Kategoriarkiv: Elektronik och processorer

Elektronik och processorer, Produktplaner

Intel storsatsar

Under de två kommande åren kommer mikroelektronik-tillverkaren Intel att investera ungefär 250 miljoner dollar i teknologi för automatiserad körning [1].

Under ett framförande som hölls i samband med AutoMobility LA förra veckan kallade företagets VD Brian Krzanich data för ”den nya oljan” och konstaterande att den nya investeringen kommer att fokusera på att uppkopplade enheter i transportsektorn och hantering av data som hanteras av dessa enheter. Automatiserade fordon är ett viktigt applikationsområde. Sådana fordon kommer behöva en rad olika sensorer som tillsammans kommer att generera över 4000 GB data per dag.

Källor

[1] Korosec, K., Fortune. Intel Is Making a Major Investment in Autonomous Vehicles. 2016-11-15 Länk

Elektronik och processorer, Kommunikation, Teknologi

NXP lanserar ny radarteknologi

I samband med Electronica Show som hölls i München den här veckan visade NXP en ny styrenhet för radar (NXP S32R27) [1]. Den är utvecklad för tillämpning inom fordonsbranschen och kan fatta beslut fyra gånger snabbare än sin föregångare. Den ska också vara mer noggrann. Just nu testas den av flera fordonstillverkare och väntas vara tillgänglig på marknaden om ungefär ett halvt år.

Utöver detta har företaget demonstrerat en ny lösning för trådlöskommunikation (V2X) för konovojkörning (platooning) av automatiserade lastbilar.

Egen kommentar

Att behovet av snabb och noggrann mikroelektronik inom fordonsbranschen är stort råder ingen tvekan om. Nyligen blev det känt att chiptillverkaren Qualcomm köpt upp NXP Semiconductors för att förstärka sin roll kring automatiserad körning [2]. Strax därefter blev det också offentligt att NXP inleder ett utökat samarbete med Cohda Wireless för att accelerera utvecklingen av lösningar för trådlöskommunikation och automatiserad körning [3].

Källor

[1] Burt, J., eWeek. NXP Unveils New Technologies for Autonomous Vehicles. 2016-11-08 Länk

[2] Qualcomm Press Release. Qualcomm to Acquire NXP. 2016-10-27. Länk

[3] Cohda Wireless News. NXP and Cohda Wireless Enable Rapid V2X Development with Software Agreement. 2016-11-07 Länk

Elektronik och processorer, Personbilar, Produktplaner

Alla Teslor utrustas med ny hårdvara

Från och med den 19 oktober kommer alla nya Tesla-bilar att utrustas med hårdvara som på sikt kan användas för att få dem helt självkörande så att de blir väsentligt säkrare än en mänsklig förare [1].

Den nya hårdvaran inkluderar:

  • 8 kameror som ger 360-gradersvy runt bilen och har en räckvidd upp till 250 meter.
  • 12 ultraljudssensorer som möjliggör detektion av både hårda och mjuka föremål vid nästan dubbelt så stort avstånd jämfört med ultraljudssensorer som använts hittills.
  • En framåtriktad radar med förbättrad databehandling.
  • En ny dator för bearbetning av sensordata som har mer än 40 gånger större kraft jämfört med dess föregångare.

Funktioner som är tänkta att nyttja denna hårdvara kommer inte att aktiveras omgående utan det kommer att ske en stegvis online-uppdatering.

 Källor

[1] Tesla. All Tesla Cars Being Produced Now Have Full Self-Driving Hardware. 2016-10-19 Länk

Elektronik och processorer

Nvidias processor Parker

I samband med Hot Chip-konferensen som hölls i Cupertino i Kalifornien den här veckan presenterade Nvidia detaljer om sin processor Parker som ingår i plattformen NVIDIA DRIVE PX 2 som används av över 80 fordonstillverkare, underleverantörer och universitet världen över [1]. På grund av sin snabbhet, energisnålhet och skalbarhet är den särskilt lämpad för automatiserad körning.

