Hoje em dia, os veículos fabricados a partir da linha de montagem são mais como robôs com rodas e a precisão eletrônica extremamente alta deve-se principalmente à tecnologia de semicondutores. À medida que a tendência eletrônica continua, as empresas de semicondutores desempenharão um papel importante no campo do design do veículo. Portanto, A NXP define uma abordagem de design de sistema clara e concisa, chamada "Arquitetura de carro baseada em domínio".
Arquitetura de carros baseada em domínio incorpora muitas características que permitem que os carros sintam, pensem e atuem em vez de nós, ajudando a gerenciar transações complexas e suportar a escala.
Integração modular de auto-condução multifuncional
A principal área de arquitetura de nosso carro auto-dirigido é mostrada na Figura 1. As três áreas da extrema direita (experiência do veículo, corpo e conforto, transmissão e força motriz do veículo) faz parte da arquitetura do veículo. Áreas (links e rotas alternativas) são novas áreas de especial relevância para as funções exigidas para a automação, e a arquitetura automotiva baseada em campo oferece o melhor grau de autonomia e assegura o mais alto nível de segurança.
Figura 1 Arquitetura automotiva baseada em domínio
As funções modulares ajudarão a destacar a segurança funcional e os requisitos de segurança de rede de cada subsistema e simplificar o desenvolvimento e a implantação de algoritmos de robótica, que são mais propícios à expansão de funções em vários subsistemas. As vantagens são principalmente os seguintes dois pontos:
Mais fácil de otimizar
A arquitetura automotiva baseada em domínios reúne e distingue funções similares, facilitando a concepção do nível certo de segurança e segurança, de acordo com os requisitos comuns de cada área.
Por exemplo, na área de ligação, onde o carro quer se comunicar com o mundo exterior, a segurança é importante porque a interação com o exterior deve ser impedida de ser adulterada.
Por outro lado, no campo das linhas de transmissão e dos powertrains dos veículos, a importância da segurança em linha é baixa porque a operação nessa área não é afetada por fatores externos, mas, mais importante ainda, nesta área é a segurança funcional e a confiabilidade desde componentes Deve ser capaz de funcionar adequadamente em condições extremas.
Expansão mais fácil
A abordagem modular pode ser mais facilmente expandida em todas as áreas, desde o desempenho básico até as operações high-end, o que significa que é mais fácil criar uma variedade de funções para atender a uma variedade de requisitos do mercado, por exemplo, no carro com infotainment As áreas de experiência, os modelos econômicos podem oferecer menos opções, enquanto os modelos de luxo oferecem mais opções. Arquitetura automotiva baseada em domínio para fornecer capacidades de expansão em várias partes do carro e, portanto, mais fácil de construir blocos de construção individuais compatíveis e reutilizáveis. Faça o desenvolvimento mais eficiente e econômico e torne o processo de fabricação mais resiliente e receptivo.
Além disso, a Conectividade é uma área muito importante que abrange uma ampla gama de operações e gerencia todas as interfaces sem fio que conectam o carro ao mundo externo. Os links são implantados de forma segura e coletam informações de todas as interfaces externas no veículo Essas interfaces externas incluem interfaces comumente usadas para passageiros e seus dispositivos, como rádios, celulares, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE), GPS e interfaces mais recentes que estão mais relacionadas à operação do veículo, como V2V, E a comunicação do carro para o mundo exterior (V2X). Na configuração ideal, essas interfaces externas devem ser instaladas em um módulo de antena inteligente altamente integrado, para que você possa aumentar ou diminuir a interface com mais facilidade, conforme necessário.
Os requisitos importantes na área de link são os seguintes:
1. Nível de integridade da segurança automotiva (ASIL) -B
Segurança
Receba estabilidade
4. Coexistência da transmissão multi-padrão
Vários tipos de sensação com as mãos para conseguir uma condução alternativa
A alternativa à condução é permitir que o "robô" de um automóvel assumisse a condução. Ele fornece funções Sense e Think e usa medidas de segurança para garantir o funcionamento adequado. Em vez de dirigir a função mais "inteligente" no carro, Sensores e câmeras Detecta as condições ambientais O componente Sensing inclui radar, câmeras de vídeo, LiDAR, bem como componentes para localizar e detectar outras informações ambientais. O componente Think inclui avaliação de condições, planejamento de rotas, Fusão de sensores, algoritmos relacionados à segurança e muito mais.
