Представленные на CES-2016 новинки в очередной раз доказывают, что мир автомобилей и мир технологий тесно сливаются, и в результате получаются новые концепции и системы управления. Смотря на эти достижения, можно увидеть автомобиль будущего.
Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе в первую очередь является выставкой технологий, но в этом году производители автомобилей совместили это мероприятие с представлением самых разнообразных и передовых концепт-каров.
Дебютировали новинки фирм Volkswagen, BMW, Aston Martin и нового производителя Faraday Future, в то время как многие другие представили на выставке свои новейшие технологии и инновации. Самой популярной темой среди новейших автомобилей этого года является подключение машин к сети. Большинство производителей показали, как их автомобили будут смогут подключаться к другим умным устройствам в будущем.
Большие компании также показали, как они повышают уровень автомобильных технологий, чтобы удовлетворить потребности современных технически подкованных покупателей.
Смотрите в обзоре 17 ключевых новостей автомобильных технологий, представленных на Consumer Electronics Show 2016 года.
1. Aston Martin Rapide S
Концепт-кар подключенного автомобиля (Connected Car) от Aston Martin оснащен информационно-развлекательной системой, разработанной китайскимтехнологическим гигантом Letv. Aston Martin также намеревается построить электрический суперкар для Letv.
2. Концепция интерьера Audi
Как и у концепта e-tron quattro, в салоне новой Audi установлена информационно-развлекательная система нового поколения.
3. Беззеркальный концепт BMW i8
BMW хочет продемонстрировать преимущества замены внешних зеркал на камеры, которые могут охватывать более широкий сектор обзора и предупреждать водителей об опасности.
4. Тактильный сенсорный экран Bosch
Bosch планирует помочь держать глаза водителя на дороге с помощью новой информационно-развлекательной системы тактильной обратной связи.
5.Электрический Chevrolet Bolt
Новый, полностью электрический хэтчбек от General Motors предлагает заявленный пробег 320 километров.
6. Безумный концепт Faraday Future
FFZERO1 - первый концепт-кар от нового китайского стартапа, который оказался достаточно хорош, чтобы посетители CES сворачивали шеи. Машина анонсирует стайлинг новой фирмы.
7. Автономное будущее Ford
«Голубой Овал» утраивает размер своего автономного испытательного транспортного флота. Тестирование в реальном мире продолжается в нескольких штатах США.
8. Система слежения за глазами Harman
Новая технология Harman использует программное обеспечение для отслеживания глаз водителя и камеру для контроля его состояния и настороженности.
9. Подключенный автомобиль Jaguar F-Pace
Jaguar сотрудничает с Intel, чтобы показать возможности подключенных автомобилей. Этот F-Pace подскажет водитлю, если тот оставит личные вещи в доме.
10. Виртуальная реальность Audi
В этом году Audi начнет применять наушники виртуальной реальности в своей дилерской сети. Это позволит клиентам визуализировать свой автомобиль в режиме реального времени.
11. Kia Drive Wise
Все будущие технологии автономного вождению Kia будут проходить под маркой Drive Wise. Бренд готовятся испытать на дорогах общего пользования в штате Невада.
12. Rinspeed Etos
Последний концепт-кар Rinspeed построен на основе BMW i8 и оснащен дроном, который может быть послан, чтобы забрать посылку или стримить поездку онлайн. Автомобиль также полностью автономный и имеет настраиваемый интерьер.
13. Маппинг от Toyota
Это новая технология построения окружающего мира из отдельных частей изображения, используя данные от GPS-устройств и бортовых камер.
14. Видение будущего от BMW i
Даже маленькие машины, такие как VW Golf, оснащаются новыми технологиями.
Новая немецкая информационно-развлекательная система нового поколения с функциями управления жестами и передовой функцией распознавания голоса.
17. Управление Volvo с помощью умных часов.
Владельцы умных часов Microsoft Band 2 в скором времени будут в состоянии контролировать элементы управления своих автомобилей.
Благодаря новейшим технологиям, автопромышленность в ближайшие годы будет выпускать .
Современные «цифровые» автомобили содержат десятки контроллеров , объединенных в специальную локальную сеть. В автомобиле множество функций управления можно условно разделить на две группы:
первая группа обеспечивает надёжное функционирование основных узлов автомобиля, например, электронное управление двигателем и обеспечение безопасности: АБС, подушки безопасности и другие.
ко второй группе относятся различные электронные системы управления, обеспечивающие сервис, комфорт и развлечения пассажиров.
Например, бюджетный авто Пежо-206 содержит 27 контроллеров фирмы NEC .
Современный автомобиль, как и любую компьютерную систему с точки зрения объекта управления, можно представить состоящим из множества аналоговых и цифровых датчиков, набора исполнительных устройств и механизмов. На рис . представлены основные узлы автомобиля, для управления которыми используются автомобильные компьютеры.
Рис. Основные узлы автомобиля, управляемые компьютерами
Например, модель BMV745 использует такой микропроцессор, какPentium4.
