कार में प्रोग्राम कोड

(2009 का प्रकाशन)



प्रीमियम कार ( 2009 ) चलाने के लिए कोड की 100 मिलियन लाइनों को संसाधित करने के लिए बहुत सारे माइक्रोप्रोसेसर लगते हैं। और यह जल्द ही और भी मुश्किल हो जाएगा।

F-22 रैप्टर में एवियोनिक्स सिस्टम, एक अमेरिकी वायु सेना के लड़ाकू जेट, में लगभग 1.7 मिलियन लाइनें कोड होती हैं। 2010 में पेश किए गए F-35 जॉइंट स्ट्राइक फाइटर के लिए ऑन-बोर्ड सिस्टम के लिए लगभग 5.7 मिलियन लाइनों की आवश्यकता होती है। और नए बोइंग 787 ड्रीमलाइनर को ऑन-बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रणालियों को चलाने के लिए प्रोग्राम कोड की लगभग 6.5 मिलियन लाइनों की आवश्यकता है।

प्रभावशाली, है ना? लेकिन अगर आपने हाल ही में एक प्रीमियम कार खरीदी है, तो संभवत: इसमें लगभग 100 मिलियन लाइनें शामिल हैं। तो मणिफ्रेड ब्रो कहते हैं, तकनीकी विश्वविद्यालय म्यूनिख में कंप्यूटर विज्ञान के एक प्रोफेसर, जो मोटर वाहन सॉफ्टवेयर पर एक प्रमुख विशेषज्ञ हैं। यह सारा सॉफ्टवेयर आपकी कार में वितरित 70-100 माइक्रोप्रोसेसर-आधारित इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों ( ECUs ) पर चलता है।

डेमलर में सूचना प्रौद्योगिकी प्रबंधन के निदेशक अल्फ्रेड काटजेनबैच ने कहा कि वर्तमान मर्सिडीज-बेंज एस-क्लास में वर्तमान नेविगेशन प्रणाली को कोड की 20 मिलियन से अधिक लाइनों की आवश्यकता है। इस कार में नए एयरबस ए 380 (बोर्ड पर मनोरंजन प्रणाली को छोड़कर) के रूप में लगभग कई ईसीयू शामिल हैं। कारों में सॉफ्टवेयर न केवल मात्रा में बढ़ेगा। हर बार सॉफ्टवेयर की जटिलता अधिक से अधिक बढ़ जाती है। पिछले साल के अंत में, शोध फर्म फ्रॉस्ट एंड सुलिवन ने गणना की कि निकट भविष्य में मशीनों के लिए कोड की 200 से 300 मिलियन लाइनों की आवश्यकता होगी।

यहां तक ​​कि बजट कारों में भी अब शरीर में निर्मित 30 से 50 ईसीयू, दरवाजे, डैशबोर्ड, छत, ट्रंक, सीटें हैं। उन्हें लगभग कहीं भी पाया जा सकता है। यह सब कार डिजाइनरों की कल्पना पर निर्भर करता है। इसका मतलब यह है कि अधिकांश नई कारें प्रोग्राम कोड की लाखों लाइनों की प्रक्रिया करती हैं, जो आपके ब्रेक से लेकर रेडियो की मात्रा तक सब कुछ नियंत्रित करती हैं।



“कारें अब केवल एक बैटरी, एक वितरक या अल्टरनेटर और एक कार्बोरेटर नहीं हैं; वे अपनी जटिलता में बेहद आधुनिक हैं, ”थॉमस लिटिल कहते हैं, बोस्टन यूनिवर्सिटी ऑफ मैसाचुसेट्स में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर। थॉमस बुद्धिमान परिवहन प्रणाली विकसित कर रहा है। "ऊर्जा की बचत के लक्ष्य के साथ, [उत्सर्जन] को कम करना और सुरक्षा में सुधार करना, हम भी इलेक्ट्रॉनिक्स की शुरुआत के साथ आए हैं।"

