Бортовые компьютеры в автомобилях

1. Мы живем в эпоху, когда компьютеры буквально повсюду. Через мгновение они заставят машины ездить в...
2. Зачем все это?
3. Эпоха трехъядерных машин

Мы живем в эпоху, когда компьютеры буквально повсюду. Через мгновение они заставят машины ездить в одиночку, делая нашу реальность еще более «умной». Но теперь новейшие автомобили насыщены новейшими технологиями. Как работают бортовые компьютеры в автомобилях? Что нас ждет в будущем?

Компьютеры в автомобилях заботятся о нашей безопасности

Одно время строить машину было просто. Двигатель, тормоза, четыре колеса, кузов, руль. Сегодня на семинарах мы часто видим специалистов с компьютерами, а не фокусников с регулируемыми клавишами. Это признак нашего времени, потому что современные автомобильные работы настолько зависят от электроники, что в случае сбоя операционной системы автомобиль обездвиживается. Тем не менее, у него есть свои хорошие стороны. Поскольку бортовые компьютеры устанавливаются в автомобилях, управлять ими безопаснее, дешевле, удобнее и менее вредно для окружающей среды. Это необходимость, следующим шагом будет полностью автономный транспорт.

Компьютер на колесах

Даже базовая электронная система в автомобиле требует наличия бортового компьютера, который обеспечит правильность его работы. Бортовой компьютер обычно спрятан в небольшую коробку и содержит все необходимое для правильной работы: процессор, память и программное обеспечение. Все это заботится о поддержании нужной температуры внутри автомобиля, активации соответствующих систем во время опасности или проигрывании музыки во время вождения.

Компьютеры появились в автомобилях некоторое время назад, потому что в конце 80-х годов прошлого века. Причина была тривиальной и не связана с желанием расширить кругозор и необходимостью сокращения выбросов. Предельные значения, установленные в США и Европе, оказались пиковым, недостижимым для традиционных автомобилей того времени. В результате были созданы каталитические системы, правильная работа которых координировалась небольшим компьютером. Сначала они ездили на автомобилях среднего и высокого класса, а затем - на более дешевые и дешевые. Компьютеры в автомобилях захватили и все более совершенные системы начали завоевывать автомобилизацию. ABS, ESP и другие подобные были относительно быстрыми.

С тех пор бортовые компьютеры стали широко использоваться в транспортных средствах. Специалисты выделяют три основных направления, в которых они могут появляться:

• Драйв. Почти во всех современных легковых автомобилях компьютер управляет основными функциями двигателя - зажиганием, впрыском топлива и турбонаддувом. Благодаря современным датчикам компьютер собирает информацию о составе выхлопных газов, количестве всасываемого воздуха, оборотах и ​​на этой основе выбирается оптимальный момент зажигания. Более того, бортовой компьютер управляет автоматической коробкой передач. Благодаря этому нагрузка на механические части меньше, а переключение передач происходит намного плавнее.

• комфорт. Бортовые компьютеры заботятся о нашем благополучии во время вождения. Без интегральных микросхем не было бы встроенной навигационной системы, круиз-контроля, парковочного ассистента или кондиционера. Вы могли бы ездить без них, но это было бы чрезвычайно сложно.

• безопасность. Бортовые компьютеры защищают наше здоровье и жизнь. Их работа без электронных систем практически невозможна, потому что такие системы, как ABS или ESP, анализируют больше факторов, чем «да-нет» с нулевой ошибкой. Когда происходит авария, подушки безопасности активируются в течение нескольких миллисекунд, защищая от потенциально смертельных травм. Стоит упомянуть систему ASR, помощник по торможению и растяжители квадратов, работа которых часто способна спасти жизнь.

Зачем все это?

Современные элитные автомобили имеют около 70 электронных средств вождения. У каждого из них есть определенный набор функций и ситуаций, в которых они должны реагировать. Вероятно, наиболее чувствительной является система подушек безопасности, поскольку именно он - собирая данные с акселерометров - за одну миллисекунду должен решить, какую подушку и с какой силой открывать. Жизнь пассажиров лежит в масштабах безошибочности этой системы. Стоит отметить, что активация подушек безопасности не выполняется центральным бортовым компьютером, поскольку это займет слишком много времени.

