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Der Connected Car Node von u-blox: der schnelle Weg zu vernetzten Fahrzeuglösungen

Flexibilität, Skalierbarkeit und ein hohes Mass an Sicherheit machen den Connected Car Node von u‑blox zu einer zukunftssicheren Konnektivitätslösung für Telematikanwendungen, Infotainmentsysteme und mehr.

Da Daten in unseren Fahrzeugen eine immer wichtigere Rolle spielen, wird die drahtlose Vernetzung für Autos ebenso wichtig wie der Reifendruck. Echtzeit‑Navigationslösungen erfordern eine Internetverbindung, um anhand von Live‑Verkehrsinformationen den besten Weg zu einem Ziel zu finden. Bei einem Unfall benötigen die Notrufdienste (eCall) wichtige Informationen über den Standort des Fahrzeugs, seine Fahrtrichtung und die Anzahl der Passagiere. Ebenso ist es für Telematiklösungen erforderlich, Daten und Befehle mit Cloud‑basierten Systemen auszutauschen.

Immer mehr datengesteuerte Dienste werden mit der Weiterentwicklung der Mobilfunknetze zunehmend angeboten. Hochentwickelte Infotainmentsysteme benötigen beispielsweise hohe Bandbreiten, um HD‑Video an Unterhaltungssysteme im Fond zu übertragen. Beim autonomen Fahren müssen oft Daten für die Verarbeitung und das Lernen ausserhalb des Fahrzeugs hochgeladen sowie ein konstanter Stream von Navigationsdaten zur Verwendung im Fahrzeug heruntergeladen werden. Die Fahrzeuge selbst werden zu Wi‑Fi‑Hotspots, die die Geräte ihrer Nutzer zusätzlich zu anderen integrierten On‑Board‑Lösungen, wie beispielsweise Unterhaltung im Fond, versorgen. Und mit der zunehmenden Autonomie von Autos wird die Nachfrage nach Konnektivität weiter steigen. Damit soll eine ganze Reihe neuer und innovativer, intelligenter Dienste und eine höhere Produktivität während der Fahrt möglich werden.

Aber es geht nicht nur um die Konnektivität. Diese Dienste und Anwendungen benötigen auch ein leistungsfähiges Betriebssystem – eine leistungsstarke CPU (Central Processing Unit), die die notwendigen Berechnungen durchführt sowie Datenrouting und robuste Sicherheitsmassnahmen übernimmt, um Hacker vom Fahrzeug fernzuhalten. Und das alles muss vor dem Hintergrund einer sich ständig weiterentwickelnden technologischen und sicherheitstechnischen Bedrohungslandschaft ablaufen. Die Menge an Personal und Fachwissen, die für die Entwicklung, Wartung und Aktualisierung dieser Art von Lösungen benötigt wird, kann eine erhebliche Belastung für grosse und kleine OEMs und Tier‑1-Hersteller gleichermassen darstellen

Connected Car Node – auf Tour.

Wenn Sie in den letzten Monaten an einem unserer Messestände waren, haben Sie vielleicht unsere Secure Connected Car-Demo gesehen, die in Zusammenarbeit mit Renesas und Green Hills Software entwickelt wurde. Die Demo besteht aus einem ferngesteuerten Modell‑Rennwagen, den wir mit einem u‑blox TOBY‑L4 Mobilfunkmodem mit LTE‑Konnektivität, einem NEO‑M8 GNSS‑Empfänger und einem EMMY‑W1 Wi‑Fi‑Sender‑Empfänger‑Modul ausgestattet haben. Wir haben dasselbe System auch in einen echten LKW integriert, den wir auf mehreren Messen in den USA präsentiert haben. Die Geräte von u‑blox sind mit einem Renesas R‑Car H3 SoC‑Board verbunden, auf dem unser Betriebssystem uCPU Linux (Yocto) läuft, das die Routerfunktionen implementiert und zusätzlich eine Reihe von Anwendungen und Telematikdiensten auf Basis von WirelessCar implementiert. Das im AP‑Modus eingerichtete Wi‑Fi-/Bluetooth‑Modul EMMY‑W1 ermöglicht es den Benutzern und Systemen des Fahrzeugs, die Internetverbindung für Tablets, Smartphones oder andere Geräte zu nutzen.