मुझे हाल ही में इस कठिनाई का अनुभव हुआ। पिछले साल मैंने एक नई कार खरीदी और जब मैंने उपयोगकर्ता का मैनुअल खोला तो मैं चकित रह गया। इसके 500 पृष्ठ थे। एक अन्य 200 पृष्ठों में जीपीएस और रेडियो सिस्टम के संचालन के बारे में बताया गया। विज्ञापित नई सुविधाओं में से एक दस्ताने अनुभाग में वृद्धि थी, लेकिन आकार शायद अंतहीन मैनुअल के अंदर कहीं संकेत दिए गए थे।

मेरी नई कार फ्रंट और साइड एयरबैग के साथ आती है। दर्जनों सेंसर इलेक्ट्रॉनिक एयरबैग नियंत्रक डेटा प्रदान करते हैं। इन सेंसरों को किसी भी तापमान पर वर्षों तक काम करना चाहिए - दोनों मिनेसोटा में गंभीर ठंढ में और एरिज़ोना में तेज गर्मी वाले सूरज के नीचे।

ज्यादातर बार, एयरबैग सिस्टम कार की स्थिति पर नज़र रखता है। लेकिन कभी-कभी कई वाहनों की टक्कर के कारण, एयरबैग चालू हो जाते हैं। इस मामले में, ईसीयू में सॉफ्टवेयर जो उनकी तैनाती को नियंत्रित करता है, यह निर्धारित करने के लिए 15 से 40 मिलीसेकंड होता है कि कौन से एयरबैग सक्रिय हैं और किस क्रम में, ब्रॉ कहते हैं।

निकट भविष्य में, Broy के अनुसार, एयरबैग कंट्रोल सिस्टम न केवल एक टकराव की संभावना के बारे में जानकारी का उपयोग करेगा। उदाहरण के लिए, बीएमडब्ल्यू के पास बीएमडब्ल्यू असिस्ट से लैस कई 2009 मॉडल हैं। यह प्रणाली वाहन के एयरबैग नियंत्रक और उसके अन्य ईसीयू से प्राप्त जानकारी के आधार पर "गंभीर चोट के जोखिम" की गणना करती है। आपातकालीन सेवाओं से न केवल दुर्घटना के दृश्य के बारे में जानकारी प्राप्त होती है, बल्कि यात्रियों को गंभीर चोट लगने की संभावना के बारे में भी जानकारी मिलती है।

इन दिनों कारों में सॉफ्टवेयर की मात्रा आश्चर्यजनक है।
ऑटोमोबाइल माइक्रो कंप्यूटर का पहला धारावाहिक ईसीयू एकल-फ़ंक्शन नियंत्रक था। यह 1977 में जनरल मोटर्स में एक ऑलडस्मोबाइल टोरोनैडो कार में इलेक्ट्रॉनिक प्रज्वलन के लिए इस्तेमाल किया गया था। 1978 में, जीएम ने कैडिलैक सेविले पर अपना कैडिलैक ट्रिप कंप्यूटर लगाने की पेशकश की। कंप्यूटर एक संशोधित माइक्रोप्रोसेसर चिप मोटोरोला 6802 था। इसने गति, ईंधन, सवारी और इंजन के बारे में जानकारी प्रदर्शित की। हालांकि, चिप ने एक अलग कार्य किया: जीएम ने यह परीक्षण करने के लिए उपयोग किया कि माइक्रोप्रोसेसर कितने कार्यों को नियंत्रित कर सकता है, जैसे कि ईंधन इंजेक्शन, इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन टाइमिंग और क्रूज़ नियंत्रण।

1981 तक, जीएम यात्री कार निर्माण में माइक्रोप्रोसेसर आधारित इंजन नियंत्रण का उपयोग कर रहा था। उन्होंने कोड की लगभग 50,000 पंक्तियों को संसाधित किया। अन्य कार कंपनियों ने जल्दी से सूट का पालन किया।

