Этот мозг гиперкара может изменить, как строятся даже доступные автомобили

Возможно, вы заметили, что современные автомобили безумно дороги и невероятно сложны. Группа автомобильных энтузиастов из Силиконовой долины, которая сделала свое состояние на технологиях и вложила часть из них в великолепные суперкары, считает, что у них есть лучшая идея. Они провели десятилетие, создавая суперкар как доказательство концепции. Недавно была проведена пробная поездка на нем.

Реализация идеи

Дин Драко и Шив Сиканд основали IC Manage — платформу управления проектной документацией, которую производители чипов используют для разработки своих продуктов, отслеживания изменений и т. д. Успех этой компании финансирует их проект мечты, Drako Motors, который разрабатывает радикально новую операционную систему.

Их начальное предложение для Drako DriveOS звучит знакомо: централизованная вычислительная платформа напрямую взаимодействует с датчиками и актуаторами, чтобы резко снизить задержки и улучшить производительность, безопасность и кибербезопасность. Их концепция напоминает предложение для BMW iX3 2026 года — Heart of Joy, но на более высоком уровне: один мозг, отсутствие задержек, непосредственное управление четырьмя колесами.

Они решили, что лучшим (или, возможно, самым захватывающим) способом продемонстрировать свою ОС будет электромобиль мощностью 1,200 л.с. с четырьмя моторами, который, помимо точного управления вектором крутящего момента для каждого колеса, также контролировал бы все функции безопасности, информационно-развлекательные и динамические функции вождения. Но в 2014 году не существовало четырехмоторных электромобилей, которые можно было бы переоборудовать, поэтому они построили свой собственный — Drako GTE. Интересный факт: Drako Motors сотрудничает с Pankl Racing Systems для разработки ультрашироких полуосей для GTE, и Pankl сейчас поставляет некоторые современным производителям электроперформансовых автомобилей аналогичные оси.

О седане Drako GTE и SUV Dragon

Чтобы ускорить разработку таких компонентов, как стекло, петли, датчики, переключатели и т. д., GTE основан на Fisker Karma, который был полностью переработан и электризован с 90 кВтч батарей, помещенных в туннель и под приподнятым полом. Совокупная мощность: 1,200 лошадиных сил. Цена в $1.25 миллиона была объявлена наряду с планами продать 25 таких автомобилей, первый из которых сейчас находится в стадии постройки. Следующий пятиместный внедорожник, Drako Dragon, имеет два двери типа "гульвинг", 2,000 л.с. мощности и более низкую цену в $300,000. Но этот проект в основном направлен на демонстрацию Drako DriveOS.

Тревожные тенденции цен на программное обеспечение

Программное обеспечение составляло всего 10 процентов от общей стоимости автомобиля модели 1980 года. Эта цифра экспоненциально растет, достигнув от 30 до 40 процентов в этом десятилетии. Ожидается, что дополнительное оборудование для безопасности и автономности повысит эту долю до 50 процентов к 2030 году.

Drako DriveOS против традиционных электронных архитектур

Упростите и увеличьте доступность

Автомобильная отрасль заметно сопротивляется переходу от десятков или сотен специализированных электронных блоков управления к радикально меньшему количеству товарных ПК-ядерных процессоров, которые есть на каждом рабочем столе, в каждой игровой консоли, смартфоне и т. д.

Это отчасти связано с тем, что в автомобильных компаниях недостаточно людей, обладающих знаниями в области программного обеспечения. Поставщики отметили, что Windows, Linux и другие повсеместные операционные системы не могут обработать критически важные для безопасности данные в режиме реального времени и, следовательно, самым безопасным и быстрым решением было позволить поставщикам разработать специализированные контроллеры для каждой функции — антиблокировочная система, подушки безопасности, камеры, массажёры в сиденьях, ароматизаторы и т. д.

Таким образом, у нас есть сотни специализированных ЭБУ, работающих на своих собственных мини-операционных системах, соединенные с милями проводки, что создает множество “уязвимых мест”, через которые хакеры могут получить доступ к коммуникационным сетям через радиоприемники (Jeep), фары/задние фонари (Porsche) и др.

