10.09.2009
Sicherheit in Eingebetteten IP-basierten Systemen.
München. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung startete
vor kurzem im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung und des
Forschungsförderungsprogramms IKT2020 das Forschungsprojekt „SEIS - Sicherheit
in Eingebetteten IP-basierten Systemen“. Ziel der Initiative ist die
Entwicklung einer durchgängigen Security-Lösung für die fahrzeuginterne und
–externe Vernetzung auf Basis des Internet-Protokolls, um die Komplexität der
heutigen Fahrzeug-IT-Architektur zu reduzieren und gleichzeitig die
Betriebssicherheit zu gewährleisten. Das Projekt der Innovationsallianz
Automobilelektronik (E|ENOVA) besteht aus zwölf Partnern der deutschen
Automobilindustrie und sechs Forschungseinrichtungen. Das Förderprojekt hat in
den nächsten drei Jahren ein Gesamtbudget von ca. 18 Millionen Euro zur
Verfügung. Die BMW Group Forschung und Technik ist Teilprojektleiterin für den
Bereich Systemsoftware/Middleware und koordiniert das Gesamtprojekt.
Forschungsprojekt „Bordnetz der Zukunft”
Das automobile Bordnetz – gestern und heute
Noch vor einigen Jahrzehnten gab es in einem PKW nur wenig Elektrik und
kaum Elektronik. Im Motorraum steckten Batterie, Lichtmaschine, Regler,
Anlasser und Zündung. Am Armaturenbrett fanden sich Schalter,
Kontrolllämpchen, Blinkerrelais und Sicherungen. Vom Armaturenbrett bis zum
Fahrzeugheck gab es nur noch einige Leuchten und die dazugehörigen Kabel. Das
Autoradio bildete die Krönung der Fahrzeugelektronik in einem Auto bis zur
Mitte der 1970er Jahre.
Forschungsprojekt "Bordnetz der Zukunft"
Aufgrund der Funktionsmehrung durch Kundenanforderungen, Wettbewerb und
gesetzliche Rahmenbedingungen nimmt die Informationstechnologie im Fahrzeug
mittlerweile jedoch zentrale Bedeutung ein, da 90 Prozent aller Innovationen
mit dem Einsatz von Elektronik und Software verbunden sind. Bis zu 70
Steuergeräte (z. B. für die Motorsteuerung oder die Dynamic Stability Control)
werden aktuell in Premiumfahrzeugen der Oberklasse verbaut. Das bedeutet: Ein
modernes Fahrzeug hat mehrere hundert elektrische und elektronische Funktionen
sowie – bei Vollausstattung - bis zu einem GByte Daten an Bord. Diese
Funktionen mit ihren Steuergeräten werden entsprechend ihren Anforderungen in
Domänen gekapselt. Um diese Daten zu transportieren, arbeiten in einem
aktuellen Fahrzeug bis zu fünf unterschiedliche Bussysteme wie CAN, LIN, MOST
und FlexRay nebeneinander und über Gateways zusammen. Alle erfüllen die
Anforderungen ihres jeweiligen Einsatzgebietes optimal, aber alle diese
Bussysteme sprechen eine eigene automobile „Sprache“, die – um im Bild zu
bleiben – immer übersetzt werden muss, wenn Informationen von verschiedenen
Systemen genutzt werden wollen. Diese steigende Komplexität macht es im
aktuellen Fahrzeug-IT-Architekturansatz zunehmend schwer, alle Anforderungen
bezüglich Zuverlässigkeit, Wartbarkeit, Skalierbarkeit und
Gleichteileverwendung zu erfüllen.
IP - Das automobile Bordnetz der Zukunft
Auf der Suche nach einer einheitlichen Standardsprache für das Netzwerk
„Automobil“ stießen die Ingenieure der BMW Group Forschung und Technik – als
Grundlage für das Projekt SEIS – vor einigen Jahren bereits auf das Internet
Protokoll, der Sprache des weltumspannenden Internets ebenso wie vieler
Endgeräte vom MP3-Player bis zum Laptop. Für den praktischen Nachweis bauten
die Spezialisten ein Versuchsfahrzeug mit einem IP-basierten Bordnetz auf.
