ETAS ובוש: נתוני אמת בזמן אמת לשיפור מערכות ADAS

בעידן שבו מערכות נהיגה חכמה מתעדכנות לעיתים תכופות יותר מתוכנות מחשב, אחת הבעיות הגדולות של יצרני הרכב היא כיצד לאמת אלפי גרסאות תוכנה ותסריטי חישה באופן רציף ובטוח. בהרצאה משותפת של ETAS (חברת בת של Bosch) ושל מומחי Bosch Mobility Solutions, הוצגה גישה חדשה לאימות מערכות ADAS (סיוע לנהג) בזמן אמת באמצעות ניתוח נתונים ענני ומקומי משולב.

דוברי ETAS הסבירו כי כיום יצרני רכב נדרשים לבדוק מערכות עזר לנהג לאורך כל מחזור החיים של הרכב – החל משלב הפיתוח ועד עדכוני התוכנה לאחר המסירה. הפתרון שהוצג בכנס מאפשר לאסוף נתוני חישה בזמן אמת, לשמור אותם במערכות Edge בתוך הרכב, ולהשוותם מידית מול דגמי סימולציה מבוקרים בענן של Bosch.

גישה זו יוצרת לולאת פידבק רציפה (Continuous Validation Loop), שבה כל חריגה בזיהוי, תאוצה, בלימה או סיווג עצמים נבחנת ומנותחת באופן אוטומטי.

שילוב בין נתונים אמיתיים וסינתטיים

החידוש הגדול שהודגם הוא היכולת למזג נתוני אמת שנאספו בכביש עם נתונים סינתטיים שיוצרו בסביבת הדמיה של ETAS. כך ניתן לבדוק תגובות מערכת בתנאים שלא ניתן לשחזר בשטח – כמו קרינת שמש חזקה או גשם דק.

מערכת הניתוח של ETAS כוללת בינה מלאכותית הלומדת את דפוסי השגיאות של המערכת ומשפרת את האלגוריתמים בזמן אמת.

יתרון תעשייתי ורגולטורי

על פי המציגים, הפתרון החדש מקצר בעשרות אחוזים את זמן ולידציית התוכנה של רכבים חדשים, ומאפשר ליצרנים לעמוד בדרישות המחמירות של Euro NCAP ו־UNECE עבור מערכות נהיגה מתקדמות.

“אנחנו מביאים לעולם הרכב את אותה מתודולוגיה של DevOps – אבל לבטיחות,” נאמר בהרצאה.

RF Pro: סימולציה ריאליסטית לבדיקת מערכות ADAS וחיישנים אוטונומיים

בעידן שבו מערכות נהיגה אוטונומיות מתבססות על שילוב חיישנים רב־שכבתי — מצלמות, רדארים ולידאר — אחת הסוגיות המרכזיות שמעסיקות את תעשיית הרכב היא כיצד לבדוק את אמינותן לפני שהרכב נוגע בכביש. בהרצאתו בכנס המשותף AutoSens Europe ו-InCabin Europe 2025 הסביר Matt Bailey, המנהל הטכני (Technical Director) בחברת RF Pro כיצד מתבצעת היום סימולציה וירטואלית של סביבת הנהיגה, שתפקידה לשמש "כביש ניסוי דיגיטלי" למערכות ADAS (סיוע מתקדם לנהג) ולפלטפורמות נהיגה אוטונומיות.

סביבת ניסוי ממוחשבת ברמת דיוק של סנטימטר

המרצה הציג את המנוע הפיזיקלי של RF Pro, המאפשר ליצרני רכב ולמפתחי שבבים לבצע הדמיה מדויקת של חיישני רכב — החל ממצלמות RGB ועד רדארים בתדר 77 GHz. המערכת משלבת מפות תלת־ממדיות ברזולוציה גבוהה, מדידות רפלקטיביות של חומרים, וחישוב מדויק של תנאי תאורה, מזג אוויר והחזרי קרינה. שילוב זה מאפשר למדל תרחישים כמו ערפל, שלג, או החזרת אור מאספלט רטוב, באופן שמחקה את המציאות בדיוק פוטומטרי.

בניגוד לפתרונות הדמיה גרפיים מסורתיים, הדגש של RF Pro הוא על פיזיקה ולא על גרפיקה: כל פיקסל או החזר רדאר מחושב לפי מאפייני פני השטח האמיתיים. כך ניתן להעריך כיצד שינוי זווית מצלמה או סוג חומרת חיישן משפיע על הביצועים. לדברי המרצה, סביבת הסימולציה מאפשרת לבצע עשרות אלפי "נסיעות" ביום אחד בלבד, לעומת חודשים של ניסויים בשטח.