Альтернатива Drako DriveOS

Мир работает на Linux. Он повсюду, но не является реальным временем и не детерминирован, поэтому его нельзя использовать для приоритезации обработки данных от датчиков безопасности без прерываний от датчиков дождя, мониторов давления в шинах и т. д.

Quest V, разработанный с участием Ричарда Уэста из Бостонского университета, решает эту проблему в реальном времени с помощью новаторских кернелов и трубопроводов. Кернелы — это небольшие фрагменты программного обеспечения операционной системы, которые выступают в качестве критически важных мостов между аппаратным обеспечением компьютера (ЦПУ, память, устройства) и программными приложениями, управляя системными ресурсами, такими как память, процессы и файлы. Эти компоненты ведут себя как гипервизоры, предоставляя безопасный, последовательный способ для приложений получать доступ к оборудованию.

Кернел Drako включает в себя новаторскую "трубку данных", которая соединяет процессор, критичный к безопасности, через память с кремнием, предназначенным для получения критичных к безопасности данных. Это эффективно ограждает области, отвечающие за задачи безопасности, и сохраняет их сосредоточенными на важной информации, без "отвлекающих факторов". Это позволяет Drako DriveOS управлять системами безопасности на основе Linux.

Дополнительные упрощения и экономия на связи

Drako DriveOS может взаимодействовать с актуаторами и датчиками через протоколы, разработанные для работы с нынешними множеством ECU—Ethernet, CAN, Flexray, LIN и другими. Но многие из них имеют недостатки. Процессору обычно необходимо переводить/конвертировать команды перед отправкой и после получения, а их максимальные скорости передачи данных, как правило, довольно низки, что вносит задержки (Шив говорит, что 514 миллисекунд — это самый быстрый отклик Ethernet; USB сейчас на уровне 108 мс).

Но каждый чип Intel загружен протоколом связи и управления USB (что позволяет вашему ПК управлять мышью). Это позволяет центральному процессору отправлять команды напрямую без перевода. Затем рядом с датчиками и актуаторами вам нужен только дешевый соединитель для направления этих сигналов USB к фарам, сиденьям или чему-либо еще, что они контролируют, экономя, как говорит Шив, от 4 до 10 долларов за соединение для индивидуального кремния, который требуют другие сети. И наконец, автономность может потребовать перехода на USB только по причинам, связанным с пропускной способностью (USB 5 будет передавать 80 гигабит в секунду, в то время как максимальная скорость CAN XL составляет 20 мегабит в секунду — и это после первоначального сжатия — задержка!). Обычные камеры взаимодействуют по USB.

Более кибербезопасно

Drako DriveOS, работающий на ядре ПК, представляет собой единую поверхность атаки. Поскольку USB является инфраструктурой для управления устройствами, а не просто протоколом связи, программное обеспечение ОС может установить свой собственный протокол связи, который гораздо сложнее взломать, чем протоколы связи промышленного стандарта, такие как CAN или Ethernet.

Развёртывание Drako DriveOS

Шив Сиканд подводит итог миссии Drako так: "Билл Гейтс поставил ПК на стол каждого, и у каждого до сих пор есть один на столе. Мы хотим поставить еще один в их машину." Drako Motors не жадна в вопросах лицензирования своего решения для повышения производительности и экономии денег. Пара сотен долларов за автомобиль из автопарка в 30 миллионов составит разумную отдачу от миллионов инвестиционного капитала, которые они вложили в разработку DriveOS.

Мы убедились, как снижение задержки обеспечивает улучшенное прохождение поворотов, ускорение и торможение в BMW iX3. Увидев автомобили, в которых Шив и Дин проводят свое свободное время, путешествуя по великолепным дорогам центрального побережья Калифорнии — включая безупречный Ferrari 288 GTO — мы, любители автомобилей, можем доверять их инстинктам в использовании кремния для улучшения производительности транспортных средств.