Изучение будущего дизайна в автономных транспортных средствах: интервью с Марком Форбсом из Altium
«All About Circuits» недавно встретилась с Марком Форбсом, директором по маркетингу продуктов и персонажей в Altium, для обсуждения деталей, стоящих за автономными транспортными средствами, включая проблемы унификации стандартов безопасности и почему встроенное программное обеспечение так важно для этой быстро развивающейся области.
Инженер-электрик по профессии, Марк работает в области автоматизации электронного проектирования в течение 30 лет. За это время он запатентовал скрытые антенные продукты и настраиваемые портативные высокочастотные антенны и работал специально с TASKING, дочерней компанией Altium, специализирующейся на разработке встроенного программного обеспечения.
Его отраслевая статья о AAC «Кто водит автономные автомобили в любом случае», Марк обсудил будущее автономных автомобилей и где стандарты безопасности вступают в игру.
Марк Форбс, Альтий
В качестве продолжения этой пьесы он сел с AAC Karissa Manske, чтобы обсудить, что точка зрения автономных автомобилей с точки зрения Altium с точки зрения стандартов безопасности и задач для инженеров-конструкторов.
Все о схемах: стандарты безопасности для автономных автомобилей меняются так же быстро, как технологии, которые входят в них. Как вы думаете, какие самые большие проблемы стоят перед инженерами-конструкторами, поскольку они работают, чтобы соответствовать всем им?
Марк Форбс: Ну, вы определенно попали в гвоздь на голову с этим вопросом - эти стандарты быстро развиваются, и поддержание в них имеет решающее значение. Позвольте мне рассказать об этом так: инженеры, с которыми я говорю, рассматривают стандарты безопасности как еще одно ограничение. Каждый раз, когда вы запускаете новый проект, у вас есть список ограничений, включая стоимость, время, память и т. Д. В этом списке указаны стандарты безопасности.
На заднем плане инженера, который пишет программное обеспечение, «если я ошибаюсь, я могу кого-то повредить». Поэтому инженеры-разработчики используют стандарты безопасности, потому что знают, что ошибки могут распространяться и наносить урон или даже смерть. Со стороны это может выглядеть так, как будто все эти стандарты являются препятствиями для процесса проектирования, но на самом деле это те точки, которые вы разрабатываете.
Изображение от Altium
AAC: С компаниями, которые придумывают собственные запатентованные продукты для автономных транспортных средств, кто, по вашему мнению, собирается выйти на первое место и получить большинство технологий, которые мы будем использовать в стандартах по всем направлениям?
МФ: Я думаю, что главное, что мы увидим, - это много слияний и спайнов. Никто не имеет всех технологий. Ни одна из двух компаний не имеет всех технологий.
Недавно Intel приобрела Mobileye, который создал алгоритмы для принятия решений на основе визуальных данных. Затем они вступили в партнерство с BMW, чтобы начать создавать транспортные средства. Скоро мы увидим многое. Знания компаний приобретают в течение десятилетий, теперь применяются по-разному к автомобильным применениям.
AAC: По мере того, как эти достижения имеют место, какие другие проблемы стоят перед инженерами-конструкторами в отношении всех предложений, разработок и принятия автономных транспортных технологий?
МФ: Есть несколько проблем. Один из них - это, конечно же, стандарты, о которых мы уже говорили. Другое (и это происходит снова и снова в электронике) заключается в том, что разные компании придумывают разные идеи, и все они спорят о том, что необходимо, а что нет.
Вещи должны тщательно контролироваться. Если компания станет слишком инвестировать в одну идею, и рынок идет в другую сторону, они окажутся в беде. Очень важно не только обратить внимание на стандарты, но и на эволюцию методов решения задач с помощью инновационных решений.
С точки зрения безопасности, я думаю, что он должен идти, чтобы определенные системы стали стандартом. Например, мы можем решить, что каждый автомобиль будет включать в себя пять типов датчиков для обработки данных определенным образом, чтобы все решения были согласованными. Тогда будет гораздо более конкретное определение того, как будут выглядеть эти системы, какой тип данных они будут обмениваться, и как они будут принимать разные решения.
AAC: Вы видите какие-либо отверстия или недостатки в стандартах безопасности для автономных автомобилей, которые в настоящее время существуют?
МФ: На данный момент нет. Конечно, есть отверстия, которые откроются, потому что каждый день кто-то изобретает новый способ сделать что-то. Мы все хотим думать, что с первого автономного автомобиля никто не будет ранен из-за технологического сбоя, но, по статистике, этого просто не произойдет. Это процесс обучения.
