Automobielbesturingssystemen (RTOS)

Introductie

Naarmate voertuigen evolueren tot zeer complexe, softwaregestuurde systemen, is de rol van Automotive Operating Systems, met name Real-Time Operating Systems (RTOS), cruciaal geworden voor automotive innovatie. Deze gespecialiseerde systemen zijn ontworpen om de uitvoering van kritieke softwarecomponenten in embedded automotive systemen te beheren en zo realtime responsiviteit, veiligheid en betrouwbaarheid in moderne voertuigen te garanderen.

Van het aansturen van elektronische regeleenheden (ECU's) en infotainmentplatformen tot het mogelijk maken van autonoom rijden, connected car-functies en elektrische voertuigsystemen (EV's), bieden automotive RTOS-platformen de basis voor hoogwaardige, veiligheidskritische toepassingen. In tegenstelling tot algemene besturingssystemen garandeert een realtime besturingssysteem voor auto's deterministisch gedrag en strikte timinggaranties, essentieel voor het voldoen aan functionele veiligheidsnormen zoals ISO 26262.

In dit artikel worden de kernconcepten, architecturen en voordelen van automotive RTOS besproken, worden toonaangevende standaarden zoals Classic en Adaptive AUTOSAR met elkaar vergeleken en worden best practices beschreven voor het selecteren en implementeren van een RTOS in de gehele levenscyclus van automotive software.

Wat is een auto-besturingssysteem?

Een automotive besturingssysteem is een gespecialiseerd softwareplatform dat hardwarebronnen en software-uitvoering in moderne voertuigen beheert. Het fungeert als de kernlaag die communicatie mogelijk maakt tussen verschillende elektronische regeleenheden (ECU's), sensoren, actuatoren en softwaretoepassingen. In tegenstelling tot algemene besturingssystemen zijn automotive besturingssystemen gebouwd voor veiligheidskritieke, realtime en resourcebeperkte omgevingen.

Wat is Automotive RTOS?

Een Real-Time Operating System (RTOS) in de automotive-sector is een deterministisch besturingssysteem dat responstijden garandeert binnen strikte timingbeperkingen. RTOS-platformen in de automotive-sector worden gebruikt om taken uit te voeren die consistent timinggedrag vereisen, zoals remmen, motorregeling en geavanceerde rijassistentiesystemen (ADAS). Populaire RTOS-frameworks zijn onder andere AUTOSAR OS (Classic en Adaptive), POSIX-compatibele RTOS en microkernelarchitecturen, allemaal afgestemd op de ondersteuning van realtime, zeer betrouwbare automotive-functies.

Belang van ingebedde automobielsystemen en softwareplatforms

Automotive RTOS speelt een cruciale rol in embedded automotive systemen en zorgt voor realtime planning, lage latentie en systeemstabiliteit in diverse domeinen, van infotainmentsystemen tot autonome rijplatforms. Deze besturingssystemen vormen de ruggengraat van de automotive softwarestack en maken volledig levenscyclusbeheer, naleving van functionele veiligheid (ISO 26262) en naadloze integratie van over-the-air (OTA) updates, connectiviteit en cybersecurityfuncties mogelijk.

Wat is een Real-Time Operating System (RTOS)?

Een Real-Time Operating System (RTOS) is een gespecialiseerd besturingssysteem dat is ontworpen om data te verwerken en taken uit te voeren binnen strikte tijdslimieten. In autotoepassingen zorgt een RTOS voor deterministisch gedrag, waardoor taken met hoge prioriteit, zoals remmen of sturen, precies op het juiste moment worden uitgevoerd.

De belangrijkste kenmerken van een automotive RTOS zijn:

• Determinisme: Voorspelbare reactietijden
• Preventief multitasken: Prioritering van kritieke functies
• Minimale latentie: Lage vertraging bij het wisselen van taken
• Efficiënt gebruik van hulpbronnen: Geoptimaliseerd voor ingebedde automobielsystemen

RTOS-platformen die in voertuigen worden gebruikt, zijn doorgaans microkernelgebaseerd of POSIX-compatibel en ondersteunen zowel de klassieke AUTOSAR- als adaptieve AUTOSAR-standaarden voor naadloze integratie in verschillende domeinen.

