En mi artículo anterior, escribí sobre la creciente importancia del software automotriz y utilicé el concepto de diseño, construcción, marketing y uso para mostrar en qué se diferencia el software del hardware. El punto de ese artículo es que una estrategia de plataforma de software es la mejor manera de tener éxito en el mercado de software automotriz.
Es un hecho notorio que el desarrollo de software es muy difícil de planificar e implementar; es especialmente difícil estimar el tiempo dedicado a la creación de grandes productos de software. Este estado de cosas se ha prolongado desde la década de 1960, todo esto se describe en detalle en el libro "El mes del hombre mítico". Este es un libro de Fred Brooks, fue publicado en 1975 y actualizado en 1995. Los problemas de llevar el proceso de desarrollo de software al final pueden ser formulados por la Ley de Brooks: si no se cumplen los plazos, los recursos humanos adicionales solo aumentarán el tiempo de desarrollo.
En este artículo, echamos un vistazo al estado actual del mercado de plataformas de software automotriz. Cualquier plataforma de software se basa en el hardware necesario para ejecutar programas. Cubriré los segmentos del mercado de software automotriz y proporcionaré ejemplos de productos importantes. Pero primero, debemos comprender qué son las plataformas de software y también considerar sus ventajas y desventajas.
Descripción general de la plataforma
Una plataforma es una tecnología que le permite crear productos similares entre sí, utilizando los resultados de desarrollos anteriores. Como parte de una estrategia de implementación de plataforma, se pueden desarrollar muchos productos o familias de productos a un costo mucho menor que desarrollar cada producto individualmente. La industria automotriz hace un amplio uso de chasis comunes con una variedad de motores, interiores y factores de forma. Las plataformas BEV se están convirtiendo en una tendencia importante en la industria automotriz. Además, este enfoque es muy común en la industria de la computación: a menudo puede encontrar plataformas de diferentes niveles (desde procesador y hardware hasta software y plataformas de aplicaciones).
El uso de plataformas de software se ha convertido en una estrategia clave en todos los segmentos de la industria de las computadoras, desde mainframes y miniordenadores hasta computadoras personales y tabletas. Las plataformas de software también son la columna vertebral del mercado de teléfonos inteligentes y se han convertido en un impulsor clave detrás de iOS y Android. Las plataformas de software también están ganando importancia en la industria automotriz y son especialmente importantes en el mercado de vehículos emergente dependiente del software.
Las plataformas de software también tienen desventajas. Su implementación requiere escribir grandes cantidades de código y, a menudo, son más lentas. También pueden aumentar los requisitos de hardware. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las ventajas superan a las desventajas.
Una plataforma de software suele ser una colección de muchos módulos de software para implementar una funcionalidad específica. Sin embargo, también pueden ser pequeños programas que se utilizan en plataformas más grandes. Por lo tanto, las plataformas de software pueden variar mucho en tamaño y complejidad de código. El aspecto clave es la reutilización de módulos de software para ahorrar costos de desarrollo y mantenimiento, así como aumentar el nivel de confiabilidad al reducir el número total de errores de software.
La clave para usar e implementar plataformas de software son las API que le permiten crear una estructura de bloque modular y proporcionar comunicación entre módulos o diferentes plataformas. Las API para segmentos específicos del mercado de software, si tienen éxito, crean un ecosistema de módulos de software complementarios que aumentan significativamente el costo y el uso de la plataforma a lo largo del tiempo.
Plataformas de software automotriz
Las plataformas de software en el mercado automotriz están creciendo rápidamente y tienen un gran impacto en toda la industria del software automotriz, y se espera que el crecimiento continúe durante la próxima década. La siguiente tabla resume el estado de las principales plataformas de software utilizadas en la industria automotriz. Hay muchas otras plataformas; no se tratan en este artículo debido a la falta de detalles sobre su desarrollo. Las siguientes secciones proporcionan una descripción general de cada una de las plataformas de software enumeradas en la tabla.
SO
Todas las ECU automotrices necesitan software para controlar los diversos componentes de hardware, así como aplicaciones que serán ejecutadas por la unidad de control.
Todas las unidades de control automotrices requieren software para controlar los diversos programas que controlan los componentes de hardware y las aplicaciones que todas las ECU están diseñadas para admitir. El Consorcio Automotriz ha desarrollado y continúa expandiendo las capacidades de la plataforma AUTOSAR. AUTOSAR es una arquitectura de software en capas con API estándar para aplicaciones ejecutadas por ECU. También tiene una interfaz independiente que es compatible con la mayoría de las arquitecturas de microprocesadores utilizadas en la industria automotriz. AUTOSAR es la plataforma de software líder en la industria para sistemas de asistencia al conductor y otras aplicaciones tradicionales de ECU. Sin embargo, AUTOSAR no puede administrar bloques con una base de código compleja y extensa como lo hacen los sistemas de infoentretenimiento.
