Ein Superhirn für das Smartphone auf Rädern

3.9.2021

Ein Superhirn für das Smartphone auf Rädern

 

Für autonomes und vernetztes Fahren benötigen die Autos eine enorme Rechenkapazität, um die sehr großen Datenmengen von Sensoren, Kameras und weiterer Technik in Echtzeit verarbeiten und darauf reagieren zu können. Der führende Halbleiterhersteller Qualcomm Technologies, Inc. nutzt seine Kompetenz aus dem Mobilfunkbereich, um Autos darauf vorzubereiten.

Snapdragon Ride von Qualcomm zentralisiert die verstreuten Steuergeräte des Autos in einem leistungsfähigen Zentralrechner, der vernetzt, skalierbar und anpassbar ist. Das Superhirn macht künftig auch automatisiertes Fahren möglich und warnt andere Verkehrsteilnehmer vor Gefahren.

Die kleine Helikopter-Drohne hebt ab, erreicht ihre Flughöhe von drei Metern, hält diese für 39 Sekunden und landet wieder. Für die Wissenschaft ist das eine Sensation, denn die Drohne namens Ingenuity („Einfallsreichtum“) hat ihren Jungfernflug auf dem Mars erfolgreich absolviert. Damit hat sie bewiesen, dass Flüge auf dem fernen Planeten möglich sind. Wegen der enormen Entfernung muss die Drohne autonom fliegen können – Ingenuity wird deshalb mit Technologie der Firma Qualcomm gesteuert. Qualcomm Snapdragon Chips werden auch in den meisten irdischen Smartphones verbaut – und schon jetzt in immer mehr Autos.

Qualcomm, weltweit Innovationsführer im Bereich der Mobilfunktechnologie und die treibende Kraft hinter der Entwicklung, der Inbetriebnahme und dem Ausbau von 5G, drängt ins Auto der Zukunft. Vernetzung, automatisiertes Fahren und das elektronische Dashboard sind die Felder, auf denen der Halbleiterhersteller seine Stärken voll ausspielen kann. Denn hier werden leistungsstarke Prozessoren gebraucht, wie Qualcomm sie liefert. So übernimmt ein Modem von Qualcomm beispielsweise die Kommunikation des Autos mit der Cloud, mit der Infrastruktur und mit anderen Verkehrsteilnehmern: „Damit kann ein Fahrzeug andere warnen, etwa vor Eis auf der Straße, einem Unfall hinter der Kurve oder einem Stau“, sagt Stefan Marxreiter, Vice President für Business Development bei Qualcomm.

Ist der Fahrweg frei? Welche Verkehrsteilnehmer nähern sich dem Auto? Gibt es ein Tempolimit? Kameradaten für automatisiertes Fahren auszuwerten ist eine der Aufgaben der von Qualcomm entwickelten Plattform „Snapdragon Ride“.

Die Automobilindustrie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, in dessen Mittelpunkt Lösungen mit KI-Technologien (Künstliche Intelligenz) stehen. Diese kommen zum Beispiel bei der Mobilfunkanbindung, bei Audio und Multimedia sowie der Bilderkennung zum Einsatz. Die Technologien unterstützen Anwendungen wie Infotainment, Fahrerüberwachung und ADAS-Funktionen (Advanced Driver Assistance System), also Fahrerassistenzsysteme.

Sich verändernde Verbrauchererwartungen – zusammen mit neuen Kommunikations- und Automobiltechnologien – führen dazu, dass Autos immer vernetzter, autonomer und elektrifizierter werden. Modernste Konnektivitätstechnologien wie 5G-Mobilfunk und C-V2X (Cellular vehicle-to-everything) treiben diesen Wandel voran, und ermöglichen die Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung. So entsteht beispielsweise ein neues digitales Cockpit mit Car-to-Cloud-Diensten, um vernetzte Fahrzeuge stets mit neuer Software versorgen zu können. Außerdem lassen sich neue Dienste und Funktionen auch nachträglich im Fahrzeug freischalten.

Das digitale Cockpit mit seinen vielen hochauflösenden Bildschirmen stellt neue Herausforderungen an die Rechenleistung des Fahrzeugs. Qualcomm hat unter anderem die Sprachsteuerung Alexa von Amazon integriert.

Das Auto wandelt sich und wird zu einem aktiven Teil eines größeren Netzwerks. „Qualcomm bietet Lösungen für diese neuen Entwicklungen und betrachtet alle Komponenten als ein vernetztes System. Das moderne Auto wird sich nahtlos und kontinuierlich mit der Cloud und mit seiner Umgebung verbinden können“, berichtet Marxreiter weiter. C-V2X-Technologien werden daher eine wichtige Komponente für zukünftige Fahrzeuge sein, um autonomes Fahren ergänzend zu unterstützen. 5G wird es den Fahrzeugen ermöglichen, umfangreiche Echtzeitdaten auszutauschen, die das vollständig autonome Fahren weiter verbessern und die Verkehrssicherheit sowie die Verkehrseffizienz steigern.

