Descripción general
Con el advenimiento de la era del automóvil de conducción autónoma, NXP se encuentra en el centro de muchas discusiones sobre estándares, metodologías y soluciones de diseño. La gente pregunta: '¿Cómo construyes un auto sin conductor?' Es nuestra respuesta. Presentaremos las soluciones de arquitectura de sistema de NXP basadas en cinco dominios y mostraremos cómo esta nueva arquitectura ayuda a los fabricantes de autos a controlar la complejidad del piloto automático.
Directorio
1 ¿Por qué quiere preguntarnos? 2 Arquitectura automotriz basada en cinco dominios 3 Obtenga más información acerca de la arquitectura automotriz basada en dominio 4 Adhesivos arquitectónicos: arquitectura de red de vehículo y puerta de enlace 5 Conceptos básicos de arquitectura automotriz basada en dominio 6 Más que solo una arquitectura - O una forma de organizar 7 nuevos avances
NXP se ubica en el n. ° 1 en cuota de mercado total automotriz automotriz de más del 14%. Strategy Analytics, Inc.
¿Por qué deberíamos preguntar?
No parece inusual preguntarle a una empresa de semiconductores cómo construir un auto sin conductor, pero eso es comprensible cuando se piensa en la importancia de la electrónica para la arquitectura automotriz actual.
La mayor parte de la industria automotriz no puede separarse de la innovación en electrónica automotriz, el automóvil es más seguro, más eficiente y más inteligente que nunca, y el semiconductor es un gran jugador hoy en día, los autos que salen de la línea de montaje son más como robots sobre ruedas. El alto grado de sofisticación electrónica se debe en gran medida a la tecnología de semiconductores, y como la tendencia de la electrónica continúa, las empresas de semiconductores desempeñarán un papel importante en el diseño de vehículos.
NXP, que proporcionan orientación técnica para la industria automotriz y el compartir la experiencia de aplicación. Esto se debe a que, además de ser empresas de semiconductores de automoción líderes en el mundo, algunos de nosotros estamos todavía no asociados tradicionalmente con los campos de automoción, tales como el procesamiento, seguridad de la información y movimiento, etc., la combinación de décadas de experiencia profesional, tiene muchas innovaciones, con el borde de ataque. en pocas palabras, el alcance y la experiencia técnica en la prestación de diseño a nivel de sistema, y ninguna compañía puede igualar nuestra experiencia.
Entonces, cuando preguntamos cómo construiríamos un automóvil sin conductor, diríamos que hemos definido un diseño de sistema claro y racionalizado que se basa en una arquitectura automotriz de cinco dominios.
Arquitectura automotriz basada en cinco dominios principales
Fue propiedad de la organización y la innovación arquitectura del vehículo basado en el dominio de nuestro coche y duro trabajo de nuestro equipo en los últimos años con los resultados de la cooperación de las partes interesadas de la industria. Esto permitirá que muchos coches de percibir, pensar, y en lugar del controlador para aprovechar las funciones de acción relacionados Clase, mientras que la complejidad y escalabilidad del sistema para un control y soporte efectivos.
La figura muestra los diferentes dominios constituyen vehículos autónomos hemos definido la arquitectura. Experiencia de coches, sistemas del cuerpo y de la comodidad y dominios de redes de transporte y de energía están presentes en la arquitectura del vehículo en mucho tiempo. Y la sustitución del conductor y la conectividad de dominio es de las últimas definiciones Fuera del dominio, respectivamente, asociado con las funciones requeridas para la conducción autónoma.
En general, la arquitectura automotriz basada en el dominio se distingue por la conducción autónoma al tiempo que garantiza la máxima seguridad funcional y la seguridad de la información.
(Los automóviles sin conductor basados en una arquitectura de automóvil basada en el dominio son más seguros y seguros, y las funciones y la funcionalidad son más fáciles de escalar).
Ventajas modulares
Hay muchas ventajas de dividir la funcionalidad en dominios separados, lo que ayuda a enfatizar las necesidades de seguridad funcional y de seguridad de red de los subsistemas individuales, simplificando el desarrollo y la implementación de algoritmos de automatización y facilitando la expansión de la funcionalidad en los subsistemas.
