Los diseños de PCB para vehículos autónomos implementan plataformas de fusión de sensores, arquitecturas de cómputo redundantes, redes de muy alto ancho de banda y seguridad funcional para alcanzar niveles ISO 26262 ASIL-D en sistemas de conducción automatizada de nivel 3 a 5. Esto exige procesar en tiempo real datos de cámaras, radares y lidar con más de 100 GB/s de rendimiento y menos de 100 ms de latencia, manteniendo al mismo tiempo capacidad fail-operational para asegurar un funcionamiento seguro pese a fallos puntuales en robotaxis, camiones autónomos y plataformas ADAS. Estas aplicaciones requieren seguridad y fiabilidad validadas durante vidas operativas de 10 a 15 años.
En APTPCB ofrecemos servicios especializados de diseño para vehículo autónomo, implementando arquitecturas redundantes, interfaces de alta velocidad y validación de seguridad con protección de recubrimiento conformado para PCB para plataformas que van desde controladores de dominio hasta autonomía L5.
Alcanzar redundancia fail-operational
Los vehículos autónomos necesitan capacidad fail-operational para mantener una operación segura aunque falle la plataforma de cómputo, un sensor o la red, mediante procesamiento redundante, sensores diversos y modos de degradación validados. Los principales retos son sincronizar rutas de cómputo en paralelo, gestionar discrepancias entre sensores y validar el comportamiento ante degradación. Una implementación deficiente de la redundancia impide la certificación L3+, crea puntos únicos de fallo o provoca degradaciones inseguras, afectando de forma directa la certificación de seguridad y la capacidad autónoma.
En APTPCB nuestros diseños implementan redundancia validada para alcanzar capacidad fail-operational y conformidad de seguridad.
Implementación de la redundancia
- Plataformas de cómputo duales: Rutas de procesamiento independientes con algoritmos diversos reducen fallos de modo común con la precisión de fabricación especial de PCB.
- Redundancia de sensores: Cobertura superpuesta entre cámaras, radares y lidar que permite seguir operando pese a fallos de sensores.
- Redundancia de red: Redes Ethernet duplicadas mantienen la comunicación aunque falle una red.
- Redundancia de alimentación: Fuentes de alimentación independientes aseguran continuidad operativa frente a fallos eléctricos.
- Gestión de degradación: Modos de degradación seguros permiten una maniobra de riesgo mínimo hacia estado seguro durante fallos.
Operación crítica para la seguridad
Mediante arquitectura redundante y validación integral coordinada con el desarrollo de ensamblaje NPI, APTPCB hace posibles sistemas autónomos fail-operational.
Implementar redes de sensores de muy alto ancho de banda
Los vehículos autónomos procesan entre 4 y 12 cámaras de 8 MP a 30-60 fps, entre 5 y 10 radares y entre 1 y 5 lidar, generando más de 100 GB/s de datos brutos que requieren redes Automotive Ethernet 1000/2500BASE-T1 y 10GBASE-T1, interconexiones PCIe y procesamiento en tiempo real. Entre los retos principales están la latencia determinista, la sincronización temporal y la compatibilidad electromagnética. Una red inadecuada provoca pérdida de datos de sensores, jitter temporal que degrada la fusión o EMI que afecta a sensores y enlaces, reduciendo de forma importante la calidad de percepción y la seguridad operativa.
En APTPCB nuestros diseños implementan redes sensoriales validadas de alto ancho de banda para lograr rendimiento en tiempo real.
Implementación de red de alta velocidad
- Backbone Automotive Ethernet: Redes conmutadas de 1 a 10 Gbps conectan sensores con plataformas de cómputo.
- Time-Sensitive Networking: Los protocolos TSN logran latencias deterministas inferiores a 1 ms para datos críticos.
- Interconexiones PCIe Gen4/5: La comunicación de alto ancho de banda entre nodos de cómputo soporta la fusión sensorial.
- Sincronización de sensores: Precision Time Protocol sincroniza los sensores por debajo de 100 ns para habilitar fusión precisa.
- Diseño compatible con EMC: Blindaje y filtrado evitan que las interferencias electromagnéticas degraden sensores o red.
Gracias a la experiencia en diseño de alta velocidad y a la validación coordinada con la escalabilidad de la producción en masa, APTPCB hace posibles redes sensoriales autónomas.
Alcanzar conformidad ISO 26262 ASIL-D
Los sistemas autónomos L3+ requieren implementar seguridad funcional ASIL-D mediante análisis de seguridad como FMEA y FTA, mecanismos arquitectónicos de seguridad y actividades de validación que demuestren una tasa de fallo inferior a 10 FIT. Entre los retos de ASIL-D destacan lograr una cobertura diagnóstica superior al 99 %, validar la capacidad sistemática y demostrar seguridad a lo largo de todo el desarrollo. Una implementación deficiente de la seguridad impide la certificación, incrementa la exposición a responsabilidad o limita las capacidades autónomas, afectando la viabilidad del producto y su introducción en el mercado.
En APTPCB apoyamos diseños ASIL-D orientados a los niveles más altos de integridad de seguridad automotriz.
Implementación ASIL-D
Arquitectura de seguridad
- Métricas de fallo hardware alineadas con los objetivos ASIL-D para fallos aleatorios.
- Diagnósticos completos que detectan más del 99 % de los fallos potenciales.
- Transición a estado seguro que permite maniobras de riesgo mínimo ante fallos críticos.
- Libertad frente a interferencias para impedir que funciones no relacionadas con seguridad afecten a las funciones seguras.
Proceso de desarrollo
- Desarrollo en V-model ISO 26262 con trazabilidad completa de requisitos.
- Actividades de validación de seguridad con inyección de fallos y ensayos en modo degradado.
- Demostración de capacidad sistemática mediante procesos controlados.
- Evaluación de seguridad independiente para validar la conformidad.
Gracias a la experiencia en ISO 26262 y seguridad automotriz, APTPCB permite sistemas autónomos ASIL-D preparados para certificación.
Dar soporte a la integración de controladores de dominio
Los controladores de dominio autónomos integran cómputo, red, alimentación y gestión térmica en plataformas centralizadas que requieren empaquetado compacto, E/S completas y calificación automotriz. Los principales desafíos de integración son la gestión térmica de plataformas de 200 a 500 W, la densidad de conectores y el cumplimiento ambiental del sector automotriz. Una integración insuficiente limita el rendimiento, genera problemas de fiabilidad o impide un empaquetado viable, comprometiendo la factibilidad del sistema y su viabilidad comercial.
En APTPCB apoyamos el diseño de controladores de dominio para lograr integración y conformidad automotriz.
Implementación del controlador de dominio
- Cómputo de alto rendimiento: Plataformas NVIDIA Drive, Qualcomm Snapdragon Ride o Mobileye con aceleradores de IA.
- E/S completas: Automotive Ethernet, PCIe, CAN y LIN para soportar diversas interfaces del vehículo.
- Gestión térmica avanzada: Refrigeración líquida o disipadores de alto rendimiento para manejar varios cientos de vatios de disipación.
- Calificación automotriz: Ensayos de temperatura extendida, vibración y EMC conforme a los requisitos del sector.
- Arquitectura escalable: Diseños modulares que soportan capacidades de L2+ a L5 en distintas plataformas de vehículo.
Gracias a la experiencia en controladores de dominio y a la fabricación automotriz coordinada con el suministro de componentes calificados, APTPCB hace posibles los vehículos autónomos de nueva generación.