В вычислительной технике мы различаем аппаратное и программное обеспечение Аппаратное обеспечение - это то, к чему вы можете прикоснуться. Программное обеспечение - это то, что необходимо аппаратному обеспечению, чтобы что-то делать. Инструкции, приложения, драйверы компонентов… И наиболее заметным программным обеспечением является операционная система. Он отвечает за наведение порядка между аппаратным и программным обеспечением. Так на компьютерах, смартфонах, телевизорах и любом электронном устройстве И это касается современных автомобилей, напичканных электроникой. И, что еще более важно, это касается и автономных автомобилей.
В отличие от смартфонов и компьютеров, программное обеспечение, работающее на определенных устройствах или электронных машинах, неизвестно широкой публике. У него есть почему. Первый. Потому что это простые фрагменты кода, которые выполняют определенные функции. Нам не нужно знать больше, как пользователям. Но по мере того, как становится все сложнее, мы начинаем узнавать все больше и больше о программном обеспечении, стоящем за аппаратным обеспечением. Например, телевизоры. Поскольку они стали компьютерами, подключенными к Интернету, перед покупкой нового телевизора мы должны знать, с какой операционной системой он поставляется и какие функции он предлагает.
То же самое происходит и с транспортными средствами. Мало-помалу электроника вытеснила механику. Самые современные модели имеют встроенный дисплей и несколько систем и подсистем в виде программного обеспечения, которое выполняет автоматизированные задачи. Неудивительно, что внутри автономного автомобиля находится операционная система. Компьютер на колесах, который позволяет нам путешествовать, едва касаясь руля.
Компьютер или дата-центр?
Хотя снаружи это выглядит как простая металлическая коробка с колесами, внутри автомобиль представляет собой очень сложную машину. И по данному вопросу, продолжая сравнение с мобильным компьютером, на самом деле автономное транспортное средство - это сеть компьютеров Центр обработки данных, соединенный с крошечными компьютерами. каждый выполняет поставленную задачу. Эти крошечные компьютеры известны как электронные блоки управления, ECU на английском языке (электронный блок управления). Они отличаются друг от друга, используют разные операционные системы и на практике не бывает двух одинаковых.
Управление аккумулятором, навигационная система, бортовой компьютер, система геолокации, электронное управление рулем, управление светом (передним и задним) и многое другое. Это всего лишь некоторые из функций, которые автомобиль выполняет автоматически. Благодаря ЭБУ или мини-компьютерам, которые он интегрировал. Таким образом, вместо компьютера на колесах это центр данных Каждый ECU использует многоядерные процессоры для управления различными компонентами. Все подключено к внутренней сети Ethernet.
И из разнообразия операционных систем, которые делают все это возможным, те, которые мы знаем лучше всего, попадают в информационную категорию и/ или развлечения. Самый популярный, Android (точнее, Android Automotive или Android Auto, в версии для автомобилей) и Apple CarPlay Присутствуют на бортовом компьютере, служат для показа нам карты, сообщения, воспроизведение музыки, позволяют нам управлять вызовами с помощью голосовых команд, знать, какая будет погода и т. д. Но они не управляют транспортным средством. Если вы потерпите неудачу, ответственным за активацию подушки безопасности будет другая операционная система.
RTOS и GPOS, живущие в гармонии
Две упомянутые выше операционные системы относятся к категории GPOS, английской аббревиатуре, которую можно перевести как операционная система общего назначения. В эту категорию входят операционные системы, которые мы знаем на компьютерах и на большинстве наших повседневных устройств. Но теми, кто отвечает за сложную часть транспортного средства, являются так называемые RTOS, аббревиатура, означающая операционную систему реального времени, операционную систему в реальном времени..
Смысл существования RTOS в том, чтобы выполнять определенные задачи, более или менее простые или сложные, но которые должны выполняться за секунды или тысячные доли секундыРулевое управление, переключение передач, тормозная система, расход топлива, элементы безопасности при авариях…
Чтобы понять сложность, связанную с современным транспортным средством, а также автономным автомобилем, нам нужно только увидеть необходимые строки код, чтобы заставить его работать. Согласно информации из разных источников, Facebook использует 60 миллионов строк кода. В Windows 3.1 работало 2,5 миллиона человек. Андроид, 12 миллионов. Для современного автомобиля требуется более 100 миллионов строк кода. Рядом с ним геном мыши содержал бы в своей ДНК эквивалент 120 миллионов строк кода.
