La connectivitat integrada en dissenys V2X i cotxes de conducció autònoma, marquen un punt d'inflexió en els dissenys sense fils d'automòbils, obrint les portes a solucions modulars basades en maquinari independent i programaris flexibles.
Els fabricants d'automòbils, es troben al capdavant de les tecnològiques per fer front als grans reptes tecnològics del món:
Cotxes connectats,
Vehicles autònoms.
Això requereix, inevitablement, programes de desenvolupament, proves, validació i verificació més flexibles que puguin adaptar-se ràpidament a les tecnologies i els estàndards canviants.
Per començar, la tecnologia vehicle-to-all (V2X), que incorpora el moviment del cotxe connectat, és també el punt on la indústria sense fils es creua més amb vehicles autònoms (AVs). La detecció i la prevenció de col·lisions és un clàssic exemple d’aquest creuament tecnològic entre les tecnologies d’avió i automòbils connectades.
Cal mostrar com treballen els vehicles i les infraestructures en conjunt per a la creació d’una xarxa de motorització intel·ligent. Llavors, en aquesta cruïlla de tecnologia i quan la tecnologia V2X convergeix i es troba amb la connectivitat AV, la fiabilitat i la baixa latència esdevenen requisits encara més crítics.
Val la pena esmentar, que la demanda de fiabilitat extrema en entorns estrictes ja és una condició prèvia en els dissenys d'automòbils. Quan s’afegeix al cotxe connectat i als regnes de disseny del vehicle que condueixen de manera autònoma, la connectivitat ben provada es converteix en un punt de referència important.
 |
Connectivitat ben provada: l'ingredient clau tant en cotxes connectats com en vehicles amb autocontrol.
Font: National Instruments
|
El maquinari i el programari, són molt complexos en un vehicle que siugi altament automatitzat i connectat amb el món exterior també, obre les portes a atacs maliciosos de pirates informàtics. I això demana solucions de disseny a prova pel futur, que demostrin garanties contra atacs de pirateria i falsificació.
No és sorprenent que la convergència de cotxes connectats i vehicles de conducció automàtica ampliï significativament els requisits de desenvolupament, prova, validació i verificació. I això fa imprescindible per als enginyers emprar marcs de desenvolupament altament integrats per a múltiples components del sistema, com ara la qualitat de la RF i la conformitat del protocol.
Solucions de proves modulars
Per exemple, un sistema V2X que requereix la certificació d’etiquetes d’identificació de radiofreqüència i de lectors en sistemes de cobrament de peatges electrònics. En aquest cas, els enginyers de disseny també han d’assegurar-se que l’aplicació del cotxe connectat protegeix la privacitat de les dades i evita l'accés no autoritzat.
No obstant això, sent una nova tecnologia, això podria suposar un cost més alt per a la validació en diferents etapes de desenvolupament. La prova d’equips de comunicació que suporta diferents estàndards regionals V2X també podria conduir a la compra d’instruments de mesura per a cada capa estàndard i de disseny.
 |
Mx-Suite de Danlaw permet la creació de sistemes modulars sense escriure programes per a casos d'ús de proves.
Font: National Instruments.
|
És per això que les solucions de proves i prototips basades en maquinari modular i blocs de construcció de programari poden resultar més eficients i rendibles, ja que poden explorar noves tecnologies, estàndards i opcions arquitectòniques. Les solucions de prova basades en programari de ràdio definida (SDR), en particular, són flexibles i econòmiques a llarg termini.
Les seccions següents mostraran com el maquinari modular i el programari flexible poden ajudar a crear solucions de validació i calibració de la RF per a vehicles autònoms i connectats. Explicarà com aquests sistemes altament personalitzats poden validar la tecnologia sense fils integrada en comunicacions V2X dissenyades per salvar vides a la carretera.
Test de prova experimental URLLC
La immensa quantitat de potència de càlcul implicada en els dissenys d'automòbils connectats i autònoms pot portar a l'ús ampliat de plataformes SDR flexibles per abordar la creixent complexitat del programari incrustat i el creixent nombre d'escenaris d'ús, especialment quan els enginyers d'automoció han de equilibrar acuradament les exigències de fiabilitat extrema amb requisits de baixa latència.
