Herausforderungen digitaler Kabinen
Die Entwicklung und Einführung neuer Kabinenanwendungen, beispielsweise intelligenter Lichtsysteme oder der Einbindung neuer Sensoren, ist ein aufwändiger Prozess. Zunächst muss die geeignete Hardware ausgewählt und beschafft werden. Anschließend ist die Entwicklung der notwendigen Schnittstellentreiber sowie der eigentlichen Software erforderlich. Nachdem diese Schritte abgeschlossen sind, folgen umfassende Tests, um Fehler in sämtlichen möglichen Konfigurationen zu identifizieren und zu beheben. Dieser Prozess nimmt viel Zeit in Anspruch, bis schließlich eine neue Anwendung in die Kabine integriert werden kann.

Innovationsprojekt VERDIKA
Im Rahmen des Forschungsprojekts VERDIKA (Vernetzte Digitale Kabine, gefördert durch das BMWK), entwickelte die ZAL GmbH einen innovativen Ansatz, um den Zeit- und Arbeitsaufwand in den Bereichen Entwicklung, Integration und Testen zu reduzieren. Der Kern dieses Ansatzes liegt in der Entwicklung innovativer, dezentraler Kabinenarchitekturen. Hierbei wird die Rechenleistung vom zentralen Elektrik- und Elektronik-Compartments („E-Bay“) in die Kabine verlagert, genauer gesagt zu den mikrocontrollerbasierten ZAL-Endpoints. Dies ermöglicht es, die Rechenleistung genau dort zur Verfügung zu stellen, wo sie in der Kabine benötigt wird.

Verkürzte Entwicklungszeit
Um die Entwicklungszeit zu verkürzen, wurde eine spezielle Trägerplatine mit zwei ZAL-Endpoints entwickelt, die es ermöglicht, die Infrastruktur bereits vor der endgültigen Implementierung mit allen Komponenten zu testen. Diese Endpoints sind durch standardisierte Kommunikationsschnittstellen wie I2C, UART und SPI miteinander verbunden, wodurch sie die Interaktion zwischen Mikrocontroller und Sensor nachbilden. Vor der eigentlichen Nutzung wird die Software der ZAL-Endpoints einer gründlichen Überprüfung durch eine Continuous Integration Pipeline unterzogen und anschließend kompiliert. Nach dieser Kompilierung erfolgt das Flashen der ZAL-Endpoints mit der neuen Firmware über eine Ethernet-Verbindung, wobei Over-The-Air-Updates zum Einsatz kommen.

Flexibilität durch Over-the-Air-Updates
Over-the-Air-Updates bieten die Flexibilität, basierend auf dem spezifischen Gerätetyp und der Firmware-Version ausgewählt zu werden. Diese Funktion ermöglicht es, mehrere Geräte gleichzeitig mit derselben Firmware zu aktualisieren. Darüber hinaus ist es möglich, verschiedene Gerätearten mit derselben Firmware zu flashen, sofern diese geräteunabhängig ist. Dieser Ansatz erlaubt es den Geräten, mit Firmware-Versionen geflasht zu werden, die nicht unbedingt direkt mit der zuvor verwendeten Firmware zusammenhängen. Dadurch wird eine breitere Palette von Hardware simuliert und unterstützt, was die Flexibilität und Effizienz des Prozesses erhöht. Dieser Ansatz reduziert die Entwicklungszeit erheblich, indem unmittelbar mit der Implementierung der Systemarchitektur fortgefahren und die Funktion der ZAL-Endpoints dynamisch über Over-the-Air-Updates zugewiesen wird.

VERDIKA zeigt, Effizienzsteigerungen in der Kabinenkonfiguration sind möglich. Mithilfe fortschrittlicher Technologien lassen sich Prozesse optimieren und die Entwicklungsdauer deutlich verkürzen – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur immer digital werdenden Kabine.