Sự độc lập của cấu trúc chức năng, hoặc cấu trúc, từ giai đoạn hiện thực sau này dẫn đến việc tách rời chức năng và cơng nghệ, do đó tạo thành giai đoạn đầu tiên của mơ hình dựa trên quá trình phát triển. Cấu trúc chức năng có thể được sử dụng nhiều lần và được mở rộng làm nền tảng cho việc phác thảo cấu trúc hệ thống. Cấu trúc này được đặc trưng bởi trình điều khiển cấu trúc (tiêu chí cụ thể của cấu trúc) mà về cơ bản là sản phẩm của các u cầu khơng chức năng (ví dụ: chi phí, chất lượng, tái sử dụng,).
Nhờ vào sự đóng góp của nhiều người tham gia dự án, họ đã tạo được độ chính xác cao trong khung phát triển từ cấu trúc chức năng và giao diện của họ nói riêng, để có thể đánh giá một bộ điều khiển điện tử về sự tương đối của các chức năng và sự liên kết giữa phần mềm. Trong khi vẫn giữ thông tin độc lập thực hiện từ cấu trúc chức năng - chẳng hạn như giao diện mô-men xoắn , các khung được bổ sung bằng thông tin cụ thể thực hiện như kiểu dữ liệu, lượng tử hóa, hoặc yêu cầu nguồn.
Ngày nay các thử thách phải đối mặt ít có liên quan đến tính khả thi của kỹ thuật, mà nó liên quan đến việc tìm ra cách phát triển các phương pháp, hơn nữa phải áp dụng các phương pháp đó một cách có hệ thống và kỷ luật, đặc biệt là phải giữ được bản chất của chúng trong tổ chức. Cách tiếp cận dòng sản phẩm trong việc phát triển phần mềm đã được chuyển sang lĩnh vực xe ô tô với sự tham gia của Bosch, với sự hỗ trợ về phương pháp từ viện kỹ thuật phần mềm (SEI). Phương pháp này sẽ được sử dụng một cách có hệ thống trong các thế hệ sản phẩm của Bosch trong tương lai.
2.2.6. Cấu trúc mạng
Với sự lan rộng của các tiêu chuẩn mở như đường truyền CAN, việc tích hợp các chức năng vào các bộ điều khiển điện tử dành riêng cho ứng dụng và các vệ tinh được liên kết bởi các mạng con, cấu trúc mạng giống như việc quản lý phức tạp của các hệ thống phân phối. Tiện ích mở rộng và các giải pháp đính kèm có thể dễ dàng tích hợp cho đến khi đạt đến giới hạn dung lượng mạng. Nếu những các khả năng đã được khai thác mà không cần kiểm tra dự thảo hệ thống, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng khơng thể kiểm sốt được trong sự phức tạp và xung đột hội nhập. Tham chiếu theo hệ thống sinh học để giải quyết những điều không thể quản lý, phức tạp thông qua chuyên mơn hóa và tạo ra các mạng con với các hình thức tổ chức mới. Mục tiêu của họ là sự ổn định và khả năng sống sót. Mơ hình này, ở một mức độ nhất định, tự phát triển trong các hệ thống ô tô thông qua việc chuyển sang lĩnh vực thông thường các lĩnh vực ứng dụng hoặc tên miền và sự phát triển tương đối chậm của mạng trong các miền này.
Các hệ thống đường truyền cho các miền riêng lẻ đang trở nên đặc biệt hơn do các yêu cầu đặc thù khác nhau của chúng. Với đường truyền CAN trong hệ thống truyền được xem là gốc, các hệ thống đường truyền mới như subbus LIN đã bắt đầu xâm nhập vào khu vực điện thân xe hoặc FlexRay trong trường hợp hệ thống x-by-
wire có liên quan đến an tồn. Đối với lĩnh vực đa phương tiện, nơi nhu cầu về tốc độ dữ liệu cao nhưng yêu cầu an toàn thấp chiếm ưu thế, các hệ thống đường truyền như Bluetooth đã bắt đầu xuất hiện.
