Ha transcurrido casi medio siglo (48 años para ser precisos), desde que General Motors en un Oldsmobile Toronado introdujo la llamada Unidad del Control del Motor (Electronic Control Unit o ECU), marcando el inicio de la era del software automotriz integrado. Antes de 1977, los autos eran totalmente mecánicos, donde con solo pisar cualquiera de los pedales, el auto respondía a los deseos de su conductor de manera inmediata, pero con el riesgo de provocar sobrecargas en el motor o el embrague.
El Toronado fue el primer auto en contar con una suerte de "protección" al contar con microprocesadores que controlaban el momento de encendido para aumentar la economía de combustible y reducir las emisiones contaminantes. Sin embargo, esta arquitectura distribuida sentó las bases para una evolución más profunda.
¿Qué es una ECU y cómo funciona?
La ECU es el corazón o cerebro de cualquier automóvil moderno, centralizando la información proveniente desde los distintos sensores, además interpreta los datos para controlar distintos procesos del motor mediante los llamados actuadores, como el proceso de combustión. Este componente, que es similar a un minicomputador, al registrar los problemas del auto (una suerte de caja negra de averías), resulta muy útil al momento de determinar y reparar fallas.
Los actuadores son los encargados de convertir las señales eléctricas que reciben en magnitudes mecánicas. Por ejemplo, los inyectores de combustible y los ventiladores son actuadores, que reciben información de la ECU y actúan sobre el vehículo. El procesador puede ser de 16 o 32 bits y se conecta en serie a los sensores. Así, por ejemplo, el sensor de oxígeno entrega información a la ECU sobre la mezcla de aire y combustible, por lo que la ECU regula la cantidad de combustible que se necesita para una buena mezcla.
La llegada de los vehículos definidos por software
Sin embargo, se trataba de sistemas fragmentados, cada uno con su propio hardware y firmware (microcódigo especializado que actúa como puente entre el hardware y el software), lo que dificulta la integración y las actualizaciones. El concepto de vehículos definidos por software (SDV) no es totalmente nuevo, pero ganó popularidad en la década de 2010. A medida que los vehículos incorporaban cada vez más software, desde la gestión del motor hasta los sistemas básicos de infoentretenimiento, estos avances sentaron las bases para el modelo SDV actual.
A menudo se atribuye a Tesla la popularización del concepto de vehículo definido por software, gracias al uso de actualizaciones de software por aire (OTA). Aunque Tesla puede ser pionera en este campo, los fabricantes de automóviles de todo el sector están desarrollando rápidamente estrategias de SDV para satisfacer la demanda de los consumidores de mejoras continuas en las funciones.
Un vehículo definido por software consolida la potencia informática en arquitecturas centralizadas y zonales, lo que reduce significativamente el número de ECU y mejora la conectividad con los servicios en la nube.
Elementos básicos de un SDV
1.- La capa de software: es como el alma de este tipo de automóviles, puesto que potencia diversos sistemas que gestionan y controlan la funcionalidad del auto. Algunos de sus componentes claves son: el sistema operativo integrado, que controla desde las operaciones críticas hasta las más generales; el middleware, que facilita la operación y el intercambio de datos entre las aplicaciones y el sistema operativo; y por último están las aplicaciones, como pueden ser, por ejemplo, los sistemas ADAS, el sistema de infoentretenimiento o el navegador del auto.
2.- El hardware: contar con un hardware potente resulta algo esencial para un buen funcionamiento básico del auto y se materializa en elementos como: motor, transmisión, sensores, cámaras, radares, ECU, chasis, suspensión y otros componentes.
3.- La arquitectura general: en el caso de los SDV, este aspecto va más allá del auto físico y considera equipos de telecomunicaciones y conectividad, que permiten el intercambio de datos en tiempo real entre el auto y la nube. Además, están los servidores del fabricante del auto, que almacenan datos de los modelos, gestionan actualizaciones de software y proporcionan copias de seguridad ante eventos críticos. Por último, la infraestructura circundante, como una ciudad inteligente que interactúe con el auto para proporcionar datos o funcionalidades.
Ventajas de los SDV
1- Rendimiento y eficiencia mejorados: el software supervisa constantemente los parámetros del motor para mejorar la eficiencia de combustible o de la batería (en el caso de los EV), además de optimizar la dinámica de manejo.
2.- Mayor seguridad: los sistemas ADAS equipados con recursos informáticos reaccionan más rápidamente ante situaciones críticas, lo que se traduce en mayor seguridad.
3.- Experiencia personalizada: el software puede adaptar la experiencia de manejo según las preferencias individuales del conductor, incluyendo paneles de control personalizados, iluminación ambiental y sistemas de infoentretenimiento.
4.- Mantenimiento predictivo: el software además tiene la posibilidad de supervisar el estado del vehículo y predecir posibles problemas antes de que se conviertan en fallas graves, lo que ahorra tiempo y dinero al propietario del auto.
¿Cuáles son los desafíos de los SDV?
1.- Complejidad del software: se requieren grandes cantidades de códigos para gestionar un SDV, lo que aumenta el riesgo de presentar errores o vulnerabilidades.
2.- Amenazas y ciberseguridad: mientras más conectados estén los SDV y con cada interfaz que se añada, se vulnera la ciberseguridad y los autos tienen más riesgo de ser vulnerables a los ciberataques.
3.- Ciclos de desarrollo más cortos: antes el desarrollo de un auto tomaba de tres a cinco años, pero con la irrupción de la industria automotriz china y su competencia despiadada, los tiempos de desarrollo se acortaron a dos años, por lo que a futuro se espera que estos plazos se reduzcan aún más.
4.- Temores sobre la privacidad de los datos: los vehículos SDV recopilan gran cantidad de datos, por lo que se requieren regulaciones claras y prácticas acerca de la seguridad de los datos, para reforzar la confianza de los usuarios.
