V svetu, kjer se tehnologija bliskovito razvija, avtomobili niso izjema. Nekoč so bili preprosta prevozna sredstva, danes pa so se preobrazili v prave računalnike na kolesih. Ta transformacija se v veliki meri odraža v naraščajočem številu procesorjev, vgrajenih v sodobne avtomobile. Število se lahko giblje od nekaj deset do več kot sto, odvisno od znamke, modela in opremljenosti vozila.
Trend vgrajevanja večjega števila procesorjev v avtomobile je v porastu. Glavni dejavnik je vse večja kompleksnost avtomobilskih sistemov, ki zahtevajo hitrejšo in bolj zmogljivo obdelavo podatkov. Avtonomna vožnja, napredni sistemi za pomoč vozniku (ADAS), infotainment sistemi in elektrifikacija pogonskih sklopov so le nekateri izmed sistemov, ki potrebujejo zmogljive procesorje za nemoteno delovanje. Poleg tega se povečuje tudi povpraševanje po luksuznih avtomobilih, ki so opremljeni z naprednimi funkcijami, kar še dodatno spodbuja rast števila procesorjev.
Uporaba procesorjev v avtomobilih
Procesorji v avtomobilih imajo širok spekter uporabe. Nekaj ključnih področij:
- Motor in pogonski sklop: Nadzor motorja, vbrizgavanje goriva, nadzor emisij, menjalnik, nadzor stabilnosti, nadzor zdrsa pogonskih koles.
- Varnost: ABS, ESP, zračni mehi, sistemi za opozarjanje na trk, sistemi za opozarjanje na zapustitev voznega pasu, sistemi za prepoznavanje mrtvega kota.
- Udobje in infotainment: Klimatska naprava, električni pomik sedežev, ogrevanje sedežev, navigacija, avdio sistem, multimedijski sistemi, povezava s pametnimi telefoni.
- Napredni sistemi za pomoč vozniku (ADAS): Adaptivni tempomat, samodejno zaviranje v sili, parkirni pomočnik, sistem za prepoznavanje prometnih znakov, sistem za nadzor utrujenosti voznika.
- Avtonomna vožnja: Obdelava podatkov senzorjev (lidar, radar, kamere), načrtovanje poti, nadzor gibanja vozila.
Vodilni proizvajalci procesorjev za avtomobilsko industrijo
Trg procesorjev za avtomobilsko industrijo je v rokah nekaj velikih igralcev:
- NXP Semiconductors: Nizozemsko podjetje, ki je vodilni na trgu avtomobilskih polprevodnikov. Njihovi procesorji se uporabljajo v širokem spektru avtomobilskih sistemov, vključno z motorjem, pogonskim sklopom, varnostjo in infotainmentom.
- Infineon Technologies: Nemško podjetje, ki je prav tako močan igralec na trgu avtomobilskih polprevodnikov. Osredotočajo se na področja, kot so avtonomna vožnja, elektrifikacija pogonskih sklopov in varnost.
- Renesas Electronics: Japonsko podjetje, ki je eden največjih dobaviteljev mikrokontrolerjev za avtomobilsko industrijo. Njihovi procesorji se uporabljajo v sistemih, kot so nadzor motorja, menjalnik in varnost.
- STMicroelectronics: Francosko-italijansko podjetje, ki je eden vodilnih dobaviteljev polprevodnikov za avtomobilsko industrijo. Njihovi procesorji se uporabljajo v sistemih, kot so infotainment, telematika in varnost.
- Texas Instruments: Ameriško podjetje, ki je znano po svojih analognih in digitalnih polprevodnikih. Njihovi procesorji se uporabljajo v sistemih, kot so napredni sistemi za pomoč vozniku (ADAS) in infotainment.
- NVIDIA: Ameriško podjetje, ki je znano po svojih grafičnih procesorjih (GPU). V zadnjih letih so se močno usmerili v avtomobilsko industrijo, predvsem na področje avtonomne vožnje, kjer so njihovi GPU-ji ključni za obdelavo velike količine podatkov senzorjev.
