CoreRide-Plattform
Der smarte Weg zur SDV-Entwicklung
Die Entwicklung hin zum SDV spiegelt die Erwartungen der Verbraucher an Upgrade-fähige, leistungsstarke Fahrzeuge wider. NXP CoreRide unterstützt den Wandel, indem es die Komplexität der Hardware reduziert und leistungsstarke zentrale Rechen-, Netzwerk- und Energiemanagementfunktionen bereitstellt.
Software-definierte Fahrzeuge (SDVs) werden in der Zukunft der Automobilindustrie eine Schlüsselrolle spielen. Laut dem Marktforschungsinstitut Markets and Markets soll der SDV-Sektor von 213,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf über 1237 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 anwachsen. Das bringt sowohl Herstellern als auch Verbrauchern viele Vorteile.
Jobangebote+ passend zum Thema
Denn schließlich ist die Funktionalität von SDVs im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugen nicht mehr von fest eingebauter Hardware abhängig. Denn SDVs nutzen die Möglichkeiten der Software, um kontinuierlich Updates und neue Fahrzeugfunktionen bereitzustellen. Und das auch noch lange nachdem das Fahrzeug vom Band gerollt ist. Der Übergang zu SDVs ermöglicht es den Herstellern, schnell auf sich ändernde Kundenwünsche zu reagieren und darüber hinaus die Fahrzeugsicherheit zu erhöhen. Darüber hinaus können SDVs die Effizienz und Nachhaltigkeit der Produktion steigern und Innovationen im Bereich des autonomen Fahrens erleichtern.
Dies steht jedoch im Kontrast zur aktuellen Realität in der Automobilindustrie, in der viele Produktionslinien noch auf feststehende Hardwarekonfigurationen und vordefinierte Fahrzeugfunktionen ausgelegt sind. Sie sind daher nicht verwendbar für iterative und dynamische Softwareentwicklungspraktiken. Allerdings ist gerade das entscheidend für die Entwicklung zukünftiger Fahrzeuggenerationen, die über ihren Lebenszyklus hinweg immer besser werden sollen.
Bestehende Systeme verfügen nicht über die notwendige Infrastruktur, um Over-the-Air-Updates (OTA), sicheren Datenaustausch und Softwarediagnose in Echtzeit zu unterstützen. Diese Einschränkung bremst zukünftige Innovationen und verursacht unnötige Engpässe bei der Integration, weshalb ein neuer Ansatz erforderlich ist – genau hier setzt die CoreRide-Plattform von NXP an.
Die NXP-CoreRide-Plattform im Überblick
Die NXP CoreRide-Plattform adressiert drei wesentliche Fahrzeugkomponenten: Zentralrechner, Fahrzeugnetzwerk und Energiemanagement. Diese werden als vorvalidierte Bausteine in die Fahrzeugarchitektur eingebettet, was es Automobilherstellern wiederum ermöglicht, die Fahrzeugentwicklung und Systemoptimierungen zu rationalisieren, all dies ohne die funktionale Sicherheit zu beeinträchtigen.
Mit vorintegrierter Software von führenden Partnern wie Accenture ESR Labs, Green Hills Software, Synopsys und BlackBerry QNX unterstützt die NXP-CoreRide-Plattform wichtige Kernfunktionen des Fahrzeugs wie Beschleunigung und Fahrverhalten, Lenkung und Fahrkomfort. Gleichzeitig bietet sie mehr Flexibilität und Skalierbarkeit in der Fertigung.
Komplexität reduzieren mit NXP CoreRide Compute
Die Zentralrechner-Lösungen von NXP CoreRide adressieren die Herausforderungen herkömmlicher Fahrzeugarchitekturen. Diese Architekturen basieren auf vielen verteilten elektronischen Steuergeräten (ECUs), was zu höherer Komplexität, mehr Kosten und größeren Herausforderungen bei der Integration neuer Funktionen führt.
Die Konsolidierung mehrerer ECUs in einer einzigen Plattform ist dagegen ideal für den Einsatz in SDVs und vereinfacht die elektronische und elektrische (E/E) Architektur des Fahrzeugs. Durch die Konsolidierung der ECUs sowie die gleichzeitige Einführung von zonalen Aggregatoren wird der Verkabelungsaufwand verringert, senkt zudem noch die Kosten und ermöglicht eine schnellere Markteinführung. Entscheidend ist, dass die Konsolidierung es den Herstellern ermöglicht, flexiblere Architekturen zu entwickeln, die über Fahrzeugklassen und -generationen hinweg skalierbar sind. Das gilt für domänen- und zonenbasierte Architekturen bis hin zu zentralisierten Architekturen.
