Xu hướng cải tiến trong phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô là điều tất yếu nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp xe hơi theo cách kết hợp các công nghệ mới bền vững.

Ngành công nghiệp xe hơi đang chuyển mình với các thiết bị ngày càng thông minh và nhỏ gọn hơn. Để nắm bắt xu hướng đó, các doanh nghiệp sản xuất xe và nhà phát triển công nghệ không ngừng đổi mới phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô, góp phần mở rộng mô hình xe tự hành trong tương lai.

Tại sao cần đổi mới phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô

Ngày nay, phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô ngày càng đóng vai trò quan trọng. Chúng mang đến những cải tiến hiện đại, tăng khả năng kết nối thông minh giữa phương tiện và người điều khiển, nâng cao tính tự hành của xe.

Tuy nhiên, điều này khiến cấu trúc ô tô dần trở nên phức tạp, gây ra các vấn đề về chất lượng và độ bảo mật của phần mềm. Do đó, để đảm bảo an toàn, ngành công nghiệp ô tô cần phải suy nghĩ lại về cách tiếp cận đối với hệ thống điện tử và phần mềm trên những chiếc xe tự lái.

7 xu hướng mới về phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô

Các xu hướng trong phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô được thúc đẩy bởi hai luồng: xã hội và công nghệ. Khía cạnh xã hội tiếp cận tương lai của xe hơi từ quan điểm môi trường và hành khách. Trong khi đó, công nghệ hỗ trợ ngược lại các yêu cầu của xã hội, đồng thời thúc đẩy hệ thống ô tô phát triển theo hướng hiện đại, thông minh.

Hợp nhất các hệ thống điều khiển điện tử (ECU)

ECU (Electronic Control Unit) được ví như bộ não của xe hơi, có chức năng kiểm soát hoạt động của các hệ thống trên xe, đảm bảo sự ổn định, chính xác, tối ưu và an toàn. Theo thời gian, số lượng ECU đã tăng lên hơn 100 ở những chiếc ô tô đời mới. Con số này vượt quá không gian hữu hạn để chứa tất cả các thiết bị điện tử và hệ thống cáp kết nối. Vì vậy, cấu trúc của xe cần có sự thay đổi và các tính năng tiên tiến hơn được ra đời. Các ECU phân tán đang liên kết lại thành các bộ điều khiển miền lớn hơn để giảm độ phức tạp cũng như bù đắp chi phí cho hệ thống dây điện trên xe.

Mục tiêu cốt lõi của việc hợp nhất là giảm số lượng phần cứng thông qua ảo hóa phần cứng bằng phần mềm. Cách tiếp cận mới này có thể được thực hiện dưới nhiều hình thức. Cụ thể, một kịch bản được đưa ra là hợp nhất phần cứng thành các ngăn xếp phục vụ nhiều yêu cầu khác nhau về độ trễ và độ tin cậy. Chẳng hạn như ngăn xếp có hiệu suất cao sẽ hỗ trợ chức năng lái xe tự động còn ngăn xếp riêng biệt có độ trễ thấp dùng sẽ cho các tính năng an toàn cơ bản. Trong một kịch bản khác, ECU sẽ được thay thế bằng một siêu máy tính, khái niệm bộ điều khiển sẽ bị loại bỏ hoàn toàn để chuyển sang mạng điện toán thông minh.

Giới hạn số lượng ngăn xếp được sử dụng với phần cứng cụ thể

Đi kèm với việc hợp nhất ECU, để làm cho phần mềm ô tô độc lập cần giới hạn số lượng ngăn xếp được sử dụng với từng phần cứng cụ thể. Bốn loại ngăn xếp sẽ trở thành cơ sở cho các thế hệ ô tô trong tương lai có thể kể đến như:

Ngăn xếp theo hướng thời gian thông qua bộ điều khiển được kết nối trực tiếp với cảm biến hoặc thiết bị truyền động, có khả năng lập kế hoạch dựa trên thời gian. 

Ngăn xếp theo hướng sự kiện và thời gian: có sự tách biệt giữa ứng dụng và thiết bị, tuy nhiên, các hành động trên xe vẫn được lên lịch theo cơ sở thời gian hoặc mức độ ưu tiên.

Ngăn xếp hướng sự kiện: tập trung vào hệ thống thông tin giải trí, chứa các chức năng cho phép người dùng tương tác với xe. 

