Die vier Säulen, auf denen jedes softwaredefinierte Fahrzeug basiert

Willkommen

JOHN: In der heutigen Folge von „ The Garage “ geht es um Hardware- und Softwaretechnologien, die softwaredefinierte Fahrzeuge Wirklichkeit werden lassen. Los geht’s! Willkommen bei „ The Garage “. Ich bin John Heinlein, Chief Marketing Officer bei Sonatus, und heute werden wir speziell über einige der Hardware- und Softwaretechnologien sprechen, die erforderlich sind, um die Idee der softwaredefinierten Fahrzeuge Wirklichkeit werden zu lassen. Wir haben heute einen besonderen Gast von Arm zu Gast. Es ist mein guter Freund Robert Day. Robert, willkommen bei „ The Garage “. Erzähl uns etwas über dich und deine Rolle bei Arm.

ROBERT: Danke, John. Ja, mein Name ist Robert Day, ich arbeite hier in Kalifornien. Ich bin bei Arm für die Markteinführung von Automobilprodukten in Nordamerika zuständig. Außerdem fungiere ich als Vertreter von Arm bei der SOAFEE-Initiative.

JOHN: Robert, ich freue mich riesig, dich in unserem Podcast zu begrüßen. Du und ich haben viele Jahre lang bei Arm zusammengearbeitet, und viele wissen, dass ich vierzehn Jahre lang bei Arm tätig war – daher liegt mir Arm sehr am Herzen, und ich bin begeistert, dich als Gast in der Sendung zu haben. Du hast SOAFEE erwähnt – das ist ein wirklich wichtiges Thema, auf das wir später in unserem Gespräch noch näher eingehen werden.

Die Rolle von Arm in der Automobilbranche

JOHN: Arm ist vor allem für Smartphones und andere Bereiche bekannt, aber ich würde mich freuen, wenn Sie etwas über die Rolle von Arm in der Automobilbranche erzählen und darüber, welche Märkte Sie dort bedienen.

ROBERT: Ja, klar. Arm ist also schon seit Mitte der 90er Jahre in der Automobilindustrie tätig und wird in Automobilanwendungen eingesetzt. Wir sind also so ziemlich in allen Bereichen des Autos vertreten. Es gibt einige Bereiche, in denen wir besonders stark sind: Infotainment, das digitale Cockpit und nun auch fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme und autonome Fahrzeuge. Das sind im Grunde die Bereiche, in denen wir bei den größeren Systemen im Fahrzeug eine Rolle spielen.

JOHN: Vor allem bei einigen der Hochleistungssysteme – es klingt so, als hättest du dort wirklich Fuß gefasst.

ROBERT: Ja. Ich meine, es ist ja so, dass ein Prozessor mit geringem Stromverbrauch und hoher Leistung in so einer Situation durchaus nützlich ist.

JOHN: Es ist interessant, dass du das ansprichst, denn ich glaube, viele Leute halten einen geringen Stromverbrauch bei Fahrzeugen nicht für wichtig. „Oh ja, mein Handy – da muss der Stromverbrauch niedrig sein, aber warum bei Fahrzeugen?“ Tatsächlich verfügen Fahrzeuge jedoch über begrenzte Batteriekapazitäten und oft auch über begrenzten Platz für den Einbau elektronischer Teilsysteme, wobei die Kühlung ein Problem darstellt. Daher spielt der Stromverbrauch auch bei Fahrzeugen eine Rolle.

ROBERT: Oh ja, auf jeden Fall, vor allem jetzt, wo wir uns mit diesen neuen Elektrofahrzeugen beschäftigen und es da ja diese Reichweitenangst und all diese interessanten Dinge gibt.

JOHN: Und ich glaube, es ist auch so, dass viele der Fortschritte, die Arm bei der Steigerung der Leistung im Mobilbereich und in Bereichen wie Rechenzentren erzielt hat, auch der Automobilbranche zugutekommen, da dort die Anforderungen an die Rechenleistung sowie an Fahrerassistenzsysteme, Navigation und so weiter ebenfalls deutlich gestiegen sind.

ROBERT: Es dreht sich alles um Software. Darauf kommen wir gleich noch zu sprechen. Aber ja, ehrlich gesagt: Je mehr Software in einem Fahrzeug verbaut ist, desto mehr Rechenleistung braucht man, um diese Software tatsächlich auszuführen.