Atualmente, dirigir carros de autodesenvolvimento são basicamente duas etapas de ajustar o volante e controlar o acelerador e os freios, mas não importa o tipo de medição usada, as áreas alternativas de direção podem ser melhores que os humanos nessas operações. A condução alternativa pode ser mais rápida , Responde de forma mais consistente, não é afetado pelas emoções humanas e está sempre em um estado de precaução. Também não bebe café, come lanches, conversa com outros passageiros, atende uma chamada ou se distrai ao executar uma tarefa.
Até certo ponto, a área de condução alternativa é o cérebro de um carro, e assim como o cérebro humano faz, ganha novos conhecimentos da experiência e o usa. "Uma das maneiras de ensinar a condução autônoma de um carro é usar a nuvem online.
Por exemplo, quando um carro auto-dirigido estacionado na garagem durante a noite, ele poderia ser colocado online na nuvem e carregar dados acumulados durante o dia, o que poderia ser integrado com outros dados do veículo para otimização do algoritmo de direção. "Carros dorminhentos" podem baixar estes Novas funcionalidades, para serem despertadas pela manhã, você pode usar os novos recursos para começar um novo dia inteiro.
Os requisitos importantes para substituir o sistema de condução são os seguintes:
1.ASIL-D
2. Certificação do veículo
Sensação inteligente
4. Especificações de custo / aparência / trade-offs de desempenho
Transmissão e veículo motorizado
Drives e Vehicle Powertrain Systems são as áreas em que os carros estão sendo controlados pela gestão do movimento e da velocidade. Os carros são atuados com base nos dados inseridos pelo driver ou drivers alternativos e também com base em preferências pessoais e restrições ambientais (como as condições da estrada) E outros fatores para modificar e melhorar.
O powertrain é a espinha dorsal de um carro que faz parte do carro desde os primeiros dias do design do veículo e é parte de um motor de combustão convencional, motor elétrico ou motor híbrido, onde os componentes do powertrain convertem o combustível cru no poder, Para os carros que dirigem na estrada, esta seção geralmente se refere ao motor, caixa de engrenagem, eixo de transmissão, eixos e rodas. O sistema de acionamento é muito áspero, muitas vezes exposto a altas temperaturas e vibrações próximas a contínuas.
Na indústria automotiva, o poder representa a potência e o torque de movimento, e o grupo de força do veículo nesta área, em parte, suporta subsistemas como suspensão e sistemas de volante para garantir estabilidade e condução suave.
Esta área também inclui uma ampla gama de tecnologias de sensores automotivos, incluindo tecnologia de sensores baseada em tecnologias MEMS e MR complexas.
Os requisitos importantes nos campos da transmissão e do powertrain do veículo são os seguintes:
1.ASIL-D
2. Especificações de custo / aparência / trade-offs de desempenho
3 software para dar individualidade e capacidade de atualização
4. Fusão de dados (dados de sensores de carro e dados de entrada de direção)
O ambiente de condução pode ser ajustado de acordo com a preferência
As áreas básicas de corpo e conforto cumprem as funções básicas de não só fornecer suporte para dirigir e passageiros, mas também entender suas preferências com base em seu comportamento, que geralmente é a área onde os mecanismos de segurança passivos (cintos de segurança) e os mecanismos de acesso (bloqueios) são gerenciados.
Dependendo da configuração favorita do automóvel no carro, como a localização específica do assento, a localização específica do espelho e a temperatura adequada do ar-condicionado, você pode ajustar-se automaticamente sempre que usar um carro, dependendo freqüentemente da eletrônica automotiva tradicional , Tais como controles de janela e dispositivos de ajuste de assento, e muitas vezes traduzem operações de hardware em operações de software para fácil gerenciamento e modificação.
Sensores, microcontroladores e novas tecnologias de iluminação trabalham juntos para criar recursos de iluminação inteligente que melhoram a segurança e atendem às preferências individuais.
Na iluminação exterior, os faróis podem ser ajustados automaticamente de acordo com as condições climáticas ou as condições iminentes do tráfego. Para a iluminação interior, a zona programável no carro é projetada para permitir aos passageiros dormir, ler ou assistir a vídeos e configurar um painel, Pessoal do carro para se ajustar automaticamente.
Requisitos importantes na área de corpo e conforto:
1 podem ser recursos atualizados
Baixas necessidades de manutenção
3. Alta eficiência energética
4. Capacidade de monitoramento e aprendizado
Deixe o ambiente de condução, como a mudança da sala de estar
A experiência no veículo permite que os carros atendam às necessidades de entretenimento, produtividade e bem-estar de todos no carro, reproduzindo essencialmente a mesma experiência que a sala de estar, acessando facilmente conteúdo digital e permitindo que os drivers criem e gerenciem conteúdo É também um ambiente de aprendizagem inteligente que pode ser adaptado às preferências de condução.
