Qu’est-ce qu’un véhicule défini par logiciel ?
Aujourd’hui, l’industrie automobile parle de véhicules définis par logiciel (SDV), mais tout le monde ne comprend pas de quoi il s’agit. Tous les véhicules ne disposent-ils pas déjà d’un logiciel automobile à l’intérieur ?
Si, mais les véhicules définis par logiciel utilisent les logiciels automobiles de façon beaucoup plus puissante. Les fonctions fondamentales des véhicules définis par logiciel sont assurées par des logiciels qui viennent s’ajouter à des ressources matérielles avancées et à un système d’exploitation moderne. Contrairement aux nombreux blocs matériels et capteurs à fonction unique et fixe qui équipaient les voitures d’autrefois. Les véhicules définis par logiciel sont plus flexibles et évolutifs, utilisent et partagent des données et sont connectés au cloud. Ils peuvent donc être optimisés au fil du temps, à l’instar de ce que les clients attendent d’autres appareils numériques. Grâce au logiciel, l’industrie automobile peut également développer de nouveaux modèles commerciaux et de nouvelles caractéristiques et fonctionnalités tout au long du cycle de vie du véhicule.
Ces différences peuvent sembler minimes, mais elles sont extrêmement importantes, et apportent des avantages et des opportunités tant aux constructeurs automobiles qu’aux consommateurs. Dans ce blog, j’apporte des précisions sur ce que j’estime être les éléments essentiels à la construction d’un véhicule défini par logiciel.
Véhicules définis par logiciel : flexibles et évolutifs
Ajout de fonctions au fil du temps
Un aspect essentiel d’un véhicule défini par logiciel, ou SDV, est sa capacité à être flexible et à permettre le développement continu du logiciel. Par le passé, les véhicules étaient conçus pour avoir des fonctionnalités et des caractéristiques spécifiques à leur sortie de la chaîne de montage, et ils ne pouvaient rien faire d’autre pendant toute leur vie. À l’inverse, les consommateurs s’attendent à ce que les logiciels de leurs autres smartphones puissent être mis à jour et à ce que la technologie s’améliore et se transforme progressivement en de nouvelles fonctionnalités. Pourriez-vous imaginer que votre smartphone reste immuable et ne puisse pas être mis à jour avec de nouvelles capacités et de nouvelles fonctionnalités ? Si un constructeur comme Tesla est célèbre pour sa conduite automatisée, il a surtout montré que la capacité d’améliorer les véhicules par le biais de logiciels est un atout majeur pour ses clients par rapport à d’autres véhicules du passé qui n’en sont pas capables.
Mises à jour Over-the-air (OTA)
Un véhicule défini par logiciel fournit une plateforme logicielle évolutive qui peut être continuellement mise à niveau pour ajouter, après la production, des fonctions et de nouveaux services qui n’avaient pas été prévus à l’avance. Cette flexibilité donne aux constructeurs automobiles, aux fournisseurs de services et à d’autres acteurs les moyens d’ajouter des fonctions et des améliorations aux voitures après leur production, grâce aux logiciels. Les consommateurs bénéficient ainsi d’une meilleure expérience, car la voiture qu’ils ont achetée s’améliore, corrige les problèmes et offre des expériences auxquelles ils n’avaient pas pensé au moment de l’achat. Je me plais à dire qu’il faut concevoir des véhicules qui offriront à l’avenir des fonctionnalités auxquelles nous n’avons pas pensé aujourd’hui. Pour y parvenir, nous avons besoin de véhicules flexibles et évolutifs, ce qui suppose d’offrir constamment de nouvelles fonctionnalités par le biais du développement de logiciels.
Les mises à jour over-the-air sont un outil efficace qui gagne en popularité dans l’industrie automobile, en particulier dans le sillage de Tesla, Mercedes-Benz, Hyundai et d’autres, qui proposent activement des mises à jour logicielles pour leurs véhicules. Pour réaliser cette transformation progressive au moyen de logiciels, il faut que le matériel de base anticipe les futures mises à jour en temps réel et qu’il comprenne une technologie matérielle permettant un développement continu après la fabrication.
