Entwicklungsplattform »OrangeBox«

Die externe Fahrzeugkommunikation zentralisieren und absichern

30. November 2022, 7:45 Uhr | Iris Stroh
NXP-Aufmacherbild
© NXP Semiconductors/WEKA Fachmedien

»OrangeBox« von NXP Semiconductors ist eine zentrale sicherheitsoptimierte, modulare Entwicklungsplattform, die eine einheitliche Schnittstelle zwischen dem Gateway des Fahrzeugs und seinen drahtgebundenen und drahtlosen Technologien schafft, um die Kommunikation nach außen abzusichern.

Im Fahrzeug nehmen die Anwendungsfälle, in denen eine Connectivity benötigt wird, seit Jahren zu und das gilt sowohl für innerhalb des Fahrzeugs als auch außerhalb dessen. Das hat aus der Sicht von NXP dazu geführt, dass ein Auto heute einem Unternehmensnetz auf Rädern gleichkommt, bei denen die ECUs im Fahrzeug den Computern innerhalb eines Unternehmensnetzes entsprechen. Gleichzeitig werden auch immer mehr Verbindungsmöglichkeiten mit der Außenwelt geschaffen, einschließlich einer zellularen Kommunikation, WiFi, Bluetooth, V2X, UWB, NFC etc. Da die ECUs für diese Kommunikationsmöglichkeiten über die gesamte Fahrzeugarchitektur verteilt sind, werden die Angriffsmöglichkeiten für Hacker immer größer. Darüber hinaus können sich die verschiedenen HF-Systeme auch gegenseitig stören. Die Diversität der Versorgungskette macht das Ecosystem noch komplizierter, deshalb ist man bei NXP überzeugt: »Genau wie in der Welt der Unternehmen funktionieren traditionelle Ansätze nicht, es ist ein komplett neues Denken vonnöten.

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Heutiger Ansatz
Heute sind die drahtlosen Kommunikationstechniken zwischen Fahrzeug und Umwelt über die Fahrzeugarchitektur verteilt.
© NXP Semiconductors

Ein Connectivity Domain Controller ist die Lösung der Probleme

»Durch die Konsolidierung sämtlicher drahtloser Technologien im Auto in einem zentralen Domain Controller mittels einer Hochgeschwindigkeitsverbindung zum Fahrzeug-Gateway schaffen wir einen einheitlichen Weg, Fahrzeuge nahtlos mit dem Rest der Welt zu verbinden«, sagt Dan Loop, Vice President und General Manager für Automotive Edge Processing bei NXP. »Das hilft nicht nur, die Kosten zu senken und die Entwicklung zu vereinfachen. Es ist zudem auch ein wichtiger Baustein auf dem Weg zum datenintensiven Fahrzeug, das eine zentrale, sichere Verbindung benötigt.«

OrangeBox fasst alle drahtlosen Kommunikationsmöglichkeiten in einem einzigen Subsystem zusammen. Das ermöglicht einen konsistenten, hochmodernen Schutz gegenüber allen Daten, die ins Fahrzeug kommen. Außerdem können auf diesem Weg alle Probleme mit der Koexistenz der verschiedenen HF-Systeme adressiert werden und die Orchestrierung mit der Cloud sowie Software-Updates werden vereinfacht. NXP hat in die Entwicklungsplattform diverse eigene Komponenten aber auch Module von Drittunternehmen integriert, einschließlich eines leistungsstarken Anwendungsprozessor, einen Software-definierten Broadcast-Radio-Tuner, Wi-Fi 6 und Bluetooth. Sie umfasst auch einen sicheren Fahrzeugzugang mit BLE und UWB sowie 802.11p-basiertes V2X, gesichert durch zertifizierte NXP EdgeLock Secure Elements. Unterstützung für 4G LTE oder 5G-Mobilfunk und GPS-Konnektivität ist ebenfalls enthalten. Sie erleichtert Automobilherstellern die konsequente Verwendung modernster Cloud-verwalteter Sicherheitstechnologien, wie z. B. Firewalls der nächsten Generation, bei der Regelung des Datenverkehrs, der in das Fahrzeug gelangt oder es verlässt.

Konsolidierter Ansatz
Die Kommunikationstechniken mit der Außenwelt lassen sich mit einem Connectivity Domain Controller konsolidieren.
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Folgende Hardware ist auf der Entwicklungsplattform integriert:

  • Verarbeitung: i.MX 8XLite mit zwei Cortex-A35-Kernen und einem Cortex-M4F-Kern (Applikationsprozessor); S32K144 mit einem Cortex-M4F-Kern (Sicherheits-Coprozessor)
  • Speicher:2 GB LPDDR4; 32 GB eMMC; 64 MB serielles NOR;
  • Drahtlose Kommunikation: Wi-Fi 6 und Bluetooth; Zellular (4/5G); DSRC V2X (802.11p); Secure Access (BLE 6.0 und UWB); Globale Präzisionsortung (GNSS); Radio-Tuner (AM/FM/Digital)
  • Netzwerk: 1-Gbit/s-Ethernet; CAN
  • Safety und Security: Secure-Elemente; dediziertes HSM (Hardware Security Module) und V2X-Beschleuniger.

Den Entwicklern stehen Hardware-Design-Dateien, Softwaare-Tools und BSPs (Board Support Packages) zur Verfügung, die als Referenz für erste Entwürfe verwendet werden können.

OrangeBox
OrangeBox
© NXP Semiconductors

Skalierbar, flexibel und sicher gegen Hacker

Die OrangeBox bietet den Entwicklern aber nicht nur eine ganze Reihe von drahtlosen Kommunikationsmöglichkeiten, sondern sie stellt eine einheitliche Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug mit all seinen drahtlosen und bedrahteten Kommunikationsmöglichkeiten und der Außenwelt dar. Sie ist außerdem so ausgelegt, dass sie flexibel an regionale Anforderungen in Hinblick auf eine zellulare Anbindung und auf die V2X-Kommunikation angepasst werden kann. Zudem ermöglicht sie die notwendigen Over-the-Air-Updates für die Anpassung an sich ändernde Technologien Damit lässt sich das Time-to-Market beschleunigen und die Komplexität verringern.

Die OrangeBox-Plattform lässt sich nahtlos in die Fahrzeugvernetzungsplattform GoldBox von NXP und das zentrale Fahrzeug-Gateway integrieren, so dass andere Fahrzeugsysteme die drahtlose Konnektivität problemlos nutzen können. Durch die Ergänzung der GoldBox dient die OrangeBox als zentraler Punkt, an dem drahtlose Daten in das Fahrzeug ein- und ausgehen können, von Rundfunk- über Wi-Fi- bis hin zu 5G-Signalen, und bildet die Schnittstelle zum Rest der Welt.

Verfügbarkeit

Die OrangeBox Automotive-Entwicklungsplattform ist ab dem ersten Halbjahr 2023 für Kunden verfügbar.


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