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Descubriendo la complejidad de los vehículos definidos por software

Definido por software: un giro en U de la industria

Con la llegada de los vehículos definidos por software (SDV), los automóviles evolucionan rápidamente para volverse más conectados, autónomos, compartidos y eléctricos. Estas cuatro características terminaron siendo tan prominentes que todos en la industria podrían identificarlas con el popular acrónimo CASE.

Las crecientes expectativas de los clientes también están impulsando el desarrollo del concepto SDV y desafiando el hardware y software automotriz. Para adaptarse a las tendencias de CASE y las demandas de los consumidores, es necesario revisar y rediseñar las arquitecturas tradicionales de los vehículos. La nueva arquitectura debía garantizar la escalabilidad, el rendimiento y la seguridad, entre muchos otros requisitos.

Este es un cambio importante para la industria automotriz, que requiere nuevas habilidades de software, metodologías y modelos comerciales. Al mismo tiempo, los fabricantes de automóviles deben cumplir con los estándares industriales complejos y estrictos y cumplir con las funciones críticas para la seguridad.

En esta publicación, nos centraremos en los diferentes desafíos que enfrenta la industria en términos de complejidad de hardware y software, ciberseguridad y seguridad. También analizaremos cómo los fabricantes de equipos originales (OEM) pueden aprender de las empresas de software para sobrevivir y tener éxito en la transición a vehículos definidos por software.

¿Qué es un vehículo definido por software (SDV)?

Todos sabemos qué es un automóvil y tenemos cierta comprensión de cómo funcionan, motores, combustible, ruedas, etc. Ahora imagine un automóvil que podría cambiar la configuración de la suspensión o las capacidades de aceleración durante su vida útil, mediante una actualización de software inalámbrica. Obviamente, esto añade complejidad al coche. ¡Pero estas funciones son posibles hoy en día!

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Al igual que su teléfono inteligente puede optimizar la imagen con poca luz después de una actualización de software, su vehículo puede beneficiarse de un mejor rendimiento del motor o un mejor consumo de batería gracias a mejores algoritmos implementados a través de una actualización de software. Es por eso que los autos ahora se llaman computadoras sobre ruedas.

Desafíos y beneficios de SDV para los fabricantes

Tradicionalmente, los OEM han utilizado arquitecturas eléctricas/electrónicas (E/E) con cientos de ECU diseñadas para tareas específicas, lo que lleva a la dependencia del proveedor y reduce la escalabilidad en todos los modelos de vehículos.

La actualización de estas plataformas implica un gasto significativo y da como resultado el desperdicio de recursos al mantener estos componentes de software específicos del modelo en lugar de mejorar el software que se puede usar en toda la gama de vehículos de un OEM. Lo que es más importante, los clientes esperan actualizaciones periódicas para sus automóviles, no solo con parches de seguridad, sino también con nuevas funciones y servicios.

Para satisfacer estas demandas de los clientes, los OEM reconocen la necesidad de pasar de una arquitectura de vehículo centrada en el hardware a una arquitectura impulsada por software capaz de administrar actualizaciones inalámbricas e interacciones entre componentes.

Los vehículos definidos por software (SDV) representan un cambio de paradigma en la industria automotriz. SDV aprovecha los sistemas basados ​​en software para mejorar el rendimiento y utilizar los recursos de manera más eficiente. Los OEM necesitan pasar de múltiples componentes complejos a un número limitado de sistemas manejables.

Los beneficios clave de los vehículos definidos por software incluyen:

  • Reducir la complejidad y el costo
  • tiempo de comercialización más rápido
  • mejorar la calidad del producto
  • Flexibilidad de hardware y software

SDV también permite una mejor seguridad y experiencia de usuario debido a su fuerte enfoque en la funcionalidad y los servicios basados ​​en software. Para hacer esto, todo el proceso de creación de valor debe rediseñarse en torno al software.

Agregar complejidad al hardware automotriz

A medida que los diseños de vehículos se vuelvan más centrados en el software, los fabricantes tendrán que abordar desafíos específicos de hardware.

Históricamente, los OEM se han ocupado de una gran cantidad de variantes de vehículos, que a su vez generan grandes variaciones en componentes, plataformas y configuraciones. Estos están influenciados por las restricciones específicas de la región, la personalización del cliente y las opciones de productos, que aumentan el atractivo de un modelo o marca.

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Anteriormente, los vehículos no estaban conectados (o tenían servicios básicos conectados). Las actualizaciones continuas y las mejoras de funciones han dado como resultado la situación actual: los OEM luchan por mantener sus sistemas existentes mientras desarrollan nuevas plataformas que a menudo no dependen de las plataformas desarrolladas anteriormente.

