Continental kooperiert künftig mit dem Halbleiterhersteller Infineon Technologies AG bei der Entwicklung serverbasierter Fahrzeugarchitekturen. Ziel ist eine aufgeräumte und effiziente Elektrik/Elektronik (E/E)-Architektur mit zentralen High Perfomance Computern (HPC) und wenigen, leistungsfähigen Zone Control Units (ZCU) statt wie bisher bis zu hundert und mehr einzelnen Steuergeräten. Für ihre ZCU-Plattform verwendet Continental nun den Mikrocontroller Aurix TC4 von Infineon.
Fahrzeugsoftware auf Standby
Dank spezieller Speichertechnologie im Aurix TC4 steht die Fahrzeugsoftware auf Standby. Funktionen wie Parkhilfe, Klima, Heizung und Federung sind so beim Fahrzeugstart innerhalb von Sekundenbruchteilen bereit. Mit dem Plattformansatz unterstützt Continental dabei die unterschiedlichen Anforderungen der Automobilhersteller. Sie können ihre Architektur maßgeschneidert gestalten, indem sie die Anzahl der HPC und der ZCU sowie deren Zusammenspiel und die Anordnung im Fahrzeug individuell konfigurieren.
Validierungsaufwand sinkt
„Mit unserer neuen Architektur-Lösung machen wir das Automobil fit für die Zukunft“, sagt Gilles Mabire, CTO Continental Automotive. „Die wachsende Funktionsvielfalt im Fahrzeug erfordern immer mehr Rechenleistung und immer komplexere Software-Anwendungen. Das softwaredefinierte Fahrzeug wird durch die neue Architektur von Continental überhaupt erst ermöglicht. Die Kooperation mit Infineon ist jetzt ein wesentlicher Schritt, diese Entwicklung schnell für unsere Kunden zu realisieren. Dank unserer Plattformstrategie kann zum Beispiel bereits bewährte Anwendungssoftware in neuen Fahrzeugmodellen eingesetzt werden. Dadurch sinkt der zeitraubende Validierungsaufwand beträchtlich. Neue Funktionalitäten können deutlich schneller in Serie gebracht werden.“
Konzipiert für Einsatz in ZCU und HPC
Auch die dritte Generation der Mikrocontrollerfamilie Aurix, TC4x, bietet die gleiche Skalierbarkeit hinsichtlich Leistung, Speicher und Gehäusevarianten wie schon die Vorgängergenerationen Aurix TC2x und TC3x. Aurix TC4x wurde unter anderem für den Einsatz in ZCU und HPC konzipiert. Weitere Fokusapplikation sind Radar, Chassis & Safety sowie Powertrain/Elektrifizierung.
Ein Schlüsselelement der neuen Microcontroller-Serie ist die von Infineon verwendete Speichertechnologie RRAM (Resistive Random Access Memory). Diese wird bereits erfolgreich in Chip-Karten, etwa für bargeldloses Bezahlen und zur sicheren Authentifizierung, eingesetzt. Jetzt findet die RRAM-Technologie erstmals im Automotive-Bereich Anwendung. Aurix TC4x Produkte ermöglichen es, das Potenzial wesentlicher Fahrzeugsysteme effektiv, schnell und sicher auszuspielen. Wird ein Fahrzeug gestartet, stehen Funktionen wie Parkhilfe, Klima, Heizung und Federung innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde zur Verfügung. Dank der Aurix TC4x-Architektur stehen wesentliche Software-Programme quasi ständig auf Stand-by. Auch Over-the-air-Updates von Software-Komponenten werden so deutlich schneller und sicherer.
„Die Kooperation mit Continental ermöglicht es, die RRAM-Technologie ins Automobil zu bringen“, sagt Peter Schiefer, Präsident der Division Automotive bei Infineon. „Gemeinsam mit Innovationstreibern der Automobilindustrie wie Continental gestalten wir die Mobilität von morgen. Die Mikrocontrollerfamilie Aurix TC4x ist dabei ein wichtiger Baustein für die nächste Generation von E/E-Architekturen und kann den entscheidenden Unterschied machen, wenn es um Effizienz, Sicherheit und Komfort in künftigen Fahrzeuggenerationen geht.“
Zone Control Units für Mobilität der Zukunft
Der Einsatz von leistungsstarken Zone Control Units ist der nächste entscheidende Schritt hin zum softwaredefinierten Fahrzeug. Ein erster wesentlicher Schritt war für Continental die Entwicklung und Lieferung eines HPC-Hochleistungsrechners für die elektrischen Fahrzeugmodelle ID.3 und ID.4 von Volkswagen. Die im Rahmen der Kooperation mit Infineon zu entwickelnde Zone Control Unit Steuergeräteplattform bildet die mittlere Ebene der Elektrik-/Elektronik-Architektur zwischen der Server-Ebene (HPC) und der Basis-Ebene mit zahlreichen Sensoren und Aktuatoren.
In der E/E-Architektur der Zukunft bündelt je eine Zone Control Unit alle elektronischen und elektrischen Verbindungen in einem lokalen Teilbereich des Fahrzeugs. So übernehmen Zone Control Units beispielsweise alle Ansteuerungs- sowie Daten- und Kommunikationsmanagement-Aufgaben in den Fahrzeugbereichen vorne rechts, vorne links und im Heck. Dass die Software-Komponenten künftig zentral gebündelt werden, erhöht die Cybersicherheit und Update-Fähigkeit. Mit der Produktfamilie Aurix TC4x wurde ein Hauptaugenmerk auf modernste Cybersicherheitsfunktionen gelegt, die nach dem ISO/SAE 21434-zertifizierten Verfahren entwickelt wurden. Das Cybersecurity-Konzept unterstützt unter anderem Post-Quanten-Verfahren. Das stärkt bereits heute den Schutz vor Quantencomputer-Angriffen, die eine Bedrohung für derzeit eingesetzte Kryptografieverfahren darstellen.
In den Zone Control Units verschmelzen Datenflüsse aus verschiedenen Domänen des Fahrzeugs. Die Daten werden aufbereitet und über sichere Ethernet-Verbindungen an die HPCs als oberste Steuerungsebene weitergegeben. Umgekehrt sorgen die Zone Control Units als Koordinierungsstelle für die Ausführung der Befehle der Server-Ebene. (bt)
