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Nov 12, 2023

Dentro de un software

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¿Cómo se come un elefante? Un bocado a la vez. ¿Cómo se desarrolla la increíblemente compleja arquitectura eléctrica necesaria para operar la próxima generación de vehículos electrificados, conectados, (cada vez más) autónomos y continuamente actualizables? De la misma manera: se dividen las diferentes tareas informáticas en partes manejables asignadas a entre cinco y nueve controladores de "dominio", cada uno de los cuales es considerablemente más sofisticado que las 100 o más pequeñas unidades de control electrónico que reemplaza. Luego, conecta estos diversos miniordenadores de dominio a través de un controlador de puerta de enlace dedicado.

Incluso esta solución simplificada y racionalizada se considera un paso intermedio hacia una arquitectura futura en la que las tareas informáticas a bordo se agregarán aún más en una unidad de procesamiento central aún más potente que recibirá entradas constantes en tiempo real de quizás cuatro procesadores de entrada zonales. Cada uno de ellos se conectará directamente a innumerables sensores y actuadores cercanos que se encargarán de tareas muy diversas y transmitirán mensajes hacia y desde la CPU. Por ahora, examinemos los dominios típicos que impulsan la generación actual de vehículos definidos por software.

Esta minicomputadora maneja todas las tareas relacionadas con la administración de la batería, el monitoreo y el control de todas las transferencias de energía hacia la batería de alto voltaje durante la carga por cable o inalámbrica y el frenado regenerativo, y fuera de ella para aceleración o uso de accesorios, del vehículo al hogar o a la red. exportar poder, etc.

Aquí es donde tiene lugar toda la planificación de rutas y la toma de decisiones para la conducción autónoma, con la entrada de datos de sensores entrantes, algoritmos relacionados con la seguridad, tablas de consulta de árboles de decisiones de múltiples escenarios y con el beneficio de la inteligencia artificial. Las solicitudes de entrada de control se retransmiten desde este dominio al controlador de dominio de rendimiento del vehículo. Tenga en cuenta que algunos desarrolladores separan los sensores y la función informática de fusión de sensores como un dominio de "Percepción" separado que luego se comunica con el dominio de autonomía.

Este centro central se conecta a los distintos dominios, sirve como puerto de conexión para el servicio y gestiona gran parte de la funcionalidad de privacidad de datos y ciberseguridad al exigir autenticación multifactor y otras contramedidas que incluyen un firewall contra ataques de malware e intentos de piratear los controles de los vehículos. o datos. La puerta de enlace monitorea continuamente los distintos frentes de vulnerabilidad (puertos USB, ranuras para tarjetas SD, puertos de conectividad, etc.).

Este dominio informa y entretiene a los ocupantes del vehículo, proporcionando infoentretenimiento, realidad aumentada y virtual, juegos o compras a bordo, etc. Este dominio gestiona los sistemas de sonido y las pantallas, y a menudo se comunica con los proveedores de entretenimiento externos a través del dominio de conectividad.

Este dominio supervisa la comunicación de datos entre el automóvil y la nube, el fabricante del vehículo, los sistemas telemáticos (por ejemplo, los diversos sistemas satelitales de posicionamiento global), la infraestructura vial y otros usuarios de la vía (también conocidos como V2X: vehículos, peatones, ciclistas, etc.). , estaciones de carga, hogar u oficina, y una miríada de otros nodos en el "Internet de las cosas" global. Esta comunicación puede ser a través de redes celulares, WiFi, Bluetooth, conexiones por cable y otros medios. Este dominio sirve como conducto para las actualizaciones inalámbricas de software y firmware.

Esta minicomputadora traduce todas las entradas de control, ya sea de un conductor o de un controlador autónomo, en cómo el tren motriz y el chasis manejarán las respuestas de aceleración, frenado y curvas. Considera las entradas de los sensores de carrocería y chasis a bordo y la información de la base de datos externa sobre las condiciones de la carretera, el clima, el terreno, etc. Este controlador de dominio optimiza el rendimiento para equilibrar los requisitos de comodidad de los pasajeros, velocidad hacia el destino, uso de energía u otras prioridades predeterminadas dentro de los parámetros de seguridad programados. .

Algunos fabricantes de automóviles y proveedores todavía tratan los siguientes dominios como dominios separados, en lugar de incluirlos en los anteriores:

Recopilar y presentar toda la información diversa que se presenta en el instrumento principal y/o en la pantalla frontal puede ser lo suficientemente complejo como para asignar una orden judicial a un dominio separado independiente de la experiencia del vehículo.

Las cámaras infrarrojas que monitorean la mirada del conductor, los sensores de vibración en los asientos o los sensores ultrasónicos remotos que monitorean la frecuencia cardíaca y respiratoria determinarán la condición física, y a otros sistemas similares se les puede asignar su propio dominio si no se incorporan a la Asistencia/Autonomía al Conductor.

Monitorear y garantizar la seguridad no es algo que pueda centralizarse en un ámbito separado, al menos no en la actualidad. Los protocolos de seguridad deben integrarse en cada uno de los dominios anteriores.