Ngăn xếp dựa trên đám mây: kiểm soát và điều phối quyền truy cập vào dữ liệu ô tô và các chức năng từ bên ngoài ô tô, chịu trách nhiệm về giao tiếp cũng như kiểm tra an toàn và bảo mật của các ứng dụng.

Mở rộng phần mềm trung gian

Khi các phương tiện tiếp tục phát triển thành nền tảng điện toán di động, các phần mềm trung gian sẽ tạo điều kiện giao tiếp giữa các đơn vị, liên kết bộ điều khiển miền để truy cập mọi chức năng trên xe.

Nhiều bằng chứng đã cho thấy những doanh nghiệp sản xuất ô tô hiện nay đang hướng tới các kiến trúc linh hoạt hơn, bao gồm một phần mềm trung gian tổng thể, tiêu biểu là AUTOSAR. Đây là kiến trúc hệ thống mở tự động được thành lập năm 2003 bởi nhiều nhà sản xuất xe hơi lớn nhằm phát triển và thiết lập một tiêu chuẩn mở cho kiến trúc phần mềm ô tô. Nền tảng thích ứng của AUTOSAR là một hệ thống động gồm nhiều phần mềm ứng dụng trung gian, được liên kết thông qua một thành phần trừu tượng, gọi là bus chức năng ảo, hỗ trợ cho hệ điều hành phức tạp và bộ vi xử lý đa lõi hiện đại.

Phát triển hệ thống cảm biến

Về lâu dài, nhiều khả năng có thể xảy ra liên quan đến số lượng cảm biến trên xe: tăng lên, ổn định hoặc giảm. Điều này phụ thuộc vào tính khả dụng của chúng và quy định của thị trường. Cụ thể, nếu quy định về việc giám sát người lái chặt chẽ hơn thì số lượng cảm biến trong xe sẽ nhiều hơn. Đồng thời, những tính năng không cần thiết có thể bị loại bỏ và được thay thế bằng các loại cảm biến cá nhân như: cảm biến nhịp tim, nhận dạng khuôn mặt,…để phục vụ nhu cầu của người dùng.

Với sự xuất hiện của các thuật toán tiên tiến và máy học trên phương tiện tự hành, các cảm biến ngày càng được nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.

Bên cạnh đó, theo ước tính của Vish Nandlall, Phó chủ tịch Dell Technologies (Canada) cho biết lượng dữ liệu mà một chiếc ô tô tự hành tạo ra mỗi giờ là 5 terabyte. Điều này yêu cầu các nhà sản xuất không ngừng đổi mới công nghệ, trang bị thêm các loại cảm biến thông minh cho hệ thống điện tử trên ô tô để tiến hành xử lý lượng dữ liệu khổng lồ với độ trễ và hiệu suất tính toán thấp nhất.

Phát triển Ethernet ô tô 

Ethernet ô tô là một loạt các công nghệ mạng được sử dụng trong mạng cục bộ (LAN), nơi các máy tính được kết nối trong không gian vật lý.

Các hệ thống sử dụng mạng giao tiếp Ethernet chia các luồng dữ liệu thành các khung, bao gồm thông tin địa chỉ nguồn và đích, cơ chế phát hiện lỗi dữ liệu được truyền và các yêu cầu truyền lại.

Xe tự hành yêu cầu một loạt các tính năng kết nối để hoạt động hiệu quả, khiến cho nhu cầu về băng thông lớn tăng vọt. Ethernet được thiết kế để đáp ứng nhu cầu này và cung cấp tốc độ xử lý lên đến 100Mb/giây.

Mạng giao tiếp này thường được sử dụng cho hệ thống chẩn đoán và thông tin giải trí trên xe. Đây là những hệ thống nhiều dữ liệu, yêu cầu băng thông lớn để truyền ở tốc độ thích hợp nhằm duy trì sự an toàn cho người lái.

Trong thời gian tới, Ethernet ô tô và các phần mở rộng như: cầu nối âm thanh-video AVB (Audio Video Bridging) và mạng nhạy cảm với thời gian TSN (Time-Sensitive Networking) hứa hẹn sẽ thay thế các công nghệ đang được sử dụng hiện nay như FlexRay và MOST.

