I 4 pilastri su cui si basa ogni veicolo definito dal software

Benvenuti

JOHN: Nella puntata di oggi di “ The Garage ”, le tecnologie hardware e software che rendono possibile la realizzazione di veicoli definiti dal software. Cominciamo! Benvenuti a “ The Garage ”. Sono John Heinlein, Chief Marketing Officer di Sonatus, e oggi parleremo in particolare di alcune delle tecnologie hardware e software necessarie per trasformare in realtà l’idea dei veicoli definiti dal software. Oggi abbiamo con noi un ospite speciale di Arm: il mio caro amico Robert Day. Robert, benvenuto a “ The Garage ”. Raccontaci qualcosa di te e del tuo ruolo in Arm.

ROBERT: Grazie, John. Sì, mi chiamo Robert Day e vivo qui in California. Mi occupo della strategia di commercializzazione di Arm nel settore automobilistico per il Nord America. Inoltre, ricopro un ruolo secondario in qualità di rappresentante di Arm nell’ambito dell’iniziativa SOAFEE.

JOHN: Robert, sono davvero felice di averti come ospite nel podcast. Abbiamo lavorato insieme per molti anni alla Arm e, come molti sanno, ho trascorso quattordici anni della mia carriera in quella azienda, quindi la Arm mi sta molto a cuore e sono entusiasta di averti come ospite nel programma. Hai menzionato SOAFEE: è un argomento decisamente importante di cui parleremo più avanti nella nostra conversazione.

Il ruolo di Arm nel settore automobilistico

JOHN: Arm è molto nota per gli smartphone e altri settori, ma mi piacerebbe che ci parlassi del ruolo di Arm nel settore automobilistico e dei mercati in cui operate in questo ambito.

ROBERT: Sì, certo. Arm è presente nel settore automobilistico e viene impiegata in applicazioni automobilistiche sin dalla metà degli anni ’90. Siamo presenti praticamente in tutte le parti dell’auto. Sai, ci sono alcuni settori in cui siamo particolarmente forti: l’infotainment, il cockpit digitale e, ora, anche i sistemi avanzati di assistenza alla guida e i veicoli a guida autonoma. È proprio in questi ambiti che operiamo all’interno dei sistemi più grandi del veicolo.

JOHN: A quanto pare, soprattutto per quanto riguarda alcuni sistemi ad alte prestazioni, hai davvero preso piede.

ROBERT: Sì. Insomma, è una cosa che, come sai, avere un processore a basso consumo e ad alte prestazioni è piuttosto utile in quella situazione.

JOHN: È interessante che tu ne abbia parlato, perché credo che molte persone non considerino il basso consumo energetico un aspetto rilevante in un veicolo. Oh sì, per il mio cellulare il basso consumo è importante, ma perché dovrebbe esserlo per i veicoli? In realtà, però, i veicoli hanno batterie con capacità limitata e spesso lo spazio a disposizione per l’installazione dei sottosistemi elettronici è ridotto, il che rende il raffreddamento un problema; quindi, in effetti, è un aspetto importante anche per i veicoli.

ROBERT: Oh, sì, assolutamente, soprattutto ora che stiamo passando a questi nuovi veicoli elettrici e, sai, con l'ansia da autonomia e tutte quelle cose lì.

JOHN: E credo anche che molti dei progressi compiuti da Arm nel campo delle prestazioni elevate nel settore mobile e in ambiti come i data center vadano a vantaggio anche del settore automobilistico, perché si registrano requisiti di elaborazione sempre maggiori, oltre che un crescente ricorso ai sistemi di assistenza alla guida, alla navigazione e così via.

ROBERT: È tutta una questione di software. E ne parleremo tra poco. Ma sì, onestamente, sai, più software viene integrato in un veicolo, maggiore è la potenza di elaborazione necessaria per farlo funzionare.

Fornitori di chip per il settore automobilistico basati su architettura ARM

JOHN: Uno dei punti di forza che Arm apporta al mercato dei semiconduttori è la varietà delle soluzioni. Come sapete, non si tratta di un unico fornitore, ma di decine e centinaia di fornitori che offrono soluzioni basate su Arm. Ma se ci concentriamo sul mercato automobilistico, quali sono alcuni dei principali fornitori che oggi commercializzano chip per il settore automobilistico basati su Arm?

ROBERT: Sì, i nostri partner nel settore dei semiconduttori per il settore automobilistico sono ovviamente di fondamentale importanza per l’implementazione dei sistemi nei veicoli. E, per citarne alcuni, abbiamo Qualcomm, Renesas, Nvidia, NXP, oltre ad AMD e Xilinx, Broadcom e alcuni nuovi partner interessanti come Telechips, che ha presentato il suo Dolphin5 all’Embedded World. Quindi ci sono davvero dei nuovi chip molto interessanti in circolazione.