Algemeen besturingssysteem versus realtime besturingssysteem voor auto's

In tegenstelling tot algemene besturingssystemen (zoals Linux of Android), die prioriteit geven aan doorvoersnelheid en gebruikerservaring, richten realtime besturingssystemen voor auto's zich op timingprecisie, veiligheid en betrouwbaarheid. Een algemeen besturingssysteem kan de uitvoering van taken vertragen vanwege achtergrondprocessen, wat onacceptabel is in veiligheidskritieke autosystemen zoals ADAS of aandrijflijnbesturing.

Het belang van realtime planning in automobieltoepassingen

Realtime planning is essentieel in automobielsystemen waar timing cruciaal is voor de veiligheid. Vertragingen bij het activeren van airbags, remmen of sturen kunnen bijvoorbeeld leiden tot catastrofale storingen. Een RTOS voor automobieltoepassingen zorgt ervoor dat tijdgevoelige taken hun deadlines halen, zelfs onder zware belasting of bij storingen.

In moderne voertuigen wordt realtimeplanning gebruikt voor:

• Geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS)
• Motor- en aandrijflijnbesturing
• Brake-by-wire- en steer-by-wire-systemen
• Autonome rijmodules
• Batterijbeheer in elektrische voertuigen

Door voorspelbare en betrouwbare uitvoering mogelijk te maken, ondersteunt een realtime besturingssysteem voor auto's de toenemende complexiteit en veiligheidseisen van embedded systemen in de automobielindustrie.

RTOS in ingebedde automobielsystemen

Rol van RTOS in elektronische regeleenheden (ECU's)

In moderne voertuigen besturen elektronische regeleenheden (ECU's) essentiële functies zoals motormanagement, transmissie, remmen, besturing en meer. Een Automotive RTOS fungeert als de uitvoeringsomgeving binnen deze ECU's en beheert hardware-abstractie, taakplanning en interprocescommunicatie met strikte timinggaranties.

Door realtime responsiviteit mogelijk te maken, zorgt het RTOS ervoor dat tijdkritische handelingen, zoals gaspedaalbediening of airbagactivering, voorspelbaar worden uitgevoerd. Naarmate het aantal ECU's in een voertuig toeneemt, bieden RTOS-platformen de schaalbaarheid en modulariteit die nodig zijn om de toenemende complexiteit van de automotive softwarestack te beheren.

Integratie met voertuigsensoren, actuatoren en infotainmentsystemen

Een Automotive Real-Time Operating System speelt een sleutelrol bij het faciliteren van realtime gegevensuitwisseling tussen sensoren, actuatoren en besturingslogica. Bijvoorbeeld:

• Sensoren verzamelen input (bijvoorbeeld wielsnelheid, stuurhoek, radar-/lidargegevens)
• RTOS verwerkt deze gegevens in milliseconden
• Actuatoren (bijvoorbeeld remmen, stuurmotoren) reageren met precieze acties

Naast besturingssystemen worden RTOS-oplossingen ook gebruikt voor infotainmentsystemen en connectiviteitsplatforms in voertuigen, waarbij realtime mediastreaming, navigatie en mens-machine-interactie soepel en zonder vertraging moeten worden afgehandeld.

Deze naadloze integratie is essentieel in de huidige Software-Defined Vehicles (SDV's), waarbij verschillende subsystemen in realtime op elkaar moeten worden afgestemd.

Veiligheids- en missiekritieke toepassingen in voertuigen

Automotive RTOS-platforms zijn essentieel voor veiligheidskritische systemen waarbij falen geen optie is. Deze omvatten:

• Brake-by-wire- en steer-by-wire-systemen
• Autonome rijcontrollers
• Airbag- en crashresponssystemen
• Batterijbeheersystemen in elektrische voertuigen

Om dergelijke toepassingen te ondersteunen, garandeert een ISO 26262-gecertificeerd RTOS de naleving van de functionele veiligheidsnormen voor de automobielindustrie. Het systeem moet deterministische prestaties garanderen onder alle omstandigheden, inclusief storingen, overbelasting of componentdefecten.