जोनास बेरेसा, एक जीएम इंजीनियर, ने 1983 में औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स पर एक IEEE लेनदेन लेख में लिखा था कि "सॉफ्टवेयर विकास नए उत्पाद विकास में सबसे महत्वपूर्ण कारक होगा।" वह सही था। ब्रो का अनुमान है कि 80 प्रतिशत से अधिक ऑटोमोटिव नवाचार कंप्यूटर सिस्टम से आता है। सॉफ्टवेयर ऑटोमोबाइल में मूल्य का मुख्य स्रोत बन गया है, जिसमें मूल्य सूची भी शामिल है। 1970 के दशक के अंत में इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत और वाहनों की लागत के अनुपात में प्रतिशत में 5 प्रतिशत से 2005 में 15 प्रतिशत तक (अंतिम विधानसभा की लागत को छोड़कर) वृद्धि हुई।
हाइब्रिड में केवल एक इंजन नियंत्रण के लिए आवश्यक सॉफ़्टवेयर की मात्रा होती है, लगभग एक मानक कार जितनी ही। इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत और उनमें वाहनों की लागत का अनुपात 45 प्रतिशत के करीब पहुंच रहा है। 10 वर्षों के भीतर, कुछ विशेषज्ञों के अनुसार, एक वाहन की लागत का इलेक्ट्रॉनिक्स का प्रतिशत सामान्य वाहनों के लिए 50 प्रतिशत और संकर के लिए 80 प्रतिशत तक बढ़ जाएगा।

"आधुनिक प्रीमियम कारों के लिए," सॉफ्टवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत एक कार की लागत का 35-40 प्रतिशत तक पहुंच सकती है, "ब्रोई कहते हैं। सॉफ्टवेयर विकास में इस लागत का लगभग 13-15 प्रतिशत हिस्सा है। उनका कहना है कि यदि विकसित सॉफ्टवेयर की प्रत्येक पंक्ति की लागत $ 10 है - जो बहुत कम है - एक प्रीमियम कार के लिए, इसका सॉफ्टवेयर अकेले एक बिलियन डॉलर का निवेश है।

आईईईई स्पेक्ट्रम के संपादक जॉन वोल्कर ने अप्रैल 2007 में जीएमसी युकोन हाइब्रिड कार और इसके दोहरे मोड के ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन के बारे में लिखा था। Voelcker ने कहा कि "सभी कामकाजी घंटों में एक दोहरे मोड गियरबॉक्स बनाने में खर्च किया गया ... लगभग 70 प्रतिशत ... प्रबंधन सॉफ्टवेयर के विकास के लिए गया।"

Voelcker ने कहा कि नियंत्रण सॉफ्टवेयर लॉजिक प्रत्येक 10 मिलीसेकंड के सैकड़ों इनपुट डेटा का विश्लेषण करता है, जिसमें वाहन लोड, इंजन प्रदर्शन, बैटरी पैरामीटर और उच्च वोल्टेज विद्युत घटकों में तापमान शामिल हैं।

कोड की जटिलता के कारण, विश्वसनीयता के मुद्दे पैदा होते हैं। आईबीएम का दावा है कि लगभग 50 प्रतिशत कार वारंटी लागत वर्तमान में इलेक्ट्रॉनिक्स और उनके एम्बेडेड सॉफ्टवेयर से संबंधित है। 2005 के आंकड़ों के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में वाहन निर्माताओं की लागत लगभग $ 350 प्रति कार है, और यूरोपीय वाहन निर्माता $ 250 हैं।

2005 में, टोयोटा ने अपने 2004 Prius संकर के 160,000 वापस ले लिए और कुछ मॉडल 2005 में एक सॉफ्टवेयर समस्या के कारण शुरू हुए - कारें रुक गईं या अचानक बंद हो गईं। सॉफ़्टवेयर की मरम्मत के लिए आवश्यक समय का अनुमान लगभग 90 मिनट प्रति वाहन - लगभग 240,000 कार्य घंटों में लगाया गया था। यह उन्हें महंगा पड़ा।

