Pārmaiņas automobiļu tehnoloģijās: uzmanības centrā – SDV
Automašīnu elektrosistēmu nākotne programmatūras definēto transportlīdzekļu (SDV) laikmetā
Tehnoloģiskais progress, izaicinājumi projektēšanā un risinājumi iegultajām sistēmām.
Automobiļu rūpniecība piedzīvo dziļas pārmaiņas: līdz ar programmatūras definēto transportlīdzekļu (SDV) parādīšanos programmatūra arvien vairāk kļūst par transportlīdzekļu izstrādes galveno elementu. Atšķirībā no klasiskajām transportlīdzekļu arhitektūrām, kurās elektroniskie vadības bloki (ECU) darbojas atbilstoši konkrētām funkcijām un lielākoties ir savstarpēji nošķirtas, SDV nodrošina centralizētu, elastīgu un nepārtraukti atjaunināmu programmatūras platformu. Tādējādi tādas funkcijas kā autonomā braukšana, bezvadu atjauninājumi un personalizēta lietotāju pieredze ir ne tikai realizējamas, bet arī arvien vairāk kļūst par standartu.
Tomēr šī pārveide izvirza augstas prasības transportlīdzekļa arhitektūrai – jo īpaši iekšējai elektrotīklai (borta elektrotīkls), kas darbojas kā visu elektronisko sistēmu mugurkauls. Līdzšinējā struktūra, kas balstījās uz decentralizēti izvietotām ECU, arvien vairāk sasniedz savas robežas.
Jaunie SDV koncepcijas un E/E arhitektūras prasa jaudīgākus, mērogojamus un centralizētus risinājumus. Tiem jāspēj apstrādāt arvien pieaugošos datu apjomus un vienlaikus atbilst stingrām drošības un reāllaika apstrādes prasībām.
Pāreja uz zonālām arhitektūrām, augstas veiktspējas datoriem (High-Performance Computers, HPC) un programmatūras vadītiem komunikācijas protokoliem tādējādi ne tikai iezīmē tehnoloģisko progresu, bet arī veido nepieciešamo pamatu mūsdienu transportlīdzekļu ilgtspējībai.
Turpmāk tiks izgaismotas galvenās prasības nākamās paaudzes transportlīdzekļu iekšējai elektrotīklai (borta elektrotīkls) SDV kontekstā – un parādīts, kāpēc tās pārveidošana sniedzas tālu ārpus tehniskās attīstības robežām: tā ir izšķirošs faktors, kas veicina automobiļu rūpniecības inovācijas spēku un ilgtermiņa konkurētspēju.
Automobiļu rūpniecība piedzīvo dziļas pārmaiņas: līdz ar programmatūras definēto transportlīdzekļu (SDV) parādīšanos programmatūra arvien vairāk kļūst par transportlīdzekļu izstrādes galveno elementu. Atšķirībā no klasiskajām transportlīdzekļu arhitektūrām, kurās elektroniskie vadības bloki (ECU) darbojas atbilstoši konkrētām funkcijām un lielākoties ir savstarpēji nošķirtas, SDV nodrošina centralizētu, elastīgu un nepārtraukti atjaunināmu programmatūras platformu. Tādējādi tādas funkcijas kā autonomā braukšana, bezvadu atjauninājumi un personalizēta lietotāju pieredze ir ne tikai realizējamas, bet arī arvien vairāk kļūst par standartu.
Tomēr šī pārveide izvirza augstas prasības transportlīdzekļa arhitektūrai – jo īpaši iekšējai elektrotīklai (borta elektrotīkls), kas darbojas kā visu elektronisko sistēmu mugurkauls. Līdzšinējā struktūra, kas balstījās uz decentralizēti izvietotām ECU, arvien vairāk sasniedz savas robežas.
Jaunie SDV koncepcijas un E/E arhitektūras prasa jaudīgākus, mērogojamus un centralizētus risinājumus. Tiem jāspēj apstrādāt arvien pieaugošos datu apjomus un vienlaikus atbilst stingrām drošības un reāllaika apstrādes prasībām.
Pāreja uz zonālām arhitektūrām, augstas veiktspējas datoriem (High-Performance Computers, HPC) un programmatūras vadītiem komunikācijas protokoliem tādējādi ne tikai iezīmē tehnoloģisko progresu, bet arī veido nepieciešamo pamatu mūsdienu transportlīdzekļu ilgtspējībai.
