וירטואליזציה של מערכות לרכבים מקושרים אומצה לאחרונה על ידי יותר ויותר מיצרני המכוניות המובילים. הסיבה: אין הגבלה לחומרה או תוכנה מסוימים ותמיכה ביצרני סיליקון רבים ובסביבות תוכנה מגוונות, מה שמאפשר ליצרנים חופש בחירה מוגבר. ועוד לא לקחנו בחשבון את יצרני הרכבים החשמליים שמאושרים מהיכולת לאיחוד הפונקציונליות על גבי ערכת שבבים אחת
בשנת 1950, אלקטרוניקה היוותה רק 1% מעלות הרכב הממוצע. כיום, כ-40% מעלות המכונית מגיעה מהאלקטרוניקה, ומגמה זו תמשיך ככל שיתווספו יכולות נהיגה עצמית ותכונות בטיחות, וככל שתוכנות חדשות ומסעירות יפותחו בהתאמה אישית עבור מערכות אלה. ואכן, ככל שהמכוניות שלנו הפכו למקושרות יותר ו׳חכמות׳ יותר, כך הן גם נעשו מורכבות יותר. בשנים האחרונות, מספר המחשבים (ECU) המותקנים במכוניות גדל משמעותית. ברכב חדש יש מעל מאה מחשבים. תעשיית הרכב עברה ממערכות עצמאיות עבור פונקציות שונות – כולל אינפוטיינמנט (שילוב של מידע ובידור), טלמטיקה, אשכולות מכשירים, דיאגנוסטיקה ועוד – למערכות משולבות המטפלות במספר פונקציות על גבי יישום SoC. מערכות מתוחכמות אלה נדרשות כעת להוסיף פונקציות עזר לנהג כמו סיוע בחניה, חניה אוטומטית ושלל מצלמות דרך המסייעות לבטיחות.
הרחבה זו יוצרת מורכבות שמקשה על חיבור מערכות ומכשירים, וכך מציבה אתגר ליצרני רכבים המעוניינים לספק חוויה דיגיטלית שקופה לצרכנים תוך שמירה על בטיחות ואבטחה, במיוחד בהתחשב בעלויות הנוספות הנובעות מההטמעה של מערכות מחשוב חדשות במכוניות. הפתרון? וירטואליזציה, המפחיתה עלות זו על ידי הפעלת מערכות הפעלה מרובות (בעלות דרישות שונות) על אותה פלטפורמת חומרה מבלי לסכן את בטיחות המערכת. בהתאמה, השיקה HARMAN לאחרונה פתרון לווירטואליזציה של מערכות לרכבים מקושרים (Device Virtualization for Connected Vehicles) שמאחסן סביבות שונות על אותה חומרה וכך עומד במטרה – הפחתת עלויות ושיפור הביצועים תוך הבטחת אבטחה ובטיחות.
פיתרון הווירטואליזציה כבר הוטמע כחלק ממערכת השבבים לרכב Exynos של סמסונג )תמונות באדיבות הרמן/סמסונג(
אינספור רכבים
ב- HARMAN יודעים שעם העלייה באימוץ של הפתרון, עד סוף שנת 2021 הוא יופעל באינספור רכבים ברחבי העולם, כשכיום הוא כבר מוטמע כחלק מערכת השבבים לרכב של סמסונג (Exynos). היות שמדובר בפתרון שאינו מוגבל לחומרה או תוכנה מסוימים, הוא תומך ביצרני סיליקון רבים ובסביבות תוכנה מגוונות, מה שמאפשר ליצרניות מכוניות מובילות חופש בחירה מוגבר בבחירת רכיבים אלה.
הפתרון מאפשר לאחד מספר פונקציות מתקדמות לרכב וציוד היקפי לחומרה שנוהלו בעבר ממחשבים שונים למערכת שליטה אחת, תוך הגדלת היעילות, שיפור האבטחה וחווית הנהיגה, הפחתת משקל הרכב ושיפור עלות הרכיבים ועלויות אחזקה.
לפתרון הזה יש מספר שימושים מרתקים בפועל. כך לדוגמה, ברכב עם מספר תצוגות ברחבי תא הנהג, הפעלת וירטואליזציה יכולה לאפשר הצגת מידע נפרד במסכים שונים הממוקמים במספר חלקים שונים של הרכב. היתרון לנהגים ולנוסעים הוא משמעותי – מסכים מרובים יכולים לספק חוויה מרתקת של מידע ובידור הזמינים בהישג יד לכל נוסע. שירות מיפוי וניווט עשוי להיות מוצג על גבי תצוגת ראש מלמעלה, בעוד שניתן להציג אפשרויות האזנה ומטא-נתונים הקשורים לקונסולה המרכזית – כל זאת בזמן שתוכן מולטימדיה משודר במושב האחורי להנאת הנוסעים.היכולת של וירטואליזציה של מכשירים לאחד את כל הפונקציונליות הזו לחומרה אחת מאפשרת שיפור מבחינת העלות, צריכת האנרגיה והמורכבות – בעוד שחווית הקישוריות מהירה ומהנה יותר עבור הצרכנים. וירטואליזציה של מכשירים מבטיחה כי כלי הרכב יהפכו למרכזי מידע, בידור וקישוריות.