Возьмите самолеты в качестве примера. Когда самолеты впервые начали летать в 1930-х годах, вы действительно взяли свою жизнь в свои руки каждый раз, когда попали в самолет. Одна из первых несчастных случаев, которые произошли, была та, о которой каждый думал, но также сказал: «этого никогда не произойдет». Этот несчастный случай состоял из двух самолетов, столкнувшихся в воздухе над Аризоной. До этого момента самолеты не контролировались. Они просто взлетели в любое время, потому что каковы шансы двух самолетов нанести удар по небу?
Я думаю, что то же самое произойдет и с автономными машинами. Там будет возможность чего-то, что кажется настолько удаленным, что не так (хотя, при определенных обстоятельствах, на самом деле это не будет вообще удаленным). Эти транспортные средства будут работать в случаях, когда их программное обеспечение, возможно, никогда не ожидалось. К счастью, со встроенным программным обеспечением автономные транспортные средства узнают, как справляться с этими ситуациями, и, как и в случае с ними, надлежащее обращение будет распространяться на другие транспортные средства посредством универсальных обновлений. По мере появления дыр и недостатков мы сможем решить их гораздо быстрее, чем в прошлом.
AAC: В процессе тестирования и измерения с автономными транспортными средствами есть много проблем. Мы не можем не думать о «недостатке Pentium», который был обнаружен еще в 1990-х годах, когда вычислительная ошибка в транзисторах Intel была предсказана, но не обработана, и привела к ненадежным процессорам и отзыву в 475 миллионов долларов. Можете ли вы немного рассказать о важности предвидения даже абстрактных проблем в контексте безопасности автомобилей?
MF: Несколько лет назад, когда я был редактором журнала, у меня была возможность взять интервью у Денниса Ричи. Я должен пойти в Bell Labs и встретиться с кучей людей там, включая одного из стипендиатов, которые только что опубликовали книгу, в которой говорилось, что микропроцессоры того времени (около 25 лет назад) достигли масштаба, который делал их невозможными для тестирования, Эта шкала, очевидно, была превышена, и поэтому существуют статистические методы, но, как и то, что произошло с недостатком Pentium, можно игнорировать что-то маленькое.
66 МГц процессор Intel Pentium с ошибкой FDIV (или «недостаток Pentium»). Изображение предоставлено Константином Ланцет (сборник ЦП Константин Ланцет) (CC-BY-SA-3.0)
Вероятность чего-то подобного в автомобильной промышленности не равна нулю. То, как все протестировано сейчас по сравнению с 20 лет назад, так сильно изменилось с тех дней, когда вы тестировали каждую функцию каждого отдельного булавки и каждой комбинации, потому что физически это невозможно сделать больше.
Может ли разрастаться масштабный кризис? Возможность, конечно, существует. Но, как я упоминал ранее, тот факт, что большая часть автомобиля будет управляться встроенным программным обеспечением вместо механического, будет намного легче быстро исправить такие проблемы. Теперь, это не значит, что всегда будет программное решение, потому что иногда это невозможно.
Мы что-то упускаем? Это определенно вопрос, который должен быть у всех на уме.
AAC: Как компании, такие как Google и Apple, входят в автомобильное пространство с автономным и управляемым вождением, как вы видите, что это влияет на будущее автономных и электромобилей?
М. Ф.: Это отличный вопрос, потому что такие компании, как Google и Apple, мы называем разрушителями. Это нетрадиционные компании, у которых нет набора правил, которым они управляют в течение 100 лет. Автомобильные компании производят то, что вы ожидаете. Конечно, они внедрили эволюцию, но они всегда выпускали автомобили.
Интересно, что внешние компании, у которых никогда не было пальца в транспорте, оказались на арене. Google и Apple в основном изобрели пользовательский интерфейс. До них компании никогда не говорили об этом раньше. В автомобильной промышленности это относительно новая концепция. Я помню, когда я был ребенком, процветал бизнес, который производил пластиковые держатели для чашек, потому что на рынке не было автомобилей, которые поставлялись с держателями для чашек! Как вы пропустите эту часть опыта?
Директор по росту в Voyager (компания, которая строит самозанятые такси) показывает одно из первых изображений автономного автомобиля Apple
Развитие автомобилей было довольно линейным на протяжении десятилетий, так что это будет огромным. Я сравниваю его с внедрением компакт-дисков. Когда вышли компакт-диски, они были намного лучше, чем виниловые пластинки, которые меняли почти всю ночь. Я помню, как играл на своем первом компакт-диске и думал, что компакт-диски полностью уничтожат виниловые пластинки в ближайшие десять лет - это было не десять лет. Примерно через десять месяцев продажи полностью перешли на компакт-диски, и прием был невероятно быстрым, потому что дизайн и технология были намного лучше.
Я думаю, это то, что мы увидим с автономными автомобилями. Не только потому, что они автономны, но потому, что весь опыт будет меняться и быть ценным для пользователя. Вы не просто сидите и едете восемь часов, теряя время. Вы можете работать, проводить конференц-связь или спать, пока машина выполняет всю работу.