Turpmāk tiks izgaismotas galvenās prasības nākamās paaudzes transportlīdzekļu iekšējai elektrotīklai (borta elektrotīkls) SDV kontekstā – un parādīts, kāpēc tās pārveidošana sniedzas tālu ārpus tehniskās attīstības robežām: tā ir izšķirošs faktors, kas veicina automobiļu rūpniecības inovācijas spēku un ilgtermiņa konkurētspēju.
Augstas veiktspējas datori (HPC) kā autonomās braukšanas pamats
Līdz ar autonomās braukšanas attīstību ievērojami pieaug transportlīdzekļa arhitektūras sarežģītība – it īpaši transportlīdzekļa elektrosistēmas jomā. Aizvien lielāka uzmanība tiek pievērsta tādiem aspektiem kā veiktspēja, drošība, uzticamība un elastība. Milzīgais sensoru un vides datu apjoms, kā arī prasība pēc nevainojamas apstrādes reālajā laikā prasa jaunu risinājumu izstrādi sistēmas līmenī.
Šajā kontekstā galvenā tehnoloģija ir augstas veiktspējas datoru (HPC) izmantošana transportlīdzeklī. Šīs jaudīgās platformas veic galveno uzdevumu – reāllaika datu apstrādi, piemēram, no kameru, radaru un LIDAR sistēmām. Mērķis ir izveidot precīzu, redundantu un vienmēr aktuālu transportlīdzekļa apkārtnes modeli, kas kalpo par pamatu autonomajai navigācijai un lēmumu pieņemšanas procesiem.
Šī vides modeļa kvalitāti būtiski nosaka dažādu sensoru tehnoloģiju vieda apvienošana. Apvienojot to attiecīgās stiprās puses un kompensējot individuālās vājības, rodas ļoti uzticams realitātes attēls – kas ir būtisks autonomo sistēmu drošai darbībai ceļu satiksmē.
Bez HPC šāds tehnoloģiskais sasniegums nebūtu iespējams. Tie nodrošina nepieciešamo skaitļošanas jaudu, vajadzīgo datu joslas platumu, kā arī spēju veikt dziļu sistēmu integrāciju – tādējādi veidojot neaizstājamo pamatu nākamās paaudzes savienotajiem, autonomi darbojošajiem transportlīdzekļiem.
Šajā kontekstā galvenā tehnoloģija ir augstas veiktspējas datoru (HPC) izmantošana transportlīdzeklī. Šīs jaudīgās platformas veic galveno uzdevumu – reāllaika datu apstrādi, piemēram, no kameru, radaru un LIDAR sistēmām. Mērķis ir izveidot precīzu, redundantu un vienmēr aktuālu transportlīdzekļa apkārtnes modeli, kas kalpo par pamatu autonomajai navigācijai un lēmumu pieņemšanas procesiem.
Šī vides modeļa kvalitāti būtiski nosaka dažādu sensoru tehnoloģiju vieda apvienošana. Apvienojot to attiecīgās stiprās puses un kompensējot individuālās vājības, rodas ļoti uzticams realitātes attēls – kas ir būtisks autonomo sistēmu drošai darbībai ceļu satiksmē.
Bez HPC šāds tehnoloģiskais sasniegums nebūtu iespējams. Tie nodrošina nepieciešamo skaitļošanas jaudu, vajadzīgo datu joslas platumu, kā arī spēju veikt dziļu sistēmu integrāciju – tādējādi veidojot neaizstājamo pamatu nākamās paaudzes savienotajiem, autonomi darbojošajiem transportlīdzekļiem.
Savienojumi ekstremāliem apstākļiem – stabili, izturīgi, ilgmūžīgi
Augstas veiktspējas datoru darbības efektivitāte ir tieši atkarīga no pamata komunikāciju infrastruktūras efektivitātes. Lai nodrošinātu uzticamu mijiedarbību starp sensoriem, zonu kontrolieriem un centrālajām apstrādes vienībām, ir nepieciešami ātrdarbīgi savienojumi ar ārkārtīgi zemu latences laiku un lielu joslas platumu.
Taču runa nav tikai par elektriskajām īpašībām: komponentiem jāiztur arī smagie apstākļi, kādi valda automobiļu vidē. Mehāniska izturība, vibrāciju izturība, temperatūras izturība un ilgs kalpošanas laiks ir izšķiroši kritēriji – it īpaši sistēmās, kas ir kritiski svarīgas drošībai.
