Дієта ЕКЮ: неоднорідні обчислення можуть заощадити потужність, вагу та простір у транспорті майбутнього

Незважаючи на те, що різнорідні обчислення можуть допомогти автовиробникам виробляти кращі та легші електричні та автономні транспортні засоби, для цього потрібно буде змінити мислення. Джеком Ганслі

Порівняння підключеного автомобіля з комп’ютером на колесах стало звичною аналогією. Завдяки більш підключеним функціям та автономним системам безпеки, більша обчислювальна потужність передається в руки водіння. Однак для галузі, в якій ІТ ніколи не були основною компетенцією, цей перехід викликає цікаві питання щодо впливу на архітектуру автомобілів.

Нові транспортні засоби мають більше обчислювальної потужності, ніж будь-коли, що створило потребу в більшій кількості електронних блоків управління (ЕБУ) - в деяких випадках більше 100 окремих ЕКЮ. Проте вже є побоювання, що ця модель архітектури може бути не стійкою. "Кількість ECU постійно зростає", - пояснив Марк Маккаммон, віце-президент Wind River. "Якщо ми продовжимо просто збільшувати кількість ЕБУ в машині щоразу, коли хочемо додати нову функцію, в якийсь момент часу у нас закінчиться простір".

У цьому полягає суть проблеми. Хоча в даний момент у галузі все ще домінують бензинові та дизельні силові агрегати, як тільки електрифікація стане нормою, і потужність, і фізичний простір в транспортному засобі стануть дорогоцінними товарами. Вага також викликає серйозне занепокоєння; згідно з аналізом компанії Frost & Sullivan у липні 2018 року, силова установка акумуляторного електромобіля (BEV) з акумуляторною батареєю потужністю 35,8 кВт-год та електродвигуном потужністю 100 кВт може важити майже на 125% більше, ніж стандартна силова установка автомобіля ICE, обмежуючи діапазон батареї та ефективність. Щодо автономних транспортних засобів (AV), у звіті Мічиганського університету за 2018 рік було встановлено, що додана вага сенсорних та обчислювальних підсистем обмежує ефективність силової передачі та кількість корисного простору в транспортному засобі. Дослідження також виявило, що така автономна технологія може збільшити споживання енергії та викиди парникових газів на від 3 до 20%.

У Wind River рішення вважається простим: зменшити кількість ЕБУ за допомогою гетерогенних обчислень. Однак перехід вимагатиме повної зміни мислення в автомобільній галузі. "Гетерогенні обчислення - це не те, що ми, як галузь, зазвичай робимо", - сказав МакКеммон. “На даний момент ми робимо це лише для вирівнювання функцій, які дуже схожі між собою. Що нам потрібно зробити, це об’єднати функції, які абсолютно не пов’язані між собою: функції, які мають абсолютно різні методи дозрівання та перевірки, цикли синхронізації та пропозиції цінностей, і об’єднати їх в одному просторі для гармонійної роботи ».

Якщо ми продовжимо просто збільшувати кількість ЕБУ в машині щоразу, коли хочемо додати нову функцію, в якийсь момент часу у нас закінчиться простір

Ця потреба у гармонії є життєво важливою, особливо зважаючи на те, що галузь швидко просувається до автономних перевезень. Наприклад, хоча будь-які помилки, які можуть виникнути при поєднанні інформаційно-розважального блоку з радіо, можуть бути нешкідливими, поява подібної помилки при поєднанні цих систем з критичною для безпеки автономною технологією може бути катастрофічною.

"Контролер вікон і контролер сидінь можуть працювати на одному модулі управління, оскільки вони схожі за тим, що вони роблять і як вони функціонують", - пояснив МакКеммон. «Це має певний сенс, але уявлення про наявність гальмівної системи та віконної системи на одному контролері є чужим. Ось такі проблеми ми розглядаємо ".

ТОЧНО

Цей перехід до різнорідних обчислень - це не стрибок, який можна зробити наосліп. Отже, для того, щоб почати вирішувати проблему, Wind River розробив чотириетапний процес, відомий як ACRUE (абстракція, консолідація, повторне використання, екстраполяція). "У минулому кожна програма, яку ми вносили в машину, була тісно пов'язана з обладнанням, на якому вона сиділа, і програмами, що працювали над нею", - пояснив МакКеммон. “Перше, що потрібно зробити, це розірвати ці зв’язки за допомогою абстракції. Після цього ми можемо консолідуватися та використовувати віртуалізацію, щоб кожна функція в машині вірила, що вона контролює, коли насправді вона сидить у коробці, яка обслуговується та створена спеціально для неї ".

На наступному етапі - повторному використанні - старе програмне забезпечення буде перероблено при випуску нових ітерацій. "Кількість програмного забезпечення, яке ми передаємо, досить обмежена", - продовжив МакКеммон. "Якби ми змогли досягти точки, коли ми повторно використовуємо значну кількість цього програмного забезпечення, так само, як автовиробники повторно використовують більшу частину вмісту в машині, ми можемо знизити вартість і підвищити рентабельність інвестицій".