Para mejorar esta situación compleja, primero deben reducir las dependencias de hardware y software. Este enfoque se ha aplicado en los campos de la nube y los teléfonos inteligentes. Tome el iPhone como ejemplo; la misma versión de iOS puede ejecutarse en varias generaciones de iPhone. Además, el mismo iPhone podrá beneficiarse de múltiples actualizaciones de la versión de iOS a lo largo de su vida útil.

Sin embargo, eliminar estas dependencias es difícil. Después de todo, separar el ciclo de desarrollo de hardware del desarrollo de software significa cambios en los modelos comerciales, las adquisiciones y las formas de trabajar. Además de eso, la industria carece de estándares claros que faciliten la interfaz entre el hardware y el software de un vehículo.

Complejidad y soluciones de software

En la actualidad, a la mayoría de los fabricantes de equipos originales les resulta imposible reutilizar el software existente cuando hay funciones o componentes de software redundantes porque significa migrar a una configuración completamente diferente. Esto causará trabajo adicional y posibles problemas de compatibilidad.

Para complicar aún más las cosas, las unidades de control electrónico (ECU) históricamente se han construido utilizando un enfoque aislado; cada una de ellas tiene su propio hardware y software (incluido el middleware, el sistema operativo (SO) y un conjunto de servicios).

Para resolver este problema, se puede introducir una capa de abstracción común en todo el vehículo, lo que permite la reutilización del software existente. Si lo hace, simplificará en gran medida las configuraciones complejas de hardware y software. Esto es parte del enfoque del vehículo definido por software (SDV).

SDV no solo simplifica las actualizaciones y la compatibilidad, sino que también allana el camino para arquitecturas eléctricas/electrónicas (E/E) preparadas para el futuro, pasando de ECU dedicadas aisladas a arquitecturas centradas en la computación de alto rendimiento (HPC) regional y central.

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A medida que los vehículos se parecen cada vez más a computadoras sobre ruedas, tener software incorporado adicional también significa más vulnerabilidades potenciales. Los OEM a menudo confían en múltiples proveedores diferentes para trabajar en una plataforma común y utilizan diferentes herramientas para el desarrollo.

A menudo, debido a problemas de confidencialidad, las herramientas y los desarrollos antes mencionados rara vez se comparten en la industria. Esto dificulta la colaboración en soluciones compartidas para abordar las vulnerabilidades.

Además de eso, las regulaciones se han vuelto muy estrictas, lo que obliga a los OEM a proporcionar parches y correcciones para vulnerabilidades y exposiciones comunes (CVE). Dada la complejidad del sistema detallada anteriormente, es cada vez más necesario pasar a un contexto holístico definido por software.

Solo un enfoque definido por software puede proporcionar la flexibilidad y la escalabilidad necesarias para permitir que las empresas cumplan con los requisitos reglamentarios al tiempo que brindan actualizaciones de la experiencia del usuario y se ocupan de las complejidades del hardware.Seguridad y Linux en tiempo real en un mundo automotriz cambiante

Por supuesto, la ciberseguridad depende de algo más que del software. Las vulnerabilidades de hardware también pueden ocurrir, a menudo con consecuencias mucho peores. Algunos problemas de hardware se pueden reparar con software, pero, por lo general, estos CVE siguen siendo válidos durante la vida útil del sistema.

Por ejemplo, Meltdown y Spectre, dos de las vulnerabilidades de hardware más frecuentes del mundo, todavía existen y afectan a una gran cantidad de dispositivos. Esto significa que durante el proceso de concepción del hardware, se debe considerar la ciberseguridad en la especificación y la arquitectura del sistema para limitar estas vulnerabilidades.

Consideraciones de Seguridad

Luego está el tema de la seguridad. La mayoría de los automóviles nuevos vienen con sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) de forma predeterminada. Estos sistemas pueden acceder y controlar funciones críticas como aceleración, frenado, dirección y más. Para mantener seguros a los ocupantes del vehículo, los OEM deben cumplir con un cierto nivel de seguridad funcional.

La seguridad funcional tiene como objetivo limitar los riesgos y peligros debido a la falla de un componente o sistema. Para la conducción autónoma (AD), la seguridad podría convertirse en un diferenciador clave al seleccionar un vehículo.

Teniendo en cuenta los temas mencionados anteriormente, los sistemas relacionados con la seguridad deberán certificarse continuamente para el cumplimiento de la seguridad. Además, cualquier nuevo servicio o funcionalidad debe evaluarse por interferencia o impacto en los sistemas de seguridad.

Prepárate para el camino por delante

En esta publicación de blog, abordamos algunas de las complejidades en las que la industria automotriz debe enfocarse a medida que avanza hacia vehículos definidos por software, pero hay muchas más complejidades que abordar.

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Si desea obtener más información sobre estos desafíos, lea nuestra guía SDV. Analizará este importante cambio en la industria, desde nuevos modelos comerciales hasta seguridad funcional, mejoras en el ciclo de desarrollo y reutilización de software.

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