Todo esto abrió la puerta a los sistemas operativos, que comenzaron a usarse en la industria de alta tecnología aplicada a los sistemas automotrices. Los sistemas operativos fueron las primeras plataformas de software de alta tecnología que tuvieron un gran impacto en la industria automotriz. Los sistemas operativos de alta tecnología se utilizan en sistemas modernos de información y entretenimiento y telemática. También se utilizan sistemas operativos complejos en las ECU, los sistemas ADAS también se están moviendo en esta dirección.
Algunas unidades de control tienen mayores requisitos de seguridad y requieren sistemas que hayan pasado la certificación (por ejemplo, ISO 26262). Actualmente, ninguna de las versiones de Linux tiene tales certificaciones. Dichos bloques utilizan QNX, Green Hills y otros sistemas operativos similares que tienen certificados de seguridad.
Los sistemas de infoentretenimiento son el nivel más alto de desarrollo para los sistemas que utilizan el sistema operativo. En el mercado de plataformas de SO, hay una batalla entre QNX y varias versiones de Linux: versiones compatibles con AGL, Android y GENIVI. Android de Google se está desarrollando a pasos agigantados. El éxito de Android se debe a la fundación de Open Automotive Alliance (OAA) en 2014. Actualmente, la alianza incluye 60 marcas, incluidos los principales fabricantes de equipos originales como Chrysler, Fiat, Ford, GM, Honda, Hyundai, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Renault, Toyota y VW.
La plataforma del sistema operativo generalmente tiene numerosos programas integrados relacionados con el llamado middleware necesario para proporcionar una variedad de funcionalidades. El middleware es una especie de pegamento de software. Este software proporciona varias aplicaciones con acceso a servicios que no están disponibles en el kernel del sistema operativo. El middleware abarca desde utilidades hasta interfaces de hardware para componentes de automoción. Las HMI y las interfaces de usuario también se conocen como middleware.
Hipervisor del sistema operativo
Un hipervisor es una pequeña plataforma de software para administrar múltiples sistemas operativos y sus aplicaciones.
Esta plataforma también se puede llamar monitor de máquina virtual (VMM). La virtualización se ha utilizado en la industria informática desde la década de 1960 y es una tecnología clave para los centros de datos. Los hipervisores son cada vez más importantes en el software automotriz porque resuelven una variedad de problemas y pueden ser una solución rentable.
Hay dos ejemplos que demuestran los beneficios de los hipervisores. Primer ejemplo: un monitor de respaldo, que debe instalarse en todos los vehículos vendidos en los Estados Unidos, es un componente de los sistemas con mayores requisitos de seguridad. Segundo ejemplo: una pantalla en un sistema de infoentretenimiento podría ser un medio de respaldo ideal para mostrar información, pero Linux no se puede usar en este esquema porque no tiene las certificaciones de seguridad necesarias. La solución podría ser un hipervisor que integre Linux con QNX, Green Hills u otro sistema operativo con certificaciones de seguridad.
La integración del grupo de instrumentos y el infoentretenimiento es otro ejemplo de una situación en la que un hipervisor es la solución. Además, los hipervisores se pueden utilizar en combinación con unidades de control electrónico específicas.
Sistemas telemáticos
Los sistemas telemáticos tienen plataformas de software integradas que interactúan con los servicios SaaS que funcionan con datos telemáticos. Los sistemas telemáticos a bordo utilizan sistemas operativos, y QNX es líder en este segmento de mercado (debido al hecho de que QNX se utiliza en OnStar). Los proveedores líderes de nivel 1 integran software y hardware en sistemas telemáticos. Varios de los proveedores de nivel 1 de sistemas de información y entretenimiento también son proveedores líderes de sistemas telemáticos.
Las plataformas de software telemático SaaS son propiedad de los proveedores de servicios telemáticos (TSP) (como OnStar, SiriusXM, Verizon Telematics y WirelessCar). OnStar solo se usa en vehículos de GM, pero otros proveedores tienen varios clientes OEM. El sistema WirelessCar es actualmente propiedad mayoritaria de VW, y es probable que la infusión de recursos adicionales amplíe su posición en el mercado.
Los proveedores de servicios telemáticos están comenzando a aprovechar los recursos basados en la nube de Microsoft, AWS y Google a medida que las empresas están implementando plataformas SaaS para la funcionalidad de automóviles en red.
Sistemas de infoentretenimiento
Los sistemas de información y entretenimiento de alta tecnología son los sistemas de automóviles más sofisticados de la producción en serie. Por lo general, tienen sistemas de visualización sofisticados integrados con sistemas de sonido y navegación y una variedad de aplicaciones diferentes.
