Virtual Vehicle
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Eingebettete Systeme

Hardware Prototyping at VIRTUAL VEHICLE

Eingebettete Systeme (Embedded Systems) sind heutzutage überall zu finden – in Consumer-Geräten, Büros, Häusern, Fabriken, Flugzeugen und Autos. Ganz besondere Eigenschaften haben Eingebettete Systeme in Fahrzeugen. Hohe Anforderungen an Qualität, Zuverlässigkeit, zunehmende Komplexität, Kostendruck sowie die rasch wachsende Menge von Interaktionen zwischen Subsystemen erfordern neue Prozesse, Methoden und Werkzeuge.

Eingebettete Systeme im Fahrzeug befinden sich derzeit durch die steigende Vernetzung der Fahrzeuge mit der Umgebung im radikalen Umbruch [1]. Schon im Jahr 2020 ist laut Gartner [2] mit einer viertel Milliarde vernetzter Fahrzeuge zu rechnen, die neue Fahrzeugfunktionen und automatisiertes Fahren ermöglichen. Durch die Vernetzung stehen Fahrzeughersteller unter Druck, mit anderen Industrien wie der Consumer-Elektronik zu kooperieren (z.B. Smartphone-Hersteller, Cloud-Computing Betreiber etc.).  Zukünftige Eingebettete Systeme in Fahrzeugen werden daher signifikant anders aussehen als traditionelle Systeme und stellen neue Fähigkeiten bereit, die in untenstehenden vier Forschungszielen am VIRTUAL VEHICLE verfolgt werden. Zur Verifikation, Erstellung von Prototypen und Integration in reale Fahrzeuge steht ein Hardware-Lab zur Verfügung.

[1]   Die Automobilindustrie im radikalen Umbruch, Interview mit Audi-EE-Leiter Hudi, www.all-electronics.de/die-automobilindustrie-im-radikalen-umbruch/, abgerufen am 15.09.2016 

[2]   Gartner Says By 2020, a Quarter Billion Connected Vehicles Will Enable New In-Vehicle Services and Automated Driving Capabilities, www.gartner.com/newsroom/id/2970017, downloaded 2016-09-01  

Sichere drahtlose Fahrzeugkommunikation

Drahtlose Knoten - Projekt DEWI

Der Einsatz drahtloser Technologien ist in aktuellen Fahrzeugen hauptsächlich auf Funkschlüssel,  drahtlose Reifendrucksensoren sowie Bluetooth für Freisprecheinrichtungen beschränkt. Mit der Einführung von Connected Cars, Car-to-X Kommunikation sowie der Notwendigkeit zur Integration zahlloser neuartiger Sensoren spielen drahtlosen Technologien in Fahrzeugen eine immer größere Rolle. Sicherheit (Security) ist dabei besonders im Fahrzeug unabdingbar.

  • Fokus: Drahtlose Software Updates für Fahrzeuge, Dependable In-Vehicle Wireless Communication, Security Metrik für drahtlose Systeme, Untersuchung intelligenter Mobilitätskonzepte im polizeilichen und sicherheitskritischen Umfeld, Car-to-X Kommunikation
  • Projekte: DEWI, IMOPOL+


Automotive Vernetzungstechnologien

Prototyp Vernetzung CAN-FD (Quelle Infineon AURIX)

Die verstärkte Vernetzung von elektronischen Steuergeräten sowie der erhöhte Rechenbedarf zukünftiger Anwendungen erfordern hoch performante Fahrzeugbussysteme und neuartige Kommunikationsansätze im Fahrzeug. Neben der traditionell in Fahrzeugen aus Echtzeitgründen statisch festgelegten Datenübertragung in Bussystemen kommen in Zukunft verstärkt dynamische Dienste hinzu (Service-oriented Architectures (SoA)).

  • Fokus: Fahrzeugbussysteme (z.B. CAN-FD) und Bordnetzarchitekturen, SoA
  • Projekte: TEODACS, EMC2, Epsilon


Embedded Software- und Hardware-Architekturen

Multi-Core Scheduling Simulation - Projekt MEMCONS

Die steigende Anzahl von Fahrzeuganwendungen und der begrenzt verfügbare Bauraum für separate elektronische Steuergeräte im Fahrzeug erhöhen zwangsläufig den Bedarf an Multifunktionssteuergeräten mit höherer Performanz (Multi-core Systeme) sowie der Fähigkeit zur gleichzeitigen Unterstützung unterschiedlicher Sicherheitsstufen (Mixed-criticality Systeme).

  • Fokus: Parallelisierung von Echtzeitanwendungen, Scheduling auf Multi-Core Plattformen, Automatisierte Generierung von ECU Konfiguration, Echtzeit-Linux im Fahrzeug (Kooperation mit OSADL – http://www.osadl.org)
  • Projekte: MEMCONS, EMC2, Sil2LinuxMP, eDAS


Kooperative und aktive Sicherheit

Prediktive Fußgängererkennung - Projekt SAFECONV

Zukünftige Fahrfunktionen für automatisiertes Fahren erfordern die Einbindung von neuartigen Sensoren für ADAS (Advanced Driver Assistance Systems)  wie z.B. Kamerasysteme oder Lidar-Scanner. Diese erlauben die Erkennung des aktuellen statischen Fahrzeugumfelds. Aktive Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern (Kooperative Sicherheit) ermöglicht eine Erkennung von zusätzlichen Gefahren (z.B. frühzeitige Information über Fahrspurwechsel anderer Fahrzeuge).

  • Fokus:  Aktive Sicherheitssysteme, GPU-basierte Trajektorienkalkulation, Prediktive Fußgängererkennung, zukünftige Sensorsysteme
  • Projekte: SAFECONV, X3T4, IoSense


Hardware Lab: Prototyping und Integration

Am VIRTUAL VEHICLE werden zur Verifikation obenstehender Forschungsziele Hardware-Prototypen Eingebetteter Systeme entwickelt, die als Demonstratoren in reale Fahrzeuge integriert werden.

 

Entwicklung von Platinen
im Hardware-Lab

Evaluierung mittels Prototypen
im Hardware-Lab
Integration in Fahrdemonstratoren
(Beispiel eQuad)