Piuttosto che parlare di casi specifici, descriviamo la famiglia di sistemi di comunicazione che racchiudono il futuro della guida autonoma e dell’interfaccia fra uomo e auto.
di Fonte ST
Per assicurarsi che gli sviluppatori possano gestire l’ascesa delle automobili connesse, Raed Shatara di ST ha tenuto una conferenza sulle comunicazioni V2X in occasione della Developers Conference che si è tenuta a Santa Clara, in California, lo scorso 6 settembre.
V2X significa Vehicle-to-Everything, ed è un termine che racchiude una vasta gamma di sistemi di comunicazione, fra cui V2V (Vehicle-toVehicle), V2I (Vehicle-to-Infrastructure), V2P (Vehicle-to-Pedestrian), V2D (Vehicle-to-Device), V2G (Vehicle-to-Grid), o V2M (Vehicle-to-Motorist).
Sin dall’inizio, le automobili sono state degli hub per la comunicazione. Dal motore che comunica un guasto tramite le spie sul cruscotto, ai conducenti utilizzano fari e frecce laterali per comunicare fra loro, sappiamo bene che le automobili comunicano. Eppure, con l’arrivo di dispositivi, sensori connessi e guida autonoma, la comunicazione include sempre più scenari.
L’importanza della V2X
Prendiamo ad esempio il potenziamento dei sistemi posizionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) attraverso misurazioni V2X delle OnBoard Units (OBU) all’interno delle vetture e Roadside Units (RSU) statiche. Abbinato a degli algoritmi dead-reckoning, che utilizzano i sensori di movimento della vettura per mantenere una lettura accurata della distanza percorsa in caso di segnale GNSS degradato o assente, questa tecnologia permette di migliorare la geolocalizzazione e garantire la posizione esatta dell’utente in molteplici condizioni.
I sistemi V2I potrebbero persino suggerire al conducente la velocità ideale da mantenere per raggiungere un semaforo quando diventa verde, con una ovvia riduzione di consumi ed emissioni, non ché un aumento della produttività. Una soluzione del genere sarebbe assolutamente fondamentale per i sistemi di guida autonoma.
La comprensione dell’infrastruttura V2X
Dalla presentazione del Dr. Shatara abbiamo capito che non si può parlare di V2X senza prima ripassare i suoi standard. L’IEEE 1609 è la famiglia di standard Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) che definisce le interfacce e i servizi atti alle comunicazioni criptate ad alta velocità entro distanze di 300 m e velocità di percorrenza comprese fra i 135 e i 195 km/h.
Lo strato ‘fisico’ di queste trasmissioni posa sulla IEEE 802.11p Dedicated Short Range Communications (DSRC), uno strumento simile ai sistemi Wi-Fi pensato per le vetture e facente uso dello spettro allocato FCC a 5.9 GHz.
Lo standard SAE J2945/1 definisce i requisiti di sistema per la sicurezza delle comunicazioni V2V. Una volta allestiti i canali di comunicazione, i veicoli connessi utilizzano Basic Safety Message (BSM) – definita dallo standard SAE J2735 – attraverso una connessione wireless lo standard SAE J2735. I messaggi diventano, così, le fondamenta per sviluppatori di applicazioni e apparecchiature interessati a realizzare interfacce e sistemi smart.
Gran parte delle dimostrazioni tenute oggi si concentra su aspetti legati alla sicurezza, http://blog.st.com/helping-keep-eyes-road/ come la prevenzione delle collisioni attraverso il rilevamento di veicoli o ostacoli nascosti per allertare il conducente o ingaggiare la frenata automatica d’emergenza. Ciononostante, le applicazioni del futuro copriranno una gamma di utilizzi ben più ampia.
Le prime basi della V2V
In uno studio del 2013, ABI Research stima che il 70% delle vetture vendute nel 2027 faranno uso di tecnologie DSRC e V2X. Fra le soluzioni che già oggi possono essere adottate dalle case costruttrici, il Dr. Shatara ha revisionato i chipset V2X SECTON e CRATON2 che ST ha prodotto in cooperazione con Autotalks, una società di semiconduttori per le comunicazioni V2X. La forza di questa soluzione risiede nella sua flessibilità e sicurezza.
Il SECTON è un chipset di tipologia add-on pensato per semplificare il lavoro degli ingegneri che già hanno sviluppato un design con un microcontroller ospite (MCU) e sono interessati a implementare un modem V2X sicuro nel loro sistema. Per i team in cerca di un approccio più comprensivi è disponibile il CRATON2, che include un Cortex-A7 singolo o doppio per gestire l’intero middleware V2X.
Entrambi i sistemi includono una ricetrasmittente 802.11p che è anche compatibile con le comunicazioni 802.11 a/b/g/n/ac 2.4 GHz e 5 GHz fino a 433 Mbit/s, e integrano un Hardware Security Module (HSM) per ottimizzare l’ Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA).
I due chipset dispongono inoltre di kit di valutazione EVK per aiutare le società ad avviare il loro progetto e facilitare lo sviluppo di funzioni di sicurezza fondamentali come gli aggiornamenti Over-the-Air.
Questa soluzione è estremamente efficiente, visto che il CRATON2 con ricetrasmittente V2X RF IC consuma mediamente meno di 1.5 W e 52 µA in modalità standby a 85 °C.
(MO)