Ми впроваджуємо програмне забезпечення в автомобіль, і воно приносить із собою мислення побутової електроніки

Нарешті, етап «екстраполяції» вимагав би прийняття світогляду побутової електроніки щодо життєвого циклу товару. "Нам потрібно розглянути інші домени, де програмне забезпечення є більш поширеним або є критичним елементом ціннісного пропозиції протягом тривалих періодів часу", - сказав МакКеммон. «У просторі побутової електроніки всі вже деякий час працюють, але реальність така, що побутова електроніка не має такої суворості, як у автомобілебудування. Нам потрібно поглянути на інші місця, де критичний характер доставки програмного забезпечення трохи вищий ».

Зміна темпу

Інші галузі, такі як аерокосмічна промисловість, перейшли на гетерогенні обчислення близько 20 років тому, за словами Маккаммона. Однак автомобільна промисловість відстає. "У автомобільній промисловості ми дуже контрольовані і навмисні", - пояснив МакКеммон. “Ми, як правило, нічого не випускаємо, доки без тіні сумніву не доведемо, що воно не має недоліків чи недоліків. Але оскільки ми вкладаємо все більше обчислювальної потужності всередину автомобіля, темпи розвитку автомобілів та індустрії програмного забезпечення стали дуже різними. Ці дві культури стикаються ".

Це змінне мислення обертається навколо різних очікувань ринку споживчої електроніки порівняно з автомобільною. Наприклад, хоча можна обґрунтовано очікувати, що нова версія будь-якого основного смартфона буде випускатися щороку, життєвий цикл моделі автомобіля може становити від п’яти до семи років.

Ця розбіжність у життєвому циклі обмежує можливості автомобільної промисловості впроваджувати різнорідні обчислення. Хоча підключений транспортний засіб або AV можна оновити за допомогою бездротових оновлень (OTA), переважна більшість транспортних засобів на дорозі не можуть бути віддалено змінені після того, як вони виїжджають з виставкового залу, і замість цього потрібна допомога фахівців у гаражах та майстернях.

Нове значення

Незважаючи на те, що переваги відчуваються в іншому місці, це не означає, що автомобільна промисловість повинна негайно зробити перехід до більш зручного життєвого циклу електроніки. Проблеми, наприклад, обертаються навколо налаштування того, як автовиробники зароблятимуть гроші на транспортному засобі. Багато хто починає усвідомлювати, що спільні, підключені та автономні служби налаштовані на зміну поточної моделі вартості нового автомобіля.

Хоча темпи змін, які ми спостерігаємо зараз, набагато швидші, ніж будь-що, що бачила автомобільна промисловість за свою історію, за мірками всіх інших вона все ще повільна

"Поміркуйте, як працює ланцюжок поставок автомобілів: одне з перших, що роблять автовиробники, будуючи нову модель, - це зв'язок зі своїми постачальниками", - пояснив МакКеммон. “Вони скажуть постачальникам, що їм потрібно, постачальники забезпечать товар, і товар їде в машині. Якщо ці продукти мають пов’язані функції, які цікавлять споживачів, тоді вартість для автовиробника буде зростати, оскільки постачальники можуть брати більше. Для автовиробників це не є стійким ".

Отже, необхідна адаптація світогляду. Якщо, як прогнозують деякі аналітики, близько 50% ринкової вартості майбутнього автомобіля буде надходити від програмного забезпечення, автовиробники повинні взяти під свій контроль спосіб доставки цього програмного забезпечення до них. Затверджуючи контроль та залучаючи конкуренцію, виробники автомобілів могли б управляти своїми технічними документами більш економічно вигідним способом. "Що дозволяє здоровій галузі - це здатність створювати конкуренцію серед її учасників", - сказав МакКеммон. "Це не означає, що це має бути собака-собака; є місця, де виникатимуть партнерські відносини та стандарти ".

Словом, зміни йдуть. Значення переходу на неоднорідні обчислення, особливо щодо економії енергії, простору та ваги, буде надзвичайно цінним, оскільки галузь наближається до електромобілів. Однак ця зміна не настане за одну ніч. "Автомобільна промисловість повільно змінюється", - підсумував МакКеммон. «Хоча темпи змін, які ми спостерігаємо зараз, набагато швидші, ніж будь-що, що бачила автомобільна промисловість за свою історію, за стандартами всіх інших вона все ще повільна. Якщо ми хочемо, щоб галузь була такою ж здоровою та жвавою, як це було в минулому, то в якийсь момент їй доведеться трансформуватися ».

Сповіщення електронною поштою

Зареєструйте свою електронну пошту, і ми будемо інформувати вас про наші останні статті, публікації, вебінари та конференції. Скасуйте підписку в будь-який час.