שיתוף פעולה עם טקסס אינסטרומנטס

אחד הדגשים בהרצאה היה המעבר של RF Pro משירותי סימולציה עבור יצרני רכב בלבד לכלי פיתוח עבור חברות שבבים ומפתחי בינה מלאכותית. החברה מציעה ממשקי API פתוחים המאפשרים להזרים נתוני סימולציה ישירות למנועי AI המשמשים לזיהוי תמרורים, הולכי רגל ומכשולים. כמו כן הודגש שיתוף פעולה חדש עם MathWorks ו-NVIDIA, שמאפשר להריץ את הסימולציות בזמן אמת על פלטפורמות GPU ייעודיות.

המרצה ציין כי שילוב הסביבה הווירטואלית בתהליך הפיתוח חוסך ליצרנים עד 40 אחוז מעלויות הבדיקה ומאפשר לבדוק מצבים מסוכנים — כמו תאורה מסנוורת או שילוב חיישנים מזויפים — מבלי לסכן נהגים או רכבים אמיתיים.

מבט קדימה: מהסימולציה למבחני תקינה

בהרצאה נדונו גם היבטים רגולטוריים: כיצד ניתן להכשיר את שיטת הבדיקה הווירטואלית לשמש כחלק מהליכי תקינה רשמיים של ADAS ואוטונומיה ברמות 4–5. לפי הדובר, Euro NCAP וה-UNECE כבר בוחנות מסגרות תקינה שיכירו בנתוני סימולציה מבוססי RF Pro כמקור קביל לאימות מערכות בטיחות, כל עוד ניתן לשחזר את תוצאותיהן באופן עקבי.

לסיום הדגיש המרצה כי הכלי שפיתחה החברה אינו מחליף ניסויים פיזיים אלא משלים אותם: "החזון הוא שכל קילומטר אמיתי ילווה במאות קילומטרים וירטואליים — כך שהרכב יגיע לכביש כשהוא כבר ‘נסע’ מיליוני קילומטרים במחשב."

Liteon מציגה חיישני ToF ותאורה חכמה למערכות ADAS ורכב אוטונומי

Peter Wu – Senior Director, Automotive Division, Liteon Technology , מהספקיות הבולטות בעולם בתחום האופטו־אלקטרוניקה, הציג בכנס AutoSens / InCabin Europe 2025 בברצלונה את הדור החדש של חיישני Time-of-Flight (ToF) ופתרונות תאורה אינטליגנטית לרכב. בהרצאתו, הדגיש נציג החברה כי מגמות הבטיחות והנהיגה האוטונומית מחייבות התאמה מלאה בין רכיבי התאורה, חיישני התמונה ומעבדי הראייה המלאכותית — שילוב שבו Liteon ממוקמת בעמדת יתרון בזכות שליטה אנכית בייצור LED, לייזרים ומערכות אופטיות.

חישה מדויקת בכל תנאי תאורה

הפתרון שהוצג כולל מערך חיישני ToF קצר־טווח, המסוגל למדוד עומק ותנועה בתא הנוסעים בדיוק של מילימטרים בודדים. החיישנים מבוססים על פלטפורמת VCSEL מתקדמת המיוצרת בתהליך CMOS, ומספקת קצב רענון של מעל 240 פריימים לשנייה.

השילוב בין תאורה אינפרא־אדומה מבוקרת לבין אלגוריתם כיול עצמי מאפשר ניטור יעיל של תנוחת נהג, תנועות עיניים, ואף זיהוי נשימות — מבלי להפריע לנוסעים או לצרוך אנרגיה עודפת.

אינטגרציה מלאה עם מצלמות ADAS

Liteon הדגישה שהמערכת החדשה מותאמת לפעולה משולבת עם מצלמות נהיגה קדמיות וצדיות, ומספקת שכבת נתונים נוספת למערכות ה־AI של היצרנים. בניסוי שהוצג בכנס, שילוב חיישני ToF במערכת ראייה קדמית שיפר את דיוק הזיהוי של עצמים בתאורה נמוכה ב־27%.

בנוסף, החברה פיתחה ממשק MIPI C-PHY/D-PHY חדש המאפשר סנכרון בין מספר מצלמות ToF ומצלמות RGB באותו ECU, תוך הפחתת השהייה במעבר בין נתוני עומק וצבע.

תאורה חכמה וחיסכון באנרגיה

תחום נוסף שבו Liteon מובילה הוא תאורת רכב חכמה. החברה הציגה מודולי LED בעלי בקרה דינמית — Adaptive Beam — שמאפשרים לרכב להתאים את עצמת האור בהתאם למרחק ולתנועה. בכך מתקבל שדה ראייה יציב במזג אוויר משתנה, ללא סנוור נהגים אחרים.

