Auf der Konferenz NXP Connects bot der Halbleiterhersteller drei Tage detaillierte Einblicke in die Fortschritte einer sicher vernetzen Welt. In der spielt immer mehr auch das Automobil eine bedeutende Rolle.
Die diesjährige NXP Connect-Konferenz fand erstmals virtuell statt.
Screenshot: Andreas Burkert
Die Vorteile einer allumfassenden, digitalen Vernetzung kann Kurt Sievers am Vormittag des 20. Oktobers 2020 ausgiebig genießen. Der CEO des niederländischen Halbleiterherstellers NXP Semiconductors eröffnete an dem Tag die NXP Connects, eine bedeutende Konferenz rund um das Thema eingebettete Systeme. Diese Konferenz fand in diesem Jahr erstmals 100 Prozent digital statt – perfekt per Livestream organisiert und mit zahlreichen Möglichkeiten, sich mit wenigen Klicks tiefer in die Thematik einzuarbeiten und natürlich per live-chat den Kontakt mit den Referenten zu suchen und offene Fragen zu klären.
Diese Möglichkeit der virtuellen Schulungsveranstaltung nutzte Sievers auch ausgiebig, die neuesten Entwicklungen aus seinem Haus durch Experten verschiedener Unternehmensbereiche präsentieren zu lassen. Angefangen von eingebetteten Systemen, die im Samsung Galaxy Note20 Ultra mit Ultra-Wideband (UWB)-Technik wie auch im Volkswagen ID zum Einsatz kommen, bis hin zu künftigen Systemarchitekturen autonom agierender Fahrzeuge. Allen gemeinsam ist die schnelle, kosteneffiziente und sichere Kommunikationstechnik. Sievers hat sie in seiner Keynote unter dem Motto "Enabling a Safer and Smarter World" zusammengefasst.
Milliarden von Smart Edge-Geräten
Die Kombination eines UWB-fähigen Smartphones mit einem Elektroautomobil wurde im Übrigen während der Keynote von seinem CTO, Lars Riegers, vorgeführt. Ausgestattet mit einem UWB-fähigem Smartphone von Samsung, zeigt er, dass diese Nahbereichsfunkkommunikation für den kommerziellen Massenmarkt nun auch im Automobil angekommen ist, und unter anderem dort nicht nur als digitaler Zündschlüssel dient, sondern auch die Ecosysteme Mobilfunk und das Internet der Dinge (IoT – Internet of Things) mit dem Automobil verbindet.
Mit UWB lassen sich zudem durch einfache Anweisungen über das Smartphone-Display temporär die Nutzungsrechte auf andere Nutzer übertragen. Die dafür notwendigen Ultra-Wideband-Halbleiterbausteine fasst Riegers unter dem Namen Trimension zusammen. Weil das Gefüge "einer intelligenteren Welt aus Milliarden von miteinander verbundenen Smart Edge-Geräten, die Sicherheit, Rechenleistung auf niedrigstem Niveau, maschinelles Lernen und funktionale Sicherheit erfordert", wie es der NXP-Chef erzählt, hat sich der Halbleiterhersteller ganz auf das Designen und Herstellen von Halbleitern spezialisiert, die mittlerweile in einer Vielzahl von Automotive-Anwendungen eingesetzt werden.
Modulares Batterie Management System
Um das anschaulich darzustellen, wurde der ID.3 von Volkswagen ins Studio gefahren. Dort stand der Elektrowagen dann vor allem exemplarisch für die Fortschritte der Elektromobilität, die erst durch das Design moderner Halbleiter ermöglicht wird. Das Batterie Management System von NXP beispielsweise, welches der Konzern künftig für die gesamte MEB-Plattform (MEB = Modularer Elektrobaukasten) nutzt, basiert auf den MC33771 und MC33772-Batteriezellenkontrollern, mit denen sich ein skalierbares Batteriemanagement aufbauen lässt.
Für Dr. Holger Manz, der live zur virtuellen Konferenz dazu geschaltet wurde, ist diese Möglichkeit wie auch die hohe Präzision der Komponenten entscheidend für eine "hohe Reichweite, Langlebigkeit und Sicherheit". Als Entwicklungsleiter für Fahrzeugenergieversorgung und Hochvoltsysteme trägt Manz die Gesamtverantwortung für die Bereiche Traktionsbatterien und alle von der Marke Volkswagen auf den Markt gebrachten Batterieladesysteme. Sein aktueller Schwerpunkt ist die Fertigstellung der MEB-Plattform des Konzerns. Eile ist dabei geboten. Denn die Nachfrage nach der Elektromobilität steigt mit jedem Jahr.
