Automazione dell'integrazione software per veicoli a software definito

L'industria automobilistica sta cambiando rapidamente, soprattutto con l'ascesa dei veicoli definiti da software (SDV). In questi veicoli, il software gioca un ruolo fondamentale nel loro funzionamento e nei servizi che offrono. Tuttavia, configurare la piattaforma e integrare il software in questi veicoli richiede spesso molto lavoro manuale. Questo può portare a tempi di sviluppo lunghi e a una flessibilità ridotta.

Questo articolo discute un nuovo metodo per automatizzare la configurazione delle piattaforme e l'integrazione del software per gli SDV, permettendo che questi compiti avvengano in tempo reale, e non solo durante la fase di sviluppo.

#Il Problema con i Metodi Tradizionali

Costruire veicoli moderni richiede diversi anni e coinvolge processi complessi gestiti principalmente da ingegneri. Per l'integrazione del software, gli integratori di sistema devono assicurarsi che vengano soddisfatti i requisiti di sicurezza e altri requisiti configurando l'hardware e creando piani di integrazione software.

Poiché gli SDV consentono funzionalità software che possono essere personalizzate dal proprietario, non esiste una configurazione universale. Questo significa che l'attuale modo di integrare il software nei veicoli deve cambiare significativamente. Il metodo proposto si concentra sullo spostare il processo di integrazione in un contesto in tempo reale, permettendo ai veicoli di configurare automaticamente i propri ambienti e aggiornare il software in base alle esigenze degli utenti.

#Caratteristiche Chiave del Nuovo Approccio

Questo nuovo metodo include un gestore di integrazione che utilizza l'Ingegneria dei sistemi basata su modelli (MBSE) e Virtualizzazione. Genera ed esegue piani di distribuzione automaticamente.

• Ingegneria dei Sistemi Basata su Modelli (MBSE): Permette la generazione automatica dei piani di configurazione e integrazione software. I piani vengono poi convertiti in formati pronti per la distribuzione tramite tecniche di generazione di codice.

• Virtualizzazione e Orchestrazione dei Contenitori: Queste tecnologie consentono al sistema di allocare risorse in modo dinamico e flessibile assicurando che vengano rispettati i requisiti di sicurezza.

• Comunicazione: Un'API REST consente un'interazione fluida tra le piattaforme di sviluppo e quelle runtime.

#Implementare il Nuovo Sistema

È stata creata una prova di concetto utilizzando un setup SDV simulato con la scheda Intel Whiskey Lake. Questo setup ha dimostrato come funziona il gestore di integrazione all'interno di un SDV che ha un computer centrale. L'obiettivo principale è accorciare i cicli di sviluppo e consentire un facile adattamento a diverse configurazioni di veicolo.

#Metodi di Integrazione Tradizionali vs. Nuovi

Tradizionalmente, l'integrazione del software nei veicoli è confinata alla fase di sviluppo. Gli ingegneri devono pianificare tutto con attenzione, il che può rallentare i progressi.

Il nuovo approccio consente un passaggio all'integrazione runtime, dove i veicoli possono configurare automaticamente i propri ambienti e installare o aggiornare il software in base alle preferenze degli utenti. Questo è simile a come i sistemi cloud gestiscono le applicazioni, ma con un focus sul rispetto degli standard e dei vincoli di sicurezza.

#Come Funziona il Gestore di Integrazione

Il gestore di integrazione è progettato per automatizzare tutto ciò che riguarda la configurazione della piattaforma e l'integrazione del software per gli SDV. Combina diverse tecnologie per rendere il processo efficiente.

#Componenti del Gestore di Integrazione

1. Progettazione Basata su Modelli: Aiuta a pianificare come vengono allocate le risorse nei veicoli. Assiste nella creazione di un piano basato su vincoli predefiniti.

2. Virtualizzazione: La virtualizzazione hardware divide le risorse fisiche in macchine virtuali separate (VM). Ogni VM può eseguire le proprie applicazioni in sicurezza senza interferire con le altre.

