A múlt héten láttunk egy érdekes cikket a Motorpasiónban a multimédia operációs rendszerekről, amelyek kezdik feltölteni a modern autók műszerfalait. De nézzük ezt a témát általánosabb perspektívából, Szüksége van-e az autóknak operációs rendszerre?

rendszerek

A kifejezés számítási értelmében az operációs rendszer egy olyan programgyűjtemény, amely a hardvert úgy kezeli, hogy az alkalmazás szintjén használható legyen, vagyis elvonja a programokat az erőforrások, például a processzor, a memória, a merevlemezek vagy a perifériák.

Ha ezt átadnák az autóknak, akkor a _felszerelés_ a kerekek, a kormány, a futómű, a motor stb. A jelenlegi generációban az elektronika már a hardver kezelésének jó részét uralja, amelyet korábban mechanikusan kezeltek, és nem volt operációs rendszer. A porlasztó nem követi a bináris logikát, hanem mechanikus.

Ha megnézzük a modern kapcsolótáblát, az viszonylag egyszerű. Elektromos jelek sorozatát (analóg vagy digitális) veszi különböző érzékelőktől, feldolgozza azokat, meghatározza a megfelelő paramétereket és elküldi az injektoroknak, gyújtógyertyáknak stb. Van operációs rendszerük, de funkcióiban meglehetősen primitív még az MS-DOS 1.0-hoz képest is.

Az új rendszerek speciális digitális vezérlőegységeket igényeltek, mint például az ABS, az automatikus sebességváltó vagy a változtatható felfüggesztés. Mindezek az információk kábeleken keresztül haladnak, és amikor eljön az ideje, hogy kihasználják a kábelezés előnyeit annak csökkentésére, akkor a multiplexelés csodálatos világa kerül játékba.

Annak elkerülése érdekében, hogy a kábelek tömege kiváljon, megpróbál több információt ugyanarra a helyre irányítani, elválasztva a különböző jeleket. Ez a koncepció egyes esetekben csökkentette a megbízhatóságot, a híres elektromos hibákat, amelyeket a modern autók jelentenek. Itt van a 36 évvel ezelőtti technológia:

Az információ ugrásszerűen növekszik

A következő néhány évben az egekbe szökik az információmennyiség, amelyet a kapcsolótáblák mozgatni fognak. Egy maroknyi adat mozgatása az injektálásról és a keverésről (KB/s) nem azonos a nagy felbontású képekkel, amelyeket radarhullámokkal kombinálnak annak megállapítására, hogy fennáll-e az ütközés veszélye (MB/s). További információk azt jelentik nagyobb feldolgozási teljesítmény.

Az egyszerű elektronika nem alkalmas a modern autó semmilyen alkalmazására, és ezen a ponton kezdhetjük el megfontolni az operációs rendszer fogalmát. Nem Androidra, QNX-re vagy Microsoftra gondolok. Speciális megoldásokra és legalacsonyabb szint, mint például a UNIX vagy származékai.

A mérnökök alapvetően választhatnak kétféle terv:

  • kevés kapcsolótábla, több multiplexelés, meghibásodás esetén egyszerre több rendszert veszít
  • sok speciális vezérlőegység, nagyobb megbízhatóság, de magasabb az alkatrészköltség, nagyobb a hely és nagyobb a súly

Például a márkák modern autóiban, amelyeket nem akarok megemlíteni, az ABS, az ESP és a hidraulikus rögzítőfék egyszerre meghibásodhatnak. Testemben szenvedtem, legalábbis előzetes értesítéssel.

A jövő irányítása

A modern vezetést segítő eszközök egyre több információt kezelnek. Valójában, ha az autonóm vezetésű autók prototípusait nézzük, meglepő az a sok hely, amelyet az összes ilyen adattömeget mozgató számítógépes berendezés elfoglal, és villamosenergia-fogyasztásuk sem elhanyagolható.

Nagyon ésszerű lehet egy modern autó különböző elemeit központilag kezelni operációs rendszerrel, a különböző szervek a perifériák. Több számítógépes filozófia, a szervek közötti kommunikációval olyan kommunikációs protokollokon keresztül, mint a TCP/IP.

A számítógépes tervezéssel az a probléma, hogy a Hibatűrés sokkal kevesebb, mint egy hagyományos számítógépnél. Előfordulhat egy PC-vel, hogy az lefagy vagy lassan megy. Ez egy kapcsolótáblán, amelytől az élet függ, nem megengedett, és a megbízhatóság a tervezés elsődleges kérdése.

A pillanatnyi integrált táblagépen futó operációs rendszertől függetlenül valami komolyabbról beszélünk. Egyesek azt jósolják, hogy az autókat _hackelni lehet_, és ez valami technikailag lehetséges olyan modellekkel, mint a Tesla Model S, amelyek a Teslával csatlakoznak az internethez, hogy távolról fogadják a frissítéseket.