Рис. Разрядность встраиваемых микроконтроллеров
Примеры используемых ОС во встраиваемых контроллерах. Наиболее популярным выбором является готовая коммерческая операционная система. В обзоре коммерческих операционных систем в последние годы системаMSEmbedded имела самую большую долю рынка, как видно из рисунка.
Рис. Операционные системы встраиваемых микроконтроллеров
На следующем рис. показаны распространенные языки программирования для разработки встроенных систем и,как видно, семейство языков С используется в большинстве разработок. Как видно из диаграммы находит также использование язык ассемблера для некоторых разработок.
Рис. Языки программирования встроенных микроконтроллеров
Краткая история развития микропроцессорных систем
1970 – Intel4004 - первый 4-битный МП;
1972 – Intel8008 - 8-ми битный;
1973 – Intel 8080 K580 (СССР) - аналог I8080;
Intel8085 - помимоCPUбыли таймеры, контроллер прерываний и пр.;
1976 – Intel 8048 - первый контроллер;
1978 – Intel 8051 - MCS 51 (Micro Computer System)
Середина 90-х – семейства: Intel151 иIntel251 – 8 битные, но адресуемая память: 2 20 и 2 24 .
1976 – I8086/I8088 (PCXT - IBM), К1816 (СССР) –аналог I8086.
EC1840 –CCCP–PCXT
1995 – (embedded) – разработаны однокристальные МК архитектуры Х86: 16- и 32-битные.
Основные требования к контроллерам
Коммерческие : 0 … + 70 0 С;
Расширенные : -40 … +85 0 С;
Военные : -55 … +155 0 С;
Низкая стоимость;
Высокая надежность;
Высокая степень миниатюризации;
Малое энергопотребление;
Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:
Достаточная производительность для выполнения наборов функций
Архитектурные признаки контроллеров
Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярнаflash;
Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;
По разрядности контроллеры бывают:
Четырехразрядные- самые простые и дешевые;
Восьмиразрядные – наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51
Шестнадцатиразрядные iMCS96 ,i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.
32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие
64-х битные (обработка видео)
8-разрядные МК имеют очень широкое применение в различных АСУТП по следующим причинам:
Основная область применения 8-разрядных МК – устройства интеллектуального управления промышленной автоматики и бытовой аппаратуры. В данных применениях не требуется высокоразрядной арифметической обработки, большой процент логических преобразований, не требуется высокого быстродействия в жестких условиях реального времени. Таким образом, 8-битовые МК имеют свою нишу и в настоящее время широко используются промышленные контроллеры, называемые ПЛК .
Много новых применений, где МП ранее не использовалась, но МК не так заметны широкому кругу потребителей продукции, как ПК, так как они с ним не сталкиваются напрямую
МК также характеризуются двумя видами архитектуры: закрытой и открытой, Закрытая архитектура характеризуется отсутствием линий магистралей данных и адреса на внешних выводах корпуса МК, т.е.внешнее наращивание памяти программ, данных и портов не предполагается.
Режимы работы периферийных модулей контроллера настраиваются программно посредством регистров специальных функций этих модулей (таймеры, КП, АЦП, адаптеры параллельные и последовательные и др.
Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register ).
Повышение производительности МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:
Развитие архитектуры ЦПУ МК, например RISC-архитектура
Повышение тактовой частоты
Специализация команд и периферийных модулей МК
Повышение надежности
Переход на на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.
Широко известными фирмами-производителями МК являются Motorola,Microchip,Philips,Atmel,Simensи,Intel, др. И что очень важно – все это является теперь доступным российским разработчикам систем, примером является присутствие в нашем ВУЗе некоторых из ведущих мировых фирм(Motorola,Philipsи др.) Естественно из-за этого есть и проблемы: что выбрать?