- Qualcomm: Ameriško podjetje, znano po svojih procesorjih za mobilne telefone, se prav tako uveljavlja na avtomobilskem trgu, predvsem na področju povezljivosti in infotainment sistemov.
- Tesla: Tesla je znana po tem, da razvija in proizvaja svoje lastne procesorje za avtomobile, s čimer se loči od večine drugih avtomobilskih proizvajalcev, ki se zanašajo na zunanje dobavitelje, kot so NXP, Infineon, Renesas itd. Teslin pristop jim omogoča večji nadzor nad strojno in programsko opremo ter hitrejši razvoj in integracijo novih funkcij, predvsem na področju avtonomne vožnje.
Vprašali se boste, kje so tu kitajska podjetja, kajne? Kitajska vlada močno spodbuja razvoj domače industrije polprevodnikov, vključno s procesorji za avtomobilsko industrijo. V zadnjih letih se je pojavilo nekaj podjetij, ki so se specializirala za to področje:
GigaDevice: Proizvajalec pomnilniških čipov (NOR Flash, NAND Flash), ki se uporabljajo v kombinaciji s procesorji v različnih avtomobilskih sistemih.
Horizon Robotics: To je eno vodilnih kitajskih podjetij za razvoj procesorjev za umetno inteligenco (AI), ki se osredotoča na avtonomno vožnjo. Njihovi procesorji, imenovani “Journey”, se uporabljajo v nekaterih kitajskih avtomobilih, na primer Li Auto in SAIC.
Black Sesame Technologies: Še eno pomembno kitajsko podjetje, ki razvija visoko zmogljive procesorje za avtonomno vožnjo. Njihovi čipi, imenovani “Huashan”, so namenjeni sistemom L2+ in višjim stopnjam avtonomije.
SemiDrive: To podjetje se osredotoča na razvoj procesorjev za kokpit (instrumentna plošča, infotainment) in napredne sisteme za pomoč vozniku (ADAS). Njihovi čipi se uporabljajo v nekaterih modelih BYD in drugih kitajskih znamk.
Huawei: Čeprav je Huawei bolj znan po svojih pametnih telefonih in telekomunikacijski opremi, se podjetje vse bolj uveljavlja tudi v avtomobilski industriji. Razvijajo lastne procesorje in platforme za pametne avtomobile, vključno s sistemi za avtonomno vožnjo.
Allwinner Technology: To podjetje se osredotoča na razvoj procesorjev za multimedijske sisteme in zabavno elektroniko, vključno z avtomobilskimi infotainment sistemi.
Rockchip: Podobno kot Allwinner, tudi Rockchip proizvaja procesorje za multimedijske sisteme in tablične računalnike, ki se lahko uporabljajo tudi v avtomobilskih infotainment sistemih.
Vrednost procesorjev in računalnikov v avtomobilih
Vrednost procesorjev in računalnikov v sodobnih avtomobilih je vse večja in predstavlja znaten delež proizvodne cene. Po nekaterih ocenah lahko stroški elektronike, vključno s procesorji, senzorji, kabli in programsko opremo, predstavljajo do 40% celotne vrednosti avtomobila, pri čemer se ta delež pri električnih in avtonomnih vozilih še povečuje. V povprečnem avtomobilu lahko najdemo procesorje in računalniške komponente v vrednosti od nekaj sto do nekaj tisoč evrov, v luksuznih in visoko tehnološko opremljenih vozilih pa lahko ta znesek preseže deset tisoč evrov.
Prihodnost avtomobilske industrije je tesno povezana z razvojem procesorjev in računalniške tehnologije. Pričakujemo lahko, da se bo število procesorjev v avtomobilih še naprej povečevalo, prav tako pa se bo povečevala tudi njihova zmogljivost. Avtonomna vožnja, napredni sistemi za pomoč vozniku, elektrifikacija in povezljivost bodo še naprej gonilne sile za inovacije na področju avtomobilskih procesorjev.
Poleg tega se bo verjetno povečala tudi integracija različnih sistemov v avtomobilu, kar bo zahtevalo še zmogljivejše procesorje, ki bodo sposobni obvladovati kompleksne naloge. Pričakujemo lahko tudi, da se bodo v avtomobilski industriji uveljavili novi tipi procesorjev, kot so na primer procesorji, optimizirani za umetno inteligenco in strojno učenje.
