连接汽车oem厂商有很高的期望和全球经济增长的机会,但这并不是那么简单。
汽车将变得越来越连接在接下来的十年,但这连接将在美元代价,安全,和不断变化的技术。
连接涉及车辆的所有部分。它包括从自主驾驶到客舱监测和信息娱乐有关。V2X和它包含外部传感器、物联网,无线通信,远程控制等等。这项技术的问题是使所有一起工作,由不同的地区标准变得更糟,无穷无尽的更新和新技术的介绍,和对安全问题的担忧为何与日俱增。
“娱乐、便利和安全都是典型的汽车被连接的原因,”汤姆LeMense说系统应用工程师英飞凌科技。“最大的挑战是保持车辆当前不断变化的标准。细胞,wi - fi,蓝牙,USB驱动的消费电子行业。不断发展的同时,标准提高可靠性、效率和吞吐量。车辆处于一个艰难的位置,试图跟上不断发展的标准。车辆的连接设备经历了多年的开发周期,然后十年(或更多)的使用寿命。一个典型的例子是2022年关闭的3 g移动网络。汽车依赖连接的3 g网络失去了很多。”
大多数车辆包含设备连接到手机和无线基础设施、有线和无线设备。大多数也意味着连接到各种舱室内和不同数量的个人设备。
连接汽车视觉
电气化的车辆,包括软件定义车辆(关闭阀)和无线通信的发展迫使oem设想这可以用什么技术。选项包括:
一个2021报告从世界经济论坛连接汽车市场预测到2027年将达到2150亿美元。安全,舒适,增加和更复杂的娱乐为oem厂商提供巨大机遇和半导体供应链。
如何连接车辆今天好吗?
大型oem软件定义和连接车辆不同程度的成功。如图1所示(下图),一些连接包括紧急/路边援助,GPS, OTA更新,和远程访问,包括诊断、发动机启动、收费,车辆跟踪。更多的功能将被添加。一些新模型将提供V2V能力在未来12 - 24个月。
“大多数现代汽车有一些连接,帮助电力信息娱乐系统,更新地图数据,或提供反馈车辆到云,”罗伯特说,主任汽车合作伙伴(北美)手臂汽车业务。“许多oem厂商正在使用这个连接给用户提供额外的服务,如启用新的软件功能,通常通过订阅服务。连接将提供一个关键技术,使软件定义的车辆。”
宝马7系是最宝马提供了连接模型,和OEM的工作就是一个例子。它包括5 g连接(双卡双活性)和基于云的导航。此外,集成亚马逊火电视,YouTube。后座乘客可以查看和与31.3英寸的触摸屏(8 k的决议。未来的模型将包括混合现实能力。
其他的例子包括车辆从通用汽车、现代、梅赛德斯-奔驰、丰田等。
与此同时,通用汽车已经连接到多个模型在所有价格点,从雪佛兰Trax到即将到来的凯迪拉克CELESTIQ。它还支持wi - fi和4 g L,是转向关闭阀与自己的Ultifi平台支持在线旅行社。这也是提高超级巡航免提驱动系统。
IONIQ 6日诞生于2023年,是第一个现代模型支持OTA固件更新。它有vehicle-to-load (V2L)收取其他设备的能力,包括电动自行车和摩托车,车轮上的充电器。
梅赛德斯-奔驰(mercedes - benz)已经开发出自己的梅赛德斯-奔驰(mercedes - benz)操作系统(MB.OS),专用chip-to-cloud架构。也是第一个宣布的OEM SAE三级速度高达每小时80英里。梅赛德斯-奔驰(mercedes - benz)还创建了应用程序与车辆交通信息交互,在线地图更新,和先进的语音识别。
丰田正在开发的项目包括V2V,在线旅行社的支持,和自动驾驶。丰田连接(半独立软件公司)致力于保护客户和增加便利与远程信息处理服务。安全连接和服务连接,例如,使用获得的数据来改善客户的用户界面体验和安全。
汽车制造商正在越来越像软件公司。
图1:更多的oem厂商提供更多的车辆连接功能。来源:现代
挑战
不过,有障碍需要克服。连接汽车的发展面临的主要挑战是如何将所有这些技术,这样他们就可以以一个实际的方式进行互操作。目前,它是一个免费的情况没有任何国际标准和法规保持生态系统的球员。
新的挑战将会随着车辆越来越连接和软件定义,包括如何拥抱未来的车辆和软件架构,网络安全,网络问题和其他问题通常与计算机系统相关联。
图2:汽车将面临更多的挑战,因为他们成为更多的连接和软件定义。来源:病房的情报
oem汽车可以完全连接之前,必须克服的主要障碍,如缺乏国际标准,以及数据使用注意事项,增加车辆攻击的脆弱性,缺点在人工智能和5克。
国际标准需要
汽车有不同的特性,功能,根据自己的位置和需求。所以汽车在北美有不同的法规遵循需求比在欧洲和亚洲。如何转化为车辆连接并不完全清楚。
“连接汽车使用vehicle-to-everything (V2X)交流提供信息给司机和乘客除了从A点到B点,”大卫·弗里茨说,混合动力和虚拟系统的副总裁西门子数字行业软件。”与其他车辆和/或基础设施,智能车辆会知道有一个看不见的事故之前,供水管道破裂,或紧急车辆。这将帮助使用者了解自主车辆的决策和降低乘员沮丧。完全连接汽车的愿景很好,但实现这一愿景,事情开始发生变化。”
最初的挑战首先选择竞争标准,如短距离(IEEE 802.11标准)与C-V2X (3 gpp标准)。弗里茨质疑都是必要的。“标准化低级协议已经够困难了,但考虑复杂的数据包的有效载荷格式协议,”他说。开车时“一个常见的例子是在巴伐利亚,你可以跨越到瑞士。稍后你在奥地利。当你跨越国家边界,你的车如何适应不同的标识表示,当地法律,动物,人,等等。处理这种级别的数据对象编码需要一个伟大的国际努力。谁将负责各种协议的互操作性标准?标准化的规模需要大量的时间和往往是决定一场战斗的巨头。谁将成为巨头?”