Anbieter von ARM-basierten Halbleitern für die Automobilindustrie

JOHN: Eine der Stärken, die Arm dem Halbleitermarkt bietet, ist die Vielfalt der Lösungen. Es gibt ja nicht nur einen Anbieter, sondern Dutzende und Hunderte von Anbietern, die Arm-basierte Lösungen liefern. Wenn wir uns jedoch auf den Automobilmarkt konzentrieren: Welche der wichtigsten Anbieter liefern derzeit Arm-basierte Halbleiter für den Automobilbereich aus?

ROBERT: Ja, unsere Partner im Bereich der Halbleiter für die Automobilindustrie sind natürlich enorm wichtig für den Einsatz von Systemen in Fahrzeugen. Und, um nur einige zu nennen: Wir haben Qualcomm, wir haben Renesas, wir haben Nvidia, wir haben NXP, und dann haben wir AMD und Xilinx, wir haben Broadcom, und wir haben einige interessante neue Partner wie Telechips, die ihren Dolphin5 auf der Embedded World vorgestellt haben. Es gibt also einige wirklich spannende neue Chips auf dem Markt.

JOHN: Zufälligerweise konzentriert sich fast die gesamte Entwicklungsarbeit von „ Sonatus “ auf Arm-basierte Lösungen von Anbietern wie NXP, Broadcom, Marvell und anderen. Wir freuen uns daher sehr, euch dabei zu haben, und fühlen uns der Arbeit, die ihr leistet, sehr verbunden.

JOHN: Hier auf The Garage sprechen wir ausführlich über softwaredefinierte Fahrzeuge, und ich würde gerne Ihre Sichtweise dazu aus der Perspektive von Arm erfahren.

Der Wandel hin zu softwaredefinierten Fahrzeugen und die vier Säulen zur Verwirklichung von SDV

ROBERT: Ja, wir sehen die softwaregesteuerten Fahrzeuge derzeit als einen wirklich interessanten Trend, da die Automobilhersteller intensiv daran arbeiten, immer mehr Funktionen im Fahrzeug per Software zu steuern. Das ermöglicht ihnen – ähnlich wie bei Mobiltelefonen und in der Cloud – diese Softwarefunktionen tatsächlich zu aktualisieren und zu verbessern. Für den Verbraucher bedeutet das: Wenn Ihr Auto das Autohaus verlässt, kann es im Laufe der Zeit tatsächlich besser werden – anders als die Apps auf unserem Handy. Das wird also eine ziemlich dramatische Veränderung mit sich bringen, sowohl in Bezug darauf, wie wir mit unserem Auto leben, als auch in Bezug auf die Beziehung, die die Verbraucher zu den Herstellern haben, die dieses Auto bauen. Es wird eine wirklich spannende Zeit werden, wenn wir uns auf diese Zukunft der softwaredefinierten Fahrzeuge zubewegen.

JOHN: Das stimmt. Wir stellen fest, dass bei den Erstausrüstern großes Interesse daran besteht, das Kundenerlebnis zu verbessern und die Markentreue zu stärken. Es klingt also so, als würden einige der Themen, über die Sie sprechen, dabei wirklich helfen.

ROBERT: Ja, und das passiert tatsächlich gerade. Eine aktuelle Gartner-Umfrage ergab, dass 50 % der zehn führenden Automobilhersteller im Jahr 2023 tatsächlich aktualisierbare Software in ihren Fahrzeugen ausliefern werden.

JOHN: Das ist wirklich interessant. Wir haben über Erweiterbarkeit als einen wichtigen Aspekt softwaredefinierter Fahrzeuge gesprochen, daher finde ich diese Zahl zu dieser zügigen Einführung besonders spannend. Wie erreichen wir das also?

Säule 1 für SDV: Anwendung von Standards

ROBERT: Wir sehen vier Säulen für die Verwirklichung des SDV. Die erste Säule ist die Verwendung von Standards für die Entwicklung und den Einsatz. Dadurch werden die Anwendungen selbst zu den differenzierenden Bestandteilen des softwaredefinierten Fahrzeugs – nicht die Werkzeuge oder der zugrunde liegende Software-Stack.

JOHN: Das leuchtet ein, denn man wird ja nicht dafür bezahlt, dass die zugrunde liegenden Ebenen funktionieren – die müssen einfach funktionieren –, sondern man möchte darüber hinaus einen Mehrwert schaffen.