Nouveaux modèles commerciaux
L’industrie automobile s’attache à comprendre comment les logiciels évolutifs peuvent débloquer de nouveaux modèles commerciaux et de nouvelles fonctionnalités. Les logiciels pour véhicules offrent la possibilité de proposer de nouvelles fonctionnalités aux conducteurs, par le biais de leur système d’infodivertissement ou d’applications pour véhicules. À titre d’exemple, il est rare de trouver des véhicules qui ne proposent pas la lecture de musique en continu dans leur système d’infodivertissement, alors qu’il y a seulement quelques années, cette intégration était très récente. Les véhicules définis par logiciel offrent à l’industrie automobile la flexibilité nécessaire pour répondre aux nouvelles tendances dès qu’elles se présentent et pour offrir les nouvelles fonctionnalités demandées par les clients, à l’instar de ce qu’ils font avec les smartphones.
Connecter des véhicules avec des applications pour smartphones
Un autre exemple est celui des services connectés (ou services de voiture connectée). Certaines voitures modernes sont équipées d’applications qui permettent de verrouiller les portes à distance, de localiser le véhicule et d’effectuer d’autres réglages simples. Une architecture logicielle moderne peut permettre aux constructeurs automobiles de doter les services connectés de capacités beaucoup plus puissantes, que ce soit dans une application ou dans le système d’infodivertissement. Ces fonctionnalités peuvent être offertes gratuitement pour fidéliser les conducteurs, ou les fabricants peuvent déployer des logiciels et facturer les nouvelles fonctions pour améliorer leurs flux de revenus. Gratuit ou non, un véhicule à logiciel défini peut offrir une plus grande valeur au fil du temps pour les véhicules grâce à des logiciels qui profitent au conducteur et à l’industrie dans son ensemble.
Architecture électrique et électronique de véhicule définie par logiciel
Le passage à un véhicule défini par logiciel est étroitement lié à l’évolution de l’architecture électrique et électronique des véhicules dans l’industrie automobile. En évoluant, l’architecture du véhicule permet d’utiliser les logiciels à des fins nouvelles et efficaces. Commençons par étudier les principales modifications matérielles apportées aux véhicules définis par logiciel.
Basés sur des réseaux modernes
Un élément essentiel pour permettre cette flexibilité est le bus de données. Les anciens véhicules étaient équipés de connexions câblées via des normes de réseau telles que le bus de données CAN (Controller Area Network), qui fixaient des sources de données spécifiques à des destinations au moment de la conception. Mais ce système comporte un certain nombre de lacunes importantes.
Premièrement, il est impossible de modifier les connexions fixes après la production, de sorte que de nouvelles capacités sont parfois impossibles à mettre en œuvre parce que les systèmes nécessaires ne sont pas accessibles. Deuxièmement, le câblage des véhicules conventionnels est incroyablement lourd : le câblage à lui seul représente généralement le troisième élément le plus lourd d’un véhicule ! Ce câblage est également difficile à assembler et nécessite un travail physique important pour acheminer de gros faisceaux de câbles dans les canaux de la voiture. Enfin, ces réseaux sont difficiles à diagnostiquer ; si l’un des câbles connaît une défaillance ou est endommagé, par exemple à la suite d’une collision, il peut être difficile d’identifier le problème et complexe, voire impossible, de le réparer.
L’Ethernet automobile simplifie le développement des véhicules
Les véhicules définis par logiciel, en revanche, adoptent des technologies de mise en réseau modernes et dynamiques. Les nouvelles normes de réseaux informatiques telles que l’Ethernet automobile permettent aux véhicules de disposer d’une connectivité souple, programmable par logiciel, en particulier en ce qui concerne les sources d’information importantes qui entrent et sortent du véhicule. Les véhicules définis par logiciel peuvent tirer parti des réseaux définis par logiciel tout en ajoutant des exigences supplémentaires pour garantir que le trafic essentiel à la sécurité est traité en priorité et que la résilience est intégrée.