其他人也同意。“规则是至关重要的,特别是在自治和所需的安全和安全,但地区不同,”弗兰克•Schirrmeister解决方案和业务发展副总裁Arteris IP。”在他们的背景下,开发人员必须评估哪些方面可以依靠新兴的5 g和更先进的网络。内的哪些部分需要处理当地的车吗?和V2X和V2V方面依赖于其他技术,蓝牙和无线网络吗?而成本是一个问题,它是分层的一部分在汽车定价。”
数据使用的考虑
与其它市场相比,像消费电子产品,连接汽车领域不讨论数据经常使用。当消费者注册LTE手机或5 g服务,承运人将最有可能拼出多少数据将被允许使用无需支付额外费用。当车辆完全与数据之间来回车辆,网络,服务器,使用的数据量将令人瞠目结舌,在多个字节的顺序每辆车。现有的网络基础设施处理数据流量吗?oem厂商最终需要找出谁将自己的数据,以及它如何应该管理和货币化。
“互联网与其他设备连接和通信,网络,和基础设施连接汽车的技术特点是至关重要的,”Schirrmeister指出。“对于用户来说,预期的收益包括改善安全,增强娱乐、方便的特性,和更好的燃油效率。沿着价值链,对供应商的数据连接汽车代表了一个重要的潜在价值在汽车的生命周期。关键的挑战包括数据安全、可靠的网络连接,平衡延迟和带宽需求和管理大量的数据。一些估计的数据量可以达到300结核病每年每辆车。”
Hackability的车辆
另外一个担忧是,连接车辆是黑客的高价值目标。2023年3月,法拉利总裁Benedetto豇豆属致函一群客户演员能够访问其系统构成威胁。这是一个迹象表明是什么。
一个成功的攻击可能会影响功能安全,暴露个人的身份,和粉碎的隐私。Ransomware攻击可以破坏操作和供应链。
“在汽车内,已经取得了巨大的成就,使传统的汽车通信基础设施越来越安全,“英飞凌的LeMense说。“然而,一旦涉及到一个标准的连接——例如,wi - fi和蓝牙,那么标准提供的安全是有限的,不多也不少。幸运的是,网络安全是一个普遍关注的话题,对于汽车和非汽车应用程序。”
在任何设计、安全的考虑是非常重要的。硬件和软件应该硬化。这意味着组件识别应该是困难的,比如删除包的印刷,印刷电路板连接访问,和调试接口是保护和/或禁用。
“软件硬化(引导装载程序,操作系统,应用程序)必须包括一个安全配置和更新和所有网络通信加密,“Marc Witteman说的首席执行官Riscure。理想情况下,组件之间的通信和数据在休息的时候也应该加密。同样,没有全局密钥存储在产品的软件或硬件。如果全球密钥公开,整个设计/系统可能会妥协,使它不可能从破坏中恢复。”
简而言之,所有的积木在车辆需要安全。
蒂埃里Kouthon、技术产品经理、安全IPRambus指出,“安全结构在三个尖头叉子;在运动静止数据,数据,数据在使用。你需要之间的安全数据移动车辆内部A点到B点,例如,从传感器到ECU以及连接到云上。数据包括安全密钥的管理。你要确保当你开始你的车时,软件是真正的和没有被黑客入侵。此外,内存需要担保所以没有黑客可以更改内容。当在运转过程中,数据被使用,需要保护。因此,重要的是要测试车辆,以确保数据使用的确实是安全的之前向公众发布。”
此外,虽然安全可以妥协的安全、功能安全必须分开看待。
“汽车和摩托车一般确保安全,单点故障不会造成灾难,和预警可以提供组件失败的迹象,”普拉卡什Madhvapathy说,产品营销主管Tensilica音频/语音需求方节奏。“这些都是称为功能性安全(FuSa),并为安全驾驶是必不可少的。然而,FuSa有别于安全。安全也很重要,因为它可以防止黑客远程控制汽车,介绍拒绝服务攻击,或支持功能,汽车OEM要收费。有优先级的。因此,汽车制造商应该包括一定程度的安全。”
