تنفذ تصميمات PCB للمركبات ذاتية القيادة منصات sensor fusion، وبنى حوسبة احتياطية، وشبكات ذات عرض نطاق مرتفع جدًا، وسلامة وظيفية تمكّن من الوصول إلى مستوى ISO 26262 ASIL-D في أنظمة القيادة الآلية من المستوى 3 إلى 5. ويتطلب ذلك معالجة بيانات الكاميرات والرادار وlidar في الزمن الحقيقي بمعدل نقل يتجاوز 100 جيجابايت في الثانية وزمن استجابة أقل من 100 مللي ثانية، مع الحفاظ في الوقت نفسه على قدرة fail-operational لضمان استمرار التشغيل الآمن رغم الأعطال المنفردة في robotaxi والشاحنات ذاتية القيادة ومنصات ADAS. وهذه التطبيقات تحتاج إلى سلامة وموثوقية مثبتتين عبر أعمار تشغيل تمتد من 10 إلى 15 عامًا.
في APTPCB نقدم خدمات تصميم متخصصة للمركبات ذاتية القيادة، مع تنفيذ بنى احتياطية وواجهات عالية السرعة وتحقيق السلامة باستخدام الطلاء الواقي للـ PCB لحماية المنصات من domain controller وحتى مستويات الاستقلالية L5.
تحقيق التكرار fail-operational
تتطلب المركبات ذاتية القيادة قدرات fail-operational حتى تواصل العمل الآمن رغم تعطل منصة الحوسبة أو أحد المستشعرات أو الشبكة، وذلك عبر معالجة احتياطية، ومستشعرات متنوعة، وأوضاع تدهور تم التحقق منها. وتشمل التحديات الرئيسية مزامنة مسارات الحوسبة المتوازية، وإدارة اختلافات قراءات المستشعرات، والتحقق من سلوك النظام في أوضاع الأعطال. أما التنفيذ غير الكافي للتكرار فيمنع شهادة L3+، أو يخلق نقاط فشل منفردة، أو يؤدي إلى تدهور غير آمن، ما يؤثر مباشرة في شهادة السلامة والقدرات الذاتية.
في APTPCB تنفذ تصميماتنا تكرارًا معتمدًا للوصول إلى قدرات fail-operational والامتثال لمتطلبات السلامة.
تنفيذ التكرار
- منصات حوسبة مزدوجة: مسارات معالجة مستقلة بخوارزميات مختلفة تقلل أعطال النمط المشترك بدقة تصنيع PCB الخاص.
- تكرار المستشعرات: تغطية متداخلة بين الكاميرات والرادار وlidar تسمح باستمرار التشغيل عند تعطل أحد المستشعرات.
- تكرار الشبكة: شبكات Ethernet مزدوجة تحافظ على الاتصال عند تعطل إحدى الشبكات.
- تكرار الطاقة: مصادر طاقة مستقلة تضمن استمرارية العمل عند حدوث عطل كهربائي.
- إدارة التدهور: أوضاع تدهور آمنة تسمح بتنفيذ مناورة منخفضة المخاطر نحو حالة آمنة عند وقوع الأعطال.
التشغيل الحرج للسلامة
من خلال بنية احتياطية وتحقيق شامل يجري بالتنسيق مع تطوير تجميع NPI، تمكّن APTPCB الأنظمة الذاتية ذات السلوك fail-operational.
تنفيذ شبكات مستشعرات فائقة عرض النطاق
تعالج المركبات ذاتية القيادة بين 4 و12 كاميرا بدقة 8 ميجابكسل عند 30-60 إطارًا في الثانية، وبين 5 و10 رادارات، وبين 1 و5 وحدات lidar، ما ينتج أكثر من 100 جيجابايت في الثانية من البيانات الخام، ويستلزم شبكات Automotive Ethernet بمعايير 1000/2500BASE-T1 و10GBASE-T1، ووصلات PCIe، ومعالجة في الزمن الحقيقي. وتشمل تحديات الشبكات الرئيسة زمن الوصول الحتمي، والمزامنة الزمنية، والتوافق الكهرومغناطيسي. وعند ضعف البنية الشبكية تحدث خسارة في بيانات المستشعرات، أو jitter زمني يضعف fusion، أو EMI يؤثر في المستشعرات والروابط، ما ينعكس بقوة على جودة الإدراك وسلامة التشغيل.
في APTPCB تنفذ تصميماتنا شبكات مستشعرات معتمدة عالية النطاق لتحقيق أداء لحظي.
تنفيذ الشبكة عالية السرعة
- Backbone Automotive Ethernet: شبكات محولة بسرعة 1 إلى 10 جيجابت في الثانية تربط المستشعرات بمنصات الحوسبة.