Хотя все элементы управления в автомобиле являются отдельными компьютерами, они подключены аналогично веб-элементам управления - в автомобильной промышленности это называется шиной. Большинство европейских автомобилей используют шину CAN (Controller Area Network), оригинальная версия которой была представлена ​​в 1987 году Bosch и Intel. Шина CAN соединяет органы управления двигателем, тормоза и кондиционер, но она также хорошо работает при поиске неисправностей.

Автомобили будущего остановят себя от прохожих

Разумеется, электронные системы, установленные в автомобилях, должны быть устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды - ударам, высокой влажности и колебаниям температуры от -40 до + 80 градусов по Цельсию. Благодаря совершенствованию технологических процессов системы управления обычно функционируют в течение среднего срока службы автомобиля, то есть 10-15 лет. Это может показаться маловероятным, но их неудачи крайне редки. Согласно статистическим данным компании Bosch, производители ожидают, что в течение 10 лет использования от миллиона контроллеров, до 10 из них будут повреждены. Это не числа, высосанные из пальца, потому что электронные системы в автомобилях постоянно контролируют друг друга.

Некоторое время назад мир обошелся информацией, согласно которой вы можете совершить дистанционную атаку на автомобиль, полный электроники, отключив по беспроводной связи его основные функции - двигатель и тормоза. Группа исследователей из Университета Сан-Диего показала, что это действительно возможно, хотя для этого требуется заблаговременное внедрение вредоносного ПО в автомобиль с помощью прямых средств, например, во время диагностики и при включенном зажигании. Однако использование методов такого типа требует большого количества западных людей, и обычные преступники обычно не имеют возможности их использовать. Тем не менее, стоит помнить, насколько опасными могут быть радиоуправляемые центральные замки. С помощью небольшого передатчика воры могут прерывать радиосигнал, а когда мы думаем, что автомобиль оставлен заблокированным, мы оставляем его доступным для преступников.

Стоит помнить, что, как и все современные электронные устройства, компьютерные системы в автомобилях могут ошибаться. Следующий видео материал может оказаться тем случаем, когда система автоматического торможения на официальной демонстрации Volvo S60 отказалась подчиняться:

Эпоха трехъядерных машин

Нет сомнений в том, что автомобили, оснащенные современными бортовыми компьютерами, - это будущее автомобилей. Уже сегодня многие из них могут подключаться к Интернету или навигации, регулярно информируя водителя о пробках или происшествиях. В ближайшем будущем степень интеграции компьютерных систем с транспортными средствами будет еще выше, и компании, которые в основном связаны с электронным сегментом, включая Intel и Nvidia, будут иметь большое значение.

У Nvidia большой интерес к участию в автомобильном рынке, и устройства Tegra подходят практически для любого типа применения, включая автомобили. Разработка эталонных решений для автомобильной промышленности устраняет необходимость для производителей автомобилей создавать свои собственные компьютеры и программы с нуля, что, конечно, снижает затраты. Если Nvidia и Intel продолжат динамично развиваться в области технологий, можно ожидать, что через 10 лет все новые автомобили будут заполнены процессорами и датчиками различных типов.

На выставке CES 2015 компания Nvidia продемонстрировала, что скоро нас ждет в мире автомобилестроения. Drive CX и Drive PX являются эталонными решениями для автомобилей на базе процессора Nvidia Tegra X1. Drive CX отвечает за интеграцию всех дисплеев, мультимедиа и систем, улучшающих управление автомобилем, а Drive PX является автопилотом. Drive PX поддерживает работу систем, работающих независимо от желания водителя - что-то вроде автономной нервной системы в нашем организме.

Возможности систем Drive CX и PX огромны. Первый способен отображать до 16,6 мегапикселей на всех экранах автомобиля и создавать расширенные визуализации, которые позволяют создавать удивительные спидометры. Система Drive CX оснащена одним чипом Tegra X1, а Drive PX - двухъядерной системой. На практике это означает, что автомобили, оснащенные новейшими технологиями Nvidia, можно назвать трехъядерными.

Все это нацелено на одну вещь - создание сверхбезопасного автомобиля, в котором компьютеры будут следить за всем, а мы будем просто наслаждаться поездкой. Интересно только, если это видение будущего может быть реализовано до того, как автономные автомобили останутся на дороге.

Похожие

Комментарии