Le nuove sfide della system integration nel settore auto

auto system integration

Nel futuro delle auto ci sono sistemi che permetteranno numerose funzioni collegate in rete in modo semplice, per dare maggiore sicurezza e assicurare una migliore esperienza all’interno del veicolo. Ma i produttori devono risolvere nuove sfide per integrare i componenti. Ce le illustra Greg Bohl, Vice President AI di Harman Connected Services.

I vari sistemi a bordo delle auto moderne, spiega Bohl, contengono anche più di 100 milioni di linee di codici di programmazione. La maggior parte di questi codici, fino al 70%, sono nel sistema di infotainment.

Questo, spiega Bohl è un complesso labirinto di hardware e software e rappresenta un’enorme sfida per gli ingegneri che si occupano dei test. Una grande parte della complessità dei sistemi di infotainment è data dai numerosi moduli elettronici che devono essere connessi e in grado di interagire tra di loro e con il mondo esterno.

Il sistema di infotainment nelle auto moderne è anche strettamente integrato con la stessa dashboard e una Telematic Control Unit (TCU), quindi sia gli ingegneri per i test sia gli sviluppatori devono assicurare livelli di prestazione e robustezza per l’intero sistema, e non concentrarsi su sistemi isolati. Emergono, quindi, spiega Bohl, fin da subito alcune sfide.

connettività auto

Radiazioni e interferenze

Ethernet sta diventando sempre più la tecnologia di base dell’intera tecnologia di comunicazione all’interno delle automobili per i sistemi di infotainment, sensori ADAS e unità telematiche. Ma la frequenza di clock Ethernet da 66.7 MHz e i 1000BASE-T1 a 125MHz, spiega Bohl, è molto vicina alle frequenze delle radio FM e DAB ed è quindi una possibile fonte di interferenze. Simili interferenze elettromagnetiche aumenteranno ancora nel prossimo futuro per il sempre maggiore numero di veicoli elettrici. Le interferenze rischiano di essere così forti nei veicoli elettrici e ibridi che molti produttori non includono più nella loro offerta le radio AM.

Un’altra area problematica è quella delle antenne. Da un punto di vista puramente estetico, le antenne radio sono sempre più nascoste e situate in posti come i paraurti. Questo non aiuta la recezione del segnale e la vicinanza con le altre componenti elettriche dei veicoli aumenta il rischio di interferenze.

Poiché il numero totale di antenne necessarie per supportare le varie applicazioni come radio, navigazione e servizi internet è in costante aumento, l’associazione incrociata di diverse antenne può avere effetti sulle prestazioni generali del sistema.

Poiché alcuni degli attuali standard radiofonici operano a frequenze molto simili e, come gli stessi terminali mobili di chi siede nel veicolo, contribuiscono a scenari di interferenza complessi, sono necessarie molte serie di test aggiuntive per assicurare le compatibilità dei singoli componenti.

Come esseri umani, spiega Bohl, ci esprimiamo tramite il nostro linguaggio e le sue sottili sfumature, che può comportare non poche difficoltà per le macchine. Quando chi guida dice alla sua auto che vuole prendere qualcosa da mangiare sulla strada verso casa, l’IT del veicolo deve capire cosa si intende con “prendere” e riconoscere che la destinazione finale è “casa”, che queste due posizioni siano o meno segnate sulle sue mappe.

Greg Bohl, Vice President AI di Harman Connected Services

Questo è un importante passo in avanti rispetto ai primi sistemi di controllo vocale. Fino a pochi anni fa, un semplice comando come “Chiama Greg” avrebbe aperto solo poche migliaia di possibili scenari di test. Ora gli scenari si stanno sempre più avvicinando alle centinaia di migliaia a causa degli sviluppi nelle infrastrutture IT e nei software in aree come ADAS, navigazione, applicazioni di sicurezza e infotainment.

Con l’imminente integrazione V2X e IoT, nei prossimi anni altre due aree di applicazione diventeranno standard nei veicoli. Rispetto a oggi, spiega Bohl, sarà necessario integrare ancora più dispositivi e canali di comunicazione. Ciò porta a scenari di test sempre più complessi che possono essere gestiti solo da prove automatizzate. A causa del loro numero elevato, queste prove sono già in parte effettuate e valutate dall’intelligenza artificiale.