Más fácil de optimizar: las arquitecturas automotrices basadas en dominios combinan funciones similares y las diferencian para ayudarlo a determinar el nivel apropiado de seguridad funcional y objetivos de seguridad de la información basados en las necesidades comunes de cada dominio, por ejemplo, en un dominio conectado, En el mundo de las comunicaciones y las comunicaciones externas, la protección contra la manipulación externa es crucial cuando la seguridad de la información es de suma importancia, mientras que en el dominio del tren motriz y el tren motriz la seguridad de la información es relativamente inmaterial ya que opera lejos de factores externos Sin embargo, la seguridad y confiabilidad funcional son incluso más importantes aquí porque los componentes aún deben funcionar cuando se exponen a condiciones extremas.
Más fácil de expandir: las soluciones modulares hacen que sea más fácil escalar desde la línea base hasta las operaciones de alta gama en todos los dominios, lo que significa que es más fácil crear una gama de características que satisfagan una variedad de necesidades del mercado, por ejemplo, con información y entretenimiento. El dominio de experiencia del usuario ofrece opciones básicas para automóviles económicos y más opciones para automóviles de lujo. La arquitectura de automóviles basada en el dominio admite esta escalabilidad en todas las partes del automóvil para facilitar la creación de unidades independientes compatibles y reutilizables. Módulos que hacen que el desarrollo sea más eficiente y económico, y que el proceso de fabricación sea más flexible y receptivo.
Obtenga más información sobre la arquitectura automotriz basada en el dominio
Conectividad:
dominio de la conectividad es una región muy importante, que contiene una serie de operaciones. Gestiona todos los coches conectados a la parte externa de la interfaz inalámbrica.
La conexión externa - el dominio de seguridad de conexión se puede desplegar sin problemas, y recoger toda la información del ocupante del vehículo y las interfaces externas incluyen unos dispositivos de interfaz comunes, tales como radios, teléfonos móviles, Wi-Fi, Bluetooth baja energía (BLE) y interfaz de GPS, así como un contacto más estrecho actualizado la interfaz de operador de vehículo, tales como la comunicación vehículo-coche a coche (V2V) y la comunicación de redes vehículo del vehículo a la exterior (V2X). en una configuración ideal, todas estas interfaces externas están encapsulados en una En el módulo de antena inteligente altamente integrado, las interfaces se pueden agregar o restar más fácilmente según sea necesario.
Requisitos primarios para la conexión - ASIL Clase B - Seguridad de la información - Estabilidad de recepción - Coexistencia de transmisión multiestándar
¿Cuál es el nivel de la LEIA? Automotive Nivel de Integridad de Seguridad (ASIL) dará a la producción de automóviles en los sistemas eléctricos y electrónicos asignados un nivel de seguridad. LEIA calificación indica la probabilidad de un riesgo en particular y el nivel de gravedad de la LEIA. Basado en las industrias aéreas y ferroviarias sistema de clasificación desarrollado y definido en 2011 como parte de la norma ISO 26262, grado que van de la a a D, a representa el menor riesgo de daños graves, D representa el riesgo más alto.
conductor sustituto dejar que el conductor del coche alternativa de dominio 'robot' para hacerse cargo de la tarea de conducir. Proporciona la percepción y la función de pensar, y el uso de mecanismos de garantía para asegurar un funcionamiento adecuado. dominio alternativo conductor es 'inteligente', donde muchos coches, cada uno se pueden resolver condiciones tipos ambientales de los sensores y una cámara para detectar la 'percepción' que comprende el montaje de un radar, una cámara, componente 'reflexión' comprende la evaluación ambiental LiDAR basado rayo láser, y un conjunto de posicionamiento y detección de otra información del medio ambiente, la planificación de rutas, la fusión de sensores, algoritmos y otra relacionada con la seguridad.
Mejor que humanos: conducir un automóvil ahora es básicamente un volante y un acelerador de control y pedal de freno, pero no importa cómo se use la medición, el área de productos alternativos del conductor es mejor que la de nuestros homólogos humanos en estas operaciones. Los productos sustitutos de los conductores responden de manera más rápida y consistente, sin que se vean afectados por las emociones humanas, y siempre tienen una prima. Tampoco bebe café, no come bocadillos, habla con otros pasajeros, contesta una llamada telefónica o tiene otra Distracciones en el trabajo
Ser capaz de aprender: hasta cierto punto, se puede decir que el dominio sustituto de un conductor es el cerebro de un automóvil y, al igual que el cerebro humano, puede aprovechar los nuevos conocimientos adquiridos con la experiencia. "Profesor" Un auto sin conductor Por ejemplo, cuando un auto sin conductor se estaciona en el garaje por la noche, se puede conectar a la nube y cargar los datos acumulados durante el día, que se pueden integrar con otros datos del vehículo para optimizar el algoritmo de manejo.中 'car puede descargar estas nuevas funciones para que cuando esté despierto por la mañana, pueda aprovechar las nuevas funciones para abrir un día completamente nuevo.