JOHN: In realtà, quasi tutto il lavoro di sviluppo svolto da Sonatus riguarda soluzioni basate su Arm di fornitori come NXP, Broadcom, Marvell e altri, quindi siamo felici di avervi con noi e sentiamo una forte affinità con il lavoro che state svolgendo.

JOHN: Qui su The Garage parliamo molto dei veicoli definiti dal software, e mi piacerebbe sentire la tua opinione al riguardo dal punto di vista di Arm.

Il passaggio ai veicoli definiti dal software (SDV) e i quattro pilastri per raggiungere l’obiettivo SDV

ROBERT: Sì, riteniamo che i veicoli definiti dal software rappresentino una tendenza davvero interessante in questo momento, poiché le case automobilistiche stanno valutando seriamente come rendere sempre più funzioni del veicolo gestite dal software. Ciò che questo permette loro di fare è simile a quanto avviene nel mondo dei cellulari e del cloud: è infatti possibile aggiornare e potenziare tali funzioni software. Per il consumatore, ciò significa che quando la propria auto esce dal concessionario, può effettivamente migliorare nel tempo, a differenza delle applicazioni sui nostri cellulari. Questo comporterà quindi un cambiamento piuttosto radicale, sia nel modo in cui viviamo con la nostra auto, sia nel rapporto che i consumatori intrattengono con le case automobilistiche che la producono. Sarà un periodo davvero interessante man mano che ci avviciniamo a questo futuro dei veicoli definiti dal software.

JOHN: Esatto. Stiamo riscontrando un grande interesse da parte degli OEM nel migliorare l'esperienza dei propri clienti e rafforzare la fedeltà al marchio, quindi sembra proprio che alcuni degli argomenti di cui stai parlando possano davvero contribuire a questo obiettivo.

ROBERT: Sì, e in effetti sta già accadendo. Secondo un recente sondaggio di Gartner, il 50% dei primi 10 produttori automobilistici (OEM) fornirà software aggiornabile nei propri veicoli già nel 2023.

JOHN: È davvero interessante. Abbiamo parlato dell’estensibilità come aspetto importante dei veicoli definiti dal software, quindi mi fa piacere sentire quel dato statistico su questa diffusione così rapida. Ma come si fa a raggiungere questo risultato?

Pilastro 1 per l’SDV: ricorso agli standard

ROBERT: Individuiamo quattro pilastri fondamentali per la realizzazione dell’SDV. Il primo pilastro è l’utilizzo di standard per lo sviluppo e l’implementazione. Ciò consente che le parti differenziate del veicolo definito dal software siano le applicazioni stesse, non gli strumenti o lo stack software sottostante.

JOHN: Ha senso, perché non vieni pagato solo perché, insomma, gli strati sottostanti funzionano: è semplicemente necessario che funzionino, ma tu vuoi poter aggiungere valore a tutto ciò.

ROBERT: Esatto, esatto, e penso che questo ci aiuterà a concentrare gli sforzi sullo sviluppo del software e a definire come utilizzare tali standard software.

Pilastro 2 per SDV: utilizzo di nuove metodologie e tecnologie software

ROBERT: Secondo pilastro. Si tratta quindi dell’utilizzo di nuove metodologie e tecnologie software, ed è proprio in questo ambito che riteniamo che l’industria automobilistica possa trarre spunto da altri settori, come lo sviluppo di telefoni cellulari, lo sviluppo e l’implementazione nel cloud, e utilizzare metodologie quali CI/CD (integrazione continua e distribuzione continua) per ottenere effettivamente uno sviluppo e un’implementazione agili delle funzioni definite dal software in un veicolo.

JOHN: Sembra una cosa davvero importante. Penso che il cloud stia influenzando tantissimi settori diversi; introdurre il cloud e le moderne pratiche di sviluppo nel settore automobilistico mi sembra estremamente vantaggioso.

Pilastro 3 per SDV: simulazione e sviluppo dei veicoli nel cloud

ROBERT: Sì, e il terzo pilastro consiste proprio nell’utilizzare la simulazione dei veicoli nel cloud per sviluppare e testare il software separatamente dal veicolo stesso.

JOHN: Mi piace molto questo concetto. Infatti, proprio noi di Sonatus stiamo adottando questo approccio: in passato abbiamo utilizzato sistemi basati esclusivamente su hardware, con istanze fisiche nel nostro laboratorio, ma ora stiamo passando a una metodologia cloud che ci permette di eseguire gran parte delle nostre simulazioni sul cloud. È una soluzione molto più scalabile e molto più potente.

