Los coches modernos están repletos de componentes electrónicos.Gestionar todos los ordenadores y sistemas de asistencia es una tarea compleja y los mazos de cables aumentan el peso del coche.En el proyecto de investigación conjunto CeCaS, los investigadores de Fraunhofer trabajan en una arquitectura de sistemas basada en la idea de gestionar todos los componentes electrónicos de forma centralizada desde una plataforma informática.

Esto facilitará la construcción de vehículos conectados y altamente automatizados.El elemento central de esta tecnología Fraunhofer es una red troncal Ethernet extremadamente confiable que funciona en tiempo real.

Imagine un automóvil con componentes controlados desde una plataforma de supercomputación central en lugar de docenas de intrincadamente interconectados.sistemas informáticos;Podrías instalar fácilmente actualizaciones a través de Wi-Fi sin acudir a un mecánico e integrar nuevas funciones según sea necesario.Esta es la visión que tienen el Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos IPMS y sus socios de laindustria automotrizestamos trabajando como parte de un proyecto de investigación conjunto, CeCaS (Central Car ServerâSupercomputing for Automotive).

El objetivo es remodelar desde cero la arquitectura informática utilizada en los automóviles para que sea apta para satisfacer las altas demandas asociadas con los vehículos automatizados y conectados.La idea es convertir los automóviles en supercomputadoras sobre ruedas, donde los componentes puedan comunicarse entre sí en tiempo real.El gobierno federal alemán apoya el proyecto en el marco de su iniciativa para financiar la investigación sobre electrónica y métodos de desarrollo de software para la digitalización de la movilidad en el automóvil (MANNHEIM).

Existe una necesidad urgente de una nueva arquitectura informática en los automóviles.Tendencias como la automatización y la conectividad están aumentando enormemente el volumen de datos en los automóviles.Es por eso que los fabricantes de vehículos buscan soluciones que les permitan estandarizar las tecnologías de los vehículos, gestionar todos los componentes a través de una instancia central, optimizar la comunicación entre sistemas y proporcionar la potencia informática necesaria en tiempo real.

Ethernet en tiempo real para automóviles

Los investigadores del Fraunhofer, con sede en Dresde, se centran para su proyecto en las redes sensibles al tiempo (TSN).Para poder aprovechar esta tecnología, el equipo sigue desarrollando sus acreditados bloques funcionales para semiconductores, los llamados núcleos IP.El objetivo es dotar a la tecnología de red basada en Ethernet de capacidades en tiempo real y al mismo tiempo hacerla robusta y extremadamente fiable en todas las situaciones.

"TSN logra esta combinación de capacidad en tiempo real y confiabilidad a través de medios como el uso de un tiempo de sistema consistente para todos los dispositivos de control relevantes, el uso de un sistema inteligente para gestionar las colas de procesos y la priorización de tareas", explica el Dr. Frank Deicke, director de Datos.Comunicación y Computación.

Esto significa que a los comandos que van al sistema de frenos se les asigna, por supuesto, una prioridad más alta que a los comandos que se envían al aire acondicionado.A pesar del enorme volumen de datos que genera un vehículo cada segundo, la mayoría de los cuales deben procesarse en tiempo real, los sistemas CeCaS son robustos y extremadamente fiables.

Ethernet también aporta otras ventajas al proyecto."La ventaja fundamental de Ethernet es que es muy flexible y altamente escalable. Cuando se combina con nuestros núcleos IP, esta tecnología se puede adaptar fácilmente para su uso con vehículos de diferentes tamaños, categorías de rendimiento y funciones", afirma el Dr. Deicke.

Menos cables para un coche más ligero

Los beneficios de modelos de arquitectura como el que se está desarrollando en CeCaS no terminan ahí.Idealmente, permitirán actualizar los coches sin necesidad de llevarlos al mecánico.En cambio, los autos se actualizarán a través de Wi-Fi, casi como una computadora portátil o de escritorio."Si fuera necesario, también se podrían integrar nuevas funcionalidades", afirma el Dr. Deicke.

El sistema de control central también requerirá un mazo de cables más estrecho, lo que reducirá la cantidad de materiales utilizados en la fabricación y, por lo tanto, reducirá los costos y hará que el automóvil sea significativamente más liviano en general.

Para este trabajo de desarrollo, los expertos de Fraunhofer pueden aprovechar sus muchos años de experiencia en los campos de la programación de chips, la tecnología de redes y el codiseño de hardware y software.

De la gestión de dominios a la gestión de zonas

La arquitectura informática desarrollada en el proyecto CeCaS para el automóvil del futuro representa un cambio radical con respecto a los métodos de construcción actuales: desde el control de componentes basado en dominios hasta la gestión basada en zonas, donde unas pocas plataformas informáticas de alto rendimiento controlan muchos módulos simultáneamente..

Estos incluyen sistemas críticos para la seguridad, como el motor, la caja de cambios y los frenos, así como cámaras de tablero, ayudas de estacionamiento, sensores de temperatura y proximidad, motores para elevalunas eléctricos y ajustadores de asientos, aire acondicionado y sistemas de entretenimiento a bordo.