ドメインベースの自動車とソフトウェア定義自動車

今日のドメインベースのアーキテクチャが非効率的なのは、自動車メーカーがワイヤレス更新を通じて容易に維持できるスケーラブルなソフトウェアを提供している点です。ドメイン アーキテクチャは、図 1 に示すように、自動車の機能の制御を、車載インフォテインメントや先進運転支援システム (ADAS) などのドメインにセグメント化します。

車両機能の制御を分割すると、複数のドメイン間で通信と制御が必要な可能性のある機能に対応するソフトウェア開発が複雑になります。これらのシステムは、さまざまな半導体サプライヤのさまざまなプロセッサおよびマイクロコントローラを使用するさまざまな Tier-1 サプライヤによって設計および製造されているため、そのソフトウェアを更新するのは困難です。車両機能を制御するソフトウェアも、ハードウェアと密接に結合されています。OEM 各社は、特定の機能 (シート調整、駐車支援) を実行するために電子制御ユニット (ECU) を取り付け、各 ECU マイクロコントローラで特定用途向けファームウェアを実行します。また、これらの ECU は車両モデルやトリムによっても異なるため、製造コストと設計コストが上昇します。そのため、すべての車両モデル、トリム、個々の ECU にわたってソフトウェアを管理することは極めて大変なため、OEM 各社は複数の Tier-1 また場合によっては半導体サプライヤとも、新しいソフトウェア更新の実装に取り組む必要があります。

一方、ゾーン アーキテクチャを採用したソフトウェア定義自動車では、ソフトウェアを一元化することでワイヤレス更新を簡素化し、上位層のアプリケーション ソフトウェアから車両ハードウェアを分離し、車両モデルやトリムに対してコスト効率の優れたスケーラビリティを実現することで、ソフトウェアを通じて新機能を追加できる柔軟性を実現できます。

図 2 は、セントラル コンピューティング システム内のソフトウェアを一元化し、ゾーン制御モジュールを実装して、データの集約、負荷の起動、局所配電を行うゾーン アーキテクチャの例を示します。ゾーン アーキテクチャの詳細については、『ゾーン アーキテクチャによって実現する完全なソフトウェア定義の自動車』をご覧ください。

ソフトウェア定義自動車が集中型ソフトウェアを採用する主な利点は、アプリケーション ソフトウェアをホストする ECU (電子制御ユニット) の数を削減し、ファームウェアの変更が必要なプロセッサとマイクロコントローラの数を減らすことで、ワイヤレス更新を簡素化することです。ダウンストリーム センサと機械式作動を制御する残りの ECU (ヘッドライト、ドア モジュール、オーディオ アンプ) はアプリケーション ソフトウェアから抽出されているため、新機能とアプリケーションを追加するには中央コンピュータまたはゾーン制御モジュール ソフトウェアのみを更新する必要があります。したがって、自動車ネットワークのエッジ側で機械式作動を実行する ECU とセンサでは、複雑なファームウェアの必要性が低下し、将来的にリアルタイム制御を中央コンピュータに完全に移行できます。

さらに、独自の用途に合わせて設計されたセンサやアクチュエータを転用して、新たな機能を創出することも可能です。その一例は、車内レーダー センサ向けの新しいアプリケーションを追加することです。当初は占有監視向けに設計されていましたが、侵入や盗難検出、またシートベルト着用を求めるチャイム機能を実現できます。基本的に、OEM 各社は車両にすでに搭載されているハードウェアやセンサを使用して、新しい機能を実装する柔軟性が高まります。

最後に、図 3 に示すように、ソフトウェアはすべての車両プラットフォームにスケーリングできるため、開発コストをさらに削減できます。エコノミー レベルの自動車は、リモート キーレス エントリ、ウィンドウ リフト、後方視野カメラなどの機能のために、高級ブランドと同じソフトウェアを実装できます。

ラグジュアリー モデルは、ベースライン機能に加えて、ソフトウェアを通じてプレミアム機能を提供できます。ハードウェアの変更が必要になる可能性もありますが、全体的なアプローチはモジュール式であり、車両全体でスケーラビリティがあります。プロセッサとマイコンを追加または削除すると、中央コンピュータやゾーン制御モジュールで、計算能力のアップ / ダウンをスケーリングできます。