ROBERT: Che bello, stai già usando il terzo pilastro. Mi piace tantissimo.

Pilastro 4 per SDV: Collaborazione

ROBERT: Il quarto pilastro è la collaborazione. Non esiste un’unica azienda in grado di sviluppare e implementare l’enorme quantità di software necessaria per il veicolo definito dal software. Abbiamo bisogno di una collaborazione a livello di settore tra le aziende produttrici di hardware e software, gli OEM e i fornitori di primo livello, gli integratori di sistemi: tutti devono unire le forze per trasformare questo progetto in realtà.

JOHN: Lo abbiamo constatato anche noi in prima persona: abbiamo un rapporto diretto con i nostri partner OEM, ma collaboriamo anche con fornitori di primo livello, produttori di silicone, partner software e consorzi per garantire che il nostro lavoro si basi su standard condivisi; stiamo quindi vivendo in prima persona ciò di cui hai parlato.

ROBERT: E a proposito di consorzi, in questo momento se ne stanno formando davvero molti, che riuniscono gli operatori del settore nel tentativo di affrontare la questione dei veicoli definiti dal software.

SOAFEE: Architettura aperta scalabile per l'edge embedded

JOHN: Detto questo, forse dovremmo parlare di SOAFEE, che è una cosa importante che sta a cuore a entrambi.

ROBERT: Quindi SOAFEE è una collaborazione promossa dal settore che mira a introdurre metodologie, tecnologie e strumenti cloud-native nello sviluppo automobilistico per rendere realtà il veicolo definito dal software.

JOHN: Puoi spiegarmi cosa significa SOAFEE? È un acronimo, giusto?

ROBERT: Si scrive S-O-A-F-E-E, ovvero Scalable Open Architecture for the Embedded Edge.

JOHN: E sono lieto di dire che “ Sonatus ” è stato uno dei primi membri di SOAFEE, e siamo orgogliosi di farne parte. Approfondiamo un po’ l’argomento. Puoi dirci a quali tipi di progetti sta lavorando SOAFEE?

ROBERT: Quindi la motivazione principale e gli obiettivi alla base di SOAFEE tornano proprio a questi quattro pilastri: renderli realtà in modo da poter concretizzare il veicolo definito dal software. Come ho detto, adotteremo metodologie cloud native e le applicheremo al veicolo. Il punto è che il veicolo è diverso da un’istanza cloud. Dobbiamo occuparci di aspetti quali la sicurezza funzionale e il tempo reale, mentre in un’istanza cloud ciò non è necessario. Pertanto, gran parte dell’attenzione di SOAFEE e del lavoro congiunto dei partecipanti verte su come integrare queste metodologie e questi strumenti nell’ambiente automobilistico.

JOHN: Allora, quanti membri conta la SOAFEE e quali tipi di aziende ne fanno parte?

ROBERT: Al momento SOAFEE conta quasi 90 membri, che provengono da tutto l’ecosistema del software, dal mondo del cloud, dall’hardware, dagli OEM, dai fornitori di primo livello e dagli integratori di sistemi: tutti stanno aderendo a SOAFEE, apportando le proprie competenze e le proprie tecnologie all’architettura e al framework SOAFEE.

Progettazione cloud-native per il settore automobilistico

JOHN: Hai accennato al fatto che un tema fondamentale per SOAFEE è la progettazione cloud-native. Mi piacerebbe che approfondissi un po’ questo argomento e ci spiegassi cosa significa, in generale, “cloud-native” e quali vantaggi offre al settore automobilistico.

ROBERT: Il termine “cloud native” indica metodologie, tecnologie e strumenti per lo sviluppo di applicazioni software su istanze cloud. Ciò comporta l’adozione di metodologie come CI/CD, di cui abbiamo parlato in precedenza, che consentono l’integrazione continua e la distribuzione continua del software, in questo caso nelle istanze cloud, che poi trasferiamo al veicolo. Ciò comporta anche la suddivisione del software in parti più piccole chiamate “microservizi”, che possono quindi essere sviluppati e distribuiti più facilmente utilizzando questi strumenti e tecnologie cloud native.

JOHN: È inoltre strettamente legata a un’architettura orientata ai servizi, in cui i servizi vengono resi disponibili nel veicolo o in altre parti del sistema.

ROBERT: Esatto, e questo comporta l’utilizzo di tecnologie ampiamente diffuse nel cloud, come i container, per distribuire facilmente il software e i microservizi sulle destinazioni previste. Comporta inoltre l’uso di tecnologie come l’orchestrazione, che consentiranno di trasferire il software dal cloud, anziché dall’istanza cloud, direttamente nel veicolo. Si tratta di un ottimo modo per distribuire il software in modo semplice e agile sul veicolo.