Door de hoge betrouwbaarheid, realtime-uitvoering en volledige levenscyclusdekking wordt het RTOS onmisbaar voor zowel bedrijfskritische automobieltoepassingen als connected car-platforms van de volgende generatie.

Soorten Automotive RTOS-platforms

De ontwikkeling van automotive software vereist gespecialiseerde besturingssystemen die zijn afgestemd op de prestatie-, veiligheids- en timingvereisten van embedded systemen. Twee belangrijke categorieën automotive RTOS-platformen domineren de sector: AUTOSAR-gebaseerde RTOS en moderne, lichtgewicht POSIX-compatibele of microkernelarchitecturen. Elk vervult een eigen rol binnen diverse automotive softwaredomeinen.

Klassieke AUTOSAR versus adaptieve AUTOSAR

AUTOSAR (AUTomotive Open System Architecture) is de meest gebruikte standaard voor softwarearchitectuur in de automotive-industrie. Het definieert een gelaagde softwarestack en een set interfaces die interoperabiliteit, veiligheid en herbruikbaarheid mogelijk maken.

• Klassieke AUTOSAR is ontworpen voor diepgewortelde systemen met realtime beperkingen. Het werkt op statisch geconfigureerde ECU's, waardoor het ideaal is voor functies die een strikt realtime gedrag vereisen, zoals motorregeling, remmen en transmissie.
• Adaptieve AUTOSAR, daarentegen, ondersteunt dynamisch geheugenbeheer, multi-core processing en servicegerichte architectuur (SOA). Het is ontworpen voor high-performance domeinen zoals ADAS, autonoom rijden en vehicle-to-everything (V2X)-communicatie, waar flexibelere en schaalbare systemen vereist zijn.

Gebruikers verhalen

POSIX-compatibele RTOS- en microkernel RTOS-architecturen

Naarmate de complexiteit van software toeneemt, stappen veel automobielontwikkelaars over op POSIX-compatibele RTOS- en microkernel-RTOS-architecturen om modulariteit, draagbaarheid en verbeterde veiligheid te garanderen.

POSIX-compatibele RTOS

Een POSIX-compatibel RTOS voldoet aan de Portable Operating System Interface (POSIX)-standaarden, waardoor applicaties gemakkelijker over verschillende platformen kunnen worden geporteerd en geschaald. Deze architectuur ondersteunt multitasking, interprocescommunicatie en realtime planning, en is bovendien compatibel met veelgebruikte ontwikkeltools.

• Voordelen: Herbruikbaarheid, standaard API's, flexibel taakbeheer
• Gebruik Gevallen: Adaptieve AUTOSAR-platforms, connected car-platforms, HMI-toepassingen

Microkernel RTOS

Een microkernel-gebaseerd RTOS minimaliseert de voetafdruk van de kernel door drivers, bestandssystemen en netwerkstacks te isoleren in de gebruikersruimte. Dit verbetert de systeembeveiliging, foutisolatie en schaalbaarheid.

• Voordelen: Veiligheid, modulariteit en isolatie van kritische processen
• Gebruik Gevallen: Veiligheids-kritische ECU's, ISO 26262-conforme systemen, EV-regeleenheden

Samen vormen deze automotive RTOS-oplossingen de bouwstenen voor robuuste, flexibele en functioneel veilige automotive systemen, die zowel oudere voertuigplatforms als de volgende generatie Software-Defined Vehicles (SDV's) ondersteunen.

Functionele veiligheid en RTOS-naleving

Zorgen voor ISO 26262-naleving in Automotive RTOS

In de automobielsector is functionele veiligheid ononderhandelbaar, vooral voor systemen die verantwoordelijk zijn voor levenskritische processen zoals remmen, sturen of airbags. Om te voldoen aan de industriële veiligheidsnormen, moet een Automotive Real-Time Operating System (RTOS) voldoen aan ISO 26262, de internationale norm voor functionele veiligheid in wegvoertuigen.

Een ISO 26262-gecertificeerd RTOS garandeert dat zowel het ontwerp als de uitvoering van software binnen automotive embedded systemen voldoen aan strenge veiligheidsprotocollen. Dit omvat duidelijk gedefinieerde ontwikkelprocessen, risicobeoordelingen, faalmodusanalyse en verificatietechnieken voor alle veiligheidskritieke componenten.

