Suchen

SoCs für ADAS und AV: Simulations-Plattform entschärft Entwickler-Albtraum

| Redakteur: Michael Eckstein

Autonome Fahrzeuge und ADAS schneller entwickeln trotz strenger Sicherheitsvorschriften: Das verspricht Siemens mit seinem neuen Test- und Validierungssystem PAVE360. Damit sollen sich Automotive-Chips bereits nach ISO 26262 validieren lassen, bevor sie das virtuelle Reißbrett verlassen.

Firmen zum Thema

Auf Nummer sicher: Die umfassende Simulations- und Testumgebung PAVE360 soll das Entwickeln von Automotive-SoCs beschleunigen.
Auf Nummer sicher: Die umfassende Simulations- und Testumgebung PAVE360 soll das Entwickeln von Automotive-SoCs beschleunigen.
(Bild: Clipdealer)

Immer mehr Automobilhersteller entwickeln selber oder mit Partnern Chips, die speziell auf ihre Anforderungen zugeschnitten sind. So versuchen sie die optimale Balance zwischen benötigter Funktionalität, dedizierter Rechenleistung, Energieeffizienz und Kosten zu treffen. Doch das Entwickeln hochkomplexer System-on-Chips (SoC) für Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) oder später sogar vollständig autonome Fahrzeugsteuerungen ist extrem aufwendig und risikoreich. Denn je mehr Autorität die ADAS erhalten, desto mehr bewegen sie sich in Richtung hochkritischer Sicherheitsanwendungen. Das stellt die Automobilindustrie vor Probleme: Für das zuverlässige Qualifizieren müssen die Systeme nach den Normen der ISO 26262 getestet und validiert werden.

Automobilbauer setzen daher zunehmend auf so genannte Hardware-in-the-Loop-(HiL-)Simulationsplattformen, mit denen sich Systeme unter simulierten „Real“-Bedingungen für ihren späteren Einsatzzweck testen und qualifizieren lassen. Einerseits um Zeit zu sparen, andererseits um Risiken beim Entwickeln und Testen fahrerunterstützender Systeme und autonomer Fahrzeuge im Straßenverkehr zu vermeiden. Viele Plattformen konzentrieren sich jedoch auf das Validieren und Optimierendes gesamten Fahrzeugs nach Abschluss des Plattform-Designs.

Vom Chip bis zur Smart City: Alles wird simuliert

Siemens hat nun eine Simulationsplattform vorgestellt, die weiter gehen soll: PAVE360 soll Entwickler in die Lage versetzen, bereits einzelne IP-Blöcke auf einem System-on-Chip (SoC) für Fahrzeuge in einer vollständig virtuellen Umgebung entwerfen und testen zu können. Laut Anbieter kann PAVE360 ein vollständiges Fahrzeug samt seiner Umgebung und Fahrsituationen simulieren, also einen digitalen Zwilling samt seines Umfelds. Die Simulation umfasst demnach Automotive-Hard- und Software-Subsysteme, Gesamtfahrzeugmodelle, zusammengeführte Sensordaten und Verkehrsströme und sogar die Simulation von Smart Cities, durch die selbstfahrende Autos letztlich reisen werden. PAVE360 ist laut Siemens so ausgelegt, dass es mit den Komponenten unterschiedlicher Automotive-Zulieferer zusammenarbeitet.

Auf diese Weise soll es möglich sein, die Funktionalität eines virtuell entwickelten Chips in ganz unterschiedlichen Situationen – vom normalen Betrieb bis hin zum provozierten Unfall – virtuell zu testen und zu analysieren. Schwachstellen ließen sich so ausmerzen, bevor der Chip tatsächlich als Hardware produziert würde.

Demokratisierung von Automotive IC Design und Entwicklung

Siemens will mit PAVE360 das Chip-Design „demokratisieren“: Automobilhersteller, Chiphersteller, Tier One-Lieferanten, Softwarehäuser und andere Anbieter könnten darüber an der Entwicklung und Anpassung von außergewöhnlich komplexen Silizium-Bausteinen für autonome Fahrzeuge zusammenarbeiten.

„PAVE360 ist das erste Ergebnis eines Innovationsprozesses, der vor zwei Jahren durch das Zusammenführen von Mentor- und Siemens-Mitarbeitern sowie ihren Ideen und Technologien begonnen hat“, sagte Ravi Subramanian, Vice President und General Manager von IC Verification Solutions Division von Mentor, das jetzt zu Siemens gehört. Das umfassende Programm unterstütze eine weitreichende und systemübergreifende Zusammenarbeit, die Entwickler benötigen würden, „um leistungsstarke kundenspezifische Silizium- und Softwarelösungen für die Revolution der autonomen Fahrzeuge zu entwickeln.“

Laut Subramanian ermöglicht PAVE360 die vollständige, geschlossene (Closed-Loop) Validierung des Sensing-, Decision-Making- und Actuating-Prinzips, das die Basis für automatisierte Antriebssysteme bildet. Es beruhe auf einer rigorosen Pre-Silicon-Validierung deterministischer (regelbasierter) und nicht-deterministischer (KI-basierter) Ansätze für sicheres Selbstfahren im Kontext des volldigitalen Zwillings.

Pave360 kombiniert das Knowhow von 22 Unternehmen mit Siemens-eigenen Entwicklungen

Wie das Forbes-Magazin berichtet, kombiniert PAVE360 Technologien und Werkzeuge, die Siemens sich in den vergangenen Jahren durch die Übernahme von 22 Unternehmen für über 22 Mrd. US-Dollar angeeignet hat, mit In-House-Entwicklungen des deutschen Technologieriesen. Das Ergebnis ist die jetzt vorgestellte Plattform für eine durchgängige Hard- und Software-Simulation.

Wie Siemens mitteilt, etabliert PAVE360 eine Design-Simulations- und Emulationslösung, die von einzelnen Blöcken der IP eines Systems auf dem Chip (SoCs) über Hard- und Software auf den SoCs bis hin zu Fahrzeugsubsystemen und dem Einsatz von Fahrzeugen in Smart Cities reicht. Erstmals sei damit ein echter „Chip-to-City“-Ansatz möglich, der auf der zunehmenden Digitalisierung der Automobilindustrie basiert.

Rechenzentrum auf Rädern: Maßgeschneiderte Automotive-SoCs entwickeln

„PAVE360 ermöglicht es jedem in der automobilen Wertschöpfungskette, maßgeschneiderte SoCs zu entwickeln, die für die Anforderungen an Energieeffizienz, Rechenleistung, Sicherheit und Formfaktor von fahrerunterstützten und vollautomatischen Fahrzeugen in einer vollständig virtuellen Umgebung optimiert sind“, sagt Jim McGregor, Chefanalyst bei TIRIAS Research. Darüber hinaus ermögliches es die Simulationslösung, alles von der Siliziumentwicklung bis zur vollständigen Fahrzeugvalidierung zu testen.

Siemens hat PAVE360 im Center for Practical Autonomy Lab in Novi, Michigan, präsentiert. Es soll als industrietaugliches Verifikations- und Validierungsprogramm für Modellierungslösungen im Ökosystem für automatisiertes Fahren dienen.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45954097)