Källor

[1] Nvidia. Get Under the Hood of Parker, Our Newest SOC for Autonomous Vehicles. 2016-08-22 Länk

Elektronik och processorer

NXPs nya plattform

NXP Semiconductors kommer under FTF Technology Conference som hålls den här veckan att presentera en öppen och modulär plattform för automatiserade fordon [1].

Den inkluderar en mängd olika komponenter inklusive sensorer och BlueBox, en beräkningsdator som kan behandla stora datamängder från flera olika källor. Plattformen inkluderar dock inte några applikationer, men den är Linux-baserad och därmed öppen för utveckling av mjukvara och applikationer.

Plattformen är redo för produktion, men vissa analytiker har ifrågasatt dess förmåga att hantera allt större utmaningar som AI, maskinseende och databasmappning.

Källor

[1] Yoshida, J., EE Times. NXP Unveils Open, Modular ADAS Car Platform. 2016-05-16 Länk

Elektronik och processorer

Är dåliga komponenter dåliga för automatiserade fordon?

Forskningsinstitutet Swerea har nyligen konstaterat att nya elektronikkomponenter, bland annat i sensorer för automatiserade fordon, är dåliga och kan därmed vara ett hot mot utveckling av automatiserade fordon [1, 2].

Problemet är tvåfaldigt. I grund och botten är många av dessa komponenter gjorda för hemelektronik och mobiler och har svårt att hålla måttet i dynamiska miljöer som fordon där de utsätts för diverse påfrestningar. Ett annat problem är att komponenterna testas med hjälp av standardiserade metoder som inte fångar upp kritiska förändringar. Som ett exempel anges Takatas krockkuddar där ett åldersrelaterat fel upptäcktes efter 8-10 år.

Enligt Christian Grante från Volvo AB är fordonstillverkarna medvetna om problemet och anpassar sina lösningar efter det. Det gäller att utveckla smarta system som är redundanta under fordonets hela livstid.

Egen kommentar

Att ha pålitliga och redundanta system var ett ämne som diskuterades flitigt under Elektronik i Fordon förra veckan. I vårt nyhetsbrev och på IEEE’s blog kan ni läsa om hur Volvo Cars säkerställer att systemen i automatiserade fordon klarar av att stanna bilen på ett säkert sätt även när ett eller flera delsystem fallerar.

Källor

[1] Ryberg, J., Ny Teknik. Forskare: Billig elektronik hot mot självkörande bilar. 2016-05-04 Länk

[2] Pröckl, E., Ny Teknik. Volvo löser problemet med svaga komponenter. 2016-05-10 Länk

Elektronik och processorer, Konferenser

Elektronik i Fordon 2016

Skrivet av Azra Habibovic och Johan Wedlin

Konferensen Elektronik i Fordon arrangerades för elfte gången den 11-12 maj i Göteborg. Sedan förra året hade den växt betydligt, från ca 330 till ca 450 deltagare från en bredare krets än tidigare. Men fortfarande domineras den av deltagare från den svenska fordonsindustrin.

Förutom drygt 40 presentationer var det också en paneldebatt på ämnet ”En ny leverantörsindustri med många möjligheter”.

Konferensens andra dag var uppdelad i fem spår och vi bevakade inte allt men här är i alla fall en sammanfattning.

Dan Gunnarsson från BMW inledde konferensen med att prata om trender:

  • Ökande komplexitet och kortare ledtider kräver nya strukturer i utveckling och dokumentation av elektronik och mjukvara.
  • Nya spelare som Tesla, Google och Apple förändrar spelreglerna i en allt högre innovationshastighet.
  • För att möta de ökande kundkraven krävs ett revolutionärt angreppssätt. Man måste reducera traditionen, ”legacy”, så mycket som möjligt.
  • Förändring av affärsmodeller från att sälja bilar till att sälja tjänster, som BMWs DriveNow, ParkNow, ChargeNow och Connected Mobility Cloud.
Tekniska förändringar är bland annat:
  • Från fail safe till fail operational – en stor förändring av både elarkitektur och utvecklingsprocess.
  • Från flash updates till remote updates.
  • Från Local processing of sensor data till Big Data.
  • Från signal-based communication till Service and IP-based communication (Ethernet).