O software usado nesta área deve ser flexível e fácil de atualizar, garantindo o acesso ao conteúdo através de qualquer infra-estrutura de hardware existente, bem como uma interface avançada, humana-máquina (HMI) que suporte comandos de voz Gestos, realidade aumentada, personalização avançada e outras funções.
Requisitos importantes no campo da experiência do carro:
1. Atualização Over-The-Air (OTA)
2. Capacidade de monitoramento e aprendizado
3. Atualizações de software / acesso flexível ao conteúdo
4 interface homem-máquina avançada
Integração de rede / gateway de veículos de precisão em todos os campos
As arquiteturas de carros baseadas em domínios estão interligadas através de uma sofisticada rede de comunicações que lhes permite operar em conjunto e compartilhar informações em todas as áreas. A rede no carro fornece links para todos os aspectos da arquitetura automotiva para garantir que os dados sejam compartilhados com a largura de banda certa de forma segura e segura. Muitas das tecnologias usadas na rede de automóveis são as mesmas que os atuais aparelhos de TI da atualidade, incluindo redes Ethernet e gateways de segurança.
In-Vehicle Network (IVN) inclui uma ampla gama de tecnologias automotivas tradicionais, como CAN, LIN, FlexRay, Ethernet e outras áreas para conectividade segura. A IVN permite que todas as áreas compartilhem informações relevantes e trabalhem com gateways no veículo para garantir a correção Envie os dados de saída do carro.
Onboard Gateway mantém informações dentro do carro e protege-lo do acesso externo e ataques externos. Os gateways são usados para proteger os subsistemas (firewalls) e manter os subsistemas separados para evitar interações acidentárias. Desta forma, Os sistemas que enfatizam a segurança podem ser isolados das operações de outros sistemas, como os sistemas de infotainment, que também garantem que grandes quantidades de dados sejam usadas em todas as áreas e que sejam transmitidas de forma confiável e eficiente.
Requisitos importantes da rede de gateways e automóveis:
1.ASIL-D
Segurança
Receba estabilidade
Baixa radiação eletromagnética
5. Coexistência de transmissão multi-padrão
Divisão da área para ajudar no desenvolvimento inovador
Na definição de arquitetura automotiva baseada em campo, é dada especial ênfase à importância dos três conceitos básicos de simplicidade, reutilização e escalabilidade que orientam todo o processo de desenvolvimento:
Simples
Os veículos autônomos são sistemas extremamente complexos e a complexidade do software e a conectividade em vôo continua a aumentar. Existem maneiras de simplificar a rede de sensores, melhorar os mecanismos de segurança, limitar as sobrecargas de software, minimizar essa complexidade, O processo é o mais simples possível, economizando tempo, acelerando o tempo de colocação no mercado e reduzindo drasticamente seu risco.
Reutilizar
Defendemos fortemente a filosofia de Design-Reuse e tentamos usar os mesmos blocos de construção em cada área de carro para facilitar a adição ou a subtração de funcionalidades e melhorar o design à medida que emergem novas tecnologias.
Especificamente, nossa família de produtos de microcontroladores usa a mesma plataforma de arquitetura e software para suportar os princípios de reutilização do projeto. Se for um sistema de radar, uma Unidade de Controle Eletrônico (ECU) para freios ou um gateway automotivo, Nossa arquitetura de microcontrolador de chip único permite que você comece com o mesmo hardware e design de microcontroladores básicos com grupos de ferramentas familiares, bibliotecas de IP e código de software.
Escalabilidade
Uma vez que as empresas de automóveis produzem milhões de carros por ano e dezenas de modelos diferentes para cada classe de automóveis, é um grande fardo para responder à demanda e manter a relação custo-eficácia em tempo real. Os processos de projeto e fabricação devem ser capazes de fornecer desempenho e quantidade A expansão rápida e a flexibilidade e a flexibilidade são as chaves, o que significa que temos de fornecer componentes fáceis de instalar e fornecer uma gama de produtos funcionais com o mesmo tamanho, design escalável que transmite nossa determinação de ser simples e reutilizar, refletindo a nossa ênfase no automóvel Os fabricantes precisam manter a flexibilidade do mercado.
A arquitetura automotiva baseada em domínios é uma maneira lógica de desmontar e reassemblar componentes de hardware e software relacionados ao design do veículo e também é uma forma de organizar equipes de design. NXP divide o campo para guiar as estruturas internas, o que ajuda a concentrar, condensar, Promover a cooperação e o intercâmbio técnico necessários para estimular a inovação.