Vehículo definido por software

El vehículo definido por software ( SDV , por sus siglas en inglés ) es un automóvil que implementa sus funciones principales en software en lugar de hardware. Sus características principales abarcan desde capacidades de actualización hasta control por IA en múltiples niveles. El SDV representa un cambio de paradigma en la ingeniería automotriz, pasando de la ingeniería mecánica a considerar los automóviles como una plataforma para productos de software que representan la mayor parte del valor añadido . ^{[ 1 ]}

El uso de microprocesadores en vehículos de motor proviene de los requisitos del postratamiento de gases de escape con convertidores catalíticos y la prevención de lesiones con bolsas de aire , que se generalizaron en los EE. UU. hacia 1974. En los años siguientes, los sensores y controladores se conectaron cada vez más a sistemas de bus, y el bus CAN se convirtió en el estándar hacia 1986. Esto permitió una mayor integración de componentes electrónicos, lo que posibilitó nuevos sistemas de asistencia al conductor en la década de 1990. El acceso OBD (DLC OBD-II estandarizado desde 1996) comenzó a permitir la optimización del chip como una actualización de software (incluida la reprogramación ).

Las funciones de software del automóvil originalmente estaban distribuidas en múltiples componentes de varios proveedores. El fabricante de automóviles Tesla comenzó a centralizar las funciones acuñando el término "definido por software" para ello en 2012 (tomado de SDR ). Las características de un vehículo definido por software se definieron de manera diferente en los años siguientes. En 2024, la Comisión Europea inició la iniciativa SDVoF (vehículo definido por software del futuro) ^{[ 2 ]} y la Verband der Automobilindustrie (VDA) inició el proyecto S-CORE (Eclipse Safe Open Vehicle Core) ^{[ 3 ]} que dio lugar a un enfoque entre fabricantes con la definición de 5 niveles de preparación para SDV.

La transición a los vehículos definidos por software se correlaciona con la producción en masa de coches eléctricos . Esto se debe a que los coches eléctricos tienen menos componentes mecánicos que contribuyen a su valor, y a que sus baterías de gran capacidad soportan el consumo energético de la tecnología informática necesaria para los vehículos autónomos , lo que añade un nuevo valor práctico. Si bien esta conexión no es técnicamente necesaria, resulta de un cambio relativo en el desarrollo de productos hacia mayores inversiones en TI, lo que incrementa su impacto en las decisiones corporativas. Esto incluye paradojas de productividad observadas anteriormente en otros ámbitos.

Los niveles de preparación de los vehículos definidos por software se definen como ^{[ 4 ].}

• SDV Nivel 0: Vehículo de Control Mecánico
  • La mayoría de las funciones del vehículo se realizan mecánicamente; solo algunos componentes individuales, como la unidad de control del motor, contienen componentes electrónicos.
• SDV Nivel 1: Vehículo controlado eléctricamente
  • Se instalan varias ECU (Unidades de Control Electrónico), que proporcionan funciones E/E, es decir, se basan en conexiones eléctricas y electrónicas . Los microcontroladores utilizados ejecutan software embebido especializado .
• SDV Nivel 2: Vehículo controlado por software
  • Los componentes están conectados a uno o más buses de control ( CANopen ) que pueden conectar sensores y actuadores a varios megabits/segundo. Las actualizaciones de software aún se realizan en talleres, con la excepción de áreas no críticas para la seguridad, como los sistemas de infoentretenimiento .
• SDV Nivel 3: Vehículo definido por software parcial
  • Se define un sistema operativo para el automóvil que permite integrar múltiples funciones en un sistema en un chip (SoC) altamente integrado mediante un concepto de módulos y API. Estos módulos de software se pueden actualizar con correcciones de errores y mejoras de funciones a través de actualizaciones inalámbricas .
• SDV Nivel 4: Vehículo totalmente definido por software
  • Los componentes se conectan mediante una red multigigabit/s, lo que permite la separación entre software y hardware. El procesador del software es independiente de los controles y el software puede instalarse en un chip diferente. La capacidad de actualización permite instalar nuevas funciones en un vehículo que ya ha sido vendido.
• SDV Nivel 5: Ecosistema definido por software
  • La capacidad de procesamiento de los componentes electrónicos permite el uso del control mediante IA ( automatización SAE J3016 ). El software del vehículo puede conectarse a componentes adicionales y teléfonos inteligentes mediante protocolos estándar. El desarrollo posterior de la funcionalidad del software sigue los ciclos de producto y los esquemas de versionado definidos en los procesos de desarrollo de software .

A partir del nivel 3, un vehículo se considera un SDV, es decir, un vehículo definido por software.

Durante la transición a los vehículos definidos por software, surgieron características que se pueden encontrar con frecuencia en los modelos de vehículos más nuevos. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 ]}

• Las actualizaciones inalámbricas (OTA) son la característica más solicitada para SDV. Se basan en una interfaz inalámbrica (normalmente Wi-Fi o red de radio) para realizar actualizaciones de software sin necesidad de asistencia técnica. Para mejorar la frecuencia de las actualizaciones, los componentes de software se modularizan cada vez más. La disponibilidad de una interfaz inalámbrica y la gestión de variantes requerida conllevan un mayor uso de la telemetría.
• La ciberseguridad y las arquitecturas de seguridad adquieren una gran importancia. En los sistemas de infoentretenimiento, los usuarios deben tener acceso a una tienda de aplicaciones , pero esto no debe comprometer las funciones de conducción (por ejemplo, cuando se inician mediante control por voz). Para los subsistemas críticos para la seguridad, se requiere una verificación rigurosa de firmas, lo que lleva a la creación de una cadena de procesos de actualización sin interrupciones desde las primeras etapas del diseño del producto. Técnicamente, han surgido diferentes zonas de seguridad dentro del vehículo, conectadas mediante pasarelas , así como el aislamiento de módulos de software con diferentes prioridades .
• Red Gigabit combinada con una arquitectura centralizada. En el vehículo se instalan uno o más núcleos de procesamiento de alto rendimiento que ejecutan múltiples módulos de software en paralelo. En lugar de utilizar puertos de E/S dedicados en la placa de circuito de la CPU, los sensores y actuadores se conectan a través de la red.
• La conducción automatizada se está convirtiendo en una característica estándar de las nuevas generaciones de vehículos. Las potentes unidades de procesamiento permiten que incluso los modelos de vehículos pequeños incorporen numerosos sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), a veces con más de veinte funciones. Estos sistemas se pueden combinar para crear vehículos autónomos, para los cuales se requieren sistemas de IA para la percepción del entorno.
• La telemetría y la personalización forman parte de la recopilación estandarizada de datos en los vehículos. La transferencia de estos datos a un sistema de gestión de flotas puede aumentar la eficiencia y la vida útil de los vehículos. El uso compartido de vehículos y la movilidad como servicio permiten que varias personas utilicen un conjunto de vehículos. La configuración personal de un conductor puede transferirse a otros vehículos. La retroalimentación automatizada al fabricante del vehículo permite impulsar con mayor rapidez el diseño del producto. Los requisitos de protección de datos y privacidad conllevan un alto grado de complejidad.