Jonny Andersson och Viktor Kaznov från Scania pratade om utmaningarna vid automatisering av tunga fordon, speciellt när man går från nivå 3 till nivå 4 enligt SAE-skalan, då man inte längre kan räkna med att falla tillbaka på föraren att ta över om något problem uppstår. Utmaningarna är betydligt större för tunga fordon, bland annat pga. den annorlunda fordonsdynamiken (längre bromssträckor, vältningsrisk etc).

För att säkra att produkterna har lång livslängd krävs inkrementell utveckling dvs. att man tar tillvara på de erfarenheter som finns – alltså att bevara ”legacy”.

Peter Bardenfelth-Hansen från Tesla Motors berättade om Teslas resa så här långt.

Tesla grundades för 13 år sedan – samma tidsperiod som då New York-trafiken övergick från dominerad av hästar till enbart bilar.

Företagets uttalade uppdrag är att accelerera världens omställning till hållbara transporter. Alla de idag ca 14000 anställda lever efter detta. Hos Tesla är det mycket högt tempo – som att hoppa på en trampkvarn i full fart och försöka hålla masken. Man gör i princip 4 års arbete på ett.

En anledning till att andra biltillverkare inte gör eldrivna högprestandabilar är att de i så fall skulle kannibalisera på sina andra, ICE-drivna bilar. Tesla är accelerator och ju fler andra tillverkare som gör elfordon, desto bättre går det för Tesla.

När man började rekrytera personal så var det, utom på utvecklingssidan, bara möjligt att få jobb hos Tesla om man inte tidigare hade arbetat i bilbranschen. Man ville ha människor med nytt perspektiv och inte få in ”legacy” = så här brukar man göra i fordonsindustrin.

Man har ett kundfokuserat angreppssätt, vilket innebär snabba produktändringar inkl. ”over the air”-uppdateringar och också en snabb köp-process där man i princip eliminerat återförsäljarledet – kunderna beställer bilen på nätet.

Teknikutvecklingen går fort så även kostnaderna minskar snabbt. Insikt om detta har lett till strategin att börja med att lansera en sportbil (Tesla Roadster), därefter dyra lyxbilar (Model S och Model X) för att först därefter komma med bilar för högvolym (Model 3).

I 4 generationer har vi lärt oss att ta bilen till bensinstationen. Att lära sig att ladda bilen tar tid. Ett sätt att minska räckviddsoron är Teslas snabbladdningsstationer, men för vardagsbruk är det bäst med hemmaladdning.

Martin Hiller från Volvo Cars pratade om kommunikationsbehov i automatiserade bilar. Han, liksom några andra föreläsare, lyfte fram vikten av Ethernet. Det har möjliggjort betydligt större bredband jämfört med andra nätverk som CAN och Flexray, något som är av stor betydelse för signalbehandlingen.

Martin pratade också om hur kravet på processorer har förändrats. Från generella CPU (centralenheter) till en kombination av GPU (grafikenheter), DSP (signalbehandlingsenheter) och ASIC (applikations-specifika enheter).

Synkronisering av olika enheter, inom och mellan fordon, är också viktigt att säkerställa. Ett klockfel på tio ms kan innebära 20 cm fel i positionering vid 70 km/h hastighet, hundra ms 2 meter.

Automatiserad körning för också med sig mycket större krav på redundans på olika systemnivåer från sensorer till hårdvara, kommunikation, fordonsreglering (inkl. ställdon) och kraftförsörjning. För att uppnå detta kommer styrenheterna i Drive Me-bilarna att vara ihopkopplade i form av distribuerad stjärntopologi (distributed star topology). På det viset säkerställs att de mest vitala delarna av systemet fungerar och klarar av att stanna bilen på ett säkert sätt även när en eller flera delar av systemet slutar fungera.

Henrik Lind från Volvo Cars pratade också redundans med fokus på objektdetektering. För att uppnå hög redundans i Drive Me-bilarna kommer det finnas upp till tre sensorer som detekterar samma objekt. Följaktligen är antalet sensorer stort, och paketering av dessa sensorer är en tydlig utmaning.

