I PCB per veicoli autonomi implementano piattaforme di sensor fusion, architetture di calcolo ridondanti, reti ad altissima larghezza di banda e sicurezza funzionale in grado di raggiungere il livello ISO 26262 ASIL-D nei sistemi di guida automatizzata di livello 3-5. Questo richiede l'elaborazione in tempo reale dei dati provenienti da camere, radar e lidar con oltre 100 GB/s di throughput e meno di 100 ms di latenza, mantenendo al tempo stesso una capacità fail-operational che consenta a robotaxi, camion autonomi e piattaforme ADAS di restare sicuri anche in presenza di guasti singoli. Tutto ciò richiede sicurezza e affidabilità validate lungo cicli operativi di 10-15 anni.
In APTPCB offriamo servizi specializzati di progettazione per veicoli autonomi, implementando architetture ridondanti, interfacce ad alta velocità e validazione della sicurezza con protezione tramite rivestimento protettivo per PCB per piattaforme che vanno dal domain controller fino all'autonomia L5.
Ottenere una ridondanza fail-operational
I veicoli autonomi richiedono capacità fail-operational per continuare a operare in sicurezza nonostante guasti alla piattaforma di calcolo, ai sensori o alla rete, attraverso elaborazione ridondante, sensori diversificati e modalità di degrado validate. Le sfide principali riguardano la sincronizzazione dei percorsi di calcolo paralleli, la gestione dei disaccordi tra sensori e la validazione del comportamento fail-operational. Un'implementazione inadeguata della ridondanza impedisce la certificazione L3+, crea punti singoli di guasto o provoca degradi non sicuri, con un forte impatto sia sulla certificazione di sicurezza sia sulle capacità autonome.
In APTPCB i nostri progetti implementano ridondanza validata per raggiungere capacità fail-operational e conformità ai requisiti di sicurezza.
Implementazione della ridondanza
- Piattaforme di calcolo doppie: Percorsi di elaborazione indipendenti con algoritmi differenti riducono i guasti di modo comune con la precisione della produzione speciale di PCB.
- Ridondanza dei sensori: La copertura sovrapposta tra camere, radar e lidar consente il proseguimento del funzionamento anche in caso di guasto sensore.
- Ridondanza di rete: Reti Ethernet duplicate mantengono la comunicazione anche durante un guasto di rete.
- Ridondanza di alimentazione: Alimentazioni indipendenti garantiscono continuità operativa in presenza di guasti elettrici.
- Gestione del degrado: Modalità di degrado sicure permettono una manovra a rischio minimo verso uno stato sicuro durante un guasto.
Operatività critica per la sicurezza
Attraverso architettura ridondante e validazione completa coordinata con lo sviluppo dell'assemblaggio NPI, APTPCB rende possibili sistemi autonomi fail-operational.
Implementare reti sensoriali ad altissima larghezza di banda
I veicoli autonomi elaborano da 4 a 12 camere da 8 MP a 30-60 fps, da 5 a 10 radar e da 1 a 5 lidar, generando oltre 100 GB/s di dati grezzi che richiedono reti Automotive Ethernet 1000/2500BASE-T1 e 10GBASE-T1, interconnessioni PCIe ed elaborazione in tempo reale. Le principali criticità di rete riguardano latenza deterministica, sincronizzazione temporale e compatibilità elettromagnetica. Una rete insufficiente causa perdita di dati sensore, jitter temporale che degrada la fusione o EMI che impattano sensori e collegamenti, con effetti evidenti sulla qualità della percezione e sulla sicurezza di esercizio.
In APTPCB i nostri progetti implementano reti sensoriali validate ad alta banda per ottenere prestazioni real-time.
Implementazione della rete ad alta velocità
- Backbone Automotive Ethernet: Reti commutate da 1 a 10 Gbit/s collegano i sensori alle piattaforme di calcolo.
- Time-Sensitive Networking: I protocolli TSN raggiungono latenze deterministiche inferiori a 1 ms per i dati critici.
