Wie Software das Fahrzeug neu definiert
Die Automobilindustrie erlebt die größte Transformation seit der Einführung von Elektronik in Fahrzeugen: Künftige Fahrzeuge werden zunehmend softwarezentriert entwickelt, um auch nach dem Kauf neue oder verbesserte Funktionen und Anwendungen zu erhalten und gleichzeitig Fehler sowie Sicherheitslücken zu beheben. Diese neue Art von Fahrzeugen wird als „Software Defined Vehicle“ (SDV) bezeichnet.
Unsere Artikelreihe „SDV on Tour“ gibt einen Überblick über die von uns identifizierten vier IT-Bereiche, die von dieser Veränderung am meisten betroffen und zugleich entscheidend für eine erfolgreiche Transformation sind:
- SDV.CLOUD
- SDV.ONBOARD
- SDV.OFFBOARD
- SDV.DEV
Nach unserem Start mit SDV.CLOUD richten wir nun den Fokus auf die Systeme im Fahrzeug selbst. In SDV.ONBOARD beobachten wir den Wandel von klassischen, hardwaregebundenen E/E-Architekturen hin zu softwarezentrierten Plattformen. Der Kern dieses Paradigmenwechsels ist die Entkopplung von Software und Hardware: Statt Software, die für eine spezifische Hardware geschrieben ist, müssen moderne Architekturen eine flexible Plattform bieten, auf der Software kontinuierlich weiterentwickelt werden kann.
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Lorenzo Guerrasio
Lead Business Consultant
Abbildung: SDV Visualisierung
Domain Controller verändern die Softwarearchitektur im Fahrzeug
Auf diese Weise ist die Verwendung von so genannten „Functional Domain Controllern“, sehr leistungsfähigen zentralen Rechenelementen, eine weit verbreitete Architekturentscheidung in modernen Fahrzeugen. Anstelle von separaten Mikrocontrollern für jede Funktion, setzen moderne Fahrzeuge leistungsstarke Mikroprozessoren (Domain-Controller) ein. Die Softwarefunktionen, die zuvor von vielen einzelnen Mikrocontrollern übernommen wurden, werden jetzt zentral und integriert ausgeführt.
Die Einführung von Domain-Controllern hat die Softwarelandschaft im Fahrzeug grundlegend verändert. Früher waren ressourcenbeschränkte Mikrocontroller mit OSEK-Betriebssystemen und AUTOSAR-Classic-Installationen Standard.
Heute arbeiten leistungsstarke zentrale Fahrzeugrechner (High-performance Computing Platforms oder In-Car Application Server) mit POSIX-Betriebssystemen wie Linux oder QNX. Diese bieten erweiterte Möglichkeiten wie virtuellen Speicher und Zugang zu einem breiten Tooling- und Software-Ökosystem, was die Nutzung von Frameworks wie ROS, Adaptive AUTOSAR oder Android Automotive ermöglicht.
Konnektivität als Brücke zwischen Fahrzeug und Cloud
In modernen Architekturen kommen auch so genannte zonale Steuergeräte zum Einsatz. Diese kommunizieren über kurze Leitungswege mit dem „Functional Domain Controller" und übernehmen lokale Steuerfunktionen. Dadurch reduziert sich nicht nur der Verkabelungsaufwand erheblich, sondern es sinken auch die Materialkosten und die Reaktionszeiten im Netzwerk verkürzen sich deutlich.
Ein zentrales Element der SDV-Architektur ist das Connectivity-Modul. Wie bereits im Beitrag SDV.Cloud (LINK) erläutert, ist die Anbindung des Fahrzeugs an eine Cloud wichtig, um das volle Potenzial des softwarezentrierten Fahrzeugs auszuschöpfen und kontinuierliche Updates während des gesamten Fahrzeuglebenszyklus zu ermöglichen. Das Konnektivitätsmodul ist der zentrale Schlüssel für eine nahtlose Integration der Cloud-Welt ins Auto.
Diese neuen Architekturen helfen, den steigenden Bedarf an Steuereinheiten zu regulieren und vereinfachen Software-Stacks und Funktionsbereitstellungen. Gleichzeitig stellen sie Automobilhersteller vor neue Herausforderungen wie die hohe Integration der Systeme, Latenzprobleme und die optimale Anordnung von Steuergeräten, Aktoren und Sensoren.
Weitere Veränderungen im SDV.Onboard sind die zunehmende Bedeutung schnellerer Netzwerk- und Kommunikationstechnologien wie Automotive Ethernet sowie der wachsende Einsatz von Containerisierung und serviceorientierten Technologien.
Auch das Thema Cybersecurity hat das SDV.Onboard stark beeinflusst: Es wurden E2E-Onboard-verschlüsselte Kommunikation und spezielle Hardware-Partitionen wie HSM (Hardware Security Module) entwickelt. Zu diesem Thema gebündelt, gewinnt RUST als Programmiersprache zunehmend an Popularität dank seiner guten Geschwindigkeit und sichereren Speicherhandhabung im Vergleich zum traditionellen C++.
msg for automotive konzentriert sich auf die Entwicklung und das Lifecycle-Management von Schlüsseltechnologien wie Secure On-Board Kommunikation (SOK) und Secure Service Oriented Architecture (sSOA). Unsere Arbeit an SDV-Standards trägt maßgeblich zur konsistenten und hochwertigen Entwicklung von Onboard-Systemen bei.
Mit unserem Rapid Prototyping-Service beschleunigen wir die Umsetzung von Embedded HW/SW-Komponenten und IoT-Lösungen. Unsere IT-Beratung und -Entwicklung decken wichtige Bereiche wie HMI, Infotainment und Remote-Software-Updates ab und sorgen für die nahtlose Integration von Connectivity-Lösungen wie V2X und 5G in Connected Cars.
Durch operatives Coaching und Beratung unterstützen wir Onboard-DevOps-Teams dabei, Automotive-Prozesse effizient umzusetzen und so Qualität und Sicherheit zu optimieren. Darüber hinaus fördern wir die Integration von Cloud-Systemen (SDV.CLOUD) in Onboard-Technologien, um eine intelligente, vernetzte und zukunftssichere Mobilität zu ermöglichen.
msg for automotive bereitet den Weg zur nächsten Fahrzeug-Generation – innovativ, effizient und effektiv.
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