AUTOMOBIL-ELEKTRONIK: TTTech hat sehr aktiv am Entstehen von Audis ECU für das Automatisierte Fahren ZFAS mitgewirkt. Welche Schwerpunkte gibt es dabei?

Dr. Stefan Poledna: Die Kernidee von ZFAS besteht darin, eine Anzahl von Steuergeräten zentralisiert in einer ECU zusammenzufassen. Dieses zentrale Steuergerät erfasst die Datenströme aller Sensordaten und fusioniert sie, um so Funktionen für automatisiertes Fahren wie Spurhalten, Abstandsregelung, Parken, Birds-Eye-View etc. zu realisieren. Durch die zentrale Auswertung der Sensordaten stehen dem Steuergerät viel mehr Informationen zur Verfügung, die durch das Fusionieren auch zuverlässiger sind. Die ZFAS-ECU von Audi ermöglicht es, fast 40 unterschiedliche Funktionen zusammenzufassen und fungiert als Host für diese Funktionen. TTTech war von Beginn an in die Architekturentwicklung eingebunden. ZFAS ist ja keine klassische ECU mehr mit einem Mikrocontroller und Peripherie, sondern ein Hochleistungs-Computersystem, das unterschiedliche Mikrocontroller, Hochleistungs-Chips zur Bildverarbeitung, Grafikverarbeitung mit GPUs, eine Vielzahl von ARM-CPU-Kernen mit hoher Rechenleistung und natürlich auch Safety-Controller wie den Aurix von Infineon enthält. Wir waren vom Start weg in die Architekturentwicklung wie auch in die prototypische Implementierung eng eingebunden, als dann die Entscheidung für die Serie fiel.

Dr. Stefan Poledna: „Wir sind der neutrale Integrationspartner, der die Verantwortung der Gesamt­integration trägt.“ TTTech

Dr. Stefan Poledna: „Wir sind der neutrale Integrationspartner, der die Verantwortung der Gesamt­integration trägt.“

Alfred Vollmer

Welches Geschäftsmodell lag dabei zugrunde?

Dr. Stefan Poledna: Wir haben für das System unsere Lösungen aus dem Bereich der Vernetzung und für das Safe-Computing – zum Beispiel für Fly-by-wire-Anwendungen im Luftfahrtbereich – als Ausgangsbasis herangezogen und in Kooperation mit Audi für die ganz spezifischen Herausforderungen des Autonomen Fahrens angepasst und weiterentwickelt. Nach der Entscheidung, ZFAS in die Serie zu bringen, haben wir dann bis in die B-Muster-Phase hinein auch die Hardware entwickelt.

In der Serie sind wir für die komplette Plattformsoftware, das Safety-Konzept der ECU und für die komplette Software-Integration zuständig. In der Integrationsphase ist es zentral, sowohl Hardware- als auch Softwarefehler zu erkennen. Nur wenn die Schnittstellen stimmen und die Komponenten in punkto Laufzeit, Speicher, Sicherheits- und Überwachungsfunktionen korrekt sind, funktioniert auch die ECU.

Auf Basis unseres Hintergrundwissens entstand unsere sichere Plattform-Software, die den Produktnamen Motionwise trägt. Motionwise ermöglicht die sichere und koordinierte Abarbeitung vieler unterschiedlicher Anwendungen und integriert die Kernfunktionalitäten von Betriebssystem, Diagnose, Kommunikation sowie aller Sicherheitsfunktionen.

Welche Technik steckt hinter Motionwise?

Dr. Stefan Poledna: Das Rückgrat des Steuergeräts bildet ein deterministisches Gigabit-Ethernet-Backbone, das die harte Echtzeit zwischen den Prozessorkernen abbilden kann. Alle Rechenkerne und die Betriebssysteme sind über Ethernet synchronisiert, um wirklich die gesamte Abarbeitungskette von den Sensoren bis zu einer Reaktion im System garantieren zu können. Diese deterministische Ethernet-IP ist ein von TTTech entwickeltes Produkt. Darüber hinaus wird auch PCIe unterstützt.

Die Infrastruktur nutzt dabei auch einen Mikrocontroller von Infineon, der unter Autosar Classic arbeitet; es handelt sich somit um ein sehr breites Ökosystem. Wie vielfältig und offen das Ökosystem ist, erkennt man bei einem Blick auf die Hardware-Elemente. Wir nutzen Infineon-Aurix-Mikrocontroller, FPGAs des Typs Cyclone 5 von Intel PSG, Prozessoren von Nvidia sowie ASSPs von Mobileye zusammen in einer ECU. Durch unsere Kooperation mit Renesas können wir aber auch Lösungen mit Renesas-MCUs realisieren. Auf der Softwareseite unterstützt Motionwise neben dem Autosar-Betriebssystem auch komplexe Betriebssysteme wie Linux, VxWorks, QNX oder andere. Die kommende Version von Motionwise wird auch Adaptive Autosar unterstützen.

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