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Mit dem ?bergang zu Software-definierten Fahrzeugen (SDVs) erf?hrt die globale Automobilindustrie eine massive Umgestaltung. Von Differenzierungsstrategien bis hin zu Fahrzeugdesign und -fertigung bleibt kein Aspekt der Wertsch?pfungskette von diesem Wandel unber¨¹hrt.

So tiefgreifend dieser Wandel ist, so komplex und aufregend ist auch die architektonische Entwicklung, die dem ?bergang zu SDVs zugrunde liegt - komplex deshalb, weil sie eine deutliche Abkehr von den dom?nenbasierten Architekturen bedeutet, mit denen die Branche nur allzu vertraut ist, und aufregend wegen der schieren M?glichkeiten, die sich daraus ergeben.

Lesen Sie in den folgenden Abschnitten, wie sich diese Entwicklung sowohl unter der Motorhaube als auch unter den D?chern der Branche, von der Forschung und Entwicklung bis hin zur Fertigung, abspielt.

Die traditionelle, dom?nenbasierte Architektur, die einst die Automobilelektronik bestimmte, ist in die Jahre gekommen. In der Vergangenheit wuchsen die F?higkeiten eines Fahrzeugs durch die Schichtung von bereichsspezifischen Steuerger?ten - eines f¨¹r die Bremsen, ein anderes f¨¹r das Infotainment und ein weiteres f¨¹r den Antriebsstrang. Sch?tzungen gehen davon aus, dass moderne Fahrzeuge k?nnen . Das SDV-Paradigma erfordert jedoch eine grundlegend andere DNA: eine, die agil und skalierbar ist und auf kontinuierliche Weiterentwicklung ausgelegt ist.

Bei SDVs ist die Funktionalit?t softwaregesteuert, nicht hardwaregebunden. Veraltete Steuerger?te erh?hen die Kommunikationslatenz, bl?hen die Verkabelung auf und erh?hen die Fertigungskomplexit?t. Dies steht im Widerspruch zu der Modularit?t und Echtzeit-Reaktionsf?higkeit, die SDVs erfordern. Die Antwort ist eine zonale Architektur: Konsolidierung der Berechnungen in leistungsstarken zentralen Plattformen, w?hrend regionale Zonensteuerungen lokalisierte Sensor- und Aktordaten verwalten.

Zonale Designs reduzieren das Kabelgewicht drastisch, rationalisieren die Diagnose und standardisieren die elektronischen Backbones f¨¹r alle Modelle und Varianten. Dies reduziert nicht nur die St¨¹ckliste und die Montagezeit, sondern erm?glicht es den OEMs auch, variantenspezifische Hardware-Entscheidungen n?her an die Produktion heranzuf¨¹hren, was eine noch nie dagewesene Flexibilit?t erm?glicht. ?ber den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs erleichtern zonale Designs schnellere OTA-Updates und modulare Reparaturen und senken die Gesamtbetriebskosten.

Da die Hardware-Variationen zwischen den Ausstattungsvarianten und Modelljahren geringer sind, k?nnen die OEMs ihre Forschungs- und Entwicklungskosten ¨¹ber mehrere Fahrzeuge hinweg amortisieren und sogar Konfigurationen sp?t im Produktionszyklus anpassen, ohne das gesamte Fahrzeug neu zu entwickeln.

Die zonale Architektur beseitigt viele der logischen und physischen Engp?sse, die mit SDVs nicht kompatibel sind. Erg?nzt wird dieses neue Konzept durch ein neues Elektronik- und Softwareger¨¹st, das auf Hochleistungsrechnern (HPCs), Virtualisierung und Abstraktionsschichten basiert. Steuerger?te werden durch zonale Gateways und zentralisierte Rechencluster ersetzt , auf denen ein Echtzeitbetriebssystem (f¨¹r sicherheitskritische Schleifen) und ein Allzweckbetriebssystem (f¨¹r unkritische Dienste und Datenverarbeitung) laufen.

In der Regel wird die Virtualisierung genutzt, um CPU- und GPU-Ressourcen f¨¹r die Ausf¨¹hrung isolierter Arbeitslasten wie ADAS-Wahrnehmung, Motorreaktion und Cockpit-Infotainment zu partitionieren. Die E/A-Virtualisierung erm?glicht jeder VM einen nahezu nativen Zugriff auf Sensoren und Aktoren mit Latenzzeiten im Millisekundenbereich. Hardware-Abstraktionsschichten und Middleware stellen dann einheitliche APIs zur Verf¨¹gung, so dass Entwickler portable Microservices schreiben k?nnen, anstatt Ger?tetreiber f¨¹r jeden Chip neu zu schreiben.

