الحاسوب العملاق للقيادة الذاتية: مشروع CeCaS الألماني

تحت قيادة إنفينيون، قام 28 شريكاً من الصناعة والأبحاث بتطوير الحاسوب العملاق "مشروع CeCaS الألماني"، وهو منصة حوسبة مركزية وقابلة للتطوير للسيارات المتصلة والذاتية.

تتجه المركبات نحو مزيد من الترابط والذكاء والاستقلالية، الأمر الذي يتطلب بنى حوسبة قوية مزودة بواجهات متعددة الجيجابت. وقد قدم 28 شريكاً بحثياً من قطاعي الصناعة والأوساط الأكاديمية نموذجاً جديداً لحاسوب عملاق "صُنع في ألمانيا"، يمثل منصة حوسبة مركزية لصناعة السيارات، تلبي أعلى معايير السلامة والموثوقية.

قادت إنفينيون تكنولوجيز الشراكة لتطوير هذه المنصة على مدى السنوات الثلاث الماضية، ضمن المشروع البحثي مانهايم – CeCaS (مشروع CeCaS الألماني). وحظي المشروع بدعم من الوزارة الاتحادية الألمانية للبحث والتكنولوجيا والفضاء، ويُعد، بحجم ميزانيته البالغ 88.2 مليون يورو، أحد أكبر المشاريع الوطنية لأبحاث السيارات التي تدعمها الوزارة. وقد أثبت النموذج الإيضاحي المدمج في سيارة كهربائية حديثة كفاءته التشغيلية خلال العرض الختامي في ميونيخ.

وعلق فرانك بادشتوبنر، المتحدث باسم إدارة مشروع مانهايم -CeCaS في إنفينيون تكنولوجيز: "مع نتائج مشروع CeCaS الألماني، نخطو خطوة هامة نحو التنقل المستقبلي؛ فالأبحاث والابتكار أصبحا الآن على الطريق". وأضاف: "إن منصة الحاسوب عالية الأداء التي طورناها جماعياً تتسم بالكفاءة في استهلاك الطاقة والتكلفة، وهي موحدة، معيارية، وقابلة للتطوير. وهذا يبرهن على مساهمتنا الحاسمة في تعزيز القوة الابتكارية لقطاع السيارات الألماني في المنافسة العالمية."

منصة قوية الأداء

كان الهدف من مشروع CeCaS الألماني هو تطوير حاسوب عملاق قادر على العمل في الوقت الفعلي لدعم مستويات القيادة الذاتية من المستوى 3 إلى 5. وتتيح البنية المركزية التي طورها فريق مانهايم - CeCaS، والتي تدمج الذكاء في نظام واحد بدلاً من وحدات تحكم منفصلة متعددة، تقليل التعقيد وزيادة الكفاءة، مع الحفاظ على مرونة المنصة وقابليتها للتكيف.

نظام مركزي ذكي وإدارة مناطقية

يتم تنظيم الوحدات المختلفة بشكل متزامن عبر عقدة حوسبة مركزية واحدة. ويشمل ذلك الأنظمة الحساسة للسلامة كالمحرك والمكابح، بالإضافة إلى الكاميرات، ومساعدات الركن، وأجهزة الاستشعار، ونظام الترفيه. وبفضل هذه البنية المناطقية (Zonal Architecture):

• يصبح وزن المركبة أخف نتيجة لتقليل الكابلات.
• ينخفض استهلاك الطاقة، مما يؤثر إيجاباً على نطاق سير السيارات الكهربائية.
• يتم التواصل بين المكونات في الوقت الفعلي عبر تقنية الشبكة القائمة على إيثرنت (Ethernet)، مما يحافظ على مرونة النظام وقابليته للتطوير رغم حجم البيانات الهائل. كما يمكن تحديث المركبة عبر الواي فاي (WLAN)، مما يلغي الحاجة لزيارة ورشة الصيانة.

من الفكرة إلى النموذج في تسعة أشهر

نجح الفريق، باتباع منهجية النماذج الأولية السريعة والمحسّنة التكلفة، في تنفيذ واعتماد النموذج الإيضاحي في تسعة أشهر فقط، مع إعداد متطلبات التأهيل الكامل للمنصة وفقاً لمعايير صناعة السيارات. يمكن تطبيق المعارف المكتسبة في تقنيات الشرائح الصغيرة (Chiplet) المعيارية أو معالجات التطبيقات المعتمدة على معمارية RISC-V، مما يؤكد أهمية نتائج المشروع للتقنيات المستقبلية.

أبحاث ألمانية رائدة: 28 شريكاً

استمر مشروع مانهايم - CeCas، بقيادة إنفينيون تكنولوجيز، لثلاث سنوات بجهود 28 شريكاً. وتم دعم ميزانية المشروع (88.2 مليون يورو) باستثمارات من الصناعة وتمويل مشترك بنسبة 52% من الوزارة الاتحادية للبحث والتكنولوجيا والفضاء (BMFTR) ضمن "صندوق مستقبل صناعة السيارات".

تتبع قائمة أسماء الشركات والمؤسسات البحثية المشاركة في البحث تبعا للترتيب الأبجدي كما وردت في النص الأصلي باللغة الألمانية:

• Ambrosys GmbH, Potsdam
• Aumovio SE, Frankfurt am Main
• AVL Software and Functions GmbH, Regensburg
• Berliner Nanotest und Design GmbH, Berlin
• CARIAD SE – Automotive Software für Volkswagen, Wolfsburg
• emmtrix Technologies GmbH, Karlsruhe
• Fraunhofer ENAS, Chemnitz
• Fraunhofer IPMS, Dresden
• Fraunhofer IMWS, Halle/Saale
• Fraunhofer IZM, Berlin
• FZI Forschungszentrum Informatik, Karlsruhe
• Glück Engineering GmbH, Neckartailfingen
• Hella GmbH & Co. KGaA, Lippstadt
• Hochschule für angewandte Wissenschaften, München
• INCHRON AG, Erlangen
• Infineon Technologies AG, München
• Infineon Technologies Semiconductor GmbH, Langen
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe
• Kernkonzept GmbH, Dresden
• Missing Link Electronics GmbH, Neu-Ulm
• Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen
• Swissbit Germany AG, Berlin
• STTech GmbH, München
• Technische Universität München
• Technische Universität Chemnitz
• Universität zu Lübeck
• Steinbeis-Transferzentrum Wärmemanagement in der Elektronik (ZFW), Walddorfhäslach
• ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen