Software für Infotainment-Systeme Komplexität beherrschen

Anspruchsvollere Software-Entwicklung bei den Infotainment-Systemen ist gefordert.
Die Komplexität von Infotainment-Systemen hat stark zugenommen.

Angesichts der vielfältigen Anforderungen an ein modernes Infotainment-System wird auch die Software-Entwicklung für ein solches System zu einer immer anspruchsvolleren Aufgabe. Konnektivität, Sicherheit und Kostenmanagement sind nur einige der Aspekte, die es dabei zu berücksichtigen gilt.

Die Automobilindustrie erlebt faszinierende Zeiten: Die steigenden Erwartungen der Käufer an Multimedia-Erlebnisse im Fahrzeug stellen die Automobilhersteller vor immer neue Herausforderungen. Für die Fahrzeughersteller ist es daher von größter Bedeutung, sichere Plattformen zu bauen, die die Anforderungen für interne und externe Schnittstellen erfüllen und den geltenden Schutz- und Sicherheitsbestimmungen genügen.

Bei den Infotainment-Systemen erwarten immer mehr Autokäufer, dass sich ein Automobil ähnlich wie ein Gerät der Konsumelektronik verhält und reagiert. Zudem hat die Elektronifizierung des Autos dazu geführt, dass große Datenmengen in einem Fahrzeug bzw. über mehrere Fahrzeuge hinweg generiert werden. Diese Daten müssen meist in Echtzeit verarbeitet und den Insassen eines Fahrzeugs in einem verwertbaren Format zur Verfügung gestellt werden, was zusätzliche Lösungen erfordert. Eine besondere Herausforderung besteht darin, nicht nur für Innovationen zu sorgen, sondern gleichzeitig auch die Forschungs- und Entwicklungskosten niedrig zu halten. Ein wichtiges Hilfsmittel, um dieses Ziel zu erreichen, ist die Verwendung von Embedded-Systemen im Auto.

Größerer Einfluss der Betriebssysteme

Die Fahrzeugelektronik hat sich stetig weiterentwickelt – von einfachen elektronischen Steuereinheiten (Electronic Control Units, ECUs), die kein eingebettetes Betriebssystem benötigten, bis zu den heutigen komplexen multifunktionalen ECUs mit mehreren Betriebssystemen. Früher wurde ein Embedded-Betriebssystem als separate, isolierte Einheit behandelt. Dies ist aufgrund von Leistungs- und Sicherheitsaspekten aber nicht mehr länger der Fall. Das Betriebssystem ist ein wichtiger Bestandteil heutiger Fahrzeuge mit direktem Einfluss auf Schutz, Sicherheit und Konnektivität zu Geräten im Fahrzeug sowie zur Infrastruktur am Straßenrand, zur Cloud oder zu anderen Fahrzeugen.

Konnektivität erfordert die Kommunikation über unterschiedliche physikalische Netzwerke. Traditionelle Fahrzeug-Netzwerktechnologien wie CAN, FlexRay und LIN werden durch leistungsfähigere Technologien wie Ethernet, Ethernet Audio Video Bridging (AVB), Automotive Audio Bus (A2B) und WLAN ergänzt. Das Design der einzelnen Netzwerke wird üblicherweise durch anwendungsspezifische Anforderungen vorangetrieben, die beispielsweise den Einsatz von Gateway-ECUs erforderlich machen, um die verschiedenen Fahrzeugdomänen miteinander zu verbinden. Die Kombination von leistungsfähigen SoCs und Software-Systemen ermöglicht Automobilherstellern die Etablierung neuer Systemarchitekturen. Damit lassen sich etwa umfassende Fahrzeug-Infotainment-Systeme (In-Vehicle Infotainment – IVI) realisieren, die auch Fahrzeugbetriebsdaten wie Motorstatus oder Sicherheitshinweise von verschiedenen Quellen darstellen können.

Komplexität braucht ­Standardisierung

In einem vernetzten Fahrzeug sind heute mehr ECUs als je zuvor im Einsatz. So enthält ein Premiumfahrzeug bereits über 100 ECUs. Ein weiterer Trend ist die Migration von 8- und 16-bit-Mikrocontrollern hin zu 32-bit-Mikroprozessor-SoCs in Multicore-Architekturen. Da die Hardware-Kosten für komplexe SoCs weiter sinken und gleichzeitig ihre Leistungsfähigkeit steigt, ist ein solcher Wechsel sinnvoll und möglich.

Doch mit jeder hinzugefügten ECU steigen auch die Komplexität und das Gewicht des Fahrzeugkabelbaums. Gleichzeitig bekommt durch die wachsende Anzahl von ECUs im Fahrzeug die Standardisierung einen höheren Stellenwert. Wenn sich die Hardware-Plattformen ändern, muss unter Umständen die Software neu entwickelt und vielleicht die Architektur des Systems neu gestaltet werden. Das AUTOSAR-Konsortium etwa hat für verschiedene Automobil-Software-Architekturen offene Standards etabliert, die helfen, diese Art von Problemen zu lösen.