Demanda principal de productos de reemplazo de controladores - ASIL D-Class - Certificación de calidad automotriz - IntelliSense - Factor de costo / forma / Balance de rendimiento
Transmisión y sistema de energía pueden manejar este movimiento dominio y velocidad, es hacer coche en movimiento dominio. Autopilot productos de información de automoción alternativos basados en la entrada del conductor o del conductor para moverse, puede estar basada en preferencias personales y las limitaciones ambientales (tales como el tráfico) y otros factores Modificar y optimizar
El corazón de un automóvil: el tren motriz es la columna vertebral de un automóvil que ha sido parte del automóvil desde su inicio, ya sea como motor de combustión interna convencional, motor eléctrico o motor híbrido, la parte del tren de potencia de este campo convierte combustible crudo Motivo para la conducción de automóviles en la carretera. Esta parte generalmente contiene el motor, la caja de cambios, el eje de transmisión, el eje y la rueda. El sistema de potencia en las condiciones de trabajo es muy duro, a menudo expuesto a altas temperaturas y vibración casi constante.
Conduzca más suavemente: en la industria automotriz, Power representa la potencia y el par de la movilidad. La sección Power Powertrain de este campo brinda soporte completo para subsistemas como sistemas de suspensión y dirección para una mayor estabilidad y conducción suave. Encuentre aquí una variedad de tecnologías automotrices de sensores, incluidas aquellas basadas en tecnología MEMS y MR compleja.
ASIL Clase D - Costo / Factor de forma / Compensaciones de rendimiento - Soporte de software personalizado y escalable - Fusion de datos (sensores automotrices y entradas de controladores)
cuerpo cuerpo y sistemas de confort y sistemas de confort de dominio para apoyar algunas funciones básicas, proporcionando soporte para el conductor y el pasajero, y pueden entender sus preferencias basadas en el comportamiento. Esto es parte del sistema también gestiona el mecanismo pasivo de seguridad (cinturones de seguridad) y los mecanismos de acceso (cerraduras ) Y otras funciones.
Entorno adaptable: sus características favoritas en el automóvil, una ubicación específica del asiento, una ubicación específica del espejo, una temperatura adecuada del aire acondicionado, se pueden ajustar automáticamente cada vez que usa un automóvil. Los dispositivos electrónicos automotrices tradicionales, como los controles de ventana y los ajustadores de asiento, a menudo se convierten en operaciones de software para una fácil administración y modificación.
Exteriores e interiores de iluminación - sensores, microcontroladores y una nueva tecnología de iluminación pueden cooperar entre sí para crear la función de iluminación inteligente, mejorar la seguridad y satisfacer las preferencias personales para la iluminación exterior, faros que se ajustan automáticamente en función del clima o las condiciones del tráfico inminentes. . para la iluminación de interiores, diseño de interiores región programable, la comodidad de los pasajeros para dormir, leer o ver un video, se proporciona un panel de control puede ajustarse automáticamente en función de la hora del día o los ocupantes.
La principal demanda de los sistemas del cuerpo y confort - bajo mantenimiento - - puede actualizarse funciones eficiente de la energía - la vigilancia y la capacidad de aprendizaje
La experiencia del automóvil Este campo permite al coche para que cada persona en la experiencia entretenimiento a bordo para mejorar la demanda de bienestar.
Sala de estar móvil: un área de experiencia en el vehículo que básicamente reproduce la misma experiencia en la que vives. Se puede acceder fácilmente y te permite crear y administrar tu contenido digital. Este entorno de aprendizaje inteligente se puede basar en tus preferencias El dominio debe tener un software flexible y fácil de actualizar que garantice que se puede acceder desde cualquier infraestructura de hardware existente, junto con una interfaz hombre-máquina (HMI) avanzada y accesible que admita comandos de voz. Gestos, realidad aumentada y funciones avanzadas de personalización.