Fouttolerantie, redundantie en realtime foutbeheer

Om de systeemintegriteit bij storingen te garanderen, moeten automotive RTOS-platforms het volgende ondersteunen:

• Fouttolerantie: Blijf veilig werken, zelfs als een subsysteem uitvalt
• Redundantie: Gebruik van back-upcomponenten of processors voor failoverveiligheid
• Realtime storingsbeheer: Onmiddellijke detectie en isolatie van softwarefouten zonder de deadlines van taken in gevaar te brengen

In toepassingen zoals steer-by-wire, brake-by-wire en batterijbeheersystemen in elektrische voertuigen moet het herstel van storingen in realtime plaatsvinden. Een RTOS voor automotive toepassingen moet garanderen dat een storing in één deel van het systeem zich niet doorzet naar andere onderdelen, zodat de functionele integriteit van het embedded softwareplatform van het voertuig behouden blijft.

Het kiezen van een veiligheidsgecertificeerd RTOS voor voertuigsystemen

Bij het selecteren van een realtime besturingssysteem voor veiligheidsgerichte automobieltoepassingen zijn de volgende belangrijke criteria van belang:

• Naleving van de ISO 26262 ASIL-vereisten (Automotive Safety Integrity Level)
• Bewezen realtime planningsmogelijkheden bij hoge systeembelasting
• Ondersteuning voor klassieke of adaptieve AUTOSAR-standaarden
• Beschikbaarheid van veiligheidsdocumentatie, certificeringsbewijs en toolchain-integratie
• Leveranciersondersteuning voor end-to-end traceerbaarheid, testen en verificatie

Door het kiezen van het juiste veiligheidsgecertificeerde RTOS wordt niet alleen de functionele veiligheid gewaarborgd, maar worden ook de certificeringsprocessen gestroomlijnd, de ontwikkeling versneld en de betrouwbaarheid van het systeem in de gehele levenscyclus van de automotive software verbeterd.

RTOS voor opkomende autotechnologieën

Nu de auto-industrie overstapt op Software-Defined Vehicles (SDV's), breidt de rol van Automotive RTOS-platformen zich uit van traditionele besturingssystemen naar geavanceerde domeinen zoals elektrificatie, autonoom rijden, connectiviteit en infotainment. Deze opkomende technologieën vereisen realtime besturingssystemen die hoge prestaties, veiligheid en schaalbaarheid kunnen leveren.

RTOS in elektrische en hybride voertuigen

Elektrische en hybride voertuigen (EV's/HEV's) zijn sterk afhankelijk van ingebouwde besturingssystemen voor de stroomverdeling, batterijprestaties en thermische regeling. Een automotive RTOS zorgt voor:

• Realtime controle van batterijbeheersystemen (BMS)
• Nauwkeurige motor- en omvormerregeling
• Energieoptimalisatie en foutbewaking

Deze systemen vereisen een lage latentie, deterministische uitvoering en ISO 26262-naleving, waardoor RTOS-integratie essentieel is bij de ontwikkeling van elektrische voertuigen.

RTOS voor autonome rijtoepassingen

Autonome voertuigen vereisen een RTOS dat complexe sensorfusie, AI-gebaseerde besluitvorming en actuatorbesturing aankan – en dat alles in realtime. In deze systemen moet het RTOS het volgende ondersteunen:

• Parallelle verwerking en multi-core architecturen
• Gegevensinvoer met hoge bandbreedte van LiDAR, radar en camera's
• Harde realtime controle voor sturen, accelereren en remmen

Het RTOS wordt vaak geïntegreerd met adaptieve AUTOSAR- en POSIX-compatibele RTOS-omgevingen en vormt de ruggengraat van realtime-uitvoering voor veiligheidsrelevante autonome functies.

Rol in connected car-platforms en telematica

Geconnecteerde voertuigen vereisen naadloze, veilige communicatie tussen boordsystemen en externe services. Een automotive RTOS maakt het volgende mogelijk:

• Betrouwbare OTA-software-updates (over-the-air)
• Veilige gegevensoverdracht voor telematica en diagnostiek
• Realtimecommunicatie met V2X-infrastructuur

Het RTOS zorgt ervoor dat deze functies gelijktijdig met veiligheids- en controletaken worden uitgevoerd, zonder dat er timingconflicten of knelpunten in de middelen ontstaan.

