Les véhicules passent du niveau deux aux niveaux trois et quatre de l'automatisation. Cela comprend une gamme de composants tels que les unités de contrôle de domaine (DCU), les unités de contrôle électronique (ECU), les unités de traitement graphique (GPU), les caméras haute définition, les capteurs et les périphériques de stockage pour les systèmes d'assistance avancés à la conduite (ADAS), la connectivité , et navigation. En plus de cela, ils comprennent l'électronique pour le contrôle du système de transmission, le châssis, les fonctions de carrosserie et de confort, l'interface homme-machine, comme l'infodivertissement. Le réseau embarqué (IVN) et le câblage associé pour connecter cette fonctionnalité est le troisième composant le plus lourd et le troisième le plus cher, juste derrière le châssis et le moteur.
En 1, ce n'était sûrement pas dans la psyché de Thomas Konigseder. Thomas était ingénieur en électronique et codirecteur chez BMW et essayait de résoudre un problème de base ; trouver un moyen d'accélérer le processus de programmation flash sur les véhicules BMW. Si vous utilisiez l'interface CAN (Controller Area Network), le vidage de 100 Go de logiciel prendrait plusieurs heures. Après une longue évaluation de la situation et une coopération avec des partenaires de semi-conducteurs, Thomas a choisi la norme Ethernet XNUMXBase-TX et, en XNUMX, la BMW Seven Series a été le premier véhicule produit en série avec une interface Ethernet.
Même après l'arrêt Thomas, il a fallu un certain temps aux constructeurs automobiles pour passer de l'utilisation d'Ethernet uniquement pour les téléchargements de logiciels et les diagnostics embarqués lorsque le véhicule est garé à l'utilisation d'Ethernet pour les communications embarquées lors de vos déplacements. Les préoccupations se sont concentrées sur les interférences électromagnétiques et la compatibilité (EMI/EMC), la latence et la vulnérabilité d'Ethernet aux attaques et aux manipulations qui compromettent les ECU ; ports inutilisés ; ainsi que des interfaces externes telles que mobile, Wi-Fi, Bluetooth et diagnostic.
Conception et test Ethernet automobile
Pour ces raisons, les tests de conformité et de conformité sont essentiels dans l'Ethernet automobile. Les tests doivent inclure :
• Tests de conformité sur l'émetteur-récepteur, le récepteur et la liaison
• Tests de conformité, d'intégration, de validation de protocole et de performances
• Des tests de sécurité qui incluent la connexion à l'appareil via ses interfaces, la simulation d'attaques via des logiciels, des tests de régression et des tests fuzz.
Le besoin d'Ethernet automobile multi-gig
Le nombre croissant d'applications automobiles d'aujourd'hui continue d'exiger une bande passante accrue et d'autres exigences pour l'IVN. Ethernet répondra à ces exigences à mesure que la technologie et la normalisation Ethernet continueront d'évoluer pour les véhicules. Ce qui a commencé comme une solution pour la gamme de luxe de BMW est maintenant dans la plupart des voitures.
En effet, dans les conversations avec les constructeurs automobiles, ils peuvent mentir qu'ils envisagent la prochaine version de l'Ethernet automobile, comme l'Ethernet Multi-Gig (5 Gbps à 10 Gbps) en raison de la demande croissante de bande passante pour :
-
- Le nombre croissant de capteurs ADAS tels que les caméras, qui passe d'une dizaine à deux ou plus pour les niveaux trois et quatre d'automatisation
- Besoins en données brutes non compressées des caméras (la compression entraîne une perte de qualité d'image et augmente également la latence, rendant les capteurs plus chers et augmentant également leur température)
- Augmenter la résolution de chaque caméra de 720p à 1080p ou même 4K
- Augmentation du nombre d'images par seconde de trente à soixante
- Augmentation de la profondeur de couleur de huit à seize, deux et même deux bits/pixel
Avec une détermination 4K et une profondeur de couleur supérieure à huit bits, l'utilisation de Multi-Gig Ethernet sera impérative ;
Comme le montre le tableau suivant :
| heures | vres | Images/s | 8-bits | 12-bits | 16-bits | 20-bits | 24-bits |
| 3840 | 2160 | 30 | 1.99Gbps | 2.99Gbps | 3.98Gbps | 4.98Gbps | 5.97Gbps |
| 3840 | 2160 | 60 | 3.98Gbps | 5.97Gbps | 7.96Gbps | 9.95Gbps | 11.95Gbps |
Capteurs, réseaux embarqués et conduite autonome en Europe
Sur le marché européen, l'industrie automobile représente plus de XNUMX % du produit intérieur brut, et l'Europe est de loin le plus gros investisseur en R&D automobile au monde :
| Investissement annuel européen dans la R&D automobile | % de la R&D dans l'Automobile par rapport aux dépenses totales de R&D en Europe |
| 61 milliards d'euros | 28% |
L'Europe est également en tête du nombre de brevets automobiles. Depuis XNUMX, plus de trente-sept pour cent de chacun des brevets sont européens (trente-quatre pour cent sont O.S. ; treize pour cent japonais ; et trois pour cent chinois) – (Association européenne des constructeurs automobiles).
