Ethernet é a chave para o veículo autônomo

Uma revolução na indústria automotiva está chegando. Quinze anos atrás, o simples pensamento de um comercial mostrando um carro autônomo era ficção científica. Embora empresas como a Waymo tenham realizado experimentos em larga escala com centenas de carros em testes de campo, provando que veículos autônomos são possíveis, a suposição era que levaria de 15 a 20 anos para se tornar uma tecnologia madura. Com o passar do tempo, as pessoas estão começando a perceber que essa revolução acontecerá mais cedo ou mais tarde. Os investimentos que as empresas estão fazendo em veículos autônomos são gigantescos. A legislação também está em andamento para criar o quadro jurídico e regulamentar para a direção autônoma.

Ainda assim, a maior barreira para veículos autônomos disponíveis comercialmente é a confiança, ou mais precisamente, a desconfiança que os humanos têm em veículos movidos a máquinas. De acordo com o National Safety Council (NSC), ocorrem mais de 100 acidentes fatais por dia nos EUA. Isso quase nunca chega às manchetes. No entanto, um único acidente do Tesla ou Uber chega à primeira página e todos ficam nervosos. As pessoas ignoram as letras pequenas no relatório de acidentes da National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) sobre a Tesla, que afirma que no primeiro ano em que o Tesla AutoPilot (direção automática) foi introduzido, o número de acidentes com veículos Tesla caiu 40%! Isso foi antes mesmo das melhorias adicionais que a Tesla fez neste sistema, depois que esse recurso se tornou comercialmente disponível.

O Departamento de Transporte dos EUA estima que os veículos autônomos podem reduzir as fatalidades no trânsito em 94%, eliminando os acidentes devido a erro humano.

Para realmente ganhar a confiança das pessoas em carros movidos a máquina, os sistemas de carros autônomos devem ser extremamente confiáveis. Começa com o cérebro do sistema, que é o SoC / GPU executando programas de Inteligência Artificial (IA) para analisar com precisão a visão de 360 ​​graus ao redor do carro e definir a política de direção correta. Ele se estende aos olhos e ouvidos do carro, que são as câmeras e outros sensores. Essas câmeras e sensores precisam funcionar de forma confiável em todas as condições extremas, seja à noite, com mau tempo ou em temperaturas extremamente altas.

O próximo grande desafio é construir o sistema nervoso que conecta tudo. Esta é a Rede In-Vehicle (IVN) que transporta dados de forma confiável entre os diferentes nós da rede e fornece a redundância que fornece um sistema sem falhas.

Além disso, com o nível de direção autônoma movendo-se do nível 1-2 para o nível 3-4 - com o nível 5 no horizonte - a velocidade do IVN e sua complexidade estão crescendo em paralelo, conforme mostrado na Figura 1.

Figura 1. O caminho para a autonomia total

Enquanto os veículos de Nível 1-2 com Sistemas de Assistência ao Motorista Avançado (ADAS) incluem de uma a três câmeras de baixa resolução junto com um controlador básico que toma decisões mínimas, principalmente para frenagem e velocidade, o sistema para um veículo de Nível 4-5 é mais como um data center sobre rodas. Os sistemas de nível 4-5 terão de 10 a mais de 20 câmeras e sensores, além de alguns sistemas de computação centralizados que serão responsáveis ​​por tudo, incluindo análise de visão, política de direção, telemática de alta largura de banda, sistemas de armazenamento avançados. Todos esses nós precisam estar conectados a uma rede confiável que possa fornecer os níveis de velocidade, qualidade de serviço (QoS) e segurança esperados em veículos autônomos.

Nos últimos 30 anos, muitos protocolos e soluções foram desenvolvidos para o IVN com base nos requisitos dos carros Nível 1-2. Alguns novos protocolos, que são em sua maioria proprietários, foram introduzidos nos últimos anos com o objetivo de fornecer uma solução para os futuros carros de nível 3-4-5. Depois que o mercado identificou os requisitos e a complexidade da rede para carros futuros, muitos OEMs e Tier-1s reconheceram que a Ethernet tinha o maior potencial para atender a todas as necessidades dessas redes.