Việc vượt qua các miền truyền thống này với nhiều ứng dụng hơn dẫn đến hậu quả đã biết, ví dụ: sự gia tăng đáng kể về độ phức tạp, chi phí cao, tăng thời gian và cơng việc đòi hỏi khắt khe hơn trong dịch vụ khách hàng do việc chẩn đốn khơng cịn có thể quản lý được. Một giải pháp cho các nhiệm vụ tối ưu hóa đa chiều này trong q khứ đã được tìm kiếm được trong lĩnh vực phần mềm. Trong trường hợp các hệ thống kỹ thuật nói riêng, mơ hình vẫn là tối ưu, đặc biệt là trong việc thực hiện phần mềm, bởi vì khơng có sự xuất hiện của các trạng thái vật lý nên chúng có thể phát triển khơng giới hạn.
2.2.7. Sáng kiến Autosar
Sáng kiến Autosar (Cấu trúc hệ thống mở của lĩnh vực ô tô) được thành lập vào tháng 7 năm 2003 bởi một số nhà sản xuất và nhà cung cấp xe - Bosch trong số đó. Mục tiêu tồn cầu của họ là sự phát triển chung của một cấu trúc hệ thống mở rộng cho các ứng dụng ô tô trong tương lai. Mục tiêu bao gồm tiêu chuẩn hóa các chức năng hệ thống cơ bản (phần mềm cơ bản) và giao diện chức năng; họ sẽ thay thế các giải pháp cá nhân, cụ thể của công ty được sử dụng cho đến nay. Các khái niệm và phương pháp dựa trên mơ hình nên giảm sự phức tạp mặc dù một loạt các chức năng mở rộng. Nhu cầu chất lượng về độ tin cậy được đáp ứng bằng cách sử dụng nhiều tiêu chuẩn đã được chứng minh.
Dựa trên nền tảng điện tử thống nhất, chủ yếu bao gồm các mô-đun phần mềm tiêu chuẩn, mỗi nhà sản xuất xe sau đó được tự do xây dựng nội dung cụ thể của riêng mình. Chúng cho phép tích hợp vào mạng điện tử. Các chức năng phần mềm này cho phép phân biệt với các đối thủ cạnh tranh khác nhau.
Phần mềm phải tuân theo tiêu chuẩn Autosar. Các bộ điều khiển điện tử phải được chế tạo theo cách mà phần mềm Autosar có thể chạy trên chúng. Các thành viên Autosar đang hy vọng rằng các phương pháp phát triển mới mang lại lợi ích như thời gian phát triển ngắn hơn và chi phí phát triển thấp hơn.
Cho đến nay, thường thì các bộ điều khiển điện tử chuyên dụng sẽ được phát triển và trang bị cho các chức năng mới (ví dụ: điều khiển truyền điện tử, hệ thống
phanh ABS, điều hịa khơng khí). Số lượng các bộ điều khiển điện tử được trang bị trong xe tăng liên tục; ngày nay thế hệ xe được trang bị từ 20 đến 80 bộ điều khiển điện tử. Trong các thế hệ xe tương lai, dự kiến tất cả các chức năng sẽ được bao phủ bởi một mạng lưới gồm 10 đến 20 bộ điều khiển điện tử. Một số trong số này sẽ hoạt động giống như các máy tính , gộp các nhóm chức năng quan trọng cùng với nhau. Chúng bao gồm hệ thống truyền động, hệ thống quản lý hệ thống treo, thân xe, nội thất và đa phương tiện /viễn thông. Trên đường truyền dữ liệu, các cảm biến sẽ được tích hợp ln việc xử lý và xác minh các tín hiệu đầu ra điện tử, trong khi đường truyền chỉ mang lệnh điều khiển có liên quan đến bộ chấp hành với thiết bị điện tử kích hoạt tích hợp.