Ein entscheidender Vorteil ist, dass die Automobilhersteller auch lange nach der Auslieferung eines Fahrzeugs profitieren. Denn die konsolidierte Datenverarbeitung bietet ihnen eine konsistente und zuverlässige Möglichkeit, Fahrzeugfunktionen über Over-the-Air-Updates (OTA) sicher zu aktualisieren, anzupassen und neu zu konfigurieren.
Eine konsolidierte Datenverarbeitungs-Plattform ermöglicht auch eine effizientere Verarbeitung komplexer Aufgaben wie Traktionskontrolle oder ABS. Durch den Einsatz leistungsfähigerer Zentralrechner zur Konsolidierung von Fahrzeugfunktionen lassen sich Daten aus verschiedenen Sensoren und Systemen deutlich effizienter verarbeiten. Das verbessert die Reaktionszeiten und gewinnt für SDVs zunehmend an Bedeutung, da immer mehr komplexe Funktionen und Sensoren in die Fahrzeuge integriert werden.
Die S32N-Familie: Das Herzstück von NXP CoreRide Compute
Die S32N-Familie ist das Herzstück der CoreRide-Zentralrechner-Lösung und wurde speziell für die höchste funktionale Sicherheitsstufe ISO 26262 ASIL D in Automobilen entwickelt. ASIL (Automotive Safety Integrity Level) klassifiziert die inhärenten Risiken und definiert die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen, um diese zu minimieren. Mit Stufen von A bis D stellt ASIL D die höchste Stufe der Risikovermeidung dar und erfordert daher die strengsten Sicherheitsmaßnahmen.
Die S32N-Familie umfasst darüber hinaus verschiedene Kombinationen von Echtzeit- und Anwendungsprozessorkernen, um den vielfältigen Anforderungen an die Datenverarbeitung im Fahrzeug gerecht zu werden. Dazu gehören die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit bis hin zum sicheren Aufstarten, andere Sicherheitsdienste und die Verwaltung kryptographischer Schlüssel.
Der S32N55-Fahrzeugprozessor mit sogenannten »Super-Integrations«-Fähigkeiten ist der erste Prozessor der S32N-Familie von NXP und kann Aufgaben wie Fahrzeugantrieb und -dynamik, Karosserie- und Komforteinstellungen, das Fahrzeugmanagement und vieles mehr übernehmen. Alle Prozessoren der S32N-Familie verfügen über eine fortschrittliche Hardware Security Engine (HSE), einen NETC-basierten Multi-Port-TSN-Ethernet-Switch-Kern (Time-Sensitive Networking) und einen CAN-Hub, der eine schnelle und effiziente gemeinsame Nutzung von Daten und Fahrzeuginformationen gewährleistet.
Künftig werden weiterentwickelte S32N-Prozessoren auch Ethernet-Paketbeschleunigung, KI/ML-Beschleunigung und kostengünstige PCI-Express-Inter-Computer-Dienste unterstützen. All dies wird zusammen mit OEM-Anwendungen und -Diensten eine fortschrittliche Sensorfusion und andere innovative Funktionen ermöglichen und zu einem wesentlichen Bestandteil von CoreRide werden.
Die CoreRide-Netzwerklösung: Das Herzstück moderner Fahrzeugarchitekturen
Die CoreRide-Netzwerklösung von NXP erweitert die Funktionalitäten von CoreRide um eine skalierbare Lösung für das Ethernet-basierte Fahrzeugdatennetzwerk, die auf E/E-Architekturen der nächsten Generation zugeschnitten ist.
Die Netzwerklösung bildet die zentrale Informationszentrale des Fahrzeugs und verbindet die systemkritische Hardware mit der Netzwerkmanagement-Software. Dazu vernetzt sie elektronische Steuergeräte, Sensoren und Aktoren im gesamten Fahrzeug. Der Hintergrund: Ein End-to-End-Management jedes Netzwerkknotens sowie eine tiefe Integration von Datenverarbeitung und -vernetzung sind unabdingbar, damit Automobilhersteller flexible Fahrzeugarchitekturen entwickeln können.
So wie die CoreRide-Lösung von NXP für Zentralrechner zur Vereinheitlichung und Vereinfachung der Hardware für die Datenverarbeitung beiträgt, vereinfacht und optimiert die CoreRide-Netzwerklösung das Fahrzeugnetzwerk. Es ist nicht mehr notwendig, mehrere Komponenten verschiedener Hersteller zu konfigurieren und zu unterstützen. Die End-to-End-Integration von Hard- und Software trägt dazu bei, dass die CoreRide-Netzwerklösung als Baustein für intelligente und skalierbare Netzwerke dienen kann.
Die S32J-Familie: Hochleistungs-Ethernet-Switch kompromisslos sicher
Die sicheren Ethernet-Switches der S32J-Familie stehen im Zentrum der CoreRide-Netzwerklösung von NXP. Sie basieren auf einem auch bei anderen S32-Komponenten zum Einsatz kommenden NETC-Ethernet-Switch-Kern, um die Wiederverwendung von Software zu maximieren. Die nicht-blockierende Switching-Kapazität des S32J von 80 Gbit/s trägt zur Optimierung des Datenflusses bei, während die integrierte Hardware Security Engine (HSE) gleichzeitig einen erweiterten hardwarebasierten Schutz für sensible Datenströme bietet.