ROBERT: Genau, genau, und ich glaube, das wird dazu beitragen, den Fokus darauf zu legen, worauf die Software-Entwicklungsarbeit ausgerichtet ist und wie diese Software-Standards genutzt werden.

Säule 2 für SDV: Einsatz neuer Softwaremethoden und -technologien

ROBERT: Säule zwei. Dabei geht es um den Einsatz neuer Software-Methoden und -Technologien, und hier sehen wir die Möglichkeit für die Automobilindustrie, sich an anderen Branchen wie der Entwicklung von Mobiltelefonen, der Cloud-Entwicklung und -Bereitstellung zu orientieren und Methoden wie CI/CD (Continuous Integration, Continuous Delivery) zu nutzen, um tatsächlich eine agile Entwicklung und Bereitstellung softwaredefinierter Funktionen in einem Fahrzeug zu erreichen.

JOHN: Das klingt wirklich wichtig. Ich glaube, die Cloud hat Auswirkungen auf so viele verschiedene Bereiche, dass es äußerst vorteilhaft wäre, die Cloud und moderne Entwicklungsmethoden im Automobilbereich einzuführen.

Säule 3 für SDV: Fahrzeugsimulation und -entwicklung in der Cloud

ROBERT: Ja, und die dritte Säule besteht darin, Fahrzeugsimulationen in der Cloud zu nutzen, um die Software unabhängig vom Fahrzeug zu entwickeln und zu testen.

JOHN: Dieses Konzept gefällt mir sehr gut. Tatsächlich verfolgen wir bei „ Sonatus “ selbst diesen Ansatz: Früher haben wir ausschließlich hardwarebasierte Systeme genutzt, bei denen wir physische Instanzen in unserem Labor hatten, doch jetzt stellen wir auf eine Cloud-Methodik um, bei der wir einen Großteil unserer Simulationen in der Cloud durchführen können. Das ist wesentlich skalierbarer und leistungsfähiger.

ROBERT: Das ist toll, du nutzt die dritte Säule ja schon. Das finde ich super.

Säule 4 für SDV: Zusammenarbeit

ROBERT: Die vierte Säule ist die Zusammenarbeit. Kein einzelnes Unternehmen ist in der Lage, die Unmengen an Software zu entwickeln und bereitzustellen, die wir für das softwaredefinierte Fahrzeug benötigen. Wir brauchen eine branchenweite Zusammenarbeit zwischen Hardware- und Softwareunternehmen, den OEMs und den Tier-1-Zulieferern sowie den Systemintegratoren – alle müssen an einem Strang ziehen, um dies zu verwirklichen.

JOHN: Das haben wir auch aus eigener Erfahrung festgestellt. Wir stehen zwar in direktem Kontakt mit unseren OEM-Partnern, arbeiten aber auch mit Tier-1-Zulieferern, Silikonlieferanten, Softwarepartnern und Konsortien zusammen, um sicherzustellen, dass wir auf Standards aufbauen. Wir erleben also aus erster Hand, was Sie beschrieben haben.

ROBERT: Apropos Konsortien: Derzeit bilden sich tatsächlich viele verschiedene Konsortien, die die Branche zusammenbringen, um dieses Thema des softwaredefinierten Fahrzeugs anzugehen.

SOAFEE: Skalierbare offene Architektur für den eingebetteten Edge-Bereich

JOHN: In diesem Zusammenhang sollten wir vielleicht über SOAFEE sprechen, ein wichtiges Thema, das uns beiden sehr am Herzen liegt.

ROBERT: SOAFEE ist also eine von der Industrie initiierte Kooperation, deren Ziel es ist, Cloud-native Methoden, Technologien und Werkzeuge in die Automobilentwicklung zu integrieren, um das softwaredefinierte Fahrzeug Wirklichkeit werden zu lassen.

JOHN: Kannst du uns verraten, wofür SOAFEE steht, denn es ist doch ein Akronym, oder?

ROBERT: Es heißt S-O-A-F-E-E, „Scalable Open Architecture for the Embedded Edge“.

JOHN: Und ich freue mich, sagen zu können, dass „ Sonatus “ zu den ersten Mitgliedern von SOAFEE gehörte, und wir sind stolz darauf, Teil davon zu sein. Lassen Sie uns also etwas näher darauf eingehen. Können Sie uns erzählen, an welchen Projekten SOAFEE gerade arbeitet?