Тот факт, что Google и Apple, а также множество других компаний, таких как Uber и Lyft, попадают в эту отрасль, означает, что то, что мы видим через пять лет, будет действительно трудно предсказать, но действительно интересно посмотреть.
Тот факт, что Google и Apple … попадают в эту отрасль, означает, что то, что мы видим через пять лет, будет действительно трудно предсказать, но действительно интересно увидеть.
В: Из любопытства, как долго вы думаете, до того, как мы будем иметь полностью автономные автомобили?
МФ: Трудно сказать. Я считаю, что ограничивающим фактором является то, как развиваются стандарты безопасности. Вы не можете писать закон для чего-то, чего не существует. Недавний опыт Убер в Калифорнии показал нам это. Государство Калифорния считало, что они были разумными, и Убер не согласился. Вместо того, чтобы исследовать варианты и иметь открытую связь, Убер перебрался в Аризону. Эти вещи должны будут развиваться по мере их возникновения. Пока мы не знаем, что нам нужен закон, охватывающий что-то, этого не произойдет. Мы увидим, что рост идет спад и спад, поскольку мы превосходим нашу способность контролировать рост. Как правило, это происходит.
Что касается полностью автономной машины, номера там. Они периодически меняются, поскольку компании претендуют на разные цели, но я думаю, что в период между 2020 и 2023 годами мы должны видеть коммерческие автономные автомобили. Это действительно не так уж далеко, и я думаю, что многие люди думают: «Хмммм, я позволю другим людям ездить на этих машинах сначала, чтобы оценить, хочу ли я попасть в один или нет».
AAC: Так Altium приобрел Tasking некоторое время назад, компанию, которая специализируется на разработке встроенного программного обеспечения. Когда дело доходит до автономных транспортных средств, какие встроенные инструменты для разработки программного обеспечения, по вашему мнению, наиболее полезны для дизайнеров?
MF: Altium приобрел Tasking в 2001 году. Из этого первоначального приобретения мы продолжаем обновлять компиляторы, и за последние 18 месяцев мы добавили некоторые периферийные инструменты, помогающие разработчикам встроенного программного обеспечения.
Возьмите, например, нашу проверку безопасности, которая анализирует ваш код статически и определяет, существуют ли какие-либо нарушения памяти или разделы кода, которые не должны попадать в защищенную память. Дизайнер может пройти через код вручную и найти то же самое, что и наш инструмент, но количество времени, затрачиваемого на время, смехотворно, и люди все еще совершают ошибки. Сохранение того времени и повышение точности - это импульс того, откуда берутся наши инструменты.
Profiler - еще один инструмент, который мы предлагаем, который позволяет пользователям вносить коррективы в код, чтобы они могли оптимизировать скорость или размер в правильном миксе. Мы также выпустили автономный отладчик. Вы можете приобрести дополнительные лицензии этого отладчика, чтобы не было узкого места в крайнем сроке проекта, когда все вдруг захотят отлаживать одновременно.
Линейные алгебры Пакетные библиотеки, с другой стороны, существуют с 1992 года. Они были использованы и доказаны для множества приложений с интенсивным вычислением, таких как обработка цифровых сигналов. Эти функции не только будут более важными с большим количеством датчиков и слиянием данных датчиков, но тот факт, что они были проверены на протяжении десятилетий, также повышает безопасность. Хотя это может быть не так важно сразу, поскольку мы получаем все больше и больше датчиков и данных, LAPACK станет более важным.
Наша цель - предоставить полный набор инструментов разработки, которые помогут ускорить процесс проектирования, и обеспечить его безопасное выполнение. На данный момент у нас есть довольно полный набор инструментов, которые охватывают большинство проблем, с которыми сталкиваются проектировщики. Причина, по которой мы разработали ряд этих инструментов, заключается в том, что клиенты пришли к нам с определенными проблемами. Мы работаем над тем, чтобы предлагать инструменты, помогающие разработчикам более эффективно решать проблемы.
AAC: Последний вопрос. Каковы некоторые из самых удивительных изменений, которые вы видели в этой отрасли?
MF: вычислительная мощь дешевой памяти сделала так много возможностей, которые не были в прошлом. Многие вещи, такие как сотовые телефоны, давно были придуманы, но у них не было возможности создавать без дешевой доступной памяти.
Вы спрашиваете об изменениях, которые я видел в отрасли, но я думаю, что более удивительная вещь - то, что осталось прежним. В первом проекте, который я когда-либо работал, использовался микроконтроллер Intel 8051 с одним чипом. Это все еще используется! Время закрепилось, что существуют определенные ограничения, которые могут существовать всегда. Это можно увидеть в автомобильной промышленности, где вы ограничены в пространстве, стоимости и мощности. Все три из этих вещей имеют решающее значение, чтобы думать о том, когда вы проектируете.
Спасибо Марку за его время и понимание!