Darüber hinaus verfügt der S32J über mehrere Ethernet-Schnittstellen mit Übertragungsraten von 10 Mbit/s bis 10 Gbit/s. Die Unterstützung der neuesten TSN-Standards ermöglicht eine sichere Echtzeitkommunikation, die für SDVs und zonale Architekturen im Allgemeinen von entscheidender Bedeutung ist.
Die Integration der PCI-Express- (PCIe-)Technologie gewährleistet zudem eine Konnektivität mit hoher Bandbreite und geringer Latenz für Echtzeitdatenverarbeitung und rechenintensive Anwendungen. In Kombination mit einer leistungsstarken Arm-R52-CPU, die im Split- oder Lock-Modus mit dediziertem On-Chip-Speicher betrieben werden kann, liefert der S32J die Leistung, die für fortschrittliche Netzwerkdienste erforderlich ist. Gleichzeitig erfüllt er den ASIL D für die Datenverarbeitung und ASIL B für den Übertragungspfad.
Zu den vorintegrierten und vorvalidierten Netzwerkfunktionen gehören fahrzeuginternes Switch-Stacking, Netzwerk-QoS (Quality of Service), Sicherheit, Überwachung und optimierte Fahrzeugzustandsübergänge.
Das Switch-Stacking erlaubt die Kombination von zwei oder mehr Ethernet-Switches zu einem komplexen Switch. Die Switches können entweder auf einer einzigen Leiterplatte integriert oder über die Hardwaregrenzen des elektronischen Steuergeräts hinaus verbaut werden. Gleichzeitig stellt Netzwerk-QoS sicher, dass kritische Daten (zum Beispiel sicherheitsrelevante Sensordaten) Vorrang vor weniger wichtigen Informationen haben. So funktionieren die wichtigsten Funktionen immer zuverlässig. Außerdem sind optimierte Fahrzeugzustandsübergänge wichtig für die Entwicklung von SDVs. Die CoreRide-Plattform von NXP trägt dazu bei, dass Fahrzeuge möglichst effizient zwischen verschiedenen Betriebszuständen wie Parken, Fahren oder Ausschalten wechseln können.
Zusätzlich nutzt die CoreRide-Netzwerklösung von NXP sowohl moderne Ethernet- als auch etablierte CAN-Netzwerke, um den Verkabelungsaufwand, die Komplexität und die Kosten zu reduzieren. Sie bietet einen flexibleren Ansatz für die Bereitstellung, Aktualisierung und Neudefinition von Softwarefunktionen in SDVs. Auf diese Weise können Automobilhersteller Funktionen schnell an sich ändernde Fahrzeuganforderungen anpassen und gleichzeitig die hohen Anforderungen an Leistung, Zuverlässigkeit und Fahrzeugsicherheit erfüllen.
Innovationsgetriebene Nachhaltigkeit: Das volle Potenzial der CoreRide-Plattform nutzen
Die dritte und letzte Ebene von NXP CoreRide – das Energiemanagement – umfasst UWB-kompatibles, sicheres Booten, effizientes Management von Ruhezuständen, skalierbare Batteriemanagement-Lösungen und viele weitere Innovationen. Diese Technologien optimieren die Energieverteilung und adressieren die wachsende Nachfrage nach nachhaltigen SDV-Lösungen, die den Übergang der Automobilindustrie zu softwaredefinierten Architekturen begleiten.
Der Autor
Guenter Sporer
ist Senior Director - Head of Marketing, Systems and Applications Automotive Ethernet bei NXP.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
الاتصال في تكنولوجيا السيارات
شبكات عالية السرعة تعتمد على الألياف الضوئية
Batteriezellen-Controller
NXP senkt BMS-Kosten mit neuer IC-Architektur
Zonenbasierte Power-Architektur
Die Ansteuerung kapazitiver Verbraucher
Zentrale Fahrzeugarchitektur
Rimac nutzt NXP S32E2-Prozessor für SDV-Plattform
Konnektivität in der Automobiltechnik
Hochgeschwindigkeitsnetze mit Faseroptik
Achtfach-synchrone Schallmessungen
Störgeräusche bei Fahrzeugkomponenten erkennen
Ausweitung der Zusammenarbeit auf EMEA
Arrow vertreibt Automotive-Halbleiterkomponenten von Bosch
Auftragsvolumen von 200 Millionen Euro
Mahle produziert Gleichstromwandler für chinesischen OEM
Ausbau der Systemkompetenz fürs SDV
Infineon übernimmt Automotive-Ethernet-Geschäft von Marvell
