Automatizando a Integração de Software para Veículos Definidos por Software

A indústria automotiva tá mudando rapidinho, principalmente com a chegada dos veículos definidos por software (SDVs). Nesses carros, o software é super importante pra como eles funcionam e oferecem serviços. Mas, configurar a plataforma e integrar o software nesses veículos geralmente dá um trabalho danado. Isso pode resultar em tempos de desenvolvimento longos e menos flexibilidade.

Esse artigo fala sobre um novo método pra automatizar a configuração de plataformas e a integração de software pros SDVs, permitindo que essas tarefas aconteçam em tempo real, e não só durante a fase de desenvolvimento.

#O Problema com Métodos Tradicionais

Criar veículos modernos leva vários anos e envolve processos complexos que, na maior parte, são tocados por engenheiros. Pra integrar o software, os integradores de sistema precisam garantir que os requisitos de segurança e outros sejam atendidos, configurando o hardware e criando planos de integração de software.

Como os SDVs permitem que os donos personalizem funções de software, não tem uma configuração padrão que sirva pra todo mundo. Isso quer dizer que o jeito atual de integrar software nos veículos precisa mudar de vez. O método proposto foca em mover o processo de integração pra um cenário em tempo real, permitindo que os veículos configurem seus ambientes automaticamente e atualizem o software com base nas necessidades do usuário.

#Principais Características do Novo Método

Esse novo método inclui um gerenciador de integração que usa Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE) e Virtualização. Ele gera e executa planos de implantação automaticamente.

• Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE): Isso permite a geração automática de planos de configuração e integração de software. Os planos são depois convertidos em formatos prontos pra serem implantados através de técnicas de geração de código.

• Virtualização e Orquestração de Containers: Essas tecnologias permitem que o sistema aloque recursos de maneira dinâmica e flexível, garantindo que os requisitos de segurança sejam atendidos.

• Comunicação: Uma API REST permite uma interação suave entre as plataformas de desenvolvimento e de execução.

#Implementando o Novo Sistema

Foi criado um protótipo usando uma configuração simulada de SDV com a Intel Whiskey Lake Board. Essa configuração demonstrou como o gerenciador de integração funciona dentro de um SDV com um computador central. O objetivo principal é encurtar os ciclos de desenvolvimento e permitir fácil adaptação a diferentes configurações de veículos.

#Métodos de Integração Tradicionais vs. Novos

Tradicionalmente, a integração de software em veículos fica restrita à fase de desenvolvimento. Os engenheiros têm que planejar tudo com muito cuidado, o que pode atrasar o progresso.

O novo método permite uma mudança pra integração em tempo real, onde os veículos podem automaticamente configurar seus ambientes e instalar ou atualizar software baseado nas preferências do usuário. Isso é parecido com como os sistemas em nuvem gerenciam aplicativos, mas com foco em atender a padrões e restrições de segurança.

#Como Funciona o Gerenciador de Integração

O gerenciador de integração é desenhado pra automatizar tudo relacionado à configuração de plataformas e integração de software pros SDVs. Ele junta diferentes tecnologias pra deixar o processo mais eficiente.

#Componentes do Gerenciador de Integração

1. Design Baseado em Modelos: Isso ajuda a planejar como os recursos são alocados nos veículos. Auxilia na criação de um plano baseado em restrições predefinidas.

2. Virtualização: A virtualização de hardware divide recursos físicos em máquinas virtuais (VMs) separadas. Cada VM pode rodar seus próprios aplicativos de forma segura, sem interferir nas outras.

3. Virtualização em Nível de SO (Containers): Isso oferece ambientes leves pros aplicativos rodarem. Em vez de precisar de um sistema operacional completo pra cada aplicativo, os containers compartilham o mesmo kernel do SO, economizando recursos e acelerando a implantação.

4. Ferramentas de Automação: Ferramentas como Terraform e Kubernetes são usadas pra gerenciar, executar e monitorar as tarefas de implantação. O Terraform ajuda a coordenar como os recursos são alocados, enquanto o Kubernetes gerencia o ciclo de vida dos containers.

#O Processo de Integração

O processo de integração consiste em alguns passos-chave:

• Enviando Solicitações: Um modelo de instância representando o sistema de um veículo é enviado de um PC de desenvolvimento pro gerenciador de integração no veículo.

• Verificação: O gerenciador de integração verifica se o modelo de instância atende às restrições necessárias. Se estiver tudo certo, ele gera os arquivos de implantação.

• Otimização: Pra configurações incompletas, um motor de otimização encontra a melhor maneira de resolver os problemas, garantindo que tudo se encaixe suavemente.

• Implantação: A configuração final é implantada no veículo, usando VMs e containers pra hospedar os aplicativos de forma eficaz.

#Demonstrando o Gerenciador de Integração

Pra demonstrar esse sistema, os pesquisadores montaram um modelo usando a Whiskey Lake board, que tem vários recursos computacionais. Vários aplicativos foram escolhidos pra mostrar como eles podem ser integrados.

O gerenciador de integração automatiza todo o processo, desde receber solicitações até implantar aplicativos com base em configurações predefinidas. Esse cenário de integração em duas etapas mostrou como adicionar novos aplicativos pode ser feito facilmente, sem atrapalhar as configurações já existentes.

#Flexibilidade e Eficiência

O gerenciador de integração simplifica o processo tradicional de integração manual. Com apenas um clique, os integradores de sistema podem configurar e instalar software pro SDV. Essa mudança não só acelera o processo de integração, mas também permite mais flexibilidade em como o software é gerenciado.

#Estendendo o Conceito

A ideia do gerenciador de integração pode ser estendida ainda mais. Muitos veículos podem ter várias plataformas centrais de computação (CCPs) pra aumentar o poder computacional ou fornecer redundância.

#Gerenciadores de Integração Hierárquicos

A extensão proposta envolve estabelecer uma hierarquia de gerenciadores de integração. Pode ter um gerenciador mestre que recebe solicitações e se comunica com várias instâncias localizadas em diferentes CCPs. Isso permitiria uma gestão consistente em todas as plataformas.

#Redundância pra Confiabilidade

No mundo automotivo, ter sistemas de backup é crucial pra confiabilidade. Cada CCP pode operar de forma independente, garantindo que se um sistema falhar, outro pode assumir. Essa flexibilidade é vital pra manter a funcionalidade de um SDV.

#Conclusão

Esse artigo destaca o desenvolvimento de um processo automatizado de configuração de plataforma e integração de software pros SDVs. O gerenciador de integração oferece um jeito de analisar, gerar e executar planos de integração de forma rápida e eficiente. Utilizando virtualização de hardware e em nível de SO, o sistema melhora a flexibilidade e diminui a dependência de processos manuais.

Um protótipo mostrou as capacidades desse gerenciador de integração em um ambiente simulado. O trabalho futuro vai buscar aprimorar essa abordagem usando hardware e configurações de software automotivo reais, refinando ainda mais a forma como o sistema se aproxima da integração e implantação pros SDVs.