Automotive OS voor infotainmentsystemen

Infotainmentplatforms vereisen responsieve gebruikersinterfaces, mediaverwerking en integratie met mobiele apparaten. Hoewel algemene besturingssystemen (zoals Linux of Android) vaak worden gebruikt, zijn realtime-extensies of hybride modellen met RTOS-cores gebruikelijk voor de verwerking van:

• Spraakherkenning en navigatie
• Realtime audio-/videoverwerking
• Naadloze HMI-prestaties

Een automotive OS met een RTOS garandeert een lage latentie, is bestand tegen crashes en synchroniseert met andere voertuigfuncties.

Belangrijkste voordelen van realtime besturingssystemen voor de automobielindustrie

Naarmate voertuigen steeds meer softwaregestuurd worden, is de implementatie van Automotive Real-Time Operating Systems (RTOS) cruciaal voor een deterministische, efficiënte en veilige werking van alle ingebedde functies. Deze platforms bieden verschillende duidelijke voordelen die ze essentieel maken voor de ontwikkeling van moderne automotive softwarearchitecturen.

Determinisme, lage latentie en hoge betrouwbaarheid

Een van de belangrijkste voordelen van een automotive RTOS is de mogelijkheid om deterministische prestaties te leveren, waardoor taken binnen strikte tijdslimieten worden uitgevoerd. Dit is essentieel in veiligheidskritische autotoepassingen zoals remmen, sturen of de aansturing van de aandrijflijn, waar zelfs vertragingen van een microseconde catastrofaal kunnen zijn.

• Determinisme zorgt voor voorspelbare responstijden
• Lage latentie ondersteunt snelle taakwisseling en realtime responsiviteit
• Hoge betrouwbaarheid wordt bereikt door robuuste planning en foutisolatie

Modulair ontwerp en schaalbaarheid

Een automotive RTOS-platform ondersteunt een modulaire architectuur, waardoor OEM's en leveranciers onafhankelijk van elkaar softwarecomponenten kunnen ontwikkelen, testen en integreren. Deze modulariteit maakt het volgende mogelijk:

• Schaalbare ontwikkeling op verschillende voertuigplatforms
• Hergebruik van componenten in ECU's en productlijnen
• Efficiënte updates en onderhoud, inclusief OTA-functionaliteit (over-the-air)

Dit maakt RTOS ideaal voor elektrische voertuigen (EV's), ADAS en platforms voor connected cars, waar de complexiteit en variabiliteit van het systeem hoog zijn.

Integratie in de softwarearchitectuur van de automobielindustrie

RTOS-platformen zijn ontworpen om naadloos te passen in moderne automotive softwarearchitecturen, waaronder Classic AUTOSAR, Adaptive AUTOSAR en POSIX-compatibele omgevingen. Ze maken een soepele interactie mogelijk tussen:

• ECU-besturingslogica en hardware-interfaces
• Middleware- en servicegerichte architectuurlagen (SOA)
• Toepassingssoftware, zoals HMI-, diagnostiek- of AI-modules

Door volledige ondersteuning te bieden voor realtime planning, resourcebeheer en communicatie tussen processen, garandeert RTOS end-to-end betrouwbaarheid en functionele veiligheid gedurende de gehele levenscyclus van automotive software.

Hoe kiest u het juiste RTOS voor auto-ontwikkeling?

Het kiezen van het juiste Real-Time Operating System (RTOS) is een cruciale beslissing in de softwareontwikkeling voor de automobielindustrie. Het RTOS dat u kiest, heeft een directe impact op de veiligheid, prestaties, schaalbaarheid en compliance van het systeem. Om te voldoen aan de eisen van veiligheidskritische, verbonden en autonome automobielsystemen, moeten ontwikkelaars RTOS-platforms evalueren aan de hand van belangrijke technische en wettelijke benchmarks.