Requisitos principales para dominios de experiencia en el vehículo - Actualizaciones por aire (OTA) - Capacidades de monitoreo y aprendizaje - Actualización de software / Flexibilidad para acceso a contenido - Interfaz hombre máquina avanzada
Adhesivos arquitectónicos: pasarelas y redes de automóviles
Basado en dominio arquitectura del vehículo por un complejo de redes de comunicaciones conectados entre sí, de modo que cada dominio con el funcionamiento en serie y compartir información. Como una colección de campos individuales en el adhesivo de esquema, la red interna puede garantizar que los datos en el ancho de banda adecuado para asegurar Una forma confiable de compartir. La red interna utiliza muchas de las mismas tecnologías en las tecnologías de la información más avanzadas de la actualidad, incluidas la conectividad Ethernet y las puertas de enlace de seguridad.
de conexión interna - la red de vehículos (IVN), incluyendo una variedad de tecnologías de automoción tradicionales, tales como CAN, LIN y FlexRay y Ethernet, se puede conectar de forma segura varios dominios ivn permitir que cada dominio para compartir información, para asegurar la puerta de enlace co-vehículo. Correcta distribución de los datos del automóvil.
Car Gateway: Car Gateway almacena información en el automóvil y la protege de ataques externos y externos La puerta de enlace se usa para proteger el subsistema (construir un firewall) y aislar los diversos subsistemas de la interacción accidental. De esta forma, la clave de seguridad El sistema de tipo puede aislarse de otros sistemas, como los sistemas de infoentretenimiento, y la puerta de enlace garantiza que grandes cantidades de datos utilizados por cada dominio se puedan transmitir de manera eficiente y confiable.
Requisitos principales para puertas de enlace y redes en el vehículo - ASIL Clase D - Seguridad de la información - Estabilidad de recepción - Baja radiación electromagnética - Coexistencia de transmisión estándar múltiple
El concepto básico de arquitectura automotriz basada en el dominio
Como parte de nuestra definición de una arquitectura automotriz basada en el dominio, resaltamos la importancia de tres conceptos básicos que guían la toma de decisiones a lo largo del proceso de desarrollo.
Simplicidad: los vehículos con piloto automático son sistemas extremadamente complejos y la complejidad del software y la interconectividad van en aumento, y tratamos de minimizar esta complejidad simplificando la red de sensores, mejorando la seguridad y limitando la sobrecarga del software. Simplifique y simplifique el proceso de diseño siempre que sea posible, de modo que todos puedan ahorrar tiempo, acelerar el tiempo de comercialización y minimizar los riesgos.
Reutilizable: recomendamos encarecidamente el uso de principios de diseño reutilizables y nos comprometemos a utilizar los mismos módulos en cada dominio de automóvil para facilitar el agregado o el corte de características, y para facilitar el surgimiento de nuevas tecnologías. Diseñe iteraciones. Específicamente, nuestra familia de microcontroladores utiliza la misma arquitectura y plataforma de software para admitir la reutilización del diseño. Ya sea que esté desarrollando un sistema de radar, una unidad de control electrónico de frenos (ECU) o una puerta de enlace de automóviles. El uso de nuestra arquitectura de microcontrolador de un solo chip significa que puede utilizar el mismo hardware y diseño básico de microcontrolador con un conjunto de herramientas similar, bibliotecas periféricas basadas en IP y código de software.
Escalabilidad: como las compañías automotrices producen millones de automóviles cada año y decenas de modelos diferentes en cada nivel de modelo, existe una gran presión para mantenerse al día con la capacidad de respuesta y el control de costos listos para el mercado. Los procesos de diseño y fabricación deben implementarse La rápida expansión del rendimiento y la capacidad con flexibilidad es la clave, lo que significa que los componentes que ofrecemos son fáciles de configurar y ofrecen una gama de capacidades en un solo paquete. Nuestros diseños escalables están diseñados para la simplicidad y la recuperación. Use principios para enfocarse en las necesidades de los fabricantes de automóviles para ayudarlos a mantenerse ágiles.
No solo una arquitectura, es un enfoque organizacional
La arquitectura automotriz basada en el dominio no solo es una forma lógica de descomponer, descomponer y reorganizar los componentes de hardware y software relacionados con el diseño del vehículo, sino también una forma en que los equipos de diseño se organicen. En NXP utilizamos una variedad de Dominio para guiar la estructura interna, que nos ayuda a enfocar, profesionalizar y facilitar más fácilmente la colaboración necesaria para estimular la innovación y la cooperación tecnológica transfronteriza.
Logre un nuevo avance
Para obtener más información sobre cómo estamos preparados para el futuro de los vehículos autónomos, visite www.nxp.com/automotive