CARIAD, un'architettura software unificata per tutto il Gruppo Volkswagen
Oggi le funzioni dell'auto sono controllate da centraline dedicate, ognuna con un proprio software. Nel prossimo futuro, invece, saranno tutte gestite tramite un unico software centrale, che renderà più semplici gli aggiornamenti e supporterà le funzioni per la guida autonoma con machine learning e IA.
Le automobili di oggi sono quasi dei computer su ruote: aiutano il conducente a sterzare, frenare e mantenere la distanza corretta, si collegano a internet e, nel caso dei veicoli elettrici, possono effettuare automaticamente i pagamenti nelle stazioni di ricarica.
In una architettura elettronica tradizionale tutte queste funzioni non sono controllate da un computer centrale, ma vengono gestite da un gran numero di centraline (oltre 100) che si trovano in varie zone del veicolo. Tutte queste unità di controllo sono collegate a sensori e attuatori - come telecamere, radar, lidar - e progettate per svolgere compiti specifici. In molti casi una singola funzione è collegata a una singola centralina con un software dedicato; di conseguenza, negli ultimi anni i veicoli stanno diventando sempre più complessi e un’architettura di questo tipo sta raggiungendo i propri limiti.
Progetto innovativo
Per questo motivo CARIAD sta sviluppando un'architettura unificata che nel prossimo futuro sarà utilizzata da tutto il Gruppo Volkswagen. È un progetto altamente innovativo, che sarà alla base di tutti i veicoli sviluppati partendo dal software e segnerà una svolta: l'auto diventerà un vero e proprio dispositivo digitale, una compagna intelligente per i suoi utenti.
"L'architettura unificata è fondamentale non solo per implementare velocemente nuove funzioni sui veicoli grazie agli aggiornamenti over-the-air, ma anche per supportare la guida autonoma di livello 4 con il machine learning e l'intelligenza artificiale" spiega Alf Pollex, a capo del team di sviluppo della piattaforma software unificata di CARIAD.
Architettura tradizionale: le centraline
In un veicolo con un'architettura elettronica tradizionale, tutte le centraline e i software comunicano tra loro per far funzionare il sistema di infotainment, l'assistenza alla guida, impostazioni come la regolazione della posizione del sedile e altro ancora. I compiti sono definiti in modo chiaro: ogni sensore o attuatore è collegato al proprio “pacchetto tecnologico” che include hardware, software e centralina ed è responsabile in modo indipendente dello svolgimento delle proprie funzioni.
Le informazioni provenienti dai vari sensori convergono attraverso un gateway centrale, che funge da nodo di comunicazione. Da qui vengono poi inoltrate dove necessario, per esempio al sistema di infotainment. "Una nuova funzione porta sempre con sé una nuova centralina" riprende Alf.
Dalle centraline al server
Uno dei principali svantaggi di un’architettura così decentralizzata è evidente: se anche una sola delle funzioni software ha un problema o deve essere aggiornata, intervenire è molto complicato, specialmente quando un sistema utilizza diversi sensori, come per esempio l'assistenza al parcheggio che sfrutta una telecamera anteriore e una posteriore. In questo caso l'aggiornamento software riguarda diverse centraline, con un grande dispendio in termini di tempo.
Partendo da questa osservazione, CARIAD ha lanciato una nuova piattaforma software già integrata sui modelli di volume, per esempio quelli della gamma Volkswagen ID., che centralizza una serie di funzioni dell'architettura elettronica, consentendo gli aggiornamenti over-the-air. Così, oltre a poter correggere eventuali errori, si possono ampliare le funzioni software del veicolo; la maggior parte dei sensori non ha più un software dedicato, ma è collegata a un application server centrale. Solo alcuni sensori sono ancora direttamente collegati all'elaborazione delle funzioni.
Piattaforma unificata
Ma questo è solo il primo passo: centralizzare le funzioni è fondamentale per gestire le complessità ed effettuare aggiornamenti over-the-air. Quindi CARIAD sta già lavorando alla nuova architettura unificata che sarà integrata sui veicoli del Gruppo Volkswagen a partire dalla metà del decennio. Sarà caratterizzata da una piattaforma software unificata (VW.OS) e connetterà i veicoli al cloud (VW.AC), mentre a livello hardware si utilizzeranno computer centrali ad alte prestazioni.
I sensori nel veicolo verranno completamente disaccoppiati dalle funzioni che svolgono; saranno invece alcuni controller di zona ad occuparsi del calcolo di compiti semplici: si tratta di piccoli computer posizionati in punti specifici del veicolo, per esempio il frontale e il posteriore, sistemati vicino ai sensori per ridurre la lunghezza dei cavi e in grado di trasmettere i dati ai computer ad alte prestazioni tramite una connessione Ethernet.
Aggiornamenti facili
I computer ad alte prestazioni sono alla base della nuova architettura unificata: possono controllare sensori importanti e anche svolgere in modo affidabile compiti molto complessi. Saranno fondamentali per supportare la guida autonoma di livello 4, che per esempio permetterà alle auto di prendere il controllo su tratti autostradali, ma necessita di algoritmi in grado di apprendere in maniera autonoma e di agire come intelligenza artificiale nel veicolo.
"La piattaforma sarà facile da aggiornare, un’operazione che avverrà frequentemente e richiederà una minima interazione con il cliente" riprende Alf. Ciò dipende dal fatto che, in futuro, l'aggiornamento riguarderà un unico software invece che tanti, diversi e dedicati ognuno a una centralina. Così gli sviluppatori potranno inviare nuove funzioni e correzioni di errori a intervalli brevi e agli utenti basteranno solo pochi minuti per installarli.
Modulare e scalabile
Visto che la nuova piattaforma software sarà integrata su milioni di veicoli di tutti i brand del Gruppo Volkswagen, le sue caratteristiche principali sono la modularità e la scalabilità.
A seconda delle esigenze, nei veicoli potranno essere utilizzati solo uno o più controller di zona; lo stesso vale per i computer ad alte prestazioni. Le quantità dipenderanno dal numero di funzioni presenti nel veicolo e dalla loro complessità: "Con la nostra architettura unificata copriremo tutti i mercati e i segmenti in cui il Gruppo è presente, dai modelli di volume alla classe premium. L'architettura è già pronta per il futuro: se le prestazioni dei chip aumenteranno, a un certo punto tutto potrà funzionare con un unico processore" conclude Alf.
Fonte: CARIAD
VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1