JOHN: E so che uno degli aspetti su cui state lavorando è proprio l’estensione dell’infrastruttura di orchestrazione e dei container per rilevare quando i container presentano requisiti di sicurezza, critici o critici in tempo reale.

ROBERT: Sì, e tornando al primo pilastro, quello degli standard, stiamo procedendo utilizzando gli standard esistenti sia per l’orchestrazione che per i container, e stiamo valutando non solo come utilizzarli nello sviluppo dei veicoli, ma anche se sia necessario ampliarli per quello stesso sviluppo.

JOHN: Quindi si tratta proprio di ampliarli, invece di reinventare la ruota.

ROBERT: Assolutamente sì.

JOHN: Grazie per questa fantastica panoramica su SOAFEE; sono davvero entusiasta di sapere quanto stia crescendo e quanti membri vi partecipino.

Tendenze future nell'architettura hardware e software del settore automobilistico

JOHN: Se facciamo un passo indietro e guardiamo il quadro più ampio, quali sono, secondo te, alcune delle altre tendenze future nel settore del software e dei veicoli?

ROBERT: Quindi, ovviamente, con una maggiore diffusione del software, un numero crescente di funzioni definite dal software e, in generale, una maggiore presenza di software, ci troviamo di fronte a centinaia di milioni di righe di codice nei veicoli di prossima generazione, soprattutto man mano che raggiungiamo livelli più elevati di autonomia. Assisteremo probabilmente anche a un cambiamento nell’architettura dei veicoli. In un certo senso, lo stiamo già osservando in questo momento. Stiamo vedendo cose come le architetture a zone, stiamo vedendo sistemi di elaborazione centralizzati più grandi e ad alte prestazioni, che saranno necessari per dare effettivamente vita alle funzioni software.

JOHN: È un’osservazione davvero azzeccata, e proprio di recente, in un’altra puntata, abbiamo parlato dell’importanza delle reti moderne nei veicoli; l’adozione di architetture a zone è uno dei tanti vantaggi. Rispetto alle reti odierne, che possono risultare più macchinose, è possibile semplificare il veicolo, ridurne il peso e i costi, nonché la complessità di assemblaggio: si tratta quindi di uno strumento davvero potente.

ROBERT: Sì, e vediamo che sta già prendendo piede, ed è proprio questo l'aspetto interessante. Le persone stanno prendendo in considerazione queste architetture a zone. Molte di esse sono attualmente una sorta di ibrido tra controller di dominio e zone, ma è interessante osservare come tutto questo si stia sviluppando proprio sotto i nostri occhi.

Consolidamento delle ECU e del carico di lavoro

JOHN: Abbiamo già parlato in un altro episodio dell’importanza di consolidare i carichi di lavoro, ovvero del fatto che un’ECU esegua più codici diversi per svolgere compiti diversi. Arm svolge un ruolo nel supportare questo processo?

ROBERT: Man mano che l’architettura del veicolo cambia e aumenta la potenza di calcolo nei diversi nodi del veicolo, diventa possibile eseguire più applicazioni software su un unico sistema di elaborazione. È qui che entrano in gioco alcune tecnologie e tecniche come la virtualizzazione e l’hypervisor, oltre ai container, che consentiranno effettivamente a queste diverse funzioni software di coesistere senza interferire tra loro.

JOHN: Credo che questo sia uno dei tanti vantaggi derivanti dall’introduzione della moderna architettura di processori Arm nel settore automobilistico, perché consente di sfruttare molte di quelle funzionalità che sono ormai all’ordine del giorno nei data center e nei dispositivi mobili, ma che finora non erano così diffuse nel settore automobilistico.

ROBERT: Sì, è vero, e sta davvero favorendo il passaggio a un modello software-defined. È proprio questo il punto.

Sintesi

JOHN: Beh, Robert, grazie mille per questa conversazione così articolata. Mi ha fatto davvero piacere averti qui.

ROBERT: Beh, grazie, John, grazie per l’invito a venire qui a parlare con te. È stato davvero divertente, ed è fantastico lavorare con te e con Sonatus nell’ambito delle nostre iniziative Arm e SOAFEE.

JOHN: Nella puntata odierna di “ The Garage ” abbiamo parlato delle tecnologie hardware e software fondamentali necessarie per rendere realtà i veicoli definiti dal software. Abbiamo anche discusso dell’importanza degli standard, della collaborazione tra diverse aziende e dell’utilizzo di tecnologie provenienti da altri settori, per poi applicarle alle applicazioni automobilistiche. Speriamo che la conversazione di oggi vi sia piaciuta e non vediamo l’ora di rivedervi molto presto in un’altra puntata di “ The Garage ”. Grazie mille.