לדברי דובר החברה, מערכת הבקרה מבוססת על מיקרו־בקר משולב בעל ממשק CAN FD, המאפשר העברת נתונים ישירה ממערכות ה־ADAS למודול התאורה, כך שכל שינוי במצב הדרך משתקף מידית בתאורה.

שיתופי פעולה ועתיד הפיתוח

Liteon עובדת בשיתוף פעולה עם מספר יצרני שבבים גדולים באסיה ובאירופה כדי לפתח גרסה מתקדמת של חיישני ToF בתהליך ייצור 22 ננו־מטר. כמו כן, החברה ציינה שהדור הבא של מוצריה יתמוך בתקן ISO 26262 ASIL-C ובמנגנוני אבטחת נתונים משולבים.

הגישה של Liteon ממחישה את האיחוד בין רכיבי חישה ותאורה כחלק ממערכת ראייה כוללת לרכב. השוק העולמי לחיישני ToF צפוי לצמוח בקצב שנתי של מעל 18% עד שנת 2030, והחברה מתכננת לתפוס נתח מרכזי במערכות בטיחות חכמות.

הפוסט AutoSens 2025: מערכות ADAS לומדות הופיע לראשונה ב-Chiportal.

תעשיית הרכב העולמית, אשר השפעתה על הכלכלה הגלובלית בלתי ניתנת להתעלמות, עוברת בשנים האחרונות מהפכה עמוקה המונעת משלושה גורמים מרכזיים: חשמול רכבים, נהיגה אוטונומית ומודלים חדשים לניידות. במרכז המהפכה הזו ניצב שוק המוליכים למחצה לרכב, אשר תופס תפקיד קריטי בצמיחה ובהתפתחות תעשיית הרכב של העתיד.

הצורך במערכות אלקטרוניות מתקדמות ברכבים הולך וגובר, והתחזיות מצביעות על כך שמספר הרכיבים המוליכים למחצה בכל רכב יעלה באופן משמעותי בשנים הקרובות. על פי נתוני Yole Group, מספרם הממוצע של מכשירים מוליכים למחצה ברכב צפוי לגדול מכ-834 יחידות בשנת 2023 ל-1,106 יחידות בשנת 2029. נתון זה מדגיש את התלות ההולכת וגוברת של רכבים בטכנולוגיות מתקדמות לצורך שיפור ביצועים, בטיחות ויעילות אנרגטית.

צמיחת שוק המוליכים למחצה לרכב

התחזיות מצביעות על כך ששוק המוליכים למחצה לרכב יעלה על 88 מיליארד דולר עד לשנת 2027, כך לפי נתוני International Data Corporation (IDC). צמיחה זו נובעת מאימוץ הולך וגובר של טכנולוגיות מתקדמות כמו מערכות סיוע לנהג (ADAS), רכבים חשמליים (EVs), ואינטרנט של רכבים (IoV).

הערך המוסף של מוליכים למחצה בכלי רכב צפוי להמשיך לעלות, כאשר רכבים מודרניים דורשים רכיבים מורכבים כמו שבבי מחשוב ביצועים גבוהים, מעבדים גרפיים (GPU), שבבי רדאר וחיישני לייזר. רכיבים אלו מספקים את הבסיס לטכנולוגיות מתקדמות, ביניהן נהיגה אוטונומית, תקשורת בין רכבים (V2X), ומערכות אנרגיה חכמות.

הדומיננטיות של חמש החברות המובילות

לפי IDC, בשנת 2023 חמש חברות עיקריות שלטו ביותר מ-50% משוק המוליכים למחצה לרכב:

• אינפיניון (Infineon): מובילה בתחום האלקטרוניקה להספק ומערכות בקרה מתקדמות.
• NXP: בולטת בטכנולוגיות תקשורת V2X ובאבטחה לרכבים.
• STMicroelectronics: מתמחה ברכיבי MEMS ומוליכים למחצה להספק.
• Texas Instruments (TI): מציעה פתרונות אנלוגיים ומערכות משובצות למגוון רחב של יישומים.
• Renesas Electronics: מספקת מעבדים ומערכות על שבב (SoCs) המיועדות לבטיחות תפקודית ואמינות גבוהה.

מעבר לחמש החברות המובילות, ישנן חברות נוספות המשפיעות על השוק, ביניהן Bosch, ON Semiconductor, Broadcom, Micron ו-Qualcomm. חברות אלו ממלאות תפקידים קריטיים בפיתוח רכיבים חדשניים לתחומי הבטיחות, הביצועים והקישוריות.