Hay sistemas con la capacidad de conectarse a sistemas telemáticos, grupos de instrumentos y HUD. Los sistemas de infoentretenimiento también tienen una amplia interfaz de usuario para controlar e interactuar con el conductor o el pasajero. Muchos sistemas de información y entretenimiento brindan conectividad a una plataforma de software para usar teléfonos inteligentes y varias aplicaciones junto con los asistentes personales virtuales (VPA) que se describen a continuación. Los sistemas de información y entretenimiento también hacen un uso extensivo de las tecnologías de software de seguridad cibernética y por aire, que también se discutirán en las siguientes secciones.
Por lo tanto, se pueden utilizar varias plataformas de software diferentes junto con un sistema de información y entretenimiento. La plataforma de software clave en este esquema es el sistema operativo, ya que es el que controla indirectamente todo el software relacionado con el sistema de infoentretenimiento. En estos sistemas, la principal cuota de mercado la ocupan varios sistemas operativos del grupo Linux, en particular, Android cobra cada vez más importancia. Sin embargo, la elección del sistema operativo para el sistema de infoentretenimiento varía mucho según el OEM.
Además, muchas plataformas de información y entretenimiento utilizan sistemas de software de navegación, en aproximadamente un 25% (la proporción depende del país). Las plataformas de software de navegación son generalmente suministradas por empresas especializadas en navegación en la industria automotriz y otras industrias. Los proveedores de nivel 1 también pueden suministrar software de navegación.
La mayoría de los sistemas de infoentretenimiento utilizan pantallas, y el tamaño medio de las pantallas aumenta cada año. Las pantallas ahora están integradas en aproximadamente el 60% de los sistemas de información y entretenimiento. Algunos sistemas de gama alta incluso utilizan aceleradores de gráficos para mejorar el rendimiento de salida de la pantalla.
Integración de teléfonos inteligentes y aplicaciones móviles
Hoy en día, el teléfono inteligente se ha convertido en una parte integral de la vida del conductor. Muchos conductores quieren utilizar aplicaciones de sus teléfonos inteligentes en sus sistemas de información y entretenimiento para reducir la distracción del dispositivo. Varios fabricantes de equipos originales han desarrollado plataformas para integrar aplicaciones móviles en sistemas de información y entretenimiento. Sin embargo, la popularidad de CarPlay y Android Auto de Apple ha eclipsado a todos los demás. Muchos sistemas de información y entretenimiento son compatibles con CarPlay y Android Auto para poder interactuar con la mayoría de los teléfonos inteligentes modernos. Baidu CarLife se utiliza principalmente en China, y allí el sistema tiene una posición muy sólida ya que Android Auto no está disponible en China.
La popularidad de CarPlay y Android Auto se debe a dos factores principales: una interfaz de usuario familiar y una gran cantidad de aplicaciones específicas para automóviles para ambas plataformas. Sin embargo, las aplicaciones de iOS y Android no funcionan como las aplicaciones de CarPlay o Android por sí mismas. Estas aplicaciones deben modificarse para que funcionen con una plataforma específica. Las más populares son las aplicaciones con mapas, datos de tráfico y estacionamiento, música, podcasts, audiolibros, noticias, mensajes y un calendario.
Más de 500 modelos de automóviles de 65 fabricantes de automóviles diferentes trabajan con CarPlay. Android Auto se ejecuta en aproximadamente la misma cantidad de vehículos de 60 fabricantes de automóviles.
Asistentes personales virtuales
Los asistentes de voz, o asistentes personales virtuales (VPA), han demostrado su eficacia en la industria automotriz. Muchos conductores utilizan asistentes de voz en sus teléfonos inteligentes o dispositivos domésticos. Los OEM intentaron crear sus propios asistentes, pero las plataformas de alta tecnología con asistentes de voz se hicieron cargo. Los principales desarrolladores de asistentes de voz son las mismas empresas que lideran el mercado de hogares inteligentes y teléfonos inteligentes: Amazon y su Alexa, Google y su asistente, Apple y Siri. Los avances en la inteligencia artificial y las tecnologías de reconocimiento de voz han dado forma a la demanda de asistentes de voz, ya que ayudan a los conductores a distraerse menos.
Hay dos formas de utilizar los asistentes de voz en el automóvil: mediante la integración de la aplicación móvil en CarPlay o Android Auto, o mediante una plataforma de software separada con un asistente dentro del sistema de información y entretenimiento del automóvil. El líder en asistentes integrados es Alexa, con el asistente de Android en un sólido segundo lugar. Siri de Apple se utiliza principalmente en CarPlay, ya que Apple es el líder del mercado en integración de teléfonos inteligentes. Alexa y Google Assistant también se utilizan para integrar aplicaciones móviles.
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