Trong tương lai, các chức năng mới sẽ có thể thường xuyên sử dụng hết giới hạn hiệu suất của một cấu trúc máy tính và sẽ được hiện thực hóa rộng rãi dưới dạng một phần mềm bổ trợ. Do đó, điều này sẽ khiến cho thiết bị điều khiển điện tử bổ sung ngày nay không cần thiết. Hệ thống chỉ cần được bổ sung bởi các cảm biến và cơ cấu chấp hành cần thiết.
Ngày càng, phần mềm sẽ khơng cịn là một thành phần khơng thể thiếu của phần cứng, mà sẽ trở thành một sản phẩm độc lập. Các ví dụ đầu tiên về mơ hình kinh doanh và hợp tác giữa nhà cung cấp và nhà sản xuất đã được đưa vào thực tế tại Bosch, ví dụ: trong quản lý hệ thống truyền lực.
Ví Dụ
Các bộ phận truyền động được điều khiển riêng lẻ ở mỗi bánh xe với các vị trí bánh xe và tải trọng bánh xe khác nhau cho phép sử dụng tối ưu tiềm năng của lốp. Điều này dẫn đến tăng động lực học và an toàn đồng thời giảm tiêu thụ, hao mịn và khí thải. Tất cả các yếu tố hoạt động trong hệ thống truyền lực, hệ thống treo và lái phải được kết nối mạng.
Một ví dụ về các chức năng siêu cấp được thực hiện bằng việc kết nối là chiến lược lái xe ASIS (Chiến lược sang số chủ động) để tự động sang số cho ô tô của hành khách. Dựa trên việc đánh giá các yếu tố kiểm sốt khác nhau (ví dụ: bàn đạp ga) và kết luận rút ra từ thông tin của các hệ thống khác (ví dụ: phát hiện vào cua từ tốc độ bánh xe), chiến lược này có thể điều khiển cần số theo cách đáp ứng nhu cầu thời gian thực về sự nhanh nhẹn và sức mạnh thông qua việc lựa chọn thiết bị phù hợp. Trong
tương lai, viễn thơng sẽ có thể hỗ trợ các chiến lược lái xe bổ sung, được cải thiện, ví dụ: thơng qua việc sử dụng tín hiệu GPS để điều khiển hộp số ở giai đoạn dự đốn tình huống.
2.3. Góc nhìn
Đối với cấu trúc mạng của các phương tiện hiện đại, ngày càng có nhiều nhu cầu về an tồn, độ tin cậy và tính khả dụng. Đây là nơi cấu trúc mạng năng lượng sẽ đóng một vai trị quan trọng. Trước các việc chức năng của xe ngày càng được hiện thực hóa bằng điện tử, cấu trúc này tạo ra nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho các hệ thống và tạo cơ sở cho độ tin cậy và an toàn của các hệ thống trong tương lai. Một cơng nghệ trong tương lai có thể là việc truyền tải điện và thông tin trên cùng đường cung cấp. Những lợi ích sau đây phát sinh từ khái niệm truyền thông đường điện (PLC) được sử dụng trong lưới điện công cộng.
Giảm trọng lượng và chi phí cũng như tiết kiệm khơng gian từ
việc cắt riêng dòng truyền dữ liệu.
Trang bị dễ dàng hơn cho các hệ thống trang bị thêm
Giảm độ phức tạp của dây nối đối với sản xuất và lắp đặt
Tăng tính an tồn của hệ thống, đặc biệt là ở các khu vực chịu áp
lực cơ học (ví dụ: cửa, gương), các khu vực mà được đặc trưng bởi sự hư hỏng sớm của các đường và tăng nguy cơ thất bại.
Đường dây điện như một đường dẫn dự phịng cho các hệ thống
liên quan đến an tồn.
Đồng thời hoặc song song, triển khai một số mạng hệ thống hoặc