Hierfür kamen, wo möglich, Standardkomponenten aus dem PC- und
Embedded-Bereich zum Einsatz. Auch aktuelle Steuergeräte wie die
Motorsteuerung (DME) und das Fahrregelsystem DSC (Dynamic Stability Control),
sowie die so genannte Head-Unit, die z. B. das Radio steuert, wurden in das
IP-Netzwerk eingebunden. Über von den Forschern selbst gebaute Gateways ist
die Fahrzeugbuskommunikation in Echtzeit mit dem Fahrzeug-IP-Netz verbunden.
An das leistungsfähige IP-Netz wurden darüber hinaus ein Multimediaserver und
optional eine Kamera angeschlossen. Mit diesem Aufbau konnte u. a. der
Nachweis erbracht werden, dass ein IP-basiertes Netzwerk sowohl
sicherheitskritische Fahrwerkssysteme in Echtzeit als auch
Multimedia-Anwendungen mit hohem Datenvolumen parallel ausführen kann.
Etablierung und Absicherung der revolutionären Bordnetztechnologie IP
Die Experten im Projekt SEIS werden alle technischen Grundlagen
untersuchen, die für die Einführung eines IP-basierten Fahrzeugbordnetzes
notwendig sind, z. B. adaptierte Versionen von Ethernet oder FlexRay.
Darüberhinaus wird an einer durchgängigen Security-Lösung für die
Fahrzeugvernetzung auf der Basis von IP geforscht. Ein Schwerpunkt der
Spezialisten der BMW Group Forschung und Technik ist die Weiterentwicklung von
Systemsoftware, damit im IP-basierten Bordnetz der Zukunft aus Softwaresicht
alle Funktionalitäten verfügbar sind, die man heute aus den traditionellen
Bussystemen kennt. Schließlich werden alle beteiligten Fahrzeughersteller
Prototypen-Fahrzeuge mit einer IP-basierten Vernetzungsarchitektur aufbauen
und damit verschiedene Use Cases darstellen, beispielsweise IP-basierte
Kameras, Infotainmentsysteme, CE-Geräte-Kopplung, Regelsysteme, Robustheit
gegen Hacker-Angriffe etc.
Folgende Unternehmen sind an dem Projekt beteiligt: Alcatel-Lucent
Deutschland AG, Audi AG, Audi Electronics Venture GmbH, BMW AG, BMW Forschung
und Technik GmbH, Continental Automotive GmbH, Daimler AG, EADS Deutschland
GmbH, Elektrobit Automotive GmbH, Infineon Technologies AG, Robert Bosch GmbH,
Volkswagen AG sowie die Universitäten Chemnitz, Erlangen, Karlsruhe und
München, die Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK
und das Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT.
Die BMW Forschung und Technik GmbH ist eine hundertprozentige Tochter der
BMW Group und verantwortet seit 2003 die Forschungsthemen VehicleTechnology,
CleanEnergy (Wasserstofftechnik), EfficientDynamics(intelligentes
Energiemanagement/alternative Antriebe), ConnectedDrive(Fahrerassistenz/aktive
Sicherheit) und ITDrive (IT-Architektur und Kommunikationstechnologie). Die
rechtliche Eigenständigkeit als GmbH garantiert kreativen Freiraum und ein
Maximum an Flexibilität. Der weltweite Zugang zu Trends und Technologien wird
durch ein international etabliertes Netzwerk mit den Stützpunkten Palo Alto
und Clemson (USA), Tokio (Japan) sowie den Liason Offices mit Eurécom (Sophia
Antipolis, Frankreich) und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche
Intelligenz(DFKI GmbH, Saarbrücken) sichergestellt.
Quelle: BMW Pressemitteilung vom 10.09.2009
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