Teststräckan som valts för projektet är relativt enkel, vilket är ingen slump direkt: valideringsmetoder är inte klara ännu, och en lösning är att förenkla förutsättningarna. För att vara på säkra sidan kommer bilarna att lämna kontrollen över till föraren i god tid innan korsningar och trafikljus.

Detektering av små objekt som exempelvis råttor och harar på vägen är en utmaning, speciellt på långa avstånd. En annan utmaning kopplad till detta är hur bilen ska hantera sådana objekt – ska den väja eller köra över dem? Just nu finns det inga konkreta svar, men utvecklingen går framåt både på sensor- och på algoritmsidan.

Eftersom Drive Me är ett forskningsprojekt kommer bilarna att utrustas med datainspelningsenheter och på det viset möjliggöra vidareutveckling av systemet. Det handlar om stora datamängder och troligtvis kommer data behöva laddas ner varannan månad.

En fråga som lyftes fram från publiken var om förarna kommer kunna ta över kontrollen när som helst. Troligtvis kommer detta styras av regler och bestämmelser på internationell nivå.

Annie Rydström, också från Volvo Cars, pratade om användarupplevelsen vid automatiserad körning och hur man säkerställer att användarna litar på automatiserade fordon och upplever dem säkra och behagliga.

Hon nämnde tre olika metoder som Volvo Cars använder för att adressera detta. Utvärdering i körsimulatorer är en sådan metod. Den är applicerbar för exempelvis utvärdering av användbarheten av ett gränssnitt, men för att studera tillit och liknande faktorer behövs andra angreppssätt. Wizard of Oz-metodiken för testbanor, där förarna tror att de använder en automatiserad bil som inte nödvändigtvis är automatiserad, kan delvis ge svar på sådana frågor. För att studera detta fullt ut behöver fälttester utföras. Beteendeförändringar hos förarna är speciellt intressanta att studera när det gäller förarstödsystem och automatiserad körning, något som man i princip kommer åt endast via fälttester.

Azra Habibovic från Viktoria Swedish ICT gav en överblick av pågående aktiviteter inom området runt om i världen. Hon förklarade att det finns två tydliga utvecklingstrender:

  • evolutionär (automationsgraden ökar successivt, ratten är kvar i fordonet)
  • revolutionär (helt automatiserad körning direkt, det finns ingen ratt i fordonet)

Just nu har dessa två trender flera gemensamma nämnare: fokus ligger på utvalda trafikmiljöer och hastigheter, på bra vägar, ljus, och goda väderförhållanden. Aktörerna som arbetar efter den evolutionära principen fokuserar framförallt på motorvägskörning och parkeringsmanövrar, medan aktörerna som följer den revolutionära principen fokuserar på stadskörning och lägre hastigheter.

Inom ramen för den evolutionära principen är interaktionen mellan förare och det automatiserade fordonet en tydlig utmaning. Aktörerna på den revolutionära sidan möts däremot av flera tekniska utmaningar då det inte finns någon förare som kan ta över kontrollen om systemet fallerar.

På personbilssidan kan man säga att alla väletablerade tillverkare arbetar efter den evolutionära principen och att nya aktörer som Google, EasyMile och Navya satsar på den revolutionära principen. På lastbilssidan tillämpas den evolutionära principen för allmänna vägar (typiskt konvojkörning/platooning) medan den revolutionära tillämpas på inhägnade områden (typiskt gruvor).

Azra presenterade också några ”hot topics” inom området:

  • Detaljerade 3D kartor
  • Detektering
  • Situationsmedvetenhet
  • Trafiksäkerhet och hur man säkerställer den
  • Datasäkerhet
  • Sociala interaktioner
  • Lagar och regler

Slutligen påpekade hon att samverkan och samarbeten mellan aktörer och mellan olika typer av aktörer ökar. Dessutom vill många samhällen satsa på automatiserade fordon för att de ser att det kan förbättra samhällena, t.ex. med färre parkeringsplatser och med bättre mobilitet för människor och varor.

