Softwaredefinierte Fahrzeuge sind elementar für die Mobilität von morgen. Jedoch erfordert der Technologiewechsel, dass monolithische Fahrzeug-Anwendungen durch modulare Softwarecontainer ersetzt werden.
Software-Container erleichtern die Arbeit an sicherheitskritischen Funktionen
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Der zunehmende Einsatz von Containern könnte eine Basis dafür legen, dass sich Software in Fahrzeugen schon bald ohne großen Aufwand aktualisieren lässt. Damit dieser Übergang gelingt, muss die Branche jedoch eine Reihe allgemein anerkannter Standards einführen. Das Ziel: Portabilität und Interoperabilität von Containern im gesamten Branchenökosystem aus unabhängigen Softwareentwicklern, Drittanbietern von Technologielösungen, Lieferkettenpartnern und OEMs.
Vorteile von Containern
Bei der Containerisierung handelt es sich um eine Technologie, die eine monolithische Anwendung in mehrere kleinere Komponenten unterteilt. Ein containerisiertes Modul kann erstellt, aktualisiert, hinzugefügt oder entfernt werden, ohne dass der Betrieb der größeren Anwendung unterbrochen wird oder ein umfassendes Update erforderlich ist. Dadurch ermöglicht die Containerisierung es OEMs, Fehler zu beheben, Sicherheitslücken zu schließen oder neue Funktionen schneller und gezielter bereitzustellen, als es mit monolithischen Anwendungen möglich ist. In der Automobilindustrie können mehrere container-basierte Anwendungen in einem System-on-a-Chip (SoC) ausgeführt werden. Dabei nutzen sie gemeinsam Prozessorzyklen, Arbeitsspeicher, Speicher und Netzwerkressourcen auf Betriebssystemebene.
Container machen softwaredefinierte Funktionen über Fahrzeugplattformen, einzelne Modelle und sogar Anbieter hinweg portierbar. Sie ermöglichen die Koordination zwischen Entwicklungsumgebungen. Zudem sind sie ein integraler Bestandteil einer modernen Anwendungsentwicklungspipeline, die DevOps und Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) beinhaltet.
Standardisierung ist elementar für sicherheitskritische Software
Während Container in einer Cloud-Umgebung ohne Einschränkungen nach oben und unten skaliert werden können, sind die Rechenressourcen in einem Fahrzeug jedoch begrenzt. Es gibt Einschränkungen hinsichtlich Platz, Gewicht, Stromverbrauch und Wärmeableitung.
Trotz dieser Restriktionen müssen Echtzeit-Sicherheitssysteme über die notwendige Rechenleistung und Bandbreite verfügen, um Daten von Kameras, Radar und anderen Quellen effektiv zu sammeln, zu analysieren und Entscheidungen in Sekundenbruchteilen zu treffen. Eine umfassende Standardisierung könnte dazu beitragen, die Vorteile der Containerisierung mehreren OEMs bereitzustellen, die Marktchancen für Software der nächsten Generation zu erweitern und mehr Dynamik bei der Sicherheitszertifizierung zu schaffen. Allerdings sind bislang noch keine Standards für sicherheitskritische containerisierte Software zertifiziert.
Bemühungen um Standardisierung in vollem Gange
Das Interesse innerhalb der Branche an einer Standardisierung von Containern auf Grundlage von Spezifikationen, die von der Open Container Initiative (OCI) entwickelt wurden, nimmt zu. Anstatt Anwendungen an die Umgebung jedes OEMs anzupassen und zeitaufwendige Integrationsarbeiten durchzuführen, könnten Entwickler künftig eine OCI-konforme Laufzeitumgebung auf jeder Fahrzeugplattform finden. Auf der Grundlage schreiben sie Code, der der Plattform mit nur geringfügigen Änderungen hinzugefügt werden kann.
Aptiv arbeitet gemeinsam mit anderen Anbietern daran, die Einführung und Standardisierung von Containern in der gesamten Branche zu beschleunigen. Das Unternehmen demonstrierte auf der CES 2023 die Over-the-Air-Bereitstellung (OTA) von OCI-konformen Containern. Dabei wurde ein Echtzeitbetriebssystem und ein Embedded Linux von Wind River verwendet. Das Unternehmen Wind River wurde im Jahr 2022 von Aptiv übernommen.
Attraktive Perspektive für Entwickler und Hersteller
Die Computerhardware in Fahrzeugen hat sich erheblich weiterentwickelt: Starre elektronische Steuergeräte werden zusehends durch flexible Hochleistungs-Rechenplattformen ersetzt. Dieser neue Hardwareansatz erfordert auch ein neues Konzept für die Software, das monolithische Anwendungen durch containerisierte, modulare Anwendungen ersetzt. Wenn sich die Branche auf einen einzigen Standard wie OCI verständigt, geht der Übergang schneller vonstatten. Für OEMs bedeutet das, dass sie von den Vorteilen erhöhter Agilität, Innovation, Kosteneinsparungen, Erweiterbarkeit und schnellerer Markteinführung profitieren.