Nhà sản xuất phụ tùng gốc OEM kiểm soát chặt chẽ kết nối dữ liệu

Hiện nay, những chiếc xe hơi được kết nối dần trở thành tiêu chuẩn trong lĩnh vực bán lẻ. Tuy nhiên, không ít người tiêu dùng bày tỏ sự lo ngại về việc chia sẻ dữ liệu của họ với các doanh nghiệp. Do đó, các OEM (Original Equipment Manufacturer) cần đẩy mạnh kiểm soát chặt chẽ việc kết nối dữ liệu. Cụ thể, các cổng liên kết trung tâm truyền và nhận dữ liệu quan trọng về an toàn sẽ luôn được kiểm soát trực tiếp và độc quyền bởi thiết bị đầu cuối của OEM. Nhà sản xuất cam kết chỉ cung cấp dữ liệu cho các trường hợp cụ thể như theo dõi xe bị mất hoặc bảo hiểm cá nhân. 

Sử dụng điện toán đám mây để kết hợp thông tin trên xe với dữ liệu bên ngoài

Ứng dụng điện toán đám mây vào ngành công nghiệp ô tô đang trở thành xu hướng được các hãng xe và các công ty công nghệ lớn đặc biệt chú trọng. Theo đó, các thông tin không mang tính cá nhân như: thói quen của người dùng, địa điểm hay lui tới đều được mã hóa và xử lý trên đám mây để đảm bảo vấn đề về bảo mật.

Bằng việc được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo và kết nối với điện thoại thông minh, ô tô có khả năng giao tiếp hai chiều. Trong đó, các ECU có vai trò gửi và nhận dữ liệu về hành vi của người dùng để tính toán hành động và quãng đường phù hợp. Còn tính năng cập nhật FOTA (Firmware over the air) cho phép nâng cấp phiên bản phần mềm, kích hoạt các chức năng mới nhanh chóng mà vẫn đảm bảo lượng dữ liệu cần thiết. 

VinFast bắt kịp xu hướng mới về phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô

Để bắt kịp xu hướng về phần mềm và hệ thống điện tử trên xe hơi, VinFast đã cho ra mắt dòng xe điện VF e34 tại Việt Nam,  và mở bán  2 mẫu VF e35, VF e36 tại Mỹ, Canada và châu Âu vào đầu năm 2022.

Đây là ba mẫu xe sở hữu tính năng tự hành cấp độ 2 – 3, với nhiều công nghệ ô tô thông minh như: hệ thống trợ lái, cảnh báo chệch làn, lên kế hoạch hành trình chủ động, cảnh báo va chạm đa điểm, hỗ trợ đỗ xe tự động,… Bên cạnh đó, VinFast còn đầu tư cho buồng lái ảo e-cockpit với những công nghệ hàng đầu như: trí tuệ nhân tạo AI, máy học và học sâu (Deep Learning), nhận diện gương mặt, trợ lý ảo đa ngôn ngữ.

Hơn thế nữa, các dòng xe thông minh này đều được ứng dụng nền tảng điện toán đám mây hiện đại, cho phép xe kết nối với smartphone, quản lý, điều khiển và cập nhật phần mềm xe từ xa, cảnh báo chống trộm và tự động liên hệ khi gặp sự cố.

Khi người lái mất kiểm soát, các bộ ECU trên cả ba dòng xe đều có thể can thiệp sâu vào các hệ thống an toàn trên ô tô như: hệ thống cân bằng điện tử ESC, hệ thống phân bổ lực phanh EBD, hệ thống khởi hành ngang dốc, giúp chiếc xe hoạt động ổn định, luôn nằm trong tầm kiểm soát của người lái. Đặc biệt, ECU còn giúp việc chẩn đoán bệnh của động cơ diễn ra nhanh chóng đồng thời cung cấp thêm nguồn điện cho pin xe, cải thiện hiệu suất sử dụng khi tham gia vào hệ thống phanh tái tạo.

Phần mềm và hệ thống điện tử trên ô tô của VinFast không chỉ mở ra không gian hưởng thụ tiện nghi trong xe mà còn tùy biến tối đa để cá nhân hóa xe theo đặc tính và thói quen sử dụng của chủ nhân, góp phần đưa Việt Nam lên vị thế mới trên bản đồ công nghiệp ô tô thế giới.

Đặt cọc để sở hữu mẫu ô tô điện đầu tiên của Việt Nam VinFast VF e34 với hệ thống điện tử trên ô tô ưu việt. Khách hàng có thể gọi điện đến hotline 1900 232389 để được hướng dẫn chi tiết.