Tāpēc uzticamas, drošas un ilgmūžīgas kontaktu sistēmas ir neatņemama nākotnes transportlīdzekļu arhitektūras sastāvdaļa. Tikai tad, ja fiziskās saskarnes ir tikpat jaudīgas un izturīgas kā pievienotās skaitļošanas sistēmas, var droši un ilgtspējīgi izmantot datu vadītu funkciju, piemēram, autonomās braukšanas manevru, pilnu potenciālu.
Taču runa nav tikai par elektriskajām īpašībām: komponentiem jāiztur arī smagie apstākļi, kādi valda automobiļu vidē. Mehāniska izturība, vibrāciju izturība, temperatūras izturība un ilgs kalpošanas laiks ir izšķiroši kritēriji – it īpaši sistēmās, kas ir kritiski svarīgas drošībai.
Tāpēc uzticamas, drošas un ilgmūžīgas kontaktu sistēmas ir neatņemama nākotnes transportlīdzekļu arhitektūras sastāvdaļa. Tikai tad, ja fiziskās saskarnes ir tikpat jaudīgas un izturīgas kā pievienotās skaitļošanas sistēmas, var droši un ilgtspējīgi izmantot datu vadītu funkciju, piemēram, autonomās braukšanas manevru, pilnu potenciālu.
Hibrīdi, modulāri savienotāji (savienotājs) zonālām automobiļu E/E arhitektūrām – cieša sadarbība starp „Rosenberger“ un „ept“
E/E arhitektūra pāreja uz zonālām koncepcijām paver jaunas iespējas augsti automatizētai transportlīdzekļu ražošanai. Šajā nākotnes orientētajā vidē „Rosenberger“ un „ept“ kopīgi nosaka standartus: ar partnerībā izstrādātu hibrīdu, modulāru savienotāju klāstu, kas apvieno signāla, datu un jaudas pārraidi, abi uzņēmumi risina mūsdienu transportlīdzekļu arhitektūru galvenās problēmas.
Modulāro projektēšanas principu un modernākās „press-fit tehnoloģija“ (iespiešanas tehnoloģijas) kombinācija ļauj kompakti integrēt dažādas funkcionālās vienības, optimāli izmantojot pieejamo montāžas telpu. Tādējādi var izveidot modulārus apakšmezglus, kas ideāli piemēroti robotizētiem montāžas procesiem. Tas samazina apstrādes sarežģītību un ievērojami veicina efektivitātes palielināšanos visā piegādes ķēdē.
Galvenā uzmanība tiek pievērsta jau iedibināto standartu un platformu stratēģiju konsekventai piemērošanai. Sinērģiski apvienojot tehnoloģijas, „Rosenberger“ un „ept“ spēj nodrošināt augsti automatizētus, mērogojamus un rentablus savienotāju risinājumus zonālo borta tīklu koncepcijās.
Šīs ciešās sadarbības galvenais rezultāts ir HYMC® (Hybrid Modular Connector) produktu klāsts. Tā izstrādē „Rosenberger“ bija atbildīgs par ātrdarbīgajām saskarnēm, bet „ept“ – par „T-Com“ iebīdīšanas zonu (press-fit zona) – sākot no prasību definēšanas un arhitektūras izstrādes līdz pat sistēmas integrācijai. Šajā procesā integrētā „ept“ „T-Com“ iebīdīšanas
zona nodrošina augstāko uzticamību arī drošībai kritiskās lietojumprogrammās, piemēram, autonomajā braukšanā, ADAS, informācijas un izklaides sistēmās, savienotajos pakalpojumos, displeju tehnoloģijās vai V2X komunikācijā.
Ar šo sadarbību „Rosenberger“ un „ept“ nosaka spēcīgu signālu: par inovācijas spēku, sistēmu integrāciju un rūpniecisko mērogojamību automobiļu nākotnes labā.
Modulāro projektēšanas principu un modernākās „press-fit tehnoloģija“ (iespiešanas tehnoloģijas) kombinācija ļauj kompakti integrēt dažādas funkcionālās vienības, optimāli izmantojot pieejamo montāžas telpu. Tādējādi var izveidot modulārus apakšmezglus, kas ideāli piemēroti robotizētiem montāžas procesiem. Tas samazina apstrādes sarežģītību un ievērojami veicina efektivitātes palielināšanos visā piegādes ķēdē.