נהיגה חצי-אוטונומית
אם מכוניות אוטונומיות נחשבו למדע בדיוני רק לפני עשור, טכנולוגיות הרכב האוטונומיות למחצה והאוטונומיות מתפתחות במהירות – עם כל הקשיים והמעצורים שבדרך. נכון, הרעיון של כלי רכב אוטונומיים אינו חדש ומתועד עוד מתקופתו של לאונרדו דה וינצ’י, ששרטט לראשונה עגלה ללא נהגים בשנת 1478, אבל, הרכב ה׳אוטומטי׳ של טסלה הוצג רק בתחילת 2016 (דגם P85D) עם מערכות סיוע לנהג, שסימנו את תחילתם של רכבים אוטונומיים למחצה וסללו את הדרך לכלי רכב אוטונומיים.
עם הגדילה במורכבותן של תכונות מערכות העזר לנהג, ה- ADAS – Advanced Driver-Assistance Systems ורכבים אוטונומיים שכבר לחלוטין נראים באופק, כלי רכב יחייבו הרצת מספר תוכנות בו זמנית על רוחב הפס, תוך הבטחה שניתן יהיה לחבר ולשלב יישומים אלה. כדי להבטיח שתוכנות אלה יוכלו לפעול בצורה חלקה, כלי רכב ידרשו יותר כוח מחשוב שאינו מעלה את משקל הרכב, או מפריע ברמת העיצוב.
כדי לאפשר את יישומי ADAS הזמינים כיום, פותחו מערכות דוגמת מערכת ASIL-B Hypervisor שמסוגלת לפעול עם מספר ערכות שבבים ומעבדים, ומאפשרת שילוב בטוח וחלק של יישומים מתקדמים בארכיטקטורת החשמל של כלי הרכב. כך לדוגמה, ליישומים הכוללים מצלמות, המערכת מאפשרת העברה יעילה של נתוני תמונה מהמצלמות החיצוניות והפנימיות הרבות ליחידת העיבוד המשויכת, ולאחר מכן מיחידת העיבוד לכל תצוגה בתוך הרכב.
יישום זה, בשיתוף עם ערכת השבבים לרכב Exynos של סמסונג, מוביל את השוק בתעשיית הרכב ומספק חוויה מהנה הן לצרכי בידור והן לקבלת אינפורמציה קריטית בזמן הנהיגה, עם מעבד ראשי רב תכליתי וחזק מספיק כדי המסוגל להתמודד עם משימות מגוונות. האינפורמציה מוצגת בצורה בהירה במערכת מרובת המסכים ובסיוע יכולות עיבוד גרפי ו-GPU מתקדמים, עם זמן תגובה מהיר במיוחד.
וגם – כלי רכב חשמליים
כלי רכב חשמליים (EV), הם אותם אלה שכוללים מנוע חשמלי במקום מנוע בעירה פנימית, כאשר הרכב משתמש במארז מצבר גדול כדי להניע את המנוע החשמלי. בדרך כלל יש לחבר אותו לשקע בקיר או לציוד טעינה כדי לטעון אותו בחשמל. במאה ה-21, רכבים אלה ראו צמיחה הולכת וגוברת בזכות התפתחויות הטכנולוגיות, והתמקדות מוגברת באנרגיה מתחדשת והפחתה אפשרית של השפעת התחבורה על שינויי אקלים ובעיות סביבתיות אחרות. Project Drawdown, למשל, מתאר כלי רכב חשמליים כאחד מ -100 הפתרונות העכשוויים הטובים ביותר להתמודדות עם שינויי אקלים.
מכיוון ש -40% מהרכבים על הכביש יהיו חשמליים עד שנת 2030, יצרניות הרכב והספקים בוחנים דרכים לחסוך בכוח העיבוד ולהגביר את יעילות צריכת האנרגיה. וירטואליזציית המכשירים של HARMAN עושה בדיוק את זה. באמצעות איחוד הפונקציונליות על גבי ערכת שבבים אחת. פרקטיקה זו מפחיתה את המשקל ובכך מפחיתה את צריכת החשמל, מה שחיוני לרכבים חשמליים כיום ובעתיד.
מיכל גבע,
מנכ״לית HARMAN ישראל
צילום: Gil&Ron
באמצעות וירטואליזציה של מכשירים, יצרני כלי רכב חשמליים לא יצטרכו להתפשר על הביצועים של המוצר הסופי, מה שיעניק להם גמישות בחיבור מספר מכשירים ויישומים תוך חיסכון בכוח החישוב – מה שמאפשר לרכבים חשמליים למקסם את צריכת האנרגיה תוך עמידה בציפיות הצרכנים. טכנולוגיית התקן הווירטואליזציה ברכב מבית HARMAN מאפשרת הרצת מערכות הפעלה מרובות על פלטפורמת חומרה אחת, בבטחה ובבידוד מלא, וכבר תומכת בעתיד שבו ישנם כלי רכב מחוברים, אוטונומיים וחסכוניים באנרגיה.