Elektronik och processorer, Forskningsprojekt

SP utsätter bilar för elektromagnetisk strålning

För att säkerställa att automatiserade bilar inte innebär någon fara för trafiken behöver de genomgå en rad olika tester innan de får köra i verklig trafik.

På SP försöker man kartlägga påverkan av olika typer av elektromagnetisk strålning från källor som mobilmaster, åsknedslag och radaranläggningar [1]. Detta görs i en labbmiljö där bilar utsätts för elektromagnetisk strålning och luras att tro att de är ute i trafiken.

Källor

[1] Pröckl, E., Ny Teknik. SP lurar självkörande bilar. 2016-04-06 Länk

Elektronik och processorer, Produktplaner

Samsungs satsning

Samsung Electronics kommer framöver att producera komponenter för autonom körning och informations- och underhållningssystem för fordon [1]. Företaget har nämligen startat en ny avdelning som ska ledas av Park Jong Hwan och som ska fokusera på detta. Förhoppningen är att avdelningen ska knyta samman företagets expertis inom batteriteknik, GPS, trådlösa kretskort, pekskärmar och liknande.

Egen kommentar

Att Samsung tagit det här steget kommer inte direkt som en överraskning, speciellt med tanke på att deras rival LG har en avdelning för fordonskomponenter sedan 2013. Att producera komponenter för andra företag är mindre riskfyllt än att producera hela system eller självkörande fordon.

I slutet av november blev det också känt att Samsung ska leverera minneskretsar till Audi som bl.a. ska användas för instrumentbräda, informationssystem samt förarstödsystem.

Källor

[1] Samsung Newsroom. Samsung Electronics Announces Annual Reorganization for 2016. 2015-12-09 Länk

Elektronik och processorer, Funktionell säkerhet, Funktioner, Kartor, Kommunikation, Konferenser, Positionering, Samhällspåverkan, Sensorer

Seminarium om teknologier för automatiserade fordon

Tisdag 3 november arrangerade SAFER, SVEA och Volvo Cars ett seminarium som fokuserade teknologierna bakom automatiserade fordon. Seminariet, som lockade ca 60 deltagare till Lindholmen Science Park, utgick till stor del från Volvo Cars Drive Me-satsning.

Inledningsvis berättade Dr Erik Coelingh från VCC om bakgrunden till fordonsautomation: med alltfler människor som flyttar till allt större städer så blir inte trafiksystemet hållbart, samtidigt som det ändå finns ett behov av individuell mobilitet som inte kollektivtrafiken kan tillfredsställa. Volvos tanke är att frigöra tid och låta föraren välja när man ska köra själv. Det finns enligt Erik två vägar till självkörande fordon: en inkrementell väg via alltmer automatiserade förarstödsfunktioner, och ett ”hopp” direkt till självkörande fordon. En risk med den inkrementella vägen är att förarna inte blir beredda att ta över från systemet trots att det kan krävas om än sällan, medan en stor risk med ”hoppet” är att det kräver stor investering i teknologi och produkt.

Joakim Lin-Sörstedt från VCC berättade om sensorer och sensor fusion i Drive Me-bilarna. De kommer att ha 7 radarer, 8 kameror, 1 lidar, ett antal ultraljudsensorer, HD-karta och moln-uppkoppling. Sensorfunktionen har 3 målsättningar: 360 graders objektidentifiering, att upptäcka hinder på vägen och positionering. Detta åstadkommer man genom olika kombinationer av lågnivåhantering i de enskilda sensorerna och central högnivå sensor fusion. För att klara detta blir mjukvaran alltmer specifik och hårdvaruberoende.

Lars Hammarstrand från Chalmers berättade om hur positionering och lokalisering sker, genom att kalibrera positionen från karta och GPS mot landmärken med känd position som identifieras via sensor fusion i bilarna. Det svåra är inte att som många demonstrationer runt om i världen köra ett par enstaka gånger autonomt, utan att kunna göra det varje dag i flera års tid. Ett problem är att kartor blir gamla och bilarna behöver kunna hantera det, antingen själva eller kooperativt gemensamt med andra fordon via molnet.