केवल पिछले साल, सॉफ्टवेयर मुद्दों से संबंधित कई कार समीक्षाएँ थीं। उदाहरण के लिए, मई 2008 में, क्रिसलर ने अपने 2006 जीप कमांडरों में से 24,535 को स्वचालित ट्रांसमिशन सॉफ्टवेयर में समस्या के कारण वापस ले लिया। फिर जून में वोक्सवैगन ने अपने 2008 Passats और Passat Wagons के लगभग 4,000 और इंजन नियंत्रण मॉड्यूल सॉफ्टवेयर में एक समस्या के कारण लगभग 2,500 Tiguans को वापस ले लिया। एयर कंडीशनिंग चालू होने पर यह समस्या इंजन आरपीएम में अप्रत्याशित वृद्धि का कारण बन सकती है। नवंबर में, जीएम ने अपनी 2009 कैडिलैक सीटीएस कारों में से 12,662 को यात्री पहचान प्रणाली में एक सॉफ्टवेयर समस्या के कारण वापस बुलाया, जो सामने आने पर यात्री एयरबैग को निष्क्रिय कर सकता है, या इसे चालू होने पर चालू करना चाहिए। । फिर भी, यह मोटर वाहन सॉफ्टवेयर के डेवलपर्स को श्रद्धांजलि देने के लायक है, क्योंकि सॉफ्टवेयर के कारण बहुत सारे कार समीक्षाएं नहीं हैं।

सॉफ्टवेयर के व्यापक उपयोग ने न केवल कार वारंटी की लागत को प्रभावित किया, बल्कि कारों की मरम्मत को भी जटिल किया। बीमा कंपनियों के लिए किसी दुर्घटना में क्षतिग्रस्त हुई कार की कुल हानि को सुधारना आसान होता है।

यह समझना आसान है कि क्यों "प्रीमियम कार में 2,000 से 3,000 अद्वितीय सॉफ़्टवेयर-संबंधित विशेषताएं हैं," ब्रोई कहते हैं। फिर उन्हें वाहन प्रणालियों को नियंत्रित करने के लिए चालक और यात्रियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले 250-300 कार्यों में जोड़ा जाता है।

अधिकांश वाणिज्यिक विमानों में मिशन-क्रिटिकल ऑन-बोर्ड सिस्टम और ऑन-बोर्ड मनोरंजन प्रणाली के बीच फायरवॉल हैं। कारों में, हवाई जहाज के विपरीत, चालक और यात्रियों के मनोरंजन के लिए डिज़ाइन की गई कार और प्रणालियों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के बीच अधिक जटिल संचरण होता है। हेडन बिजनेस स्कूल में एक लेख "ऑटोमोबाइल समस्याएं: क्या अमेरिकी मोटर वाहन उद्योग को निरस्त किया जाना चाहिए?" कुछ साल पहले, कुछ मर्सिडीज ड्राइवरों ने पाया कि जब वे एक निश्चित बटन दबाते हैं तो ड्राइवर की सीट बदल जाती है; समस्या यह थी कि बटन नेविगेशन सिस्टम को नियंत्रित करने वाला था।

एक पूर्व ऑटोमोटिव इंजीनियर, जिसके साथ मैंने बात की थी, के अनुसार ऑटोमोबाइल में सभी सॉफ्टवेयर का एक तिहाई केवल डायग्नोस्टिक्स के लिए समर्पित है। लेकिन यह सब नैदानिक ​​जानकारी के साथ भी, ऑटो मैकेनिक अक्सर समस्या का सटीक कारण निर्धारित नहीं कर सकते हैं।