Ne felejtsük el a a kapcsolódási trendek autók között (C2C, _ autó-autó_) és a közúti infrastruktúrával (C2X, _ autó-infrastruktúra_). Megköveteli a szabványos kommunikációs protokollokat, amelyeket operációs rendszerekkel kell feldolgozni, hogy képesek legyenek működni az autó hardverén.

A jövőben az autók információt cserélnek a forgalomról, például balesetről, forgalmi dugókról, a piros lámpán túllépni vagy gyalogosok átkeléséről. Ja, a sofőr mindezt láthatja, de a gépnek van egy reakció idő sokkal kisebb és ez meghosszabbítja a cselekvési mozgástereket.

Tehát igen, attól tartok, hogy elkerülhetetlen, hogy az operációs rendszerek beszálljanak az autókba, de ne gondolkozzunk a kék képernyőkön vagy a _kernelpánikon_, mert azok archivált dolgokat és kevés hibatűréssel. Ha nem, akkor az NHTSA milliomos bírságokkal kezdi el ropogtatni a gyártókat, és olcsóbb a dolgok helyes elvégzése.

Képzéssel informatikus mérnök vagyok, és deformációs mérnök is. Nem tudom elképzelni egy olyan autót, amelyben autonóm vagy félig autonóm vezetés folyik, és amely összekapcsolt világban él, operációs rendszer nélkül. Az ön neve vagy betűszava a legkevesebb, funkciója az a lényeges.

Ezenkívül az operációs rendszerek használata az autókban sokkal rugalmasabban nyitja meg a kaput a frissítések és fejlesztések világába. Ahelyett, hogy újraprogramozná a vezérlőegységeket, hogy több lovat kapjon, megteheti programozza át a kapcsolótáblákat az esetleges balesetek esetén a reagálás javítása, vagy új funkciók beépítése.

Nem kerülünk abba a szélsőségbe, hogy két-három naponta a műhelyben kell tartanunk az autót, amely súlyos frissítéseket tölt le. Úgy képzelem, hogy az egyes verziók életciklusa sokkal hosszabb lesz, és hogy ésszerű frissítse az autókat ütemezett karbantartási időközönként.

Ma már ez történik. Anélkül, hogy túl messzire mentem volna, a 2009-es magánautóm már kapott frissítéseket az ABS vezérlőegységről és annak hibrid rendszeréről, hogy javulást kapjon, bár soha nem vettem észre őket. Biztonsági okokból, nem azért, hogy új funkciókat kapjak, de van precedens.

A Tesla Model S a távoli frissítés ne engedje le teljesen a futóművet nagy sebességgel az Egyesült Államokban bekövetkezett két tűz következtében, amikor kemény tárgyak ütköznek az aljára. Nem volt szükség a műhelybe vinni őket. A jövőben még több ilyen dolgot láthatunk, anélkül, hogy időt pazarolnánk a műhelyben.

Üzembiztos?

Azt is el kell mondanom, hogy informatikusként kissé félek attól, hogy a számítógép-filozófiát autóban használjam, mert a programok és a rutinok összetettsége ugrásszerűen növekszik. Azt jelenti nagyobb érzékenység és a kudarc valószínűsége. Milyen modern program jelenik meg az 1.0 verzióban, amely SOHA nem ütközik össze?

De ha figyelembe vesszük a jövőbeli trendeket, akkor nincs menekvés. Minél kevesebb hardver van a fedélzeten, annál jobb. A _software_ általi kezelésnek nagyobb súlya lesz, és csökken a kapcsolótáblák száma. A Feldolgozási kapacitás mindig lennie kell túlméretes, mivel a késések elfogadhatatlanok, mint egy órában.

Ezenkívül egy egyszerű biztonsági kérdés szempontjából nagyon egészséges, hogy a multimédiás operációs rendszer és az autó többi része elválik egymástól, és nem lépnek kölcsönhatásba. Vége lenne, ha egy WiFi-vel rendelkező laptopnál egy fontos funkció, például a biztonság megváltoztatható. Ha nincs ajtó, nem haladhat el, Mi logikus?

És merre tartunk? Nem tudnám megmondani, hogy az alacsony szintű rendszereket, például a UNIX-ot (vagy derivatívákat, például a GNU Linux-ot) használni fogják-e, ha szabványosítják az autók speciális operációs rendszereit, vagy ha Windows-ra helyezik őket, és meg kell-e növelniük a követelményeket _hardware_ több városban, hogy működjön.

Igaz, hogy minden gyártó azt csinál, amit akar, de mivel ilyen tendencia van a modellek bonyolultságának csökkentésére, ugyanúgy, ahogyan egy platformot is terveznek, olyan operációs rendszer is megtervezhető, amely egyszerre több modellt szolgál ki, a mérnöki költségek optimalizálása.

És ha autonóm autókról beszélünk, az operációs rendszer a felbonthatatlan koncepció magának az autónak, bár nem hívják iOS-nek, Android-nak vagy Windows 8-nak. A számítógépek kerekeken fognak menni, ezt már elkezdték megtenni. Az elektronika nélküli autó már ereklye, és csak a klasszikusokban van értelme, mert annak idején az volt, amije volt.