Evaluatiecriteria: latentie, certificering, schaalbaarheid

Wanneer u automotive RTOS-oplossingen vergelijkt, moet u prioriteit geven aan platforms die het volgende bieden:

• Lage latentie en deterministisch gedrag voor realtime controle
• ISO 26262-certificering voor veiligheidskritische toepassingen (tot ASIL D)
• Schaalbaarheid over ECU's heen, van low-end microcontrollers tot high-performance SoC's
• Ondersteuning voor meerdere kernen en meerdere threads voor moderne ADAS- en infotainmentsystemen
• Snelle contextwisseling en preëmptieve planning voor responsiviteit onder belasting

Een goed ontworpen RTOS moet ook failovermechanismen, geheugenbeveiliging en robuuste foutverwerking ondersteunen om de betrouwbaarheid van het systeem te vergroten.

Compatibiliteit met AUTOSAR- en ISO-normen

Zorg ervoor dat het geselecteerde RTOS volledig compatibel is met de nieuwste AUTOSAR-standaarden:

• Klassieke AUTOSAR voor statisch geconfigureerde ECU's en harde realtime besturingssystemen
• Adaptieve AUTOSAR voor dynamische, krachtige platforms zoals autonome of infotainmentdomeinen

Naleving van normen voor functionele veiligheid en cyberbeveiliging, zoals ISO 26262, ISO/SAE 21434 en ASPICE, is essentieel voor ontwikkeling in gereguleerde automobielomgevingen.

Leveranciersecosysteem en toolchain-ondersteuning

Een volwassen RTOS-ecosysteem met sterke leveranciersondersteuning kan de time-to-market aanzienlijk verkorten en de traceerbaarheid, het testen en de integratie van vereisten stroomlijnen.

• Toolchain-compatibiliteit (bijvoorbeeld met compilers, debuggers en op modellen gebaseerde ontwerptools)
• Integratie met requirements engineering- en ALM-platformen
• Beschikbaarheid van BSP's (Board Support Packages) voor ondersteunde hardware
• Garanties voor langdurige ondersteuning (LTS) en productlevenscyclus
• Community en documentatie voor onboarding en probleemoplossing

RTOS-platformen die kant-en-klare integratie met software voor requirements management bieden, zoals het Visure Requirements ALM Platform, zorgen voor betere zichtbaarheid, naleving en end-to-end validatie.

Wat zijn de meest voorkomende uitdagingen bij de implementatie van RTOS in voertuigen? Hoe kunnen deze worden overwonnen?

Het integreren van een Real-Time Operating System (RTOS) in moderne voertuigen brengt verschillende uitdagingen met zich mee, vooral nu automotive systemen steeds meer verbonden, autonoom en softwaregestuurd worden. Om realtime prestaties, functionele veiligheid en schaalbaarheid te bereiken, moeten ontwikkelaars belangrijke obstakels tijdens de implementatie aanpakken. Hieronder staan ​​de meest voorkomende uitdagingen en best practices om deze te overwinnen.

1. Complexiteit van software-integratie

Moderne voertuigen zijn afhankelijk van tientallen ECU's die complexe softwarepakketten draaien. Het integreren van een automotive RTOS met heterogene hardware- en softwarecomponenten brengt uitdagingen met zich mee op het gebied van:

• Synchroniseren van taakuitvoering over meerdere besturingsdomeinen
• Het beheren van communicatie- en timingbeperkingen tussen ECU's
• Zorgen voor naleving van AUTOSAR en veiligheidsnormen zoals ISO 26262

Oplossing:
Gebruik een modulair, standaardconform RTOS dat zowel Classic als Adaptive AUTOSAR ondersteunt. Maak gebruik van modelgebaseerde ontwikkeltools en requirements engineering-platforms om functionele vereisten in het hele systeem in kaart te brengen, te traceren en te valideren.

2. Updates en OTA-mogelijkheden beheren

Naarmate voertuigen na de productie evolueren, zijn OTA-updates essentieel geworden. Het updaten van veiligheidskritieke RTOS-gestuurde componenten zonder in te leveren op prestaties of betrouwbaarheid brengt echter risico's met zich mee.

