El Sistema Operativo de tu Coche

Durante mucho tiempo, la deseabilidad y diferenciación de un vehículo se juzgaban por su hardware específico: la potencia del motor, el par, el sistema de infoentretenimiento o las características de confort del conductor. Sin embargo, los días del vehículo definido puramente por su hardware están contados. La industria automotriz está experimentando una transformación radical, volcándose hacia el software para ofrecer funcionalidades cada vez más complejas y sofisticadas. Esta transición está impulsada por el equivalente automotriz del sistema operativo (OS) que potencia los smartphones que llevamos en nuestros bolsillos.

A medida que los ciclos de modelos tradicionales dan paso a las rápidas liberaciones de software, damos la bienvenida a la era del vehículo definido por software y al concepto del Sistema Operativo del Coche (Car.OS).

Al cambiar el enfoque del hardware al software, los fabricantes de automóviles, proveedores y desarrolladores de aplicaciones no solo pueden mantener, sino también mejorar sus ofertas a lo largo de la vida útil de un vehículo. Esto significa que un coche que compras hoy podría recibir nuevas características y mejoras de rendimiento años después, simplemente a través de una actualización de software, de manera similar a como se actualiza un teléfono móvil.

A pesar de esta transición, el hardware sigue siendo esencial para ejecutar la funcionalidad. Actualmente, los sistemas de hardware están soportados por unidades de control electrónico (ECU), típicamente una por cada función del vehículo. Estas ECUs suelen ser desarrolladas por terceros, lo que añade una capa significativa de complejidad. Lo que se necesita es una arquitectura de software de extremo a extremo y un hardware que permita la personalización, las actualizaciones y la adición de nuevas funciones. Un vehículo definido por software no tiene sentido si no puede ser actualizado, y las actualizaciones son inútiles si no pueden entregarse de forma inalámbrica, o como se conoce en el sector, Over-The-Air (OTA), a lo largo de la vida útil del vehículo.

Para los fabricantes de automóviles y proveedores, esta evolución crea tanto oportunidades como desafíos que pueden ser abordados y superados con un Car.OS.

¿Qué es un Sistema Operativo del Coche (Car.OS)?

Quizás sorprendentemente, no existe una definición única y común de Car.OS. Hay varias interpretaciones que varían desde software de plataforma para los diferentes dominios del vehículo hasta soluciones que cubren absolutamente todo, incluyendo infoentretenimiento, conectividad, carrocería, chasis y sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).

Un vehículo moderno es un sistema increíblemente complejo que debe ser considerado en su totalidad. Por lo tanto, el software subyacente del coche necesita orquestar todas las funciones del vehículo y garantizar el más alto nivel de seguridad y protección. Actualmente, cada dominio (como el motor, los frenos o el sistema de sonido) suele tener su propio desarrollo técnico y su propia solución de software, a menudo aislada de las demás.

El Car.OS ideal proporcionaría un puente que conecte estos diferentes dominios del vehículo. Dada la complejidad de la automoción, es probable que esto se materialice como un superconjunto de módulos de software compatibles que trabajen juntos de manera coordinada. Las ofertas actuales en el mercado varían, incluyendo software estándar como AUTOSAR Classic y AUTOSAR Adaptive, sistemas operativos como QNX, plataformas basadas en Linux y soluciones específicas desarrolladas por empresas tecnológicas para la automoción.

La Evolución de las ECUs y el Papel del Car.OS

Uno de los principales desafíos que el Car.OS busca resolver es la proliferación de Unidades de Control Electrónico (ECUs). Un coche de gama alta hoy en día puede tener más de cien ECUs diferentes, cada una desarrollada, probada y mantenida de forma independiente. Esto no solo aumenta la complejidad y el costo, sino que también dificulta la integración de nuevas funcionalidades que requieren la comunicación entre múltiples sistemas.

La industria automotriz ha buscado durante años reducir drásticamente el número de ECUs, idealmente a no más de cuatro o cinco dominios centrales clave. Estos dominios principales incluyen:

• Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS) y conducción autónoma.
• Control del chasis (suspensión, dirección, frenos).
• Tren motriz (motor, transmisión, gestión de energía, propulsión eléctrica).
• Carrocería (luces, elevalunas, cierres, climatización).
• Infoentretenimiento y conectividad.
• Gateway o puerta de enlace conectada (para seguridad, comunicación externa y actualizaciones OTA).