MCS 51 является популярным семейством и ряд фирм выпускают клоны:
Ремонт автомобилей - дело трудоемкое. В наше время инновационных технологий компьютерные техники охватывают все больше и больше аспектов во всех сферах жизни. Добрались они и до автомастерских. Традиционный подход к ремонту постепенно остается позади. Современным техникам приходится совершенствоваться в плане автомобильного ремонта, используя при этом достижения новых технологий. Эти технологии основываются на диагностике, что позволяет быстро отремонтировать автомобиль. Естественно, для рядового владельца машины ремонт будет стоить весьма недешево. Но такие цены оправданы, ведь автомастерским приходится тратить немалые деньги на сертификацию и повышение конкурентоспособности. Что ж, давайте посмотрим, какие нововведения нам предлагают автомастерские будущего. 1) Дешевые самодельные компьютеры Британскими учеными был разработан Raspberri Pi - небольшой компьютер, функция которого состоит в том, чтобы учить детей программированию. Естественно, как и у каждого нововведения, у Raspberri Pi есть позитивные и негативные стороны. Он дешевый и универсальный, что хорошо для любого среднестатистического пользователя. Однако, чтобы Raspberri Pi выполнил какое-либо действие, его нужно запрограммировать, что под силу не каждому. Касаемо автомобилей, этот компьютер однозначно пригодился бы в ремонте. Например, он проводил бы диагностику данных, собирал статистику производительности, что помогло бы модернизировать и улучшить технологии ремонта. Благодаря низкой цене, компактности и удобстве в использовании диагностический компьютер вполне может быть неоценимым помощником автомеханикам.Raspberri Pi в салоне автомобиля 2) Новые технологии кузова Безусловно, с развитием новых веяних в компютерных технологиях, автомастерским понадобится обновление их техники и оборудования. Например, алюминевые кузовные панели. Ранее алюминий использовали только самые высокопроизводительные автомобили. Сейчас все больше и больше производителей внедряют в дизайн своих автомобилей алюминий. В частности, Ford заявил, что собирается выпустить линейку автомобилей с алюминиевыми кузовами. Это весьма практичное решение, ведь алюминий - легкий и прочный материал. Эти его свойства помогут соблюдать требования по выбросу выхлопных газов и безопасности. Следует заметить, что автомобили с алюминиевыми панелями достаточно прочны. Они дольше функционируют. А если вдобавок использовать камеры заднего обзора и системы предупреждения столкновения, можно уменьшить риск аварий и серьезность повреждений при них. 3) Беспроводная передача данных Беспроводное обновление программного обеспечения здорово исправило бы текущие проблемы и наладило оценку пробега. С его помощью техники смогли бы диагностировать проблемы безопасности и производительности. Как правило, такое программное обеспечение постоянно нуждается в обновлении, что не является удобным. Компания Tesla Motors, которая известна производством электромобилей, планирует обеспечить их обновления беспроводным путем прямо из дома, по аналогии со смартфоном или компьютером. Такое беспроводное подключение весьма сомнительное, поскольку взломать его не так уж и сложно. 4) Дополненная реальность Новые автомобили нынче оснащены сложной, а иногда и опасной в использовании электроникой или гибридной трансмиссией, компьютеризированными компонентами, модернизированными системами безопасности, а также сетью датчиков, которые контролируют каждый сантиметр. Это в корне меняет процесс починки автомобилей. Представьте только: вы надеваете Google Glass, и вашему взору открывается вся возможная информация об автомобиле. Следом запускаете компьютер, который будет сопровождать вас в процессе ремонта, открываете приложение, которое поможет визуально очертить и приблизить ту или иную зону автомобиля. Удобно, не правда ли? На автомибильном рынке такую технологию, именуемую как дополненная реальность, хочет опробовать Volkswagen. Для грядущего VW XL1 был представлен мобильный технический ассистент дополненной реальности, сокращенно MARTA. Он улучшит безопасность работы, а также поможет сэкономить время. В ближайшем будущем такие приложения дополненной реальности помогут владельцам автомобилей самостоятельно их ремонтировать. 5) 3D-печать Наверняка, все о ней слышали. 3D-печать уже существует и практикуется для воссоздания существующего объекта или создания совершенно нового по конструкции пользователя. Это может быть особенно полезно для ремонта старых автомобилей, когда техники столкнутся с отсутствием определенных деталей - достаточно будет взять сломанную вещь, отсканировать ее и распечатать новую. Промышленным 3D-принтерам придется проделать длинный путь, чтобы прижиться в автомастерских. Зато потом каждый сможет использовать их возможности для быстрого восстановления поврежденных или потерянных деталей. 3D печать деталей автомобиля
Компьютерный дизайн и компьютерное производство произвели революцию в проектировании автомобилей, воздушного и наземного транспорта. Раньше проектировщики машин моделировали прототипы из глины, затем тщательно измеряли модель, чтобы получить штамповочные размеры.
В наше время, создавая модель на компьютере, дизайнеры достигают большей точности в проектировании и в производстве, чем когда-либо прежде. Вместо того чтобы помещать глиняные модели в ветряные туннели, чтобы оценить их аэродинамические характеристики, проектировщики могут подвергнуть модель компьютерному тестированию и удостовериться в ее устойчивости. Точно так же прочность машины может быть проверена без затрат на разрушение автомобиля. Компьютеры могут тестировать машины и на такие факторы, как вибрация, теплопроводность, видимость. Даже внутреннее строение машины может быть спроектировано на компьютере, что позволяет достичь более эффективного дизайна двигателя и пассажирского салона.
Дизайн корпуса
Основная роль в дизайне автомобиля принадлежит компьютеру. Графика предоставляет дизайнерам большую подвижность и точность по сравнению со старыми глиняными моделями.
Компьютеризированный дизайн автодвигателя
Терминал автоматизированного проектирования
Компьютер может вычислить и показать поле видимости с места водителя.
Устойчивость машины, экономия горючего и некоторые другие показатели зависят от того, как воздух обтекает корпус машины во время движения. Линии, обозначающие потоки воздуха справа и внизу, показывают области высокого и низкого давления. Чтобы проанализировать сложные водовороты воздушных потоков, требуется суперкомпьютер .
Части и компоненты
После того как разработан внешний стиль машины, необходимо определить место для внутренних узлов и компонентов. Раньше эта задача осуществлялась при помощи двухмерных чертежей, однако компьютер может тестировать различные устройства, передвигать компоненты и исследовать взаимосвязь между ними в трех измерениях.