3. Virtualizzazione a Livello OS (Contenitori): Offre ambienti leggeri per le applicazioni. Invece di necessitare di un intero sistema operativo per ogni applicazione, i contenitori condividono lo stesso kernel OS, risparmiando risorse e accelerando la distribuzione.

4. Strumenti di Automazione: Strumenti come Terraform e Kubernetes vengono utilizzati per gestire, eseguire e monitorare i compiti di distribuzione. Terraform aiuta a coordinare come vengono allocate le risorse, mentre Kubernetes gestisce il ciclo di vita dei contenitori.

#Il Processo di Integrazione

Il processo di integrazione consiste in alcuni passaggi chiave:

• Invio Richieste: Un modello di istanza che rappresenta il sistema di un veicolo viene inviato da un PC di sviluppo al gestore di integrazione nel veicolo.

• Verifica: Il gestore di integrazione controlla che il modello di istanza soddisfi i vincoli necessari. Se è completo, genera i file di distribuzione.

• Ottimizzazione: Per configurazioni incomplete, un motore di ottimizzazione trova il modo migliore per risolvere i problemi, assicurando che tutto si incastri senza problemi.

• Distribuzione: La configurazione finale viene distribuita sul veicolo, utilizzando VM e contenitori per ospitare le applicazioni in modo efficace.

#Dimostrare il Gestore di Integrazione

Per dimostrare questo sistema, i ricercatori hanno impostato un modello utilizzando la scheda Whiskey Lake, che ha varie risorse di calcolo. Sono state selezionate diverse applicazioni per mostrare come possono essere integrate.

Il gestore di integrazione automatizza l'intero processo, dalla ricezione delle richieste alla distribuzione delle applicazioni in base a configurazioni predefinite. Questo scenario di integrazione in due fasi ha mostrato come aggiungere nuove applicazioni possa essere fatto facilmente senza interrompere le configurazioni esistenti.

#Flessibilità ed Efficienza

Il gestore di integrazione semplifica il tradizionale processo manuale di integrazione. Con un solo clic, gli integratori di sistema possono configurare e installare software per l'SDV. Questo cambiamento non solo rende il processo di integrazione più veloce, ma consente anche maggiore flessibilità nella gestione del software.

#Estendere il Concetto

L'idea del gestore di integrazione può essere estesa ulteriormente. Molti veicoli potrebbero avere più piattaforme di calcolo centrale (CCP) per aumentare la potenza di calcolo o fornire ridondanza.

#Gestori di Integrazione Gerarchici

L'estensione proposta prevede di stabilire una gerarchia di gestori di integrazione. Potrebbe esserci un gestore principale che riceve richieste e comunica con più istanze situate in diverse CCP. Questo consentirebbe una gestione coerente su tutte le piattaforme.

#Ridondanza per Affidabilità

Nel mondo automobilistico, avere sistemi di backup è cruciale per l'affidabilità. Ogni CCP può operare in modo indipendente, garantendo che se un sistema fallisce, un altro possa subentrare. Questa flessibilità è vitale per mantenere la funzionalità di un SDV.

#Conclusione

Questo articolo evidenzia lo sviluppo di un processo automatizzato di configurazione della piattaforma e integrazione del software per gli SDV. Il gestore di integrazione fornisce un modo per analizzare, generare ed eseguire rapidamente e in modo efficiente i piani di integrazione. Utilizzando sia la virtualizzazione hardware che quella a livello OS, il sistema migliora la flessibilità e riduce la dipendenza dai processi manuali.

Una prova di concetto ha mostrato le capacità di questo gestore di integrazione in un ambiente simulato. Il lavoro futuro mirerà a migliorare questo approccio utilizzando hardware e configurazioni software automobilistiche reali, affinando ulteriormente l'approccio del sistema all'integrazione e alla distribuzione per gli SDV.