Ethernet étant une ressource partagée, il n’est plus nécessaire d’établir des connexions point à point entre différents sous-systèmes. Ceci permet de réduire le poids total des câbles, d’améliorer la complexité de l’assemblage et d’accroître l’efficacité du véhicule. Ethernet facilite le développement et le débogage, ce qui permet de déterminer facilement l’emplacement des défauts et de diagnostiquer et réparer les problèmes, dans certains cas uniquement par le biais d’un logiciel.
Sonatus fournit des technologies logicielles de base pour permettre la mise en réseau moderne dans notre produitSonatus Foundation aux multiples facettes, qui permet d’ajouter, d’ajuster et d’améliorer les connexions tout au long du cycle de vie.
Coexistence de matériel et de logiciels regroupés
Le deuxième changement crucial dans les véhicules définis par logiciel est l’évolution de l’architecture du véhicule avec des capacités de calcul matérielles qui permettent le type d’évolutivité décrit plus haut. Traditionnellement, l’électronique des véhicules était composée d’un grand nombre d’unités de commande électronique (UCE), à savoir des boîtiers matériels et leurs logiciels intégrés associés qui exécutent une fonction unique, telle que l’utilisation des vitres, de la climatisation ou du freinage. Cette boîte (souvent une « boîte noire » au sens propre comme au sens figuré) n’a pas changé au cours de sa vie et n’a rempli que cette seule fonction. Non seulement son utilisation est coûteuse, lourde et difficile à gérer, mais elle constitue également un obstacle à la mise à niveau et au développement continu.
Au lieu de cela, les véhicules définis par logiciel adoptent des unités matérielles de calcul moins nombreuses et mieux regroupées, qui exécutent des tâches multiples, un peu comme votre ordinateur ou votre smartphone qui font tourner plus d’une application en même temps. Grâce à des techniques telles que l’utilisation d’un système d’exploitation moderne, la virtualisation, les hyperviseurs et les conteneurs d’application, ces applications peuvent partager les ressources matérielles et fonctionner côte à côte, sans interférer les unes avec les autres. Cette évolution de la plateforme logicielle simplifie considérablement la conception des véhicules, réduit le poids et la complexité de l’assemblage et permet d’ajouter de nouvelles capacités au fil du temps.
La consolidation peut réduire le coût total
On pense souvent à tort que les coûts des constructeurs automobiles iront en augmentant au fur et à mesure qu’ils ajouteront les technologies nécessaires, mais la réalité est probablement tout autre. Bien que le développement de logiciels soit plus important dans un véhicule défini par logiciel et que les systèmes électroniques individuels puissent être plus coûteux pour mettre en œuvre une plus grande puissance de calcul, en tout le coût global du matériel dans le véhicule peut être réduit de manière significative. Étant donné que les véhicules conventionnels peuvent comporter jusqu’à 150 ECU pour gérer les différents capteurs, les impératifs de sécurité et les équipements de confort, la réduction du nombre total de calculateurs dans les voitures peut permettre de réaliser d’importantes économies en matière de matériel. Bien que le développement de logiciels par les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs soit plus complexe, le coût global des dépenses d’investissement (CapEx) et des dépenses d’exploitation (OpEx) pour les constructeurs automobiles est réduit.
Innovation axée sur les données dans les véhicules définis par logiciel
Les véhicules modernes ont des centaines de capteurs qui produisent une quantité considérable de données à l’intérieur du véhicule. Par ailleurs, les conducteurs s’attendent à recevoir toute une série de données provenant de l’extérieur de la voiture, qu’il s’agisse de l’audio en continu, de la navigation, du trafic en temps réel et, à l’avenir, même des communications provenant d’autres véhicules ou infrastructures proches. Le défi pour l’industrie, dans les deux sens, est de gérer le volume même, qui peut éclipser la capacité à l’envoyer sur les réseaux LTE et à le stocker. Selon McKinsey, une voiture peut produire environ 25 gigaoctets de données par heure.