Banda, anche il 5G non basta

Nonostante la crescente popolarità dello streaming musicale e altre innovazioni nell’infotainment all’interno dei veicoli, la trasmissione radio continuerà ad esistere per decenni a causa dello stesso quadro tecnico delle auto.

Come spiega Bohl, anche con il 5G, non ci sarà larghezza di banda sufficiente per permettere agli utilizzatori di avere una costante connessione bidirezionale a internet.

Una delle sfide più difficili del futuro si trova nelle aree urbane, dove l'alta densità del traffico o gli ingorghi stradali a volte obbligano dalle 100 alle 1.000 persone a condividere la stessa antenna per il telefono cellulare. Inoltre le stazioni radio funzionano indipendentemente dal numero di ascoltatori.

Una possibile soluzione a queste strozzature sull’ampiezza della banda sono le radio ibride. Queste sono in grado di combinare perfettamente contenuti FM, DAB e internet nonostante le diverse qualità di ricezione. Sembra semplice, ma adattare diverse sorgenti a livelli di frequenza con ampiezza e con ritardi diversi può essere molto difficile. In particolare, il modo in cui i segnali FM e DAB si deteriorano è molto diverso e quindi difficile da adattare. Lo sviluppo di radio ibride richiede per tutti questi motivi numerosi test.

Per assicurare il funzionamento dell’intero sistema in tutte le regioni, i produttori viaggiano in diversi paesi e guidano un’auto di prova per tutto il paese per verificare la rispettiva ricezione sul posto. In alternativa, le aziende possono imitare i segnali radio da tutto il mondo in sede con i loro stessi trasmettitori ETI senza mai lasciare la struttura.

Attività condivise

Gli utenti sono sempre meno interessati ai superlativi tecnici individuali, ma desiderano sempre più un'esperienza di guida immersiva, perfetta e olistica. Il fattore di successo decisivo nello sviluppo e nell'implementazione di prodotti e soluzioni basati su IT è ora la cooperazione integrata tra il fornitore e il costruttore di auto. Mentre i prodotti più vecchi potevano essere integrati tramite interfacce e connessioni standardizzate e quindi sviluppati separatamente, i sistemi moderni devono essere completamente implementati nell'intera infrastruttura del veicolo. Di conseguenza, il modello di collaborazione con le attività condivise stabilito precedentemente ora non funziona più. Uno sviluppo e un'integrazione innovativa che siano rapidi e naturali richiedono un intenso dialogo e uno scambio continuo e permanente di idee e pensieri tra tutte le parti coinvolte.

I limiti di tempo e la varietà di ambienti richiesti nei test per convalidare i moderni sistemi di infotainment richiedono inevitabilmente un certo grado di automazione del test, come spiega Bohl.

È importante per i produttori di auto auto e i fornitori Tier 1 sviluppare queste capacità internamente per mantenere la loro leadership nel settore dell'infotainment, ora in rapida evoluzione. Per esempio, nella piattaforma di test per un sistema di infotainment completo e integrato, per i fondamentali test HIL (Hardware-in-the-Loop), potrebbero essere integrati ai componenti virtuali anche una gamma di componenti fisici aggiuntivi, come un quadro strumenti e un display touch screen. È fondamentale utilizzare diversi dispositivi per input e output per eseguire con successo le prove. Questi potrebbero essere, ad esempio, un braccio robot per il funzionamento del touch screen e un sistema di elaborazione delle immagini per analizzare i dati del display senza l'intervento umano.

Può essere utile per tali test che i processi di input e output possano avvenire esternamente. Per esempio, non è sufficiente controllare internamente se il sistema di infotainment ha correttamente impostato il quadro strumenti per visualizzare un messaggio, ma è anche necessario verificare che questo possa essere effettivamente letto sullo schermo. L'uso di un dispositivo esterno per verificare la visualizzazione dello schermo può sostituire l’impegno umano. Soprattutto quando devono essere completate migliaia di prove, le ore di lavoro possono essere ridotte e i cicli di test possono essere eseguiti molto più velocemente. Entrambi risparmiano molto tempo e risorse.

 

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