אסטרטגיות להובלת השוק

החברות המובילות פועלות לשמר את מעמדן התחרותי באמצעות מספר אסטרטגיות מרכזיות:

1. השקעה מוגברת במו"פ: פיתוח רכיבים חדשניים המספקים ביצועים גבוהים, אמינות מוגברת וצריכת אנרגיה נמוכה יותר.
2. שותפויות אסטרטגיות: יצירת שיתופי פעולה עם יצרניות רכב וספקי מערכות טכנולוגיות כדי להבטיח גישה לשווקים חדשים וללקוחות פוטנציאליים.
3. הרחבת קווי מוצרים: התאמת פתרונות טכנולוגיים לצרכים המשתנים של תעשיית הרכב, תוך שילוב טכנולוגיות חדשות כגון סיליקון קרביד (SiC) לתחום ההנעה החשמלית.

האתגרים בשוק המוליכים למחצה לרכב

למרות השיפור באספקת רכיבים מוליכים למחצה בשנים האחרונות, שוק זה ממשיך להתמודד עם אתגרים משמעותיים. התלות הגוברת בטכנולוגיות מתקדמות מעלה את הדרישה לרכיבים מיוחדים המצריכים תהליכי ייצור מורכבים, ולצד זאת, עלויות הייצור נשארות גבוהות.

בנוסף, שיבושים בשרשרת האספקה הגלובלית, שהחלו בתקופת מגפת הקורונה, הוסיפו חוסר יציבות בשוק. יצרני רכבים (OEMs) וספקי מוליכים למחצה נדרשים להסתגל במהירות למציאות המשתנה, תוך ייעול תהליכי הייצור ושמירה על זמני אספקה מהירים.

המבט קדימה

על אף האתגרים, התחזית לטווח הבינוני עבור שוק המוליכים למחצה לרכב היא חיובית. עם ההתקדמות הטכנולוגית המהירה והמעבר ההדרגתי לנהיגה אוטונומית ולרכבים חשמליים, הצורך ברכיבים מתקדמים רק יגדל. תעשיית הרכב הופכת בהדרגה לדינמית יותר, כאשר מוליכים למחצה תופסים תפקיד מפתח בעיצוב עתידה.

הפוסט חמש חברות שולטות ב-50% משוק המוליכים למחצה לרכב הופיע לראשונה ב-Chiportal.

רמות התכנון של הרכב האוטונומי:
• רמת המעגל המשולב (IC) שיכולה לכלול אחד או יותר תכנונים של מערכת-על-שבב SoC))
• רמת המערכת מורכבת ממספר יחידות בקרה אלקטרוניות המחוברות זו לזו (ECU) המקפלות כמה או מספר מכשירי IC ומפקחות על פעולות הרכב תחת תרחישי נהיגה שונים.
• מפלס הרכב המקיף את כל המכונית.
• הרמה העליונה היא רמת הקישוריות המקיפה את שלושת הרמות.
האם ניתן לבדוק תכנון של רכב אוטונומי באמצעות תרחישים בזמן אמת? ההערכות אומרות שזה ייקח מיליארדי מיילים של ניסויים בדרכים. במקום זאת, מה שנדרש הוא פלטפורמת אימות בעלת ביצועים גבוהים הפועלת על דגמים דיגיטליים מדויקים בסביבה וירטואלית המחקה תרחישים בזמן אמת.

PAVE360
PAVE360 (איור 2) בנוי על הרעיון של תאום דיגיטלי, והוא מורכב מסביבת אימות ותקפות רכב אוטונומי מלאה שתוכננה על פי רמת המערכת המייצגת תמונת מראה של הרכב הפיזי וסביבת הנהיגה. התאום הדיגיטלי של המערכת עשוי דגמים דיגיטליים המייצגים את סביבת הרכב האוטונומי כולל חיישנים, מעבדים, מפעילים, ECUs, רשתות קישוריות ותרחישי נהיגה. התאום הדיגיטלי הזה יכול לאמת את המערכת של המערכות מבלי לנסוע מיליארדי מיילים.

באיור 2 ניתן לראות כי Simcenter PreScan מייצר את תרחישי הנהיגה ונתוני החיישנים המניעים את מערכת המחשוב בפלטפורמת האמולציה של Veloce . Simcenter AMESim מספק הדמיית מערכות ליצירת סביבת לולאה סגורה. אימות טרום סיליקון של תכנון רכב אוטונומי מתאפשר כיום באמצעות PAVE360. לפרטים נוספים וכדי להבין את כל יכולות המערכת אתם מוזמנים לצפות בסמינר זה.

מאמר זה מתפרסם בחסות חברת מנטור Mentor, a Siemens Business 

הפוסט מנטור גאה להציג: PAVE360 – מערכת של מערכות לרכבים אוטונומיים הופיע לראשונה ב-Chiportal.