Les données du véhicule n’ont pas toutes la même utilité, comme par exemple l’annonce répétée « Tous les systèmes sont OK dans le système n° 723 » toutes les 50 millisecondes. Il est bien plus utile de détecter des schémas de problèmes qui nécessitent des rapports détaillés pour permettre une action proactive ou une maintenance préventive. Cela nécessite des solutions logicielles capables de poser des questions ciblées sur les données des véhicules et d’affiner rapidement ces demandes. Cette capacité à poser des questions précises sur les données du véhicule est l’un des avantages uniques de Sonatus Data Collector.
Les véhicules définis par logiciel sont des véhicules connectés
Après toutes ces réflexions sur les données, la quatrième caractéristique essentielle d’un véhicule défini par logiciel est qu’il est connecté. Aujourd’hui, les véhicules sont de plus en plus connectés pour fournir des services spécifiques tels que le Wi-Fi embarqué, des services de diffusion en continu ou des informations sur le trafic en temps réel. Cette intégration est un bon début, mais la fourniture d’une connectivité continue au cloud peut permettre d’élaborer des fonctionnalités qui n’auraient pas été possibles sans elle.
Le cloud est un endroit naturel pour capturer les précieuses données des véhicules mentionnées plus haut, ainsi que pour offrir une grande puissance de calcul, dont l’intelligence artificielle, afin de détecter des schémas importants avec les logiciels qui pourraient indiquer des problèmes sous-jacents. Les systèmes cloud font partie intégrante de la conduite automatisée (ADAS) et de la conduite autonome plus avancée, mais ce n’est qu’un des avantages du cloud.
Le cloud offre également une plateforme riche pour fournir des services de divertissement et de contenu aux utilisateurs. Cette tendance ne fera que s’accentuer au fur et à mesure que l’autonomie de conduite augmentera, permettant aux conducteurs et aux passagers de profiter de services d’information et de divertissement plus riches dans le cadre de leur expérience de conduite quotidienne. Le cloud favorise également le développement et le prototypage du code logiciel plus rapidement. Sonatus collabore avec les principaux fournisseurs de cloud tels que AWS, Google Cloud, ainsi qu’avec les clouds privés des OEM pour permettre bon nombre de ces améliorations et augmenter la valeur que la connectivité peut apporter par rapport aux véhicules non connectés du passé.
Conclusions pour l’industrie automobile
Un véhicule défini par logiciel permet de développer de nouveaux cas d’utilisation et de nouvelles expériences, mais la réalisation de ces avantages exige des changements fondamentaux : flexibilité et logiciels évolutifs, consolidation du matériel, optimisation des données et connectivité au cloud. Grâce à ces quatre caractéristiques essentielles, les véhicules définis par logiciel offrent de nouvelles expériences et de nouveaux services à valeur ajoutée qui peuvent également générer des revenus pour les OEM et offrir un avenir passionnant aux OEM et aux consommateurs.
En savoir plus sur les podcasts Sonatus
Pour en savoir plus, Sonatus produit un podcast vidéo et audio intitulé « The Garage » qui traite de la technologie automobile avancée et du développement des véhicules définis par logiciel. Dans notre épisode inaugural « Qu’est-ce qu’un véhicule défini par logiciel ? », Jeff Chou, PDG de Sonatus, et moi-même discutons des véhicules définis par logiciel et de leurs caractéristiques clés. Vous pouvez trouver le podcast dans notre Bibliothèque de ressources, sur YouTube, sur Spotify sur Apple Podcasts. S’abonner à à la chaîne YouTube de Sonatus pour être informé des prochains épisodes.