- Time-Sensitive Networking: بروتوكولات TSN تحقق زمن وصول حتميًا أقل من 1 مللي ثانية للبيانات الحرجة.
- وصلات PCIe Gen4/5: اتصال عالي النطاق بين عقد الحوسبة لدعم sensor fusion.
- مزامنة المستشعرات: Precision Time Protocol يزامن المستشعرات بدقة أقل من 100 نانوثانية للسماح بدمج دقيق.
- تصميم متوافق مع EMC: الحجب والترشيح يمنعان تأثير التداخلات الكهرومغناطيسية في المستشعرات أو الشبكة.
وبفضل خبرة التصميم عالي السرعة والتحقق المنسق مع قابلية التوسع في الإنتاج الضخم، تمكّن APTPCB شبكات الاستشعار الذاتية.
تحقيق الامتثال ISO 26262 ASIL-D
تتطلب الأنظمة الذاتية من المستوى L3+ تطبيق السلامة الوظيفية ASIL-D من خلال تحليلات السلامة مثل FMEA وFTA، وآليات السلامة المعمارية، وأنشطة التحقق التي تثبت معدل أعطال أقل من 10 FIT. وتشمل التحديات الأساسية تغطية تشخيصية أعلى من 99%، والتحقق من القدرة المنهجية، وإثبات السلامة طوال دورة التطوير. ويؤدي التنفيذ الضعيف للسلامة إلى منع الاعتماد، ورفع التعرض للمسؤولية، أو الحد من القدرات الذاتية، ما يؤثر بوضوح في جاهزية المنتج وفرص طرحه في السوق.
في APTPCB ندعم تصميمات ASIL-D التي تستهدف أعلى مستويات سلامة السيارات.
تنفيذ ASIL-D
هندسة السلامة
- مقاييس أعطال العتاد تحقق أهداف ASIL-D الخاصة بالأعطال العشوائية.
- آليات تشخيص شاملة تكشف أكثر من 99% من الأعطال المحتملة.
- الانتقال إلى حالة آمنة يتيح مناورة منخفضة المخاطر عند حدوث عطل حرج.
- فصل الوظائف يمنع تأثير الوظائف غير المرتبطة بالسلامة على وظائف السلامة.
عملية التطوير
- تطوير وفق V-model الخاص بـ ISO 26262 مع تتبع كامل للمتطلبات.
- أنشطة تحقيق السلامة التي تشمل fault injection واختبارات الوضع المتدهور.
- إظهار القدرة المنهجية عبر عمليات مضبوطة.
- تقييم سلامة مستقل للتحقق من الامتثال.
ومن خلال الخبرة في ISO 26262 وسلامة السيارات، تمكّن APTPCB الأنظمة الذاتية ASIL-D من الوصول إلى الجاهزية للشهادة.
دعم دمج domain controller
تجمع وحدات domain controller الذاتية بين الحوسبة والشبكات والطاقة والإدارة الحرارية داخل منصات مركزية تتطلب تغليفًا مدمجًا، ومجموعة I/O كاملة، وتأهيلًا سياراتيًا. ومن أبرز تحديات الدمج الإدارة الحرارية لمنصات تتراوح قدرتها بين 200 و500 واط، وكثافة الموصلات، والامتثال البيئي للقطاع automotive. ويؤدي الدمج غير الكافي إلى تقييد الأداء، أو خلق مشكلات موثوقية، أو جعل التغليف غير عملي، ما يؤثر مباشرة في جدوى النظام وقابليته التجارية.
في APTPCB ندعم تصميم domain controller لتحقيق الدمج المطلوب والامتثال لبيئة السيارات.
تنفيذ domain controller
- حوسبة عالية الأداء: منصات NVIDIA Drive وQualcomm Snapdragon Ride وMobileye مع مسرعات ذكاء اصطناعي.
- مجموعة I/O شاملة: Automotive Ethernet وPCIe وCAN وLIN لدعم واجهات المركبة المختلفة.
- إدارة حرارية متقدمة: تبريد سائل أو مشتتات حرارية عالية الأداء للتعامل مع مئات الواط من التبديد.
- تأهيل سياراتي: اختبارات حرارة ممتدة واهتزاز وEMC وفق متطلبات القطاع.
- هندسة قابلة للتوسع: تصميمات معيارية تدعم القدرات من L2+ حتى L5 عبر منصات مركبات مختلفة.
وبفضل الخبرة في domain controller والتصنيع automotive المنسق مع تأمين المكونات المؤهلة، تمكّن APTPCB الجيل التالي من المركبات ذاتية القيادة.