És una consideració de disseny vital entre l' amplitud massiva d'entrades i sortides de múltiples fluxos de radiofreqüència que serveixen una àmplia gamma de càmeres i sensors en vehicles autònoms. A més, les plataformes SDR poden validar de manera eficient els enllaços de RF dels vehicles connectats entre si i per a unitats de carretera per obtenir informació sobre el trànsit i les obres de construcció.
És per això que el mecanisme de comunicacions de baixa latència 'ultra fiable' es torna tan crític tant en sistemes V2X com en vehicles autònoms. Augmenta la capacitat del sistema i la cobertura de la xarxa informant de la fiabilitat del 99,999% amb una latència d'1 ms.
El disseny de referència URLLC, per exemple, permet als enginyers crear mecanismes de capa física per a diferents entorns de conducció i, a continuació, els compara a través de la simulació per analitzar els compromisos entre latència i fiabilitat. Per tant, un banc de proves experimental en temps real, com aquest, pot substituir les proves costoses i engarzades en carretera per demostrar que el vehicle és segur per a la conducció autònoma i les comunicacions V2X.
 |
El banc de proves URLLC permet als dissenyadors abordar la naturalesa conflictiva dels requisits de latència i fiabilitat i, així, gestionar la imprevisibilitat dels canals mòbils.
Font: National Instruments
|
La Universitat de Xangai, s'ha unit amb National Instruments per crear un banc de proves experimental de URLLC per a serveis avançats del V2X com el tauler de vehicles. El disseny de referència URLLC i la comunicació vehicle-to-vehicle (V2V) es construeixen al voltant del maquinari basat en SDR de National Instruments per a la creació ràpida de prototips de canals de comunicació mòbils.
Transceptor de senyal vectorial
Una altra plataforma de disseny que val la pena esmentar en el context de la connectivitat AV i la tecnologia del cotxe connectat és el Vector Signal Transceiver (VST). És una plataforma personalitzable que combina un generador i un analitzador de senyals de vector de banda base i RF amb una interfície de port (FPGA) programable per l'usuari i interfícies d'alta velocitat per al processament i control de senyals en temps real.
Això permet mesuraments de característiques i funcions de RF completes, com ara la generació d’obstacles dinàmic en diverses condicions de carretera. Un sistema VST, per exemple, pot simular la velocitat d’efecte Doppler des de múltiples angles o simular escenaris com un vianant que passa a través del carrer i un vehicle que canvia de carril.
És un altre sistema personalitzat que combina maquinari flexible i independent amb un entorn de desenvolupament de programari com LabVIEW per crear solucions de prova i prototipatge definides per l'usuari. Això permet als enginyers de disseny transformar el VST en allò que necessiten per estar al nivell de microprogramari i atendre els reptes de desenvolupament, proves i validació més exigents.
National Instruments va presentar el primer sistema VST el 2012 amb una FPGA programable amb LabVIEW per accelerar el temps de disseny i reduir el cost de validació. Avançant ràpidament cap al 2019, el VST de segona generació està preparat per servir als dissenys d'automòbils autònoms i connectats, on l'amplada de banda i la latència són factors crucials.
Punt d'inflexió de les proves d'automoció
Els observadors de la indústria anomenen el 2019 l'any de les comunicacions V2X, mentre que els cotxes de conducció automàtica segueixen sent un treball en curs. En el món del cotxe connectat, els enginyers estan ocupant les proves i la validació dels dispositius de vehicles a vehicle i vehicles a infraestructura dedicats a comunicacions de curt abast per garantir que la comunicació V2X funcioni sempre i en tots els escenaris possibles.
És evident que tant els cotxes connectats com els vehicles que es condueixen en si mateixos ,comparteixen imperatius similars: han de ser fiables i han de ser creïbles. El que també és evident a hores d'ara és que aquests vehicles d'alta tecnologia necessiten eines de validació i prototipatge d'alta tecnologia.
Això marca un punt d'inflexió en el disseny i la validació de l'automòbil on dues manifestacions de la mobilitat intel·ligent s'esforcen per fer el trànsit més segur i eficient. I la indústria demana solucions de verificació i proves eficients i rendibles per a aquests mercats automobilístics en ràpida expansió.
Si aquests sistemes es basen en un maquinari modular i un programari flexible, es poden personalitzar de manera eficient per als dissenys d'automòbils autònoms i connectats. Més important encara, aquests acords de verificació poden reduir significativament el cost del disseny en diferents etapes de desenvolupament.
Font: National Instruments.
/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_image/image/63088375/acastro__171016_1777_0001_v7.0.jpg)
