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26 Elektronik automotive 05 2020 Connected Car | user interface Jahr sein digitales Nervensystem in der Marke Cadillac zum Einsatz bringen wie es GM-Präsident Mark Reuss nennt Bis zu 4 5 TB an Daten soll das neue System transportieren können und schrittweise bis 2023 OvertheAir-Funktionalität für alle neuen GMModelle selbstverständlich machen Die Auto-IT im Wandel Das Display ist in Zukunft die Schnittstelle zu Information und Bedienung ähnlich wie ein Computerbildschirm für Fahrer und Werkstattmitarbeiter gleichermaßen Im Head Display dem Armaturenbrett der Zukunft läuft alles zusammen einschließlich der nötigen Service-Ports Doch was läuft hinter dem Display? Bislang kümmert sich der Cockpit Domain Controller um die Autoparameter und der IVI Domain Controller In-Vehicle Infotainment ums Infotainment Doch welche Szenarien greifen wenn der User etwa die Nürburgring-App für seinen Porsche per Fingertipp am Display herunterlädt und das Fahrwerk und die Motorsteuerung mittels Renn-Algorithmen steuern will? Welche ECU Electronic Control Unit Steuergerät übergibt wie die neuen Parameter? Welche ECU überwacht die Bitströme die nach draußen fließen und neu hereinkommen? Aktuelle Architekturen beinhalten pro ECU 20 bis 30 Millionen Codezeilen wie können zeitnahe Updates aussehen? Auch die übrige Auto-IT-Architektur ist betroffen In modernen Autos sind bis zu sieben Netzwerke mit rund 150 Mikroprozessoren in den entsprechenden ECUs aktiv Das entspricht rund 100 Millionen Zeilen Software-Code in einem nicht automatisierten Auto Für das selbstfahrende Auto werden rund 300 Millionen Zeilen Code prognostiziert Das Auto der Zukunft wird komplexer mit mehr ECUs mehr Betriebssystemen mehr Bordnetzen und mehr Spaghetti-Code Trotz der notwendigen elektronischen Abwärtskompatibilität ist zunehmende Komplexität nicht die einzige Lösung hinter einem schicken vollflächigen Curved-Display Das vernetzte Auto wird kein fahrender Computer sein sondern eher eine Cloud auf Rädern und benötigt dafür die entsprechende Architektur Die gute Nachricht Heute übliche Technologien für Computer-Clouds kombiniert mit echtzeitfähiger Elektronik wie etwa aus der Avionik können die Brücke in die hoch vernetzte bis autonome und sichere automobile Zukunft schlagen Serviceorientierte Architektur Ein erster ursprünglich aus der IT stammender Ansatz ist die serviceorientierte Architektur SOA Der Begriff wird den Analysten von Gartner zugeschrieben denn in der IT hatte man in den 1990er-Jahren ein ähnliches Problem Software war zu kaum wartbaren großen monolithischen Anwendungen gewuchert Die serviceorientierte Architektur zerlegte sie wieder in überschaubare Funktionen und stellt auch die Grundlage für spätere Computing Clouds mit den heute üblichen Microservices Eine solche SOA-Architektur steckt beispielweise hinter der Cockpit Intelligence Platform CIP von Faurecia die vom israelischen Unternehmen GuardKnox entwickelt und patentiert wurde In der Cockpitlösung die im Folgenden als Referenz für automobile SOADesigns dient kommunizieren die verschiedenen Services miteinander und können bei Bedarf zu einem Prozess orchestriert werden Eine neuartige ECU repräsentiert in diesem Fall einen SOA-Server der eine Vielzahl von Diensten orchestrieren kann Damit wird ein plattformund serviceübergreifender Ansatz möglich der mehrere Betriebssysteme und Dienste auf einem Steuergerät hostet mit voller Berechtigungskontrolle und einer sicheren hardund softwareseitigen Trennung zwischen allen Ressourcen Anwendungsgruppen und Betriebssystemen Die Plattform erlaubt Anpassungen und eröffnet damit für OEMs beispielsweise zusätzliche Umsatzquellen entlang der gesamten automobilen Wertschöpfungskette Diese neuen Apps und Funktionen umfassen zum Beispiel die bereits erwähnten Tuningfunktionen Parkplatzsuche aber auch Musikstreaming Podcasts Health Checks und einiges mehr In Teilen sind die Anwendungen dem Consumer wohlbekannt aber jetzt wird das Auto zur Basis einer Plattformökonomie Und nicht zuletzt kann eine solche ECU oder Secure Network Orchestrator als Security-Plattform innerhalb des Fahrzeugs eingesetzt werden Sicherheit ist Teil der Architektur Im Referenzbeispiel ist die Erhöhung der Sicherheit gegen Angriffe Teil der SOA-ECU-Architektur sie handhabt die Kommunikation anders als herkömmliche Clouds Eine in die SOA eingebaute Kommunikationssperre überprüft und verifiziert Nachrichten auf mehreren Ebenen Die gesamte Kommunikation wird auf Routing-Contentund Kontextebene überwacht GuardKnox spricht vom Lockdown-Prinzip und orientiert sich dabei an Absicherungsverfahren aus Militärsystemen Eine kontextuelle Reaktion wäre etwa dass Nachrichten einer OBD-II-Wartungsverbindung wie sie Werkstätten zur Diagnose verwenden während der Fahrt ignoriert werden Die Methode soll Cyber-Sicherheitsrisiken weitgehend eliminieren indem sie alle eingehenden und internen Fahrzeugkommunikationen in Echtzeit genehmigt oder ablehnt Dieser für die Fahrzeugsicherheit neuartige Ansatz ermöglicht eine autorisierte Kommunikation und soll das automobile IT-System gleichzeitig vor jeder Art von unpassender Datenübertragung einschließlich CyberAngriffen schützen Ein solcher Ansatz kann eine sichere und dennoch flexible Architektur ins Auto bringen die sich für alle kommenden Betriebssysteme und Applikationen eignet Wird ein Teil der SOAArchitektur in die Hardware gegossen wäre sogar noch eine weitere Optimierung der Antwortzeiten möglich Der Vorteil von Tempo und Unempfindlichkeit gegenüber reinen Softwarelösungen würde allerdings auch den Nachteil eines Generationswechsels bei den Prozessor-Chips mit sich bringen Die