Galvenā uzmanība tiek pievērsta jau iedibināto standartu un platformu stratēģiju konsekventai piemērošanai. Sinērģiski apvienojot tehnoloģijas, „Rosenberger“ un „ept“ spēj nodrošināt augsti automatizētus, mērogojamus un rentablus savienotāju risinājumus zonālo borta tīklu koncepcijās.
Šīs ciešās sadarbības galvenais rezultāts ir HYMC® (Hybrid Modular Connector) produktu klāsts. Tā izstrādē „Rosenberger“ bija atbildīgs par ātrdarbīgajām saskarnēm, bet „ept“ – par „T-Com“ iebīdīšanas zonu (press-fit zona) – sākot no prasību definēšanas un arhitektūras izstrādes līdz pat sistēmas integrācijai. Šajā procesā integrētā „ept“ „T-Com“ iebīdīšanas
zona nodrošina augstāko uzticamību arī drošībai kritiskās lietojumprogrammās, piemēram, autonomajā braukšanā, ADAS, informācijas un izklaides sistēmās, savienotajos pakalpojumos, displeju tehnoloģijās vai V2X komunikācijā.
Ar šo sadarbību „Rosenberger“ un „ept“ nosaka spēcīgu signālu: par inovācijas spēku, sistēmu integrāciju un rūpniecisko mērogojamību automobiļu nākotnes labā.
ept „T-Com“ iebīdīšanas zona (press-fit zona) – pārbaudīta savienošanas tehnoloģija, kas nodrošina visaugstāko uzticamību
Atšķirībā no klasiskās lodēšanas tehnoloģijas (lodējams izvads), ept uzņēmuma T-Com iebūvēšanas tehnoloģija (press-fit tehnoloģija) nodrošina procesa ziņā drošu, termiski atdalītu kontaktu veidošanu. Šī īpaši izstrādātā tehnoloģija pārliecina ar zemu atteiču intensitāti, kas parasti ir mazāka par 1 FIT (Failure in Time) – statistiski tas atbilst vienam atteikumam uz miljardu darbības stundu.
Ar vairāk nekā 120 miljardiem praksē pārbaudītu kontaktu visā pasaulē ept „press-fit zona” tiek uzskatīta par atzītu nozares standartu gandrīz visiem globālajiem OEM ražotājiem. Tās gāzes necaurlaidīgā kontaktu savienošana nodrošina augstāko mehānisko izturību un tādējādi ir īpaši piemērota drošībai kritiskām lietojumprogrammām tādās jomās kā autonomā braukšana, ADAS, infotainment vai V2X komunikācija.
Tehnoloģisko priekšrocību pārskats:
- Liela saķeres spēka: līdz 100 N uz vienu kontaktu tieši uz drukātās shēmas plāksnes
- Nav nepieciešama lodēšana: nav salauztu vai nepilnīgu lodējumu
- Izcila izturība pret vibrācijām un triecieniem: testēta līdz 200 g paātrinājumam
Moduļu sistēma, kas nodrošina maksimālu elastīgumu līdz 56 Gbit/s
Rosenberger modulārā sistēma apvieno tirgus vadošās savienojumu tehnoloģijas skalējamos dizaina risinājumos – ideāli piemērota sarežģītajām prasībām, kas raksturīgas savstarpēji savienotām transportlīdzekļu arhitektūrām. Tā nodrošina precīzu pielāgošanu visdažādākajām lietošanas jomām, sākot no ADAS un autonomajām braukšanas sistēmām līdz pat informācijas un izklaides sistēmām un vārtejas lietojumprogrammām.
Koaksiālie augstfrekvences savienotājs
Piemēram, kameru sistēmu lietojumiem.
HFM®: FAKRA-Mini līdz 20 GHz, 28 Gbit/s
RMC®: Mini-Coax līdz 9 GHz
FAKRA: Standartizēta RF saskarne līdz 6 GHz, 8 Gbit/s
HFM®: FAKRA-Mini līdz 20 GHz, 28 Gbit/s
RMC®: Mini-Coax līdz 9 GHz
FAKRA: Standartizēta RF saskarne līdz 6 GHz, 8 Gbit/s
Diferenciālie datu savienotāji
Ethernet balstītai komunikācijai, piemēram, savienojumam starp vadības blokiem (zonas kontrolleris un HPC).