• Timing-inconsistenties tijdens updates
• Gedeeltelijke updatefouten die van invloed zijn op afhankelijke systemen
• Realtime gedrag behouden na de update

Oplossing:
Gebruik een RTOS dat robuuste partitionering, rollbackmechanismen en veilige updateprotocollen ondersteunt. Ontwerp uw updateproces om kritieke taken te isoleren en gebruik veiligheidsgecertificeerde bootloaders om de systeemintegriteit te waarborgen.

3. Afwegingen tussen beveiliging en prestaties

Het toevoegen van geavanceerde cybersecuritymaatregelen zoals encryptie, beveiligd opstarten en detectie van indringers kan de realtimeprestaties onder druk zetten, vooral in embedded automotive systemen met beperkte middelen.

• CPU- en geheugenoverhead van beveiligingsfuncties
• Verhoogde latentie bij taakplanning
• Mogelijke conflicten met veiligheidsdoelen

Oplossing:
Gebruik lichtgewicht, microkernel RTOS-architecturen die isolatie van beveiligingskritieke taken mogelijk maken zonder de timing van het hele systeem te beïnvloeden. Zorg ervoor dat het RTOS hardwarematige beveiligingsfuncties ondersteunt en voldoet aan normen zoals ISO/SAE 21434.

Door deze uitdagingen proactief aan te pakken met het juiste requirements management, toolchain-integratie en RTOS-selectiestrategie, kunnen ontwikkelaars in de automobielsector zorgen voor end-to-end requirementsdekking, systeembetrouwbaarheid en naleving gedurende de gehele levenscyclus van automotive software.

Toekomst van autobesturingssystemen en RTOS

De opkomst van Software-Defined Vehicles (SDV's) verandert de auto-industrie en zorgt voor een transformatie van hardwaregerichte engineering naar softwaregerichte ontwikkeling. In dit veranderende landschap vormen Automotive Operating Systems (RTOS) de kern van het mogelijk maken van intelligente, verbonden en autonome voertuigfuncties met realtime prestaties, veiligheid en schaalbaarheid.

Trends in softwaregedefinieerde voertuigen (SDV's)

SDV's vertrouwen op gecentraliseerde, softwaregestuurde architecturen om continue updates, personalisatie en geavanceerde functies te leveren. Op deze platforms:

• Het Automotive RTOS beheert missiekritieke functies zoals remmen, sturen en aandrijflijncontrole
• Een uniforme softwarelaag ontkoppelt hardware en software, waardoor hergebruik mogelijk wordt.
• Over-the-air (OTA) updates en AI-gebaseerde functies vereisen realtime responsiviteit en systeemintegriteit

Nu SDV's de industriestandaard worden, is de behoefte aan modulaire, schaalbare en gecertificeerde RTOS-platformen groter dan ooit.

Evolutie van RTOS voor verbonden, autonome ecosystemen

De toekomst van automotive RTOS-platforms omvat meer dan alleen deterministische controle. Voertuigen worden onderdeel van een breder ecosysteem dat bestaat uit:

• Voertuig-naar-alles (V2X) communicatie
• Edge-verwerking voor realtime AI-beslissingen
• Datastreaming en analyses voor voorspellend onderhoud en personalisatie
• Autonome rijtechnologieën die multi-core RTOS-omgevingen met hoge doorvoer vereisen

Deze evolutie vraagt ​​om adaptieve AUTOSAR, POSIX-compatibele RTOS en microkernelarchitecturen die complexe applicaties ondersteunen en tegelijkertijd veiligheid en interoperabiliteit garanderen.

Verschuiving naar cloud-native automotive OS-platforms

Nu autofabrikanten op zoek zijn naar flexibiliteit, schaalbaarheid en snellere innovatiecycli, vindt er een groeiende verschuiving plaats naar cloud-native automotive besturingssystemen. Deze platformen integreren RTOS-mogelijkheden met containerservices, realtime edge computing en DevOps-gebaseerde implementatiepijplijnen.

• Realtimetaken blijven beheerd door een lokaal RTOS
• Niet-kritieke services (bijvoorbeeld infotainment, gebruikersprofielen) worden geïmplementeerd via containers of virtuele machines
• Cloud-native toolchains maken continue integratie, validatie en OTA-levering mogelijk

Hybride architecturen die RTOS-gebaseerde ECU's combineren met cloud-verbonden services, bepalen de volgende generatie automotive softwarestacks.

