Softwaredefinierte Fahrzeuge: Wesentliche Komponenten für ein leistungsstarkes Auto

Der Markt für softwaredefinierte Fahrzeuge wächst rasant – in den nächsten sieben Jahren wird ein beeindruckendes jährliches Wachstum von 22,1 % erwartet. Doch was unterscheidet diese Fahrzeuge eigentlich von herkömmlichen Autos? In diesem Beitrag zeigen wir, welche zentralen Komponenten ein leistungsstarkes Auto ausmachen.

Was genau ist ein softwaredefiniertes Fahrzeug?

Heute erwarten Autofahrer:innen, dass ihre Fahrzeuge ein ebenso nahtloses Erlebnis bieten wie ihre smarten Geräte. Moderne Automobilsoftware muss regelmäßig aktualisiert werden, um Funktionen wie intelligente Navigation und Sprachsteuerung zu ermöglichen. Sie sollte außerdem mit den Smartphones der Fahrer:innen synchronisiert sein, damit diese ihre Autos aus der Ferne steuern, verriegeln oder entriegeln, die Klimaanlage regulieren oder Wartungstermine vereinbaren können. Kurz gesagt: Die Interaktion mit dem Auto ist heute sogar bequem vom Sofa aus möglich.

Die Software in solchen Autos erweitert die Funktionen der Fahrzeuge und passt sie individuell an die Bedürfnisse der Nutzer:innen an. Zwei Aspekte sind dabei besonders wichtig: die Transparenz der Ausführung und die Zentralisierung der Hardware. Der erste Aspekt bedeutet, dass Entwickler:innen Software entweder im Fahrzeug, in der Cloud oder am Edge ausführen können. Dies lässt sich durch Containerisierung und serviceorientierte Architekturen umsetzen. Die Zentralisierung der Hardware erfolgt durch eine schrittweise Reduzierung der elektronischen Steuergeräte – von über hundert auf deutlich weniger.

Unverzichtbare Komponenten softwaredefinierter Fahrzeuge

Im Folgenden erklären wir, welche Bereiche bei der Entwicklung von solchen Autos besonders wichtig sind:

Infrastruktur rund um das Fahrzeug

Dazu gehören die Telekommunikationsinfrastruktur, vernetzte Straßenhardware wie Bürgersteige, Ampeln und mehr, 3D-Modelle von Städten sowie die serverseitigen Systeme der Erstausrüster. Fahrzeuge nutzen diese Daten, um miteinander zu kommunizieren, zu lernen und sich kontinuierlich weiterzuentwickeln. Auch Software-Updates basieren auf diesen Informationen.

Chinas Investitionen in intelligente Straßen sind ein Vorbild für eine gut organisierte Infrastruktur, die Fahrzeuge mit der Straße und der Cloud verbindet. In den nächsten 15 Jahren plant das Land, 300 Milliarden US-Dollar in die Entwicklung und das Testen von Straßeninfrastruktur in Städten wie Peking, Shanghai und Shenzhen zu investieren, um nahtloses autonomes Fahren zu ermöglichen.

Die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur durch Technologien wie Car2X, Car2Car und KI trägt zu mehr Sicherheit im Straßenverkehr bei. Diese Kommunikation kann bereits mehrere Kilometer vor einer potenziell gefährlichen Situation stattfinden. KI passt das Fahrerassistenzsystem entsprechend der Situation an, die durch die Car2X-Technologie erkannt wird.

Cloud-Umgebung

Bei softwaredefinierten Fahrzeugen geht es nicht nur um die Hardware – auch die Cloud dahinter spielt eine wichtige Rolle. Heute sind viele Services nur dank Cloud-Technologien möglich. Erstausrüster betreiben eigene Cloud-Plattformen, die ihre Dienste integrieren und ein einheitliches Nutzererlebnis bieten. Solch eine Plattform verbindet das Auto mit dem Edge des Backends. Die Cloud verbessert dabei die Wartbarkeit, Flexibilität und Portabilität der Software – bereitgestellt in Form von Containern.

Künstliche Intelligenz

Autohersteller wie XPENG, Honda und andere integrieren KI und maschinelles Lernen in ihre Software, um Funktionen wie Fahrerassistenzsysteme, Sicherheitsanalysen, Wissensmanagement, Navigation, Sprachsteuerung und Infotainment kontinuierlich weiterzuentwickeln.

Zum Beispiel kann XPENGs Navigation „AI Valet Driver“ Routen von bis zu 100 km Länge merken. Der Hersteller hat zudem das Modell MONA M03 auf den Markt gebracht (der Name steht für „made of new AI“). Es kommt ohne LiDAR aus – die KI übernimmt die Steuerung des FAS. Aus den gesammelten Daten, Eingaben und den vorherigen Fahrten durch die Stadt lernt sie, bessere Entscheidungen zu treffen als die Fahrer:innen.

Generative KI ermöglicht auch eine natürliche Interaktion mit dem Fahrzeug über Sprachsteuerung. Mercedes-Benz hat seinen MBUX-Sprachassistenten so weiterentwickelt, dass man nun viele Funktionen des Zentralbildschirms mühelos durch Sprache steuern kann.

Sicherheit

Je intelligenter unsere Autos werden, desto anfälliger sind sie für Cyberangriffe. Konnektivität, Cloud-Infrastruktur und personalisierte Funktionen basieren auf umfassenden Nutzerdaten. Deshalb sollte der erste Schutzmechanismus die Einhaltung der DSGVO sowie die ausdrückliche Zustimmung der Nutzer:innen zur Verarbeitung und Weitergabe ihrer Daten sein.

Die Sicherheit von softwaredefinierten Fahrzeugen wird durch die ISO/SAE 21434:2021 geregelt. Wichtige Sicherheitsmaßnahmen wie Schlüsselmanagement, Zertifikate und Service-Authentifizierung tragen entscheidend zu einer stabilen Leistung und Sicherheit der Fahrzeuge bei.

Die Verwendung von Open-Source-Software kann Bedenken aufwerfen, da sie in den meisten Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Doch viele Kryptografie-Algorithmen sind Open Source. Betrachtet man dies näher, stellt man fest, dass die Nutzung von Open-Source-Software aus vertrauenswürdigen Quellen, unterstützt durch Fachunternehmen, sicher ist.

CI/CD

Die Entwicklung von Automobilsoftware dreht sich letztendlich um CI/CD und darum, eine kontinuierliche Compliance sicherzustellen. Die notwendigen Prüfungen sollten in die Pipelines integriert werden, um höchste Qualität zu gewährleisten. Eine robuste CI/CD-Umgebung ermöglicht es den Entwickler:innen, immer mehr Systeme zu integrieren und so die Geschwindigkeit zu erhöhen, ohne die Qualität zu gefährden.

Fazit

Softwaredefinierte Fahrzeuge sollten auch in zehn Jahren noch relevant bleiben. Wie schaffen wir das? Eine mögliche Antwort: Die Hardware sollte so transparent wie möglich in Bezug auf die Software sein. Auf diese Weise können alte Funktionen ersetzt und neue Dienste sowie Features über Containerisierung, App-Stores und Ähnliches bereitgestellt werden. Konnektivität und Cloud-Technologien werden uns dabei entscheidend unterstützen.