H-MTD®: ekranēts, vītā pāra kabelis līdz 20 GHz, 56 Gbit/s
MTD®: ekranēts, vītā pāra kabelis līdz 1 GHz, 1 Gbit/s
RosenbergerHSD®: augsta signāla integritāte līdz 6 GHz, 8 Gbit/s
H-MTD®: ekranēts, vītā pāra kabelis līdz 20 GHz, 56 Gbit/s
MTD®: ekranēts, vītā pāra kabelis līdz 1 GHz, 1 Gbit/s
RosenbergerHSD®: augsta signāla integritāte līdz 6 GHz, 8 Gbit/s
Dizaina integrācija sistēmas efektivitātes un procesa drošības nodrošināšanai
Mērķtiecīgā „Design-In” pieeja ne tikai atbalsta efektīvu PCB maršrutēšanu, bet arī ļauj automatizēt sarežģītu vadu kūli. Rezultāts: augsta integrācijas blīvums, samazinātas procesa izmaksas un maksimāla projektēšanas brīvība, vienlaikus nodrošinot uzticamu elektromagnētisko savietojamību (EMS).
Secinājums: nākotnes programmatūras definētas mobilitātes pamats
Pāreja uz programmatūras definētu transportlīdzekli (Software-Defined Vehicle, SDV) ne tikai iezīmē paradigmas maiņu automobiļu izstrādē – tā prasa pilnīgu domāšanas veida maiņu attiecībā uz borta elektrotīkla (borta elektrotīkls) arhitektūru. Laikmetā, kad funkcijas arvien vairāk tiek definētas ar programmatūru, vadītas ar centrālo augstas veiktspējas datoru palīdzību un nodrošinātas ar nepārtrauktu datu plūsmu, borta elektrotīkls kļūst par nākotnes transportlīdzekļu platformu stratēģisko mugurkaulu.
Zonālās arhitektūras, jaudīgas datoru platformas un uzticami ātrdarbīgi savienojumi veido tehnoloģisko pamatu autonomajām braukšanas funkcijām, tīkla pakalpojumiem un reāllaika komunikācijai. Tomēr šo pārveidi var īstenot tikai ar fiziski izturīgām, standartizētām un modulārām savienotāju sistēmām, kas atbilst visaugstākajām prasībām attiecībā uz veiktspēju, uzticamību un integrāciju.
Rosenberger un ept kopīgā attīstība – jo īpaši HYMC® produktu klāsts ar pierādīto T-Com „press-fit zona” – parāda, kā, izmantojot tehnoloģiskās sinerģijas, var radīt ne tikai atsevišķas sastāvdaļas, bet arī pilnīgus sistēmu risinājumus, kas atbilst nākamās paaudzes transportlīdzekļu prasībām.Tādējādi kļūst skaidrs: borta elektrotīkls ir daudz vairāk nekā tikai tehniskā infrastruktūra. Tā ir galvenais dzinējspēks inovācijām, mērogojamībai un konkurētspējai automobiļu laikmetā, ko raksturo savienojamība, automatizācija un digitalizācija.
Zonālās arhitektūras, jaudīgas datoru platformas un uzticami ātrdarbīgi savienojumi veido tehnoloģisko pamatu autonomajām braukšanas funkcijām, tīkla pakalpojumiem un reāllaika komunikācijai. Tomēr šo pārveidi var īstenot tikai ar fiziski izturīgām, standartizētām un modulārām savienotāju sistēmām, kas atbilst visaugstākajām prasībām attiecībā uz veiktspēju, uzticamību un integrāciju.
Rosenberger un ept kopīgā attīstība – jo īpaši HYMC® produktu klāsts ar pierādīto T-Com „press-fit zona” – parāda, kā, izmantojot tehnoloģiskās sinerģijas, var radīt ne tikai atsevišķas sastāvdaļas, bet arī pilnīgus sistēmu risinājumus, kas atbilst nākamās paaudzes transportlīdzekļu prasībām.Tādējādi kļūst skaidrs: borta elektrotīkls ir daudz vairāk nekā tikai tehniskā infrastruktūra. Tā ir galvenais dzinējspēks inovācijām, mērogojamībai un konkurētspējai automobiļu laikmetā, ko raksturo savienojamība, automatizācija un digitalizācija.