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为汽车行业带来安全的开放标准

2019-07-10 14:24:15来源:

许多人认为增强的安全功能是寻求增加市场份额的汽车制造商的下一个主要差异化因素。与此同时,人工智能越来越被视为一种手段,可以实现以前认为不可行或不可行的先进功能。例如,如果使用人工智能,那么通过在车辆中使用传感器融合来制定战术驾驶决策来提高安全性能是唯一可行的。

车辆中的下一代高级驾驶辅助系统(ADAS)支持需要使用具有决策能力的传感器融合应用来计算大量数据,以便了解车辆运行的环境并进行安全的战术演习和决定。这提出了对神经网络处理和多层数据计算堆栈的不断增长的需求,以接收和消耗来自诸如传感器,相机,GPS,LiDAR3D点数据,超声波和V2X或V2V通信之类的大量数据。此外,需要这些系统中的层不仅技术上有效,而且还与现有的汽车安全标准兼容。

随着这些技术的进步在汽车中出现,它们伴随着对已建立或新兴API的安全关键版本的不断增长的需求。因此,这些已经在许多安全性不是首要任务的市场中使用的API现在正在被评估为满足新技术安全问题的一种方式。

因此,安全性的挑战来自于使用软件和非安全关键API将离散系统作为主要决策者。任何安全关键行业都需要安全保障,但目前使用的系统难以提供这些保障。因此,为了确保未来自动驾驶汽车的安全性,汽车行业需要更安全的图形和计算型开放标准API。

下一代汽车带来下一代安全问题

考虑工程师的观点:对于车辆中的每个系统,他们必须评估故障的可能性和后果,例如在发生故障时,操作员是否仍能安全地控制车辆?如果没有,受伤的程度如何?例如,信息娱乐系统将被视为低关键系统,因为故障不太可能导致伤害;然而,车辆中的制动系统在安全性方面是高度关键的系统。这种高安全性关键系统的功能依赖于极端的可预测性和可靠性。

工程师实现其自主目标并支持汽车行业安全关键领域开发的一种方法是使用安全的计算堆栈。随着对更高计算电子控制单元(ECU)的需求不断增长,汽车行业对开放标准达成共识,以促进车辆系统与周围道路基础设施之间的兼容性。

实现实施安全目标的常用手段是使用封闭式垂直系统。然而,存在一些缺点 - 主要的缺点是成本和缺乏改变相似组件的不同供应商和成本。使用封闭式垂直系统需要OEM的重大承诺,因为他们必须经常仅依靠单一解决方案来维持车辆服务时间(例如,多年)的整个寿命。

例如,如果汽车OEM或第1层希望选择其他硬件,则必须重新编写许多软件并重新进行验证以确保安全。因此,封闭式垂直系统的高成本正在说服许多人寻找替代品,例如开放标准,以使他们在供应链中具有灵活性。

开放安全优势

网络安全是汽车行业的另一个相关问题,开放标准可以帮助缓解这一问题。例如,虽然工程师可能会部署防御性编程以防范黑客,但如果API不支持适当的参数和检查,则无法执行这些防御。

开放标准的一个关键优势在于其多样性:需要来自许多不同公司和领域(每个都有不同经验)的许多专家来设计API的规范。因此,由于许多利益相关方为了共同利益而共同努力,可以迅速进行改进以解决问题并转变修订后的规范。

考虑一个简单的缓冲区溢出场景,其中黑客能够通过超出规定的缓冲区大小来插入恶意代码,因为API没有检查来限制写入大小。可以进一步考虑API确实具有这样的检查的情况,但仍然不能阻止拒绝服务。黑客能够向缓冲区提供如此大小或复杂的数据,这会导致程序流失的时间超过预期,从而阻止程序及时完成其任务。如果这是需要的时间,例如,应用制动器,结果可能是灾难性的。

开放标准即将到来

功能安全从业者对硬件和软件的关注和要求是广泛而多样的。但是这些问题可以通过选择API及其背后的实现来减轻。因此,功能安全从业者正确地支持遵循汽车行业所订购的严格且严格的功能安全指南的开放标准。

开放标准领域的主要参与者已经在努力满足下一代汽车行业的安全关键需求。例如,Khronos Group是一个行业联盟,它创建了开放标准,可以在各种平台和设备上创建和加速并行计算,图形,视觉和神经网络,通过提供SC版本,已进入安全关键领域。适用于航空电子和其他行业的OpenGL ES 2.0。

为了缓和汽车行业快速发展的互联技术,业界一直在评估新标准或创建标准以提高互操作性,同时随着复杂性的增长提供安全保障。该行业还在评估非安全替代方案,以便管理成本并实现可用选项的多样性。需要明确的是,汽车行业(与其他安全领域一样)将着眼于提供安全机制,以支持这些非安全设计作为其解决方案的一部分。