A medida que la industria transita del motor de combustión interna (ICE) a la electrificación, los dominios de propulsión eléctrica y chasis tenderán a converger. Cada uno de estos dominios requiere diferentes capacidades de software, y un sistema operativo que pueda soportar y orquestar estos cinco o seis dominios clave es fundamental.

Además de las ECUs tradicionales centradas en funciones, está surgiendo el concepto de ECUs zonales, que controlan las funciones dentro de una proximidad física específica del vehículo, como el frontal, la parte trasera o el compartimento del motor. Es en la arquitectura de las ECUs, ya sean basadas en dominios o zonales, donde el Car.OS puede desempeñar un papel crucial. Un Car.OS podría ser una plataforma de solución genérica y única que soporte tanto arquitecturas de dominio como zonales. Esto permitiría que el desarrollo de software se realice una sola vez para la plataforma, en lugar de repetirlo para cada ECU individual. Esto acelera significativamente el proceso de integración y hace que la interacción entre las ECUs sea mucho más robusta y confiable.

¿Hay Lugar para una 'Super ECU'?

En los últimos años, algunos fabricantes han considerado incluso la posibilidad de utilizar una única "super ECU" centralizada para controlar la mayoría de las funciones del vehículo. Reducir el número de ECUs tiene beneficios claros en términos de complejidad del cableado, costo y potencial de integración. Sin embargo, para garantizar la fiabilidad, la seguridad y la protección del sistema, se necesita más de una ECU central. Idealmente, tres o cuatro ECUs de alto rendimiento podrían encargarse de la computación principal, mientras que los sistemas mecatrónicos o interfaces de entrada/salida (I/O) inteligentes proporcionarían las conexiones digitales.

Es evidente que estas ECUs de alto rendimiento requieren una capacidad computacional y un ancho de banda de comunicación mucho mayores que las ECUs tradicionales. En última instancia, estas ECUs de alto rendimiento tienen una necesidad mucho mayor de una plataforma de software robusta como el Car.OS que ayude a orquestar toda la ejecución y comunicación entre ellas y el resto de sistemas del vehículo.

Requisitos y Desafíos de un Car.OS

Es fundamental reconocer que la funcionalidad de un coche es extremadamente diversa en términos de requisitos de seguridad, protección y rendimiento. Un sistema de infoentretenimiento, una puerta de enlace conectada, los sistemas ADAS, la conducción automatizada y los sistemas de control del chasis tienen requisitos muy distintos.

Mientras que los usuarios esperan actualizaciones rápidas y mejoras en la experiencia de usuario para el infoentretenimiento, esperan la máxima seguridad de los sistemas de frenado, dirección y ADAS/AD. Estas necesidades no pueden ser empaquetadas en un único Car.OS monolítico que lo haga todo. Es más probable que se necesite una arquitectura que combine diferentes versiones o módulos de software. Por ejemplo, una versión podría manejar los requisitos de seguridad más altos para funciones críticas, mientras que otra aborda las necesidades más flexibles y rápidas del infoentretenimiento.

Lo crucial es que estas diferentes partes del software sean totalmente compatibles y cuenten con mecanismos robustos para interactuar entre sí. Esto incluye una comunicación fluida, capacidades de diagnóstico, la capacidad de compartir una base de tiempo común y comprender el estado general del vehículo. La integración de estos componentes, cada uno con requisitos tan dispares, es uno de los mayores desafíos técnicos en el desarrollo de un Car.OS.

Un Comienzo Difícil para los Fabricantes Tradicionales

A diferencia de algunos de los nuevos fabricantes de vehículos (OEMs) que han nacido con una mentalidad más enfocada en el software y ya han establecido sus propios sistemas operativos internos, los fabricantes tradicionales (los llamados 'legacy OEMs') aún no han logrado desarrollar un Car.OS genérico y unificado. Por diversas razones, a menudo relacionadas con la competencia interna, la propiedad intelectual y la complejidad de integrar sistemas heredados, los fabricantes, especialmente en regiones como Alemania, han tenido dificultades para acordar un enfoque común para el Car.OS y están persiguiendo sus propias soluciones individuales.