- Interconnessioni PCIe Gen4/5: La comunicazione ad alta banda tra nodi di calcolo supporta la sensor fusion.
- Sincronizzazione sensori: Precision Time Protocol sincronizza i sensori a meno di 100 ns per consentire una fusione accurata.
- Design conforme EMC: Schermatura e filtraggio impediscono che le interferenze elettromagnetiche compromettano sensori o rete.
Grazie all'esperienza nella progettazione high-speed e alla validazione coordinata con la scalabilità della produzione di massa, APTPCB abilita reti sensoriali autonome.
Raggiungere la conformità ISO 26262 ASIL-D
I sistemi autonomi L3+ richiedono l'implementazione della sicurezza funzionale ASIL-D tramite analisi di sicurezza come FMEA e FTA, meccanismi architetturali di sicurezza e attività di validazione in grado di dimostrare un tasso di guasto inferiore a 10 FIT. Le sfide principali riguardano una copertura diagnostica superiore al 99 %, la validazione della capacità sistematica e la dimostrazione della sicurezza lungo tutto il processo di sviluppo. Un'implementazione di sicurezza insufficiente impedisce la certificazione, aumenta l'esposizione alla responsabilità o limita le capacità autonome, compromettendo la fattibilità di prodotto e il lancio sul mercato.
In APTPCB supportiamo progetti ASIL-D orientati ai livelli più elevati di integrità della sicurezza automotive.
Implementazione ASIL-D
Architettura di sicurezza
- Metriche di guasto hardware allineate ai target ASIL-D per i guasti casuali.
- Diagnostica completa che rileva oltre il 99 % dei guasti potenziali.
- Transizione allo stato sicuro che consente una manovra a rischio minimo in caso di guasto critico.
- Libertà da interferenze per evitare che funzioni non safety influenzino le funzioni di sicurezza.
Processo di sviluppo
- Sviluppo secondo V-model ISO 26262 con tracciabilità completa dei requisiti.
- Attività di validazione della sicurezza con fault injection e test in modalità degradata.
- Dimostrazione della capacità sistematica tramite processi controllati.
- Valutazione di sicurezza indipendente per validare la conformità.
Grazie all'esperienza su ISO 26262 e sicurezza automotive, APTPCB consente sistemi autonomi ASIL-D pronti alla certificazione.
Supportare l'integrazione del domain controller
I domain controller autonomi integrano calcolo, rete, alimentazione e gestione termica in piattaforme centralizzate che richiedono packaging compatto, I/O completi e qualificazione automotive. Le principali difficoltà di integrazione sono la gestione termica di piattaforme da 200 a 500 W, la densità dei connettori e la conformità ambientale automotive. Un'integrazione insufficiente limita le prestazioni, crea problemi di affidabilità o rende impraticabile il packaging, con forte impatto sulla fattibilità del sistema e sulla sostenibilità commerciale.
In APTPCB supportiamo la progettazione di domain controller per ottenere integrazione e conformità automotive.
Implementazione del domain controller
- Calcolo ad alte prestazioni: Piattaforme NVIDIA Drive, Qualcomm Snapdragon Ride o Mobileye con acceleratori AI.
- I/O completi: Automotive Ethernet, PCIe, CAN e LIN supportano interfacce veicolo eterogenee.
- Gestione termica avanzata: Raffreddamento a liquido o dissipatori ad alte prestazioni gestiscono dissipazioni di diverse centinaia di watt.
- Qualificazione automotive: Test di temperatura estesa, vibrazione ed EMC secondo i requisiti del settore.
- Architettura scalabile: Progetti modulari supportano capacità da L2+ a L5 su piattaforme veicolo differenti.
Grazie all'esperienza sui domain controller e alla produzione automotive coordinata con l'approvvigionamento dei componenti qualificati, APTPCB rende possibili i veicoli autonomi di nuova generazione.