Komputer na kółkach

Połączenie motoryzacji z dynamiczną branżą informatyczną daje obiecujące perspektywy zarówno dla jednej, jak i drugiej dziedziny.

Połączenie motoryzacji z dynamiczną branżą informatyczną daje obiecujące perspektywy zarówno dla jednej, jak i drugiej dziedziny.

Historia elektroniki w samochodzie zaczyna się od jego "serca" - silnika, co było związane z chęcią zwiększenia mocy pojazdu za pomocą tzw. bezpośredniego wtrysku paliwa (Benz 300 SL, rok 1954). Ćwierć wieku później były już dostępne układy scalone i , pojawił się system przeciwblokady hamulców ABS (1978). Mija kolejnych kilka lat, żeby następny trzyliterowy skrót znów zaczął elektryzować, pardon, "elektronizować", samochodowy świat. To rok 1987 i ASR (Acceleration Slip Regulation), zwany także systemem trakcji TCS (Traction Control System). I wreszcie rok 1995 - publiczne narodziny ESP (Electronic Stability Program).

To ostatnie urządzenie łączy zalety ABS i ASR, a rozgłos zyskało, ratując producentów mercedesa klasy A przed utratą zaufania klientów, po wywrotkach podczas tzw. testów łosia (niem. Elchtest): fabryka w Stuttgarcie zdołała ocalić swoją skórę, stabilizując pojazd właśnie układem ESP. Urządzenie, z informatycznego (a dokładniej informacyjnego) punktu widzenia, jest cztery razy bardziej złożone od ABS. Skądinąd, od czasów teorii Shannona, wiemy, że liniowy przyrost informacji wymaga eksponencjalnego przyrostu danych. Obrazuje to złożoność tego systemu.

Kosmiczne przyspieszenie

To, co wystarczyło, by człowiek wylądował na Księżycu, dzisiaj nie byłoby w stanie kontrolować ruchu opon średniej klasy samochodu, np. forda focusa czy nowego "garbusa" Beetle. Chociaż brzmi to niewiarygodnie, to dzisiejsze systemy ESP mają informatycznie większą moc niż komputery pokładowe z czasów kosmicznych misji Apollo. Oprogramowanie ESP na bieżąco musi przetwarzać dane z czujników, dotyczące 80 zmiennych. Do ciągle monitorowanych wartości należą m.in. przyspieszenie skrośne pojazdu, kąt skrętu kierownicy, moment obrotowy na osi napędowej czy różnice w wysokości rzeźby bieżnika na poszczególnych kołach. O tak oczywistych, jak prędkość samochodu bądź ciśnienie płynu hamulcowego, nie warto nawet wspominać, wszystko zaś dzieje się w czasie jak najbardziej rzeczywistym.

ESP jest tylko jednym z wielu systemów elektronicznych na pokładzie nowoczesnego samochodu. W praktyce każda zmiana podnosząca poziom bezpieczeństwa jazdy bądź jej komfort pociąga za sobą dodatkową komputeryzację samochodu. Nowsze systemy kontroli poduszek powietrznych (airbag) sprawdzają, gdzie siedzą pasażerowie, czy zamontowano fotelik dziecięcy, a nawet to, w jakiej pozycji siedzi pasażer (jeśli jego głowa znajduje się zbyt blisko szyby, to uruchomienie bocznej poduszki mogłoby narobić więcej szkody niż pożytku). Z kolei algorytmy sterujące klimatyzacją uwzględniają np. poziom nasłonecznienia poszczególnych stron pojazdu. Specjalistom z zakresu nowej dziedziny - informatyki pojazdowej - nie grozi zatem bezrobocie.

Wszystkie te układy potrzebują sporo mocy. Żegnajcie zatem poczciwe akumulatory w 12 V standardzie - na horyzoncie widać już baterie "a` la lekki czołg": 42 V. To z kolei oznacza wzrost zużycia paliwa. Przy całej ekologiczności informatyki nie powinniśmy się oszukiwać w odniesieniu do jej motoryzacyjnych znaków zapytania. Jeśli pojawi się samochód spalający 3 l benzyny na 100 km, to połowę tego paliwa trzeba przeznaczyć na zasilanie lokalnego ośrodka oblicze-niowego na kółkach. Z drugiej strony, wszystkie te układy to kilometry kabli, ważące czasem ponad 100 kg. Informatyka pojazdowa czerpie zatem z doświadczeń swojej starszej, "samolotowej" siostry.

Auto w sieci

Podobnie jak w lotnictwie, również w samochodzie mamy do czynienia z procesem "usieciowienia" elektroniki. Rachunek jest prosty. Połącze-nie np. 10 układów elektronicznych na zasadzie "każdy z każdym" wymaga 45 kabli. To jasne, że wiele tych połączeń nie występuje w praktyce. Niemniej po przejściu do filozofii szynowej (bus) wystarczy tylko jeden "kabel", wspólny dla wszystkich urządzeń. Różnica między motoryzacją a lotnictwem polega wszakże na tym, że w tej pierwszej dziedzinie mamy do czynienia z autentyczną konkurencją, na czym w efekcie korzystają klienci.

Inne są też standardy bezpieczeństwa. W lotnictwie awaria jednego systemu jest kompensowana nawet siedmioma zamiennymi. W samochodzie obowiązuje jedynie zasada ich dublowania - to minimum dla układów nieraz przecież decydujących o ludzkim życiu. Niemniej i tutaj nie ma mowy o zawieszaniu się systemu operacyjnego, musi on być teoretycznie zawsze sprawny i to przez cały cykl "życia" produktu. To istotna różnica w porównaniu z produktami, obsługującymi typowe komputery biurkowe, które mogą odmówić posłuszeństwa nawet kilka razy dziennie.

Specyfika motoryzacji prowadzi także do powstawania nowych standardów informatycznych. Dla sieci lokalnych takim jest CAN (Controller Area Network). Samochód jest mobilny, jego system nawigacyjny może więc korzystać z systemu GPS (Global Positioning System). Ale co z Internetem? Tu wkraczamy w problematykę mobilności w sieci WLAN (Wireless LAN). Taką możliwość daje standard Mobile IP, użytkownik porusza się w obszarze obejmowanym przez sieć, zachowując swój adres IP.


TOP 200