Di fronte ai cambiamenti introdotti dai veicoli software-defined (SDV), cosa significa costruire un’auto oggi?
In un articolo pubblicato nel 2021 su IEEE Spectrum, Robert Charette ha spiegato: “come i software si stanno mangiando le auto”. Raccogliendo le analisi di esperti e leader del settore, il documento indica che un’auto può contenere più di 150 unità di controllo elettroniche (ECU) che eseguono collettivamente centinaia di milioni di righe di codice.
Alcuni anni fa, solo i modelli di fascia alta erano dotati di un tale grado di complessità, ma oggi anche le finiture tradizionali sono guidate dal software. L’aumento dell’utilizzo di software nelle automobili è direttamente proporzionale all’aumento nel numero di circuiti integrati.
A fronte delle enormi trasformazioni che stanno cambiando si l’industria automobilistica che le aspettative dei clienti, i produttori devono adattarsi alle nuove tendenze e richieste.
I consumatori hanno familiarità con molte delle trasformazioni che stanno attualmente plasmando i nuovi veicoli. Con l’avvento di un maggiore numero di sensori ad alta qualità, gli automobilisti hanno iniziato a chiedere funzionalità di sicurezza innovative che utilizzano software per riconoscere i pedoni o anticipare gli incidenti.
Di conseguenza, i produttori hanno sviluppato un codice per avvisare in modo predittivo i conducenti di una potenziale collisione o ricordare loro imminenti operazioni di manutenzione critica. Allo stesso modo, i programmi per computer definiscono modalità di guida nuove e più sostenibili per estendere l’efficienza di un veicolo.
Le auto definite dal software sono caratterizzate anche da un alto livello di connettività alle reti cellulari e ad una piattaforma cloud che consente loro di ricevere aggiornamenti dinamici. Per la prima volta, i produttori sono in grado di emettere un aggiornamento invece che ordinare un costoso ritiro, tutto a vantaggio dell’esperienza del consumatore.
Proposta di valore per i consumatori
Le caratteristiche di un’auto sono ora sempre più definite dal software, portando a modelli di business che i fornitori di app conoscono bene.
Ad esempio, sempre più utenti si stanno interessando a funzionalità non ancora in essere, come la guida autonoma. I consumatori accettano anche l’esistenza di commissioni ricorrenti, se corrispondono ad effettivi miglioramenti. Gli utenti sono sensibili agli aggiornamenti over-the-air che apportano miglioramenti alla qualità dell’intrattenimento e della vita o aggiornamenti di sicurezza e protezione.
C’è un feedback positivo da parte dei conducenti che accendono i loro veicoli al mattino e notano una nuova interfaccia utente o modalità di guida. Di conseguenza, i produttori possono migliorare continuamente l’esperienza dell’utente, inaugurando così una proposta di valore completamente nuova.
Proposta di valore per le case automobilistiche
Anche le case automobilistiche traggono vantaggio da questi nuovi modelli di business. Grazie agli aggiornamenti via etere, i produttori non devono più attendere l’uscita di un nuovo modello per proporre innovazioni. Inoltre, possono trasferire le funzionalità precedentemente acquistate o le impostazioni di un cliente su altri modelli fisici, aumentando così la fidelizzazione degli utenti.
I modelli di abbonamento generano flussi di entrate nuovi e ricorrenti consentendo ai produttori di aggiungere servizi e personalizzare le esperienze. È molto più semplice personalizzare un software che il telaio di un’auto.
Di conseguenza, ora le aziende utilizzano i software per costruire una relazione più personale con i propri clienti, trascendendo il singolo veicolo fisico. Non si tratta più di una macchina ma di un ecosistema di applicazioni. E ora che gli OEM trattano le auto come dispositivi intelligenti, servono centrali di sviluppo.
Le sfide nello sviluppo dei software
Gli utenti vogliono veicoli basati su software e le case automobilistiche mirano a soddisfare il cliente. Tuttavia, gli ultimi 60 anni di informatica testimoniano che un ecosistema software è efficace solo quanto la piattaforma hardware su cui è caricato e gli strumenti che ne traggono vantaggio.
La storia degli ecosistemi è piena di progetti promettenti che hanno fallito perché troppo difficili o deludenti. I veicoli software-defined richiedono quindi una solida architettura in silicio e ambienti di sviluppo che accelerino l’ingegneria del software garantendo al contempo sicurezza, protezione e prestazioni ottimali.
Il problema è che la creazione di un paradigma software ottimale per le auto può essere difficile
In un commento pubblicato sulla rivista ATZelectronics in tutto il mondo, Jörg Ohlsen spiega che alcuni nel settore stanno faticando a trovare “le competenze [o] le risorse […] su scala industriale [necessarie] ad essere competitivi”. Mentre alcuni hanno decifrato il codice e stanno traendo profitto dal nuovo paradigma stabilito dai veicoli software-defined, Ohlsen ipotizza che alcuni si sentano “sopraffatti” perché il loro core business è molto diverso da quello dello sviluppo di software.
Alcuni produttori di automobili hanno espresso un sentimento simile e hanno delegato la creazione di software agli OEM come soluzione.