Jonas Arkensved från Delphi berättade om deras sensorutveckling, från tidiga radarer till den kombinerade radar/kameramodul som sitter i Volvos nya XC90. Man jobbar med att förbättra upplösning, synfält och bildkvalitet för att på det sättet ge mer tillförlitliga data, men också med att sänka priset.

Mohammad Ali från Volvo Cars beskrev den funktionella arkitekturen i Drive Me-bilarna, och hur man arbetar med beslutsalgoritmer för till exempel filbyten. Grundprincipen är att baserat på ett antal givna önskemål ta fram en målfunktion och trigga filbytet när målfunktionen visar att en annan fil är bättre. Beslutsalgoritmerna måste kunna hantera alla situationer och för att hantera detta använder Volvo sig av försiktighetsåtgärder för att förutse hypotetiska händelser, dels som rekommendationer, dels om tvingande åtgärder. Exempelvis skapar man marginaler och sänker hastigheten när man närmar sig områden där sensorerna inte ser.

Robert Hult från Chalmers berättade om hur man kan koordinera automatiserade bilar i korsningar, för att bäst kunna utnyttja den gemensamma resursen = vägytan. Detta görs genom att ersätta dagens styrning via trafikregler, skyltar, trafikljus till optimala rörelser för varje enskild bil. Det innebär en systemoptimering utifrån prediktering av möjliga framtida tillstånd. Det finns förstås flera utmaningar, såväl avseende beräkning, kommunikation och hur hantera icke-automatiserade fordon.

Martin Hiller från Volvo Cars beskrev hur elarkitekturen i Drive Me-bilarna ser ut. Det tillkommer då många nya noder, sensorer och nätverk, bland annat Ethernet för att få högre bandbredd. Global tidssynkronisering är en nyckel för såväl sensor fusion och aktivering, så att data representerar samma tillstånd. För V2X-kommunikation behövs också en globalt synkroniserad klocka för att kunna synkronisera med andra fordon eller infrastrukturen.

Mathias Westlund berättade om hur Volvo Cars jobbar med tillförlitlighet och feltolerans. Det är många nya och höga krav (ASIL D) och till exempel måste även kraftförsörjningen vara redundant. Inga singelfel ska leda till ”failure”. Detta görs i Drive Me-bilarna genom en extra bromsenhet (hydraulik+elektronik) och genom att kunna backup-styra genom bromsning av enskilda hjul.

Autonoma bilar måste kunna identifiera alla relevanta objekt, hantera alla situationer och alla akuta fel, och vara fail tolerant, dvs. på ett säkert sätt kunna hantera fel genom reducerad funktionalitet om ett allvarligt fel uppstår, t.ex. genom att stanna bilen vid vägkanten. Detta eftersom man inte kan lita på att föraren kommer tillbaks i loopen i tid för att kunna reda ut situationen. Däremot behöver bilarna inte vara fail operational (ha kvar full funktionalitet trots fel) vilket krävs för flygplan.

Det finns många nya möjliga felmoder och det finns en stor utmaning i verifiering. Det går inte att göra bara genom att köra miljarder mil för att täcka alla situationer och alla väderförhållanden/väglag. Man får istället identifiera kritiska situationer och sedan återskapa dessa i data för prov, till exempel med hjälp av förstärkt verklighet. I Drive Me-projektet begränsas scenariorna till en vägslinga och ”normala” väderförhållanden.

Elektromagnetiska fält förväntas kunna ge kommunikationsstörningar vilket är en utmaning. BMW har samma EMC-krav som för helikoptrar.

Elad Schiller från Chalmers berättade om hur man kan balansera prestanda och systemsäkerhet i kooperativa system även vid kommunikationsfel. Även om de självkörande bilarna i sig är säkra så kan V2X-kommunikationen vara felaktig, så att olika bilar får olika information. I så fall kan man säkra situationen genom att bilarna kommunicerar när de inte får information från andra och samtidigt degraderar funktionen.