Visuele vereisten ALM-platform voor Automotive Operating Systems (RTOS)

De ontwikkeling van Automotive Operating Systems (RTOS) vereist een gestructureerde, traceerbare en conforme workflow, met name binnen veiligheidskritieke domeinen zoals ADAS, aandrijflijnbesturing en autonoom rijden. Het Visure Requirements ALM Platform biedt een speciaal ontwikkelde oplossing om de levenscyclus van automotive software te stroomlijnen, van het definiëren van de vereisten tot naleving en verificatie.

End-to-end vereisten levenscyclusbeheer

Visure biedt volledige dekking van de levenscyclus van vereisten en zorgt ervoor dat elke vereiste, van veiligheidsdoelen op hoog niveau tot RTOS-configuraties op laag niveau, traceerbaar, versiebeheersbaar en impactbeoordeeld is.

• Vastleggen en beheren van functionele, niet-functionele en veiligheidsvereisten
• Bereik bidirectionele traceerbaarheid over testcases, modellen en code heen
• Automatiseer impactanalyse en zorg voor consistentie tijdens wijzigingen

Naleving van ISO 26262, AUTOSAR en ASPICE

Visure helpt ontwikkelteams te voldoen aan de regelgeving en industrienormen die vereist zijn voor de implementatie van automotive RTOS:

• Vooraf gebouwde sjablonen en traceerbaarheidsmodellen voor ISO 26262, AUTOSAR en ASPICE
• Ondersteuning voor ASIL-ontleding, gevarenanalyse en veiligheidsvalidatie
• Integratie met op modellen gebaseerde ontwerptools, simulatoren en testomgevingen

AI-gestuurde vereistencreatie en -beoordelingen

Met geïntegreerde AI-ondersteuning kunnen teams sneller en nauwkeuriger kwaliteitsvereisten voor RTOS-platforms genereren, verfijnen en valideren.

• Automatische detectie van dubbelzinnige of inconsistente vereisten
• Genereer veiligheidsconforme specificaties voor ECU's, planningslogica en taakconfiguraties
• Versnel de beoordelingscycli van vereisten met intelligente suggesties en begeleide analyses

Naadloze integratie in toolchains

Visure integreert met industriestandaardhulpmiddelen zoals:

• MATLAB/Simulink, IBM DOORS, Jama, Polarion en Enterprise Architect
• Testbeheertools zoals VectorCAST en TPT
• Versiebeheer en DevOps-pijplijnen voor realtime OS-ontwikkeling

Versnel de ontwikkeling van Automotive RTOS-platforms met de AI-gestuurde, veiligheidsconforme en volledig traceerbare vereistenoplossing van Visure.

Conclusie

Naarmate voertuigen zich snel ontwikkelen tot softwaregedefinieerde platforms, wordt het kiezen van het juiste Automotive Operating System (RTOS) steeds belangrijker. Of het nu gaat om het aandrijven van elektrische voertuigen, het mogelijk maken van autonoom rijden of het beheren van connected car-platforms, een robuust, schaalbaar en veiligheidsconform realtime besturingssysteem garandeert betrouwbare prestaties en naleving van de regelgeving voor elke functie.

Van klassieke en adaptieve AUTOSAR-architecturen tot POSIX-compatibele en microkernel RTOS-platformen: de keuze van het RTOS heeft direct invloed op systeemdeterminisme, latentie en functionele veiligheid. Het selecteren en implementeren van het juiste RTOS is echter slechts een deel van de vergelijking: succes hangt ook af van efficiënt beheer van de levenscyclus van requirements, traceerbaarheid en compliancegarantie.

Dit is waar het Visure Requirements ALM Platform automotive ontwikkelteams ondersteunt. Met end-to-end dekking, ISO 26262-afstemming, geïntegreerde AI-ondersteuning en volledige toolchain-interoperabiliteit vereenvoudigt Visure de complexiteit van het leveren van veilige, realtime automotive systemen.

Probeer de gratis proefperiode van 30 dagen bij Visure en ervaar het krachtigste requirements management-platform voor automotive software op de markt.