Algunos, particularmente los fabricantes premium, están intentando desarrollar su propio Car.OS combinando bloques de construcción desarrollados internamente con software de terceros. Este enfoque puede llevar a soluciones fragmentadas y dificultar la interoperabilidad en el futuro.

¿Embebido o en la Nube?

La necesidad de una computación de alto rendimiento es fundamental para una estrategia exitosa de Car.OS. Pero, ¿cuál es el mejor enfoque: software embebido directamente en el vehículo o basado en la nube?

Un Car.OS debe ser seguro y protegido, tener un rendimiento en tiempo real estricto ('hard real-time'), ser actualizable y estar habilitado para la nube. Sin embargo, consideremos un escenario: conduciendo a través de una frontera, podrías perder la conectividad de datos móviles. No hay una transición perfecta entre las redes de diferentes operadores sin que las llamadas se interrumpan. De manera similar, no existe una interacción completamente fluida entre la conectividad en la nube y el software embebido, especialmente para funciones críticas para la seguridad.

Por lo tanto, si bien hay varios casos de uso válidos para la computación basada en la nube en un vehículo (como infoentretenimiento, servicios conectados, análisis de datos), el núcleo de seguridad del vehículo debe permanecer a bordo, controlado por software embebido robusto y confiable. Por ejemplo, la conducción autónoma de Nivel 4 con soporte remoto es posible, pero el soporte remoto solo puede mejorar funcionalidades o proporcionar asistencia en situaciones no críticas; no puede, y no debe, controlar directamente las características de seguridad fundamentales del vehículo (como frenar o girar en una emergencia).

La solución más probable y robusta para un Car.OS es una arquitectura híbrida que combine software embebido de alto rendimiento para funciones críticas con capacidades de computación en la nube para servicios menos críticos y que se benefician de procesamiento externo o grandes cantidades de datos.

Beneficios del Car.OS para las Funciones del Vehículo

Al explorar el concepto de Car.OS, es difícil encontrar áreas del vehículo que no se beneficiarían de su implementación. De particular interés para los desarrolladores de Car.OS son dominios como ADAS, infoentretenimiento, propulsión, electrificación y, a largo plazo, la automatización de Nivel 4 y 5.

Un Car.OS, combinado con conceptos de arquitectura de software basada en componentes, proporciona la base ideal para un concepto eficiente de actualización OTA. Al desacoplar el software del ciclo de lanzamiento del hardware, se abren numerosas oportunidades para que los OEMs lancen nuevas funcionalidades o mejoren las existentes sin la necesidad de que los coches visiten un taller para actualizar ECUs. Esto les permite ofrecer servicios únicos y mantener el vehículo actualizado, incluso si esas funcionalidades no estaban completamente listas cuando el vehículo fue fabricado y vendido inicialmente.

Beneficios del Car.OS para los Fabricantes de Automóviles

Los beneficios de implementar un Car.OS son múltiples:

• Desarrollo de software acelerado y tiempos de proyecto más cortos.
• Independencia del software respecto al hardware específico.
• Capacidad para realizar actualizaciones, mejoras y configuraciones Over-The-Air (OTA).
• Adición de nuevas funciones al vehículo y servicios de infoentretenimiento a lo largo de su vida útil.
• Ciclos de integración más rápidos y robustos entre los diferentes sistemas del vehículo.

Al igual que el sistema operativo Android para smartphones proporciona una interfaz consistente para miles de aplicaciones, independientemente de la marca o modelo del teléfono, un Car.OS tiene el potencial de transformar la experiencia automotriz, ofreciendo una plataforma unificada y coherente.

El Concepto de un Car.OS Abierto

Como hemos visto, muchos fabricantes están desarrollando sus propios sistemas operativos propietarios. Entonces, ¿dónde encaja un Car.OS abierto?

La idea de un Car.OS abierto depende de que los fabricantes tengan una mentalidad proactiva y abierta a la colaboración. Sencillamente, muchas partes del software del vehículo no son áreas de competencia directa. Funciones básicas como el control del aire acondicionado, la iluminación interior o el funcionamiento de elevalunas y cierres de puertas no son lo que diferencia a una marca de otra en la mente del consumidor. El usuario simplemente espera que funcionen de manera robusta, confiable y segura.