Voll vernetzte Autos kommunizieren mit der Cloud, der Infrastruktur und mit anderen Fahrzeugen. Auch die Kommunikation mit schwächeren Verkehrsteilnehmern wie Fahrradfahrern, Elektrorollern und Fußgängern ist möglich.

Damit ein Fahrzeug aber zeitkritische Entscheidungen eigenständig treffen kann, wird ein Datenaustausch ohne Verzögerung notwendig, um zum Beispiel mit anderen Fahrzeugen oder Objekten wie Ampeln kommunizieren zu können. Mit 5G wird es möglich sein, einen solchen schnellen Datenaustausch zu realisieren und dabei optional auf lokale Rechenzentren sowie auf die Cloud zuzugreifen.

Die Rechenleistung muss um das zwanzigfache steigen

Neue Warnsysteme, die auf dem Datenaustausch zwischen Verkehrsteilnehmern basieren, können mit diesen neuen Technologien realisiert werden. Während zum Beispiel klassische Radsensoren zwar glatte Straßen erkennen, sind Frontkameras notwendig, um frühzeitig auf Straßensperren zu reagieren. Ein vernetztes Auto könnte in diesem Fall weitere Verkehrsteilnehmer frühzeitig warnen.

„Die Kombination aus KI-Technologien und 5G-Mobilfunk wird das künftige Fahrerlebnis verändern“, so Marxreiter. Ermöglicht wird dies mit der Snapdragon Ride-Plattform, einer skalierbaren und vollständig anpassbaren Lösung von Qualcomm, um in einem Auto unter anderem Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren zu realisieren. Die Chiptechnologie nutzt moderne 5-Nanometer-Fertigungsverfahren, während die Software ein komplettes System für Anwendungen wie Bildverarbeitung, Objekterkennung, automatisiertes Einparken, erweiterte Sensorverarbeitung und Fahrerüberwachung unterstützt.

Damit automatisiertes Fahren nach den Stufen 4 oder 5 möglich wird, muss die Rechenleistung der Fahrerassistenzsysteme im Auto um mehr als das zwanzigfache steigen. Qualcomm offeriert hier ein System, das 700 TOPS (Trillionen Rechenoperationen pro Sekunde) ermöglicht, dabei aber nur 130 Watt an Strom verbraucht. Zum Vergleich: ein Oberklasse-Smartphone schafft heute etwa 30 TOPS.

Das Digital Chassis als neue Fahrzeugarchitektur

Das digitale Auto der Zukunft wird deutlich mehr Halbleiter benötigen. Dies wird die Art und Weise, wie die Fahrzeugarchitektur aufgebaut ist, grundlegend verändern. Aus Effizienz- und Kostengründen sind Hersteller bestrebt, möglichst viele Elektronik- und Halbleiterkomponenten zu konsolidieren. Funktionen, die früher auf viele verschiedene kleinere Steuergeräte verteilt waren, werden in einzelnen größeren Blöcken zusammengeführt, ergänzt um neue Software-Applikationen. Die gesamte digitale Funktionalität wird in einem „Digital Chassis“ zusammengefasst, einer neuen Ebene in der Fahrzeugarchitektur. Diese digitalen Technologien stärken zudem die Markenidentität im Innenraum. Beispielsweise werden mehr und größere Bildschirme im Fahrzeug verbaut, die zur Darstellung größerer Navigationskarten und vielfältigen Unterhaltungsmöglichkeiten genutzt werden können. So wandelt sich das Auto hin zu einer Infotainment-Zentrale, in der Fahrer und Passagiere ganz unterschiedliche Inhalte nutzen können.

Die vierte Generation der Snapdragon Automotive Cockpit-Lösung von Qualcomm bietet für die neuen Anforderungen nochmals verbesserte Funktionen für Grafik, Multimedia, Bilderkennung und KI. Dadurch können Hersteller ein integriertes, kontextbezogenes und ständig adaptives Cockpit entwickeln, dass sich den Vorlieben der Insassen anpasst.

„Bei Qualcomm sind wir sind gespannt auf die neuen Innovationen, Erfahrungen und Dienste, die wir künftig erleben werden“, sagt Marx-
reiter. „KI und 5G-Mobilfunk werden für die Transformation des gesamten Transportsektors eine Schlüsselrolle spielen.“

Das Unternehmen

 

Qualcomm ist weltweit führend bei der Entwicklung innovativer Mobilfunktechnologien und die treibende Kraft hinter der Entwicklung, Einführung und Erweiterung von 5G.

Die mobile Revolution begann mit der Verbindung von Telefon und Internet. Heute unterstützen Technologien von Qualcomm das mobile Ökosystem und sind in jedem 3G-, 4G- und 5G-Smartphone zu finden. Wir bringen die Vorteile des Mobilfunks in neue Indus-trien, darunter die Automobilindustrie, aber auch in das Internet der Dinge. Dies ebnet den Weg zu einer Welt, in der alles und jeder nahtlos kommunizieren und interagieren kann.

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