Операционные системы для автономных автомобилей
секретность автомобильной промышленности иногда затрудняет понимание тонкостей ее программного обеспечения, как и остальных компонентов. В целом, мы знаем некоторые операционные системы, используемые разными производителями для своих автономных транспортных средств, благодаря тому, что были созданы совместные рабочие группы и организации, эти технологии возможны, которые включают несколько производителей.
QNX Neutrino - возможно, самая популярная операционная система в автономных автомобилях. Используется такими производителями, как Ford, BMW, Audi или Volkswagen Эта операционная система реального времени, Основанный на UNIX, он принадлежит BlackBerry и позволяет централизовать все процессы и задачи беспилотного автомобиля. Он может позаботиться о части ADAS (аббревиатура от усовершенствованных систем помощи при вождении) и части, видимой водителем в бортовом компьютере.
WindRiver VxWorks - еще одна популярная RTOS. За этим стоит WindRiver, фирма, специализирующаяся на программном обеспечении для умных устройств (IoT). Это программное обеспечение используется производителями автомобилей и компонентов, такими как Toshiba, Bosch, BMW, Ford или Volkswagen. Любопытно, что мы нашли эту операционную систему в пассажирских самолетах и в роботе NASA Curiosity.
Green Hills Integrity и Mentor Nucleus - две операционные системы которые также являются частью списка. У первого есть такие клиенты, как Toyota, Boeing, Nintendo или Ford, которые используют свою систему в рабочем состоянии. в автомобилях, самолетах и всех видах промышленных машин и устройств IoT. Со своей стороны, Nucleus принадлежит Siemens и покрывает техническую и автономную часть, а также часть, которую непосредственно видит водитель.
Кроме упомянутых выше, в настоящее время существуют более или менее секретные проекты, связанные с автономным вождением и что, для Поэтому информации о нем мало. Tesla, например. Он очень герметичен, хотя в принципе использует Linux для интерфейса и микроконтроллеры для остальных элементов, мини-компьютеров или ЭБУ. Со своей стороны, Apple уже много лет фигурирует в мельнице слухов об автономных транспортных средствах. А Microsoft работает с такими компаниями, как Volkswagen, TomTom или LG для применения платформы Microsoft Connected Vehicle Platform к автономным автомобилям и электромобилям в целом.
Одна операционная система, чтобы управлять ими всеми?
Есть несколько споров вокруг автономных автомобилей и операционных систем. Главный из них - можно ли разработать операционную систему, которая централизует и выполняет все функции, которые сегодня распределены между различными независимыми компонентами, ЭБУ, каждый из которых имеет операционную системы или индивидуальные и специализированные коды в вашей задаче? Примеры, которые мы видели ранее, ведут к этому, но сложность автономного транспортного средства требует разнообразия систем и подсистемПо крайней мере на данный момент.
Вторые дебаты. Будет ли у каждого производителя или группы производителей своя операционная система, или отрасль согласится на стандартную систему для всех? Глядя на то, что происходит с другими секторами, такими как бытовая электроника или индустрия развлечений, становится трудно найти только один вариант - управлять автономными автомобилями. И дело в том, что, несмотря на концентрацию производителей в последнее десятилетие, конкуренция остается жесткой. И союз на этом уровне усложняется. Это не мешает появлению таких проектов, как Apex. OS - операционная система для автономных автомобилей, разработанная для любой марки или производителя.
С другой стороны, уровень специализации этого типа программного обеспечения, независимо от того, запрограммировано ли оно производителем транспортного средства или нет объектов, затрудняет стандартизацию для всех текущих автомобильных компонентов, моделей и версий. Каждый со своими особенностями и закрытыми системами, совместимыми только друг с другом.
Независимо от интерьера беспилотного автомобиля, для пользователя опыт будет по-прежнему однородным и простым и безопасным как возможное. Все, что происходит за пределами бортового экрана, находится за пределами нашего понимания. Со своей стороны, мы будем наслаждаться поездкой и информацией, предоставляемой подключенным транспортным средством, и при этом сможем перестать беспокоиться о вождении и других аспектах автомобиля.