Še nekaj zanimivosti glede uporabe procesorjev v avtomobilizmu
Še pred nekaj leti so bili zmogljivi procesorji in napredni sistemi rezervirani predvsem za luksuzne avtomobile. Danes pa se te tehnologije hitro prenašajo tudi v cenejše modele, kar pomeni, da bo imelo vedno več ljudi dostop do varnejših in bolj udobnih vozil.
Prvi mikroprocesor v avtomobilu: Za pionirja na tem področju velja General Motors, ki je leta 1977 v modelu Oldsmobile Toronado predstavil sistem za elektronsko krmiljenje vžiga, imenovan MISAR (Microprocessed Sensing and Automatic Regulation). Sistem je uporabljal 10-bitni mikroprocesor, ki ga je razvil Rockwell International, in je bil namenjen izboljšanju izkoristka goriva in zmanjšanju emisij.
V 80-ih letih prejšnjega stoletja so se mikroprocesorji začeli množično uporabljati v avtomobilih, predvsem za nadzor motorja in vbrizgavanje goriva. To je omogočilo bolj natančno krmiljenje motorja, kar je privedlo do boljše zmogljivosti, manjšega izpusta emisij in manjše porabe goriva.
Več jeder, več moči: Podobno kot pri računalnikih in pametnih telefonih so tudi avtomobilski procesorji postali večjedrni. To pomeni, da imajo več procesorskih jeder, ki lahko hkrati obdelujejo različne naloge, kar omogoča hitrejše in bolj gladko delovanje sistemov.
Hlajenje je ključno: Zmogljivi procesorji v avtomobilih se lahko segrejejo, zato je potrebno ustrezno hlajenje. Poleg klasičnega pasivnega hlajenja (hladilna rebra) se v nekaterih primerih uporablja tudi aktivno hlajenje z ventilatorji ali celo tekočinsko hlajenje, podobno kot pri zmogljivih računalnikih.
Varnost pred hekerji: Z naraščajočo kompleksnostjo in povezanostjo avtomobilov se povečuje tudi tveganje za kibernetske napade. Proizvajalci avtomobilov in procesorjev zato veliko vlagajo v varnostne funkcije, kot so šifriranje podatkov, varni zagonski postopki in sistemi za zaznavanje vdorov, da bi preprečili hekerjem dostop do kritičnih sistemov v vozilu.
Kvantni računalniki v avtomobilih? Čeprav je to še v domeni znanstvene fantastike, nekateri strokovnjaki že razmišljajo o uporabi kvantnih računalnikov v avtomobilih v prihodnosti. Kvantni računalniki bi lahko omogočili izjemno hitro obdelavo podatkov, kar bi lahko revolucioniralo področje avtonomne vožnje in drugih naprednih sistemov.
Biometrija v avtomobilih: Procesorji v avtomobilih se bodo vse bolj uporabljali tudi za biometrično identifikacijo, na primer prepoznavanje obraza ali prstnih odtisov. To bo omogočilo personalizacijo nastavitev vozila, preprečevanje kraje in celo spremljanje voznikovega zdravja.
Umetna inteligenca na robu: “Edge AI” (umetna inteligenca na robu) je trend, pri katerem se obdelava podatkov umetne inteligence izvaja lokalno na napravi, v tem primeru v avtomobilu, namesto v oblaku. To zmanjša zakasnitve, izboljša zasebnost in omogoča delovanje sistemov tudi brez internetne povezave. Procesorji v avtomobilih bodo zato morali biti še zmogljivejši, da bodo lahko izvajali kompleksne algoritme umetne inteligence.
Vse več senzorjev: Avtomobili so opremljeni z vse več senzorji, ki zbirajo podatke o okolici in stanju vozila. Ti podatki se obdelujejo s pomočjo procesorjev, kar omogoča delovanje naprednih sistemov za pomoč vozniku in avtonomne vožnje. Število senzorjev v avtomobilih se bo v prihodnosti še povečevalo, kar bo zahtevalo še zmogljivejše procesorje.
