HPC - A evolução da rede de bordo automóvel
É assim que um conector supera este desafio
O aumento das exigências elétricas, decorrente da transição para a mobilidade elétrica, a condução autónoma e os sistemas de infoentretenimento com resolução 4K-HD, exige novas arquiteturas de rede de bordo na indústria automóvel. A arquitetura clássica descentralizada da rede elétrica de bordo está a atingir os seus limites devido à sua complexidade e às características de alta velocidade exigidas. A ept oferece os conectores placa a placa adequados para responder a estes desafios.
Definição de rede de bordo: arquitetura descentralizada, por domínios e por zonas
A arquitetura descentralizada clássica nos automóveis é composta por até 100 unidades de controlo, sendo que a cada uma delas é atribuída uma função definida: controlo do motor, airbag, ABS/ESP, regulação dos bancos, climatização, entre muitas outras. Cada unidade de controlo funciona de forma autónoma e comunica com as outras através de gateways.
Ao longo das últimas décadas, a arquitetura descentralizada registou um crescimento histórico, sendo que cada nova funcionalidade era complementada por mais uma unidade de controlo. Hoje, porém, está a atingir os seus limites: o aumento das funcionalidades eleva significativamente os custos de instalação e cablagem no interior do veículo.
Na arquitetura de domínios, as unidades de controlo são agrupadas em diferentes áreas funcionais. Cada domínio é responsável por uma área específica do veículo, como, por exemplo, propulsão, infoentretenimento ou segurança. O controlo superior de um domínio é executado por um computador de alto desempenho (HPC) independente. Este coordena as unidades de controlo dentro do seu domínio. Para a área funcional da segurança, isso incluiria, por exemplo, unidades de controlo para sistemas de assistência ao condutor, ABS/ESP e sistemas de direção.
Em comparação com a arquitetura descentralizada, o menor número de unidades de controlo instaladas reduz o esforço de cablagem e instalação. A arquitetura de domínios pode, assim, contribuir efetivamente para a redução de custos e peso em comparação com a arquitetura descentralizada. Além disso, funções adicionais podem ser integradas posteriormente com um esforço mínimo.
Na arquitetura de zonas, a estruturação não se baseia nos domínios, mas sim em zonas locais. Assim, por exemplo, várias funcionalidades são agrupadas dentro de uma zona no automóvel. Consequentemente, funções como a propulsão e o infoentretenimento podem perfeitamente ser reunidas e processadas num controlador de zona. O controlo superior dos vários controladores de zona é assegurado por um HPC central. A vantagem é evidente: uma redução dos controladores e da respetiva cablagem em até 50 por cento.
Ao longo das últimas décadas, a arquitetura descentralizada registou um crescimento histórico, sendo que cada nova funcionalidade era complementada por mais uma unidade de controlo. Hoje, porém, está a atingir os seus limites: o aumento das funcionalidades eleva significativamente os custos de instalação e cablagem no interior do veículo.
Na arquitetura de domínios, as unidades de controlo são agrupadas em diferentes áreas funcionais. Cada domínio é responsável por uma área específica do veículo, como, por exemplo, propulsão, infoentretenimento ou segurança. O controlo superior de um domínio é executado por um computador de alto desempenho (HPC) independente. Este coordena as unidades de controlo dentro do seu domínio. Para a área funcional da segurança, isso incluiria, por exemplo, unidades de controlo para sistemas de assistência ao condutor, ABS/ESP e sistemas de direção.
Em comparação com a arquitetura descentralizada, o menor número de unidades de controlo instaladas reduz o esforço de cablagem e instalação. A arquitetura de domínios pode, assim, contribuir efetivamente para a redução de custos e peso em comparação com a arquitetura descentralizada. Além disso, funções adicionais podem ser integradas posteriormente com um esforço mínimo.
Na arquitetura de zonas, a estruturação não se baseia nos domínios, mas sim em zonas locais. Assim, por exemplo, várias funcionalidades são agrupadas dentro de uma zona no automóvel. Consequentemente, funções como a propulsão e o infoentretenimento podem perfeitamente ser reunidas e processadas num controlador de zona. O controlo superior dos vários controladores de zona é assegurado por um HPC central. A vantagem é evidente: uma redução dos controladores e da respetiva cablagem em até 50 por cento.
Requisitos para o HPC e os seus conectores
Os requisitos que daí decorrem para um HPC são elevados: nomeadamente, o processamento dos dados de imagem na área do infoentretenimento ou dos sistemas de câmaras para a condução autónoma exigem uma transmissão de dados segura e de alta velocidade com tempos de latência reduzidos. Ao mesmo tempo, não pode, em circunstância alguma, ocorrer uma falha na transmissão do sinal – a sua fiabilidade deve ser garantida em todos os momentos.
Elevado desempenho, transmissão de dados rápida e, acima de tudo, fiável – por vezes em condições ambientais adversas – são, portanto, requisitos que se aplicam também aos conectores instalados.
Elevado desempenho, transmissão de dados rápida e, acima de tudo, fiável – por vezes em condições ambientais adversas – são, portanto, requisitos que se aplicam também aos conectores instalados.
O que deve ter em conta ao escolher o conector adequado para HPC?
Verifique a «legibilidade» de um sinal, por exemplo, utilizando o chamado diagrama de olhos. Este indica se um sinal transmitido pode ser inequivocamente atribuído aos estados digitais 1 ou 0 no recetor.
Preste especial atenção à proteção dos seus sinais de alta velocidade. Um conector pode funcionar tanto como fonte de interferência como como dissipador. Por este motivo, recomenda-se a proteção dos sinais através de uma chapa de blindagem, para proteger os sinais sensíveis de influências externas.
Por exemplo, utilize a indutância de acoplamento para selecionar o conector adequado em termos de compatibilidade eletromagnética e, assim, evite os testes de tentativa e erro, dispendiosos e demorados, no laboratório de CEM.
Opte por uma transmissão de sinal ininterrupta, mesmo em condições ambientais extremas, como vibrações e choques. Neste contexto, o design dos contactos, o sistema de contactos e a tecnologia de ligação desempenham um papel decisivo.
White paper gratuito com um guia detalhado para a seleção do conector adequado em HPC
Como funciona o diagrama de olhos em pormenor e como é utilizado na prática?
A que deve prestar atenção ao blindar o conector, o que se entende por indutância de acoplamento em pormenor e como é que esta ajuda na seleção do conector adequado em HPC?
Que design de contacto, sistema de contacto e tecnologia de ligação garantem uma transmissão de dados fiável nas condições ambientais mais adversas e a que aspetos é necessário prestar atenção?
Encontrará as respostas a estas perguntas, com explicações detalhadas e exemplos práticos, no nosso white paper gratuito!
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Conclusão
Os desenvolvimentos atuais no setor automóvel impõem requisitos cada vez mais exigentes aos conectores instalados. À primeira vista, o papel dos conectores instalados parece passar para segundo plano devido à redução do número de unidades de controlo. No entanto, uma análise mais aprofundada revela que o seu papel ganha importância precisamente devido a esta transição para o processamento centralizado de dados através de HPC: a fiabilidade na transmissão de sinais nunca foi tão importante como hoje.
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