Kostenparität zwischen ICE und xEV bereits 2024
Die aktuellen politischen Entscheidungen können diesen Trend noch um einiges Verstärken, wie uns Antonio Leone, Direktor, Business Segment Battery Management System, bei Volkswagen vor der Konferenz im Interview erklärt. Eine Kostenparität zwischen einem Kleinwagen mit Verbrennungsmotor und einem entsprechenden Fahrzeug mit Elektromotor soll bereits 2024 eintreten. Das Elektrifizieren des Antriebsstrangs ist dabei ein wesentlicher Anlass für NXP, sein Halbleiterportfolio zu optimieren. Inklusive einer Domain-basierten Architektur für künftige vernetzte und autonom fahrende Fahrzeuge.
Diese soll laut Alexis Adenot, NXP-Business Development Manager, sicherstellen, dass künftige Systemeinheiten innerhalb eines Fahrzeugs, wie Connectivity, Connected Infotainment, EV/Powertrain, ADAS und Body & Comfort, funktional sicher und über eine geringere Anzahl von CPUs kommunizieren. Damit lassen sich Komplexität und Prüfaufwand reduzieren. Dass dazu entsprechend neue Anforderungen an die Software-Architektur wie auch an die Prozessortechnik gestellt werden müssen, verheimlicht Adenot nicht. Eine lohnende Investition, laut NXP. Immerhin können dadurch auch neuartige Services ins Fahrzeug integriert werden.
Sichere datengetriebene Geschäftsmodelle
Geschäftsmodelle, die der Automobilbranche weitere Umsätze bescheren, wie Brian Carlson in seinem Vortrag aufzeigt. Der Director Global Product and Solutions Marketing erwartet für 2025, dass rund 73 Prozent aller Fahrzeuge vernetzt sind. Bis 2030 erwarten Analysten Einnahmen von bis zu 750 Milliarden US-Dollar mit datengetriebenen Services. Mehr als 77 Prozent der Generation Y sind zudem bereit, für Mobilitätsdienste (Maas – Mobility as a Service) zu bezahlen. Dann dürfte die vernetzte Automobilität von der prädiktiven Instandhaltung (Predictive Maintenance) bis hin zur Onlineanalyse der verbauten Funktionen (Usage & Feature Analytics) profitieren.
Als Basis dient eine Serviceorientierte Schnittstelle, die Teil einer Serviceorientierten Architektur ist. Und die erlaubt es, den sicheren Zugriff auf die Fahrzeugdaten, die unter anderem in der Cloud gespeichert sind. Darüber findet auch das Aktualisieren der Domain-CPUs statt. Die dafür notwendige Voraussetzung für eine sichere OTA-Verbindung (OTA - Over the Air) haben Dr. Rajeev Roy und Michael Johnston in ihrem Vortrag zusammengestellt. Beide System- und Applikationsingenieure haben die verschiedenen Netzwerktopologien der Vergangenheit analysiert und kommen zu dem Schluss, dass künftig das sogenannte Domain-Zonal-Netzwerk sämtlichen Anforderungen genügt.
Zonal-Architektur für vernetzte Mobilität
Die Zonal-Architektur, die Francesco Sindaco, Direktorof Strategy and Business Development – Product Line In-Vehicle Networking, in einem eigenen Vortrag noch vertiefend erklärt, basiert auf einem Ethernet-Backbone mit funktionalen Domains. Die dafür benötigten Halbleiter wie auch die einzelnen Schritte hin zur zonalen Architektur im Automobil hat Sindaco im Detail erklärt. Ein weiterer Punkt seines Vortrags galt den entsprechenden Software-Tools, um das neue Fahrzeugarchitekturkonzept kosteneffizient umsetzen zu können. Ohne dabei die Forderungen nach Safety und Security außer Acht zu lassen. Auf die Gefahren eines unberechtigten Zugriffs weist unter anderem Dr. Roy hin, der die bisher bekannten Angriffsarten, wie Spoofing, Denial of Service et cetera den Teilnehmern erklärt.