Un Car.OS abierto sería eso: una plataforma abierta para que cualquier OEM colabore, añadiendo sus requisitos a una base común. Todos los participantes se beneficiarían del resultado final, pudiendo luego diferenciar sus productos a través de servicios y aplicaciones específicas de la marca. En un Car.OS abierto, todos los colaboradores disfrutarían de una mayor eficiencia, un desarrollo acelerado y evitarían la costosa y lenta duplicación de esfuerzos en funcionalidades básicas.

Además, si un Car.OS abierto es gestionado por una empresa de software neutral, los OEMs también podrían evitar las complejidades y limitaciones del "vendor lock-in" (dependencia de un único proveedor).

Existen precedentes de plataformas de código abierto en la industria automotriz, como en el infoentretenimiento, donde gran parte de la pila de software es común, lo que permite el desarrollo colaborativo y la competencia en la implementación. Suena simple: cooperar en la especificación y competir en la implementación. Sin embargo, requeriría cambios importantes en la mentalidad tanto de los OEMs como de los proveedores de Nivel 1.

¿Es factible? Sí. ¿Será fácil? No necesariamente. Hoy en día, los diferentes OEMs ni siquiera pueden ponerse de acuerdo en un enfoque común para un futuro sistema operativo del vehículo.

Por ahora, la industria automotriz ha aceptado que el software tiene un valor y un precio significativos. Quizás, con el tiempo, los actores de la industria acuerden un estándar abierto, al que muchas partes contribuyan y del que todas las partes se beneficien. La complejidad y el costo del desarrollo de software moderno son tan altos que la colaboración en áreas no competitivas parece un camino lógico hacia adelante.

Comparación: Vehículo Tradicional vs. Vehículo Definido por Software

Preguntas Frecuentes sobre el Car.OS

¿Los coches actuales tienen un sistema operativo?

Sí, los coches modernos tienen sistemas de software muy complejos. Aunque no siempre se les llama formalmente un único "sistema operativo" como el de un ordenador o teléfono, cuentan con software que gestiona múltiples funciones. La tendencia actual es consolidar y orquestar este software bajo un concepto más unificado, similar a un Car.OS.

¿Qué diferencia hay entre el software actual de un coche y un Car.OS completo?

El software actual a menudo está fragmentado, con cada ECU ejecutando su propio código específico. Un Car.OS busca ser una plataforma unificada que gestione y coordine el software de múltiples dominios y ECUs, permitiendo una mayor integración, flexibilidad y capacidad de actualización OTA.

¿Es un Car.OS como Android o iOS?

El concepto es similar en cuanto a que es una plataforma que permite ejecutar y coordinar diferentes aplicaciones y funciones de hardware. Sin embargo, un Car.OS tiene requisitos mucho más estrictos en cuanto a seguridad, fiabilidad y rendimiento en tiempo real, ya que gestiona funciones críticas para la vida del conductor y los pasajeros, algo que un sistema operativo de smartphone no necesita hacer.

¿Qué beneficios trae el Car.OS para el conductor?

Para el conductor, un Car.OS significa que su coche puede mejorar con el tiempo a través de actualizaciones de software. Podría recibir nuevas funcionalidades (como asistentes de conducción mejorados, nuevas opciones de infoentretenimiento o incluso mejoras de rendimiento) sin tener que comprar un coche nuevo. También puede llevar a una experiencia de usuario más fluida e integrada dentro del vehículo.

¿Todos los fabricantes de coches están desarrollando el mismo Car.OS?

No. Actualmente, muchos fabricantes están desarrollando sus propias soluciones propietarias o colaborando en enfoques individuales. Existe debate en la industria sobre si un estándar abierto sería más beneficioso a largo plazo, pero aún no hay un acuerdo generalizado.

¿Puede un Car.OS fallar como un ordenador o teléfono?

Los sistemas diseñados para funciones críticas del vehículo (frenos, dirección, etc.) tienen redundancias y certificaciones de seguridad muy estrictas para minimizar el riesgo de fallo. Si bien el software de infoentretenimiento podría experimentar fallos menores (como una aplicación que se cierra), las funciones de seguridad vitales están diseñadas para ser extremadamente robustas y confiables, a menudo ejecutándose en hardware y software separados o aislados dentro de la arquitectura general del Car.OS.

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