ROBERT: Die Hauptmotivation und die Ziele hinter SOAFEE lassen sich also wirklich auf diese vier Säulen zurückführen – deren Umsetzung, damit wir das softwaredefinierte Fahrzeug Wirklichkeit werden lassen können. Wie ich bereits sagte, werden wir Cloud-native Methoden übernehmen und auf das Fahrzeug anwenden. Das Besondere am Fahrzeug ist, dass es sich von einer Cloud-Instanz unterscheidet. Wir müssen uns um Aspekte wie funktionale Sicherheit und Echtzeitfähigkeit kümmern, was bei einer Cloud-Instanz nicht der Fall ist. Ein Großteil dessen, womit sich SOAFEE wirklich beschäftigt und worum es den Beteiligten geht, ist daher die Frage: Wie lassen sich diese Methoden und Werkzeuge in eine Fahrzeugumgebung integrieren?

JOHN: Wie viele Mitglieder hat SOAFEE und welche Arten von Unternehmen sind daran beteiligt?

ROBERT: Wir haben derzeit also fast 90 Mitglieder bei SOAFEE, und das Spektrum reicht vom Software-Ökosystem über die Cloud-Welt bis hin zu Hardware, OEMs, Tier-1-Zulieferern und Systemintegratoren – alle engagieren sich bei SOAFEE und bringen ihr eigenes Fachwissen und ihre eigenen Technologien in diese SOAFEE-Architektur und dieses SOAFEE-Framework ein.

Cloud-natives Design für die Automobilbranche

JOHN: Du hast also erwähnt, dass ein zentrales Thema für SOAFEE das Cloud-native Design ist. Ich würde mich freuen, wenn du darauf noch etwas näher eingehen und erläutern könntest, was „Cloud-native“ im Allgemeinen bedeutet und welche Vorteile es für die Automobilbranche bietet.

ROBERT: „Cloud-nativ“ bezeichnet Methoden, Technologien und Werkzeuge für die Entwicklung von Softwareanwendungen in Cloud-Instanzen. Dazu gehören Methoden wie CI/CD, über die wir bereits gesprochen haben und die eine kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung von Software ermöglichen – in diesem Fall in Cloud-Instanzen, die wir auf das Fahrzeug übertragen. Dazu gehört auch die Aufteilung der Software in kleinere Einheiten, sogenannte „Mikroservices“, die sich mithilfe dieser Cloud-nativen Werkzeuge und Technologien dann leichter entwickeln und bereitstellen lassen.

JOHN: Es ist zudem eng mit einer serviceorientierten Architektur verbunden, bei der Dienste im Fahrzeug oder in anderen Teilen des Systems bereitgestellt werden.

ROBERT: Das ist genau richtig, und damit kommen nun Technologien ins Spiel, die in der Cloud weit verbreitet sind, wie beispielsweise Container, um die Software und die Microservices problemlos auf den vorgesehenen Zielsystemen zu installieren. Dazu gehören auch Technologien wie Orchestrierung, mit denen Sie Ihre Software aus der Cloud – und nicht über eine Cloud-Instanz – direkt ins Fahrzeug übertragen können. Das ist eine wirklich gute Möglichkeit, Software auf agile Weise problemlos im Fahrzeug bereitzustellen.

JOHN: Und ich weiß, dass einer der Bereiche, an denen ihr arbeitet, darin besteht, die Orchestrierungs- und Container-Infrastruktur so zu erweitern, dass erkannt wird, wenn Sicherheits-, kritische oder in Echtzeit kritische Anforderungen an die Container bestehen.

ROBERT: Ja, und um noch einmal auf Säule eins mit den Standards zurückzukommen: Wir nutzen dafür bestehende Standards sowohl für die Orchestrierung als auch für Container und prüfen derzeit, wie wir diese in der Fahrzeugentwicklung einsetzen können, aber auch, ob wir sie für eben diese Entwicklung erweitern müssen.

JOHN: Es geht also eher darum, sie weiterzuentwickeln, anstatt das Rad neu zu erfinden.

ROBERT: Auf jeden Fall.

JOHN: Vielen Dank für diesen tollen Überblick über SOAFEE. Ich freue mich riesig zu hören, wie stark die Organisation wächst und wie viele Mitglieder sich daran beteiligen.

Zukünftige Trends in der Hardware- und Softwarearchitektur im Automobilbereich

JOHN: Wenn wir einen Schritt zurücktreten und das Ganze aus einer breiteren Perspektive betrachten, welche weiteren Zukunftstrends siehst du im Bereich Software und Fahrzeuge?