Le sfide ai veicoli basati su software
Oltre a confrontarsi con lo sviluppo del software, le aziende devono affrontare le sfide specifiche di un veicolo definito dal software. Ad esempio, nodi, domini e controller di zona funzionano in parallelo, a volte interagendo tra loro o indipendentemente, e non devono interferire tra loro.
L’head-up display (HUD) su un parabrezza deve funzionare con il cruise control o il rilevamento del cambio di corsia per visualizzare informazioni e avvisi. Allo stesso modo, il sistema di apertura dell’airbag non può essere influenzato dai dati trasmessi attraverso l’unità di intrattenimento.
Inoltre, con l’avvento dei veicoli software-defined, le case automobilistiche devono gestire più dati e un diverso tipo di connettività, come le reti cellulari che forniscono aggiornamenti via etere.
La grande varietà di soluzioni software combinata con la necessità di ricorrere a una gamma più ampia di fornitori e OEM può creare una tempesta perfetta. Di conseguenza, gli OEM stanno ripensando al modo in cui gestiscono i sistemi operativi, gli stack software e le operazioni di sviluppo. Stanno creando nuove partnership e adottando piattaforme come i prodotti Stellar per ampliare le proprie capacità e soddisfare le nuove esigenze dei veicoli software-defined.
Allo stesso modo, i produttori di automobili devono garantire che le centraline funzionino insieme e che tutti i moduli seguano rigorosi standard di sicurezza, protezione e affidabilità. Anche se si affidano agli OEM, i produttori devono capire come costruire un ecosistema, il che spiega anche perché molti richiedono prodotti Stellar.
Perché utilizzare le serie Stellar P, Stellar G e Stellar E?
Il lancio dello Stellar P6 è simbolico perché arriva in un momento in cui l’industria chiede a gran voce una soluzione hardware per le sfide inerenti ai veicoli software-defined. Stellar è una piattaforma con microcontrollori a 32 bit di ST per l’industria automobilistica. Esistono due categorie principali di dispositivi: MCU Stellar Actuation e Stellar Integration.
Il primo include la serie Stellar E, che è abbastanza veloce da pilotare transistor al carburo di silicio o al nitruro di gallio. Fornisce una rapida conversione da analogico a digitale, una precisa modulazione dell’ampiezza dell’impulso e altro ancora, grazie, tra le altre cose, a timer avanzati e un acceleratore CORDIC. Offre, qiundi, l’attuazione necessaria per le trasmissioni e le operazioni di conversione di potenza che si trovano nei veicoli elettrici.
La seconda categoria di dispositivi Stellar, l’integrazione Stellar, comprende Stellar G e Stellar P.
La prima riguarda i controller di zona, i gateway e l’integrazione del corpo. Funge da hub di alimentazione, dati e I/O, tra molti altri, o funge da aggregatore di moduli in una specifica zona del veicolo. Infine, Stellar P aiuta gli ingegneri a semplificare i progetti facilitando l’integrazione di trasmissioni e applicazioni orientate al dominio.
Tutti gli MCU di integrazione Stellar hanno prestazioni deterministiche in tempo reale per aiutare a far funzionare i vari moduli in modo efficiente. Quindi, la famiglia di dispositivi Stellar è abbastanza ampia da gestire gli ecosistemi su cui i consumatori fanno affidamento nei loro veicoli basati su software.
Come rispondere alle sfide di sicurezza, protezione e comunicazione?
Poiché gli sviluppatori cercano anche di sfruttare il nuovo paradigma software per migliorare la sicurezza generale, ST fornisce supporto per gli aggiornamenti over-the-air su tutti gli MCU Stellar per garantire che i produttori di automobili risolvano rapidamente i problemi.
Il meccanismo di aggiornamento consente inoltre di risparmiare fino al 50% dell’utilizzo della memoria. Di conseguenza, gli ingegneri possono utilizzare meno moduli di memoria per una distinta base inferiore. Inoltre, tutti i dispositivi includono un modulo di sicurezza hardware e un acceleratore hardware crittografico.
Gli sviluppatori possono quindi adottare le migliori pratiche per proteggere le chiavi o crittografare e decrittografare i dati senza ostacolare le prestazioni
La ST ha anche dato priorità alle interfacce di comunicazione per fornire una piattaforma basata su software adatta a varie applicazioni automobilistiche. I progettisti troveranno la tradizionale rete modulare del controller (MCAN) che supporta CAN-FD e compatibilità con le interfacce LIN. Inoltre, gli MCU di integrazione Stellar sono dotati di interfacce CAN-XL, che supportano carichi utili molto maggiori e possono aiutare a rendere una piattaforma a prova di futuro.
Stellar P e Stellar G offrono anche un controller ethernet per comunicazioni ad alta velocità. Infine, i dispositivi Stellar Integration supportano hypervisor hardware e software per soddisfare i requisiti di sicurezza. I sistemi possono eseguire più applicazioni contemporaneamente o aggiungere nuovi programmi senza rischiare danni alle installazioni esistenti.