Es handelt sich um eine komplette Kommunikationsbox im Fahrzeug – eine sogenannte TCU (Telematics Control Unit) – die die Konnektivität, den Software‑Stack und die Sicherheit für eine breite Palette von vernetzten Fahrzeuglösungen, einschliesslich herkömmlicher Telematikdienste, bereitstellt. WirelessCar übernimmt die Rolle des TSP (Telematics Service Provider). Das ermöglicht die Steuerung von Blinkern, Klimaanlagen, Scheinwerfern und Rückleuchten, das Ver- und Entriegeln von Türen, die Überprüfung der Fahrzeugposition und den Abruf von Fahrzeugdaten wie Kilometerzähler sowie Kraftstoffvorrat oder Batterieladezustand. Ebenfalls enthalten ist eine „locate my car“-Funktion, um das Fahrzeug auf überfüllten Parkplätzen wiederzufinden. Alle diese Dienste und Funktionen stehen den Benutzern über eine Smartphone‑App zur Verfügung.

Flexibel. Skalierbar. Sicher.

Nicht alle Fahrzeuge bzw. nicht alle OEMs haben dieselben Anforderungen. Deshalb haben wir die Lösung so konzipiert, dass sie entweder auf einem Standalone TOBY‑L4 Modul in der Smart‑Modem‑Konfiguration mit integriertem uCPU‑Linux oder in einer hostbasierten Konfiguration läuft, wobei in diesem Fall der Linux‑Software‑Stack auf eine bereits im Fahrzeug vorhandene CPU/SoC portiert werden kann. Durch die Nutzung der uCPU‑Linux‑Umgebung über mehrere Prozessoren und Systeme hinweg können die Projektentwicklungszeiten, Risiken und Kosten erheblich reduziert werden. Dadurch können sich Tier‑1-Hersteller auf die Bereitstellung von Features und Funktionen konzentrieren, anstatt Ressourcen für die Plattformintegration aufzuwenden.

Da wir unsere Lösung weitgehend auf Open Source‑Software aufbauen – eine Yocto basierte Linux‑Distribution, GPSD für GNSS‑Datenmanagement und Modem Manager oder oFono für Modemmanagement in Verbindung mit dem Network Manager – können wir die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit unseres Software‑Stacks sicherstellen.

Der Betrieb von uCPU Linux als Gastbetriebssystem unter Verwendung von Virtualisierung, wie sie auf dem Renesas R‑Car H3 SoC in Kombination mit dem INTEGRITY® Multivisor von Green Hills Software implementiert ist, sorgt dafür, dass sich Anwendungen, einen einzigen Prozessor teilen können, ohne die Leistung und Sicherheit geschäftskritischer Aufgaben und Anwendungen zu beeinträchtigen. Sollten Hacker beispielsweise Zugang zum Infotainmentsystem erhalten, würde die Kapselung und Trennung jeder Anwendung durch Virtualisierung sicherstellen, dass andere Partitionen, wie diejenige, die die GNSS‑Hochpräzisionsnavigations‑Engine hostet, nicht betroffen sind.

Der u‑blox Connected Car Node bietet eine zukunftssichere Verbindung vom Auto zur Cloud. Er wurde entwickelt, um einen reibungslosen Übergang von den heutigen 4G LTE‑Mobilfunknetzen zur 5G‑Technologie von morgen zu ermöglichen, und stellt sicher, dass Ihre Lösungen immer an der Spitze stehen, immer verbunden und immer sicher sind.

Weitere Informationen zu den Connected Car Node‑Lösungen von u‑blox erhalten Sie bei unserem Vertriebs- und Supportnetzwerk