Un bon projet pour suivre les exigences en matière de capteurs et de NVI sur le marché automobile est le projet européen de trois ans et de cinquante et un millions d'euros appelé PRYSTINE :
Le projet a reçu des fonds du programme européen de recherche et d'innovation Horizon XNUMX, englobe XNUMX partenaires dont des constructeurs automobiles : BMW, Ford et Maserati ; et des sociétés de semi-conducteurs : Infineon Technologies et NXP Semiconductors. Le projet tire parti de la fusion de capteurs radar et lidar, de l'intégration du traitement du signal et également de l'IA pour permettre une conduite autonome sûre dans des scénarios de trafic complexes en milieu urbain et rural.
L'objectif ultime est l'évolution des systèmes à sécurité intégrée vers des systèmes opérationnels et à améliorer la sécurité de chacun des composants intégrés dans les futurs véhicules tels que les contrôleurs de sécurité, les capteurs, les radars, les lidars, les caméras et les plates-formes. l'informatique.
Source : Association européenne des constructeurs automobiles
En Europe, XNUMX% des morts sur les routes impliquent des piétons et XNUMX% des coureurs. Les solutions développées par les fabricants de PRYSTINE utiliseront un traitement d'image à XNUMX degrés avec des caméras d'environnement pour supprimer les angles morts afin que les usagers de la route fragiles puissent être vus avant même qu'ils n'entrent dans le champ de vision naturel du conducteur. . En plus de cela, les solutions offriront des alarmes de sécurité qui réduiront les accidents de la route et amélioreront la perception du conducteur. Les solutions de gestion du trafic fusionneront les informations des contrôleurs de la circulation, les données des voitures et les données des caméras de plaques d'immatriculation.
Toutes ces données devront être transférées sur des réseaux à haut débit, à large bande passante et à faible latence, et c'est là que des normes telles que Multi-Gig Ethernet sont vitales.
Dernières pensées
Warren Bennis, autorité universellement reconnue en matière de leadership sur le marché, disait : « L'usine du futur n'aura que 2 employés, un homme et un chien. L'homme sera là pour nourrir le canidé. Le chien sera là pour empêcher l'homme de toucher le matériel.
Warren aurait pu dire quelque chose de similaire à propos du véhicule du futur : « Il n'aura que 3 entités, une personne, ADAS et Multi-Gig Ethernet. La personne sera là pour activer l'ADAS. L'ADAS sera là pour empêcher la personne de conduire le véhicule. Et Multi-Gig Ethernet va être là pour connecter l'ADAS.
Pour plus d'informations sur la technologie de réseau embarqué, visitez : https://www.keysight.com/find/automotive-ethernet.
À propos de l'auteur
Alan A. Varghese est responsable du marché automobile et de la technologie chez Keysight Technologies.
Avant Keysight, Alan a occupé le poste d'analyste technologique et industriel couvrant les marchés du sans fil, de l'IoT, de l'automobile, des semi-conducteurs, du câble et de l'optique, de l'image et de la vidéo, de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique. Il a conseillé des entreprises sur des stratégies et des plans de développement, effectué des études de marché et de technologie spécialisées, des analyses SWOT et des modèles commerciaux. Il a commencé sa carrière en tant qu'ingénieur en traitement du signal numérique travaillant sur les modems, possède un MSEE en communications sans fil et en traitement du signal numérique du Rensselaer Polytechnic Institute, à Troy, N. York.