提供了一些安全要求的物理访问。这些功能并不暴露在在线旅行社代理,只提供给一个授权的服务中心与汽车的物理访问。
“远程控制这些功能,这样可以防止Madhvapathy解释道。“访问在线旅行社的其他特性,oem厂商包括硬件和软件安全难度的恶意应用程序(远程或车载)访问机密信息,从而牵制黑客。为了达到这个目标,soc受雇于OEM提供架构和软件之间的壁垒可信执行沙箱和功能丰富的执行环境。今天超过4亿连接汽车在路上,几乎没有漏洞的报告,证明车辆安全的有效性。然而,与所有其它领域一样,它可能是一个时间问题,黑客迎头赶上,所以安全水平与每一个新的汽车需要升级模式。oem厂商不能自满与艺术在安全的状态。进一步说,由于倾向货币化高级特性随着时间的推移,oem厂商有更多的激励来提高安全保护他们的收入来源。”
全自动驾驶的障碍
拥有充分的自主权仍然是一个崇高的目标。到达那里是更加困难比十年前幻灯片演示建议。在很多人看来,人工智能仍然是不够聪明,就是事故2023年3月,克鲁斯robo-taxi追尾一辆公共汽车在旧金山。幸运的是,没有乘客在里面。一年前,在一次巡航robotaxi事故中乘客受伤导致召回和国家公路交通安全管理局的调查。
另一个主要障碍是5 g网络速度限制。5 g被吹捧为超高速网络旨在使几乎即时车辆之间的信息传递和网络数据的理论速度10 gb每秒的速度。这将启用自动驾驶。然而今天,最好的5 g的速度在北美是只有几百Mbps,一小部分应该是什么。今天的5 g下载速度可以达到的峰值小于1 Gbps,而可持续的下载速度小于一半的。有很多原因,包括短程5克塔的要求需要启用一个视线交流。但5 g基础设施投资不是一个小事。
“细胞连接5 g的承诺低延迟、高带宽连接,可以通过云计算实现自主驾驶,“Madhvapathy说。“延迟是非常关键的一辆车速度典型高速公路旅行大约一英尺每10毫秒。两辆车接近彼此将缩小差距两英尺每10毫秒。延迟在计算位置,预测速度,避免碰撞和采取适当行动是至关重要的。发送这些信息迅速一组配置服务器利用云计算的大规模计算能力准确预测下一个安全状态和接收实时控制导航汽车的信息,从而消除司机干预。”
至少,这就是承诺。“尽管sub-10ms延迟是可行的,往返延迟可能与多个跳明显增大,网络拥塞,和后端处理延迟,”他指出。“不可预知的添加延迟妨碍车辆的实时控制,使这一个不可靠的命题。此外,5 g尚未无处不在,它的推出是继续以较慢的速度比最初预期。6克承诺进一步减少网络延迟,这使得它更自主驾驶友好。其商业部署可能几年十年了。”
此外,约翰海,CMO Sonatus指出面临的三大阻碍完全连接车辆。
结论
需要多长时间我们可以看到完全连接车辆之前,没有司机交互和最终全自动车辆?
Arteris”Schirrmeister认为连接汽车将在未来五年发展迅速。“我转向汽车租赁享受新技术每隔几年,”他说。“两个关键趋势将进入主流。软件更新和云服务将是关键在软件定义车辆的时代。连通性是一个支柱的自主驾驶,汽车必须相互沟通和周围环境(V2X)启用安全、高效流动。随着汽车工业向带状结构转换——一些人估计看到他们在大约15%的汽车生产2028 -架构将变得更加多样化和模块化,使不同层次的连接和功能取决于他们的用例和客户偏好。我们还将加强与汽车定制和个性化适应驾驶员的需求和喜好,允许他们与新功能和服务来定制他们的车辆。”
完全连接汽车有很多好处但是在远景成为现实之前,国际标准的挑战,数据使用,网络安全,人工智能和5克必须克服的缺点。虽然这些听起来令人兴奋,一个大的问题是:消费者愿意支付多少便利和好处来自这些新技术?
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