Les conceptions de PCB pour véhicules autonomes intègrent des plateformes de fusion de capteurs, des architectures de calcul redondantes, des réseaux à large bande passante et une sécurité fonctionnelle atteignant les classifications ISO 26262 ASIL-D, supportant la conduite automatisée de niveau 3 à 5. Cela nécessite un traitement en temps réel des données de caméra, radar et lidar avec un débit >100 Go/s et une latence <100 ms, tout en maintenant une capacité de fonctionnement en cas de défaillance pour assurer un fonctionnement sûr malgré les défaillances à point unique sur les robotaxis, les camions autonomes et les plateformes ADAS, exigeant une sécurité et une fiabilité validées tout au long de durées de vie opérationnelles de 10 à 15 ans.
Chez APTPCB, nous fournissons des services spécialisés de conception de véhicules autonomes, mettant en œuvre des architectures redondantes, des interfaces haute vitesse et une validation de la sécurité avec une protection par revêtement conforme de PCB, supportant les contrôleurs de domaine jusqu'aux plateformes d'autonomie L5.
Atteindre la redondance opérationnelle en cas de défaillance
Les véhicules autonomes nécessitent une capacité de fonctionnement en cas de défaillance, assurant une opération sûre malgré les pannes de la plateforme de calcul, des capteurs ou du réseau, grâce à un traitement redondant, des capteurs diversifiés et des modes de dégradation validés. Les défis de la redondance incluent la synchronisation des chemins de calcul parallèles, la gestion des désaccords de capteurs et la validation du comportement en cas de défaillance. Une implémentation inadéquate de la redondance empêche la certification L3+, crée des points de défaillance uniques ou provoque des dégradations dangereuses — impactant significativement la certification de sécurité et la capacité autonome.
Chez APTPCB, nos conceptions implémentent une redondance validée, atteignant une capacité de fonctionnement en cas de défaillance et une conformité de sécurité.
Implémentation de la Redondance
- Plateformes de Calcul Doubles : Chemins de traitement indépendants avec des algorithmes diversifiés réduisant les défaillances en mode commun avec la précision de la fabrication spéciale de PCB.
- Redondance des Capteurs : Couverture superposée des caméras, radars, lidars permettant une opération continue malgré les défaillances des capteurs.
- Redondance Réseau : Réseaux Ethernet dupliqués maintenant la communication malgré les pannes réseau.
- Redondance d'Alimentation : Alimentations indépendantes assurant une opération continue malgré les défauts électriques.
- Gestion de la Dégradation : Modes de dégradation sûrs permettant une manœuvre à risque minimal vers un état sûr pendant les défaillances.
Opération Critique pour la Sécurité
Grâce à une architecture redondante et une validation complète coordonnée avec le développement de l'assemblage NPI, APTPCB permet des systèmes autonomes à fonctionnement sûr.
Mise en œuvre de réseaux de capteurs à large bande passante
Les véhicules autonomes traitent 4 à 12 caméras (8MP à 30-60fps), 5 à 10 radars, 1 à 5 lidars générant plus de 100 Go/s de données brutes, nécessitant des réseaux Ethernet automobile (1000/2500BASE-T1, 10GBASE-T1), des interconnexions PCIe et un traitement en temps réel. Les défis de la mise en réseau incluent la latence déterministe, la synchronisation temporelle et la compatibilité électromagnétique. Une mise en réseau inadéquate entraîne une perte de données des capteurs, une gigue de synchronisation affectant la fusion, ou des interférences électromagnétiques (EMI) impactant les capteurs — ce qui affecte considérablement la qualité de la perception et la sécurité de fonctionnement.
Chez APTPCB, nos conceptions mettent en œuvre des réseaux de capteurs à large bande passante validés, atteignant des performances en temps réel.
Mise en œuvre de réseaux haute vitesse
- Dorsale Ethernet automobile : Réseaux commutés de 1 à 10 Gbit/s connectant les capteurs aux plateformes de calcul.
