - Comme les constructeurs automobiles produisent des millions de voitures chaque année et des dizaines de modèles différents à chaque niveau de modèle, il y a une pression importante pour suivre la réactivité et le contrôle des coûts du marché. L'expansion rapide des performances et de la capacité avec la flexibilité est la clé, ce qui signifie que les composants que nous fournissons sont faciles à configurer et offrent une gamme de fonctionnalités dans une seule et même taille. Utilisez des principes pour vous concentrer sur les besoins des constructeurs automobiles afin de les aider à rester agiles.
Pas seulement une architecture - c'est une approche organisationnelle
L'architecture automobile basée sur le domaine est non seulement un moyen logique de décomposer et de réorganiser les composants matériels et logiciels liés à la conception des véhicules, mais aussi un moyen pour les équipes de conception de s'organiser. Domaine pour guider la structure interne, ce qui nous aide à nous concentrer, professionnaliser et faciliter plus facilement la collaboration nécessaire pour stimuler l'innovation et la coopération technologique transfrontalière.
Réaliser une nouvelle percée
Pour en savoir plus sur la façon dont nous sommes préparés pour l'avenir des véhicules autonomes, visitez www.nxp.com/automotive