ROBERT: Es liegt also auf der Hand: Je mehr Software zum Einsatz kommt, je mehr Funktionen softwaredefiniert sind und je mehr Software es generell gibt, desto mehr werden wir es in den Fahrzeugen der nächsten Generation mit Hunderten von Millionen Zeilen Code zu tun haben – insbesondere, wenn wir höhere Autonomiestufen erreichen. Wir werden wahrscheinlich auch eine Veränderung in der Fahrzeugarchitektur erleben. Das können wir bereits jetzt in gewisser Weise beobachten. Wir sehen beispielsweise zonale Architekturen und größere, leistungsstarke zentrale Recheneinheiten, die erforderlich sein werden, um die Softwarefunktionen tatsächlich zum Leben zu erwecken.

JOHN: Das ist ein wirklich guter Punkt, und wir haben kürzlich in einer anderen Folge darüber gesprochen, wie wichtig moderne Netzwerkarchitekturen in Fahrzeugen sind – und die Umsetzung von Zonenarchitekturen ist einer der vielen Vorteile. Im Vergleich zu den heutigen Netzwerken, die oft umständlicher sind, lassen sich damit das Fahrzeug vereinfachen, Gewicht und Kosten senken sowie die Komplexität der Montage verringern. Es handelt sich also um ein wirklich leistungsstarkes Werkzeug.

ROBERT: Ja, und wir sehen gerade, wie sich das entwickelt – das ist das Interessante daran. Die Leute beschäftigen sich mit diesen Zonenarchitekturen. Viele davon sind derzeit eine Art Mischform aus Domänencontrollern und Zonen, aber es ist spannend zu beobachten, wie sich das sozusagen vor unseren Augen entwickelt.

Konsolidierung von ECU und Arbeitslast

JOHN: Wir haben bereits in einer anderen Folge darüber gesprochen, wie wichtig die Konsolidierung von Workloads ist – das heißt, dass eine ECU mehrere verschiedene Codebasen ausführt, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Spielt Arm dabei eine Rolle?

ROBERT: Da sich die Fahrzeugarchitektur verändert und immer mehr Rechenleistung in die verschiedenen Knotenpunkte des Fahrzeugs fließt, besteht die Möglichkeit, mehrere Softwareanwendungen auf einem einzigen Verarbeitungssystem auszuführen. Hier kommen Technologien und Verfahren wie Virtualisierung und Hypervisor ins Spiel, und hier können auch Container zum Einsatz kommen, die es diesen verschiedenen Softwarefunktionen ermöglichen, nebeneinander zu existieren, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen.

JOHN: Ich denke, das ist einer der vielen Vorteile, die sich daraus ergeben, die moderne Prozessorarchitektur von Arm in die Automobilbranche zu integrieren, denn dadurch werden viele dieser Funktionen erschlossen, die in Rechenzentren und im Mobilbereich bereits gang und gäbe sind, in der Automobilbranche bisher jedoch vielleicht noch nicht so verbreitet waren.

ROBERT: Ja, genau, und das ermöglicht den Übergang zu einer softwaredefinierten Lösung. Darum geht es hier eigentlich.

Zusammenfassung

JOHN: Nun, Robert, vielen Dank für dieses facettenreiche Gespräch. Es hat mir wirklich viel Freude bereitet, dich hier zu haben.

ROBERT: Nun, vielen Dank, John, danke für die Einladung, hierherzukommen und mit dir zu sprechen. Es hat mir viel Spaß gemacht, und es ist toll, mit dir und „ Sonatus “ im Rahmen unserer Arm- und SOAFEE-Initiativen zusammenzuarbeiten.

JOHN: In der heutigen Folge von „ The Garage “ haben wir über wichtige Hardware- und Softwaretechnologien gesprochen, die erforderlich sind, um softwaredefinierte Fahrzeuge Wirklichkeit werden zu lassen. Wir haben außerdem darüber gesprochen, wie wichtig Standards sind, wie man verschiedene Unternehmen zusammenbringt und wie man Technologien aus anderen Bereichen nutzt, um sie auf Anwendungen im Automobilbereich zu übertragen. Wir hoffen, dass Ihnen das heutige Gespräch gefallen hat, und freuen uns darauf, Sie schon bald in einer weiteren Folge von „ The Garage “ wiederzusehen. Vielen Dank.