- Mise en réseau sensible au temps : Protocoles TSN atteignant une latence déterministe inférieure à 1 ms pour les données critiques en temps réel.
- Interconnexions PCIe Gen4/5 : Communication de calcul à calcul à large bande passante supportant la fusion de capteurs.
- Synchronisation des capteurs : Protocole de temps de précision (PTP) synchronisant les capteurs à moins de 100 ns, permettant une fusion précise.
- Conception conforme aux CEM : Blindage et filtrage empêchant les interférences électromagnétiques d'affecter les performances des capteurs ou du réseau. Grâce à une expertise en conception haute vitesse et une validation coordonnée avec la scalabilité de la production de masse, APTPCB permet des réseaux de capteurs autonomes.
Atteindre la conformité ISO 26262 ASIL-D
Les systèmes autonomes L3+ nécessitent une implémentation de la sécurité fonctionnelle ASIL-D par le biais d'analyses de sécurité (FMEA, FTA), de mécanismes de sécurité architecturaux et d'activités de validation démontrant un taux de défaillance <10 FIT. Les défis ASIL-D incluent l'atteinte d'une couverture diagnostique >99 %, la validation de la capacité systématique et la démonstration de la sécurité tout au long du développement. Une implémentation de sécurité inadéquate empêche la certification, crée une exposition à la responsabilité ou limite la capacité autonome — impactant significativement la viabilité du produit et son introduction sur le marché.
Chez APTPCB, nous soutenons les conceptions ASIL-D atteignant les niveaux d'intégrité de sécurité automobile les plus élevés.
Implémentation ASIL-D
Architecture de sécurité
- Métriques de défaillance matérielle atteignant les objectifs de défaillance matérielle aléatoire ASIL-D.
- Diagnostics complets détectant >99 % des défaillances potentielles.
- Transition vers un état sûr permettant une manœuvre à risque minimal lors de défaillances critiques.
- Liberté d'interférence empêchant les fonctions non liées à la sécurité d'affecter la sécurité.
Processus de développement
- Développement en V-model ISO 26262 avec traçabilité des exigences.
- Activités de validation de la sécurité incluant l'injection de fautes et les tests en mode dégradé.
- Démonstration systématique des capacités par des processus contrôlés.
- Évaluation indépendante de la sécurité validant la conformité.
Grâce à son expertise ISO 26262 et à son expérience en sécurité automobile, APTPCB permet aux systèmes autonomes ASIL-D d'obtenir la certification.
Soutien à l'intégration des contrôleurs de domaine
Les contrôleurs de domaine autonomes intègrent le calcul, la mise en réseau, l'alimentation et la gestion thermique dans des plateformes centralisées nécessitant un emballage compact, des E/S complètes et une qualification automobile. Les défis d'intégration incluent la gestion thermique des plateformes de 200 à 500 W, la densité des connecteurs et la conformité environnementale automobile. Une intégration inadéquate limite les performances, crée des problèmes de fiabilité ou empêche l'emballage — ce qui a un impact significatif sur la faisabilité du système et la viabilité commerciale.
Chez APTPCB, nous soutenons la conception de contrôleurs de domaine pour atteindre l'intégration et la conformité automobile.
Implémentation du contrôleur de domaine
- Calcul haute performance : Plateformes NVIDIA Drive, Qualcomm Snapdragon Ride ou Mobileye avec accélérateurs d'IA.
- E/S complètes : Ethernet automobile, PCIe, CAN, LIN prenant en charge diverses interfaces véhicule.
- Gestion thermique avancée : Refroidissement liquide ou dissipateurs thermiques haute performance gérant une dissipation de plusieurs centaines de watts.
- Qualification automobile : Tests de température étendue, de vibration et d'EMC selon les exigences automobiles.
- Architecture évolutive : Conceptions modulaires prenant en charge les capacités L2+ à L5 sur différentes plateformes de véhicules.
Grâce à son expertise en contrôleurs de domaine et à une fabrication automobile coordonnée avec l'approvisionnement en composants qualifiés, APTPCB rend possibles les véhicules autonomes de nouvelle génération.