Dieser Stack bietet drei entscheidende Vorteile: deterministische Leistung f¨¹r Sicherheitsfunktionen, schnelle OTA-Funktionsbereitstellung und die Flexibilit?t, Software ¨¹ber Fahrzeuglinien hinweg wiederzuverwenden. Mit diesen unbestreitbaren Vorteilen wird dieser neue Stack eine Umstrukturierung in der gesamten automobilen Wertsch?pfungskette ausl?sen. OEMs, Tier-1-Zulieferer und Siliziumanbieter werden sich von Transaktionspartnern zu Co-Innovationspartnern entwickeln. In diesem kollaborativen ?kosystem konzentrieren sich die Hardwarehersteller auf die Leistungs- und Sicherheitszertifizierung, w?hrend die OEMs und die Softwarehersteller die Funktionen kontinuierlich weiterentwickeln.

Die serviceorientierte Architektur (SOA) passt perfekt zu zonalen SDV-Designs und bringt Ordnung in den Software-Stack, indem sie Infrastruktur-, Anwendungs- und Pr?sentationsbelange sauber voneinander trennt. Im Kern behandelt SOA jede Funktion wie Routenplanung, Batteriemanagement und Sprachsteuerung als unabh?ngigen Dienst, der ¨¹ber klar definierte Middleware-Kan?le und nicht ¨¹ber monolithische Steuerger?te-Busse kommuniziert.

In diesem dreischichtigen Modell beherbergt die Infrastrukturebene Hardwareabstraktion, Virtualisierung und Datenrouting-Middleware. Sie stellt HPC-Ressourcen und sichere Nachrichtenbusse bereit und sorgt daf¨¹r, dass jeder Dienst die CPU-Zyklen, den Speicher und die Sensoreinspeisungen erh?lt, die er ben?tigt. Die Treiber m¨¹ssen nicht f¨¹r jede Siliziumvariante neu geschrieben werden.

Dar¨¹ber hinaus ´Ú¨¹³ó°ù³Ù die Anwendungsschicht diskrete Microservices aus: ADAS-Algorithmen, Energieoptimierungsroutinen, OTA-Update-Manager und Anwendungen von Drittanbietern. Jeder Dienst kann unabh?ngig voneinander versioniert, skaliert oder zur¨¹ckgesetzt werden, wodurch die Einf¨¹hrung von Funktionen beschleunigt und Fehler isoliert werden. Die Middleware k¨¹mmert sich um die Ressourcenzuweisung, die Erkennung von Diensten und die Ende-zu-Ende-Verschl¨¹sselung, so dass sicherheitskritische Schleifen deterministisch bleiben, w?hrend sich nicht-kritische Dienste im Startup-Tempo weiterentwickeln.

Schlie?lich ´Ú¨¹²µ³Ù die Pr?sentationsschicht diese Dienste zu einer koh?renten Benutzeroberfl?che zusammen. Da die UI-Komponenten dieselben Service-APIs nutzen, k?nnen OEMs Dashboards aktualisieren oder neue HMI-Paradigmen einf¨¹hren, ohne die Kernlogik des Fahrzeugs anzutasten.

Durch die Nutzung von Diensten k?nnen Automobilhersteller, Tier-1s und Softwarepartner von starren Lieferketten zu einer kooperativen Plattformwirtschaft ¨¹bergehen, in der die Dienste aller Beteiligten in ein gemeinsames Middleware-Chassis eingebunden sind.

Bis 2030 wird der Anteil der Software an der Fahrzeug-St¨¹ckliste von unter steigen . Dieser Anstieg wird Autos in sich st?ndig weiterentwickelnde digitale Plattformen verwandeln - denken Sie an App-Marktpl?tze, Funktionsabonnements und zweiw?chentliche OTA-Verbesserungen. OEMs werden mehr ¨¹ber die Qualit?t des Codes als ¨¹ber die Pferdest?rken konkurrieren, da die Hardware zur Massenware wird. In dieser Realit?t, die viel n?her ist, als es den Anschein hat (Investoren belohnen bereits diejenigen, die ), werden sich die Entwicklungszyklen von Jahren auf Monate verk¨¹rzen, und globale strategische Partnerschaften in den Bereichen Software, Silizium und Mobilit?t werden die Marktf¨¹hrer bestimmen.