ब्रॉ ने मुझे बताया कि 50 प्रतिशत से अधिक ईसीयू जो मैकेनिक कारों में बदलते हैं, तकनीकी रूप से त्रुटि मुक्त हैं: उन्हें हार्डवेयर या सॉफ्टवेयर की कोई समस्या नहीं है। यांत्रिकी ईसीयू को केवल इसलिए बदल देते हैं क्योंकि वे कार को ठीक नहीं कर सकते हैं।

"कार सेवा कार्यकर्ता और गैरेज में कार प्रेमी वास्तव में उन वास्तविकताओं में होते हैं जब कार की मरम्मत बहुत जटिल और महंगी होती है [उनके लिए]," ब्रू। दूरस्थ निदान और मरम्मत कई कार्यों के लिए यांत्रिकी को अनावश्यक बना सकते हैं।

ब्रोय के अनुसार, बहुत दूर के भविष्य में नहीं, जब आपको कार में कंप्यूटर सिस्टम की समस्या होती है, तो आप गैरेज में जाएंगे, जहां आपकी कार नेटवर्क से जुड़ी होगी। तृतीय-पक्ष ओईएम डेटा डाउनलोड करने, विश्लेषण करने और फिर सॉफ्टवेयर पैच डाउनलोड करने में सक्षम होंगे।

Voelcker के अनुसार, उन्हें यह देखकर आश्चर्य नहीं होगा कि बीएमडब्ल्यू असिस्ट, फोर्ड सिंक और जीएम ऑनस्टार जैसे ऑन-बोर्ड सिस्टम नियमित रूप से कार निर्माताओं द्वारा नियंत्रित केंद्रीयकृत प्रणालियों में परिचालन डेटा मापदंडों को स्थानांतरित करना शुरू करते हैं। और निर्माता, बदले में, उन हिस्सों के लिए डेटा का विश्लेषण करेंगे जो विनिर्देश से परे हैं या सॉफ़्टवेयर के लिए जिन्हें अपडेट करने की आवश्यकता है। ड्राइवर को स्वचालित रूप से सूचित किया जाएगा कि कार को मरम्मत के लिए ले जाना चाहिए।

अपने आंतरिक भागों की स्थिति की निगरानी के अलावा, कारें अपने आसपास की दुनिया का विश्लेषण करना शुरू कर देती हैं। “हम एक युग में प्रवेश कर रहे हैं, जब कार के अंदर क्या हो रहा है, यह जानने के अलावा, हम बाहरी वस्तुओं की उपस्थिति का पता लगाने के लिए रडार जैसी चीजों का उपयोग करते हैं, क्रूजर नियंत्रण में दूरी को मापने के लिए लेजर, और पीछे की वस्तुओं का पता लगाने के लिए वीडियो और अल्ट्रासाउंड आप कहते हैं, लिटिल। “प्रवृत्ति आपकी कार और अन्य वाहनों पर लागू होने वाली जानकारी को पुनः प्राप्त करने की होगी। इस जानकारी का उपयोग सुरक्षा बढ़ाने के लिए किया जाएगा। उदाहरण के लिए, आपके सामने की कारें आपकी कार को बताएंगी कि क्या राजमार्ग पर बर्फ है या अगर कोई दुर्घटना हुई है।

थोड़ा कहता है: “हम सुरक्षा के बदले नियंत्रण के छोटे हिस्से छोड़ देते हैं। आप और मैं किस बिंदु पर कहने के लिए तैयार होंगे: “अच्छा। मैं एक कार चलाने वाला नहीं हूं, इसे मुझे चलाने दो।

लेखक के बारे में

रॉबर्ट एन। चेरेट एक आईईईई स्पेक्ट्रम संपादक, एक स्व-घोषित "जोखिम पारिस्थितिकीविज्ञानी" है, जो प्रौद्योगिकी और समाज पर जोखिम की बदलती अवधारणा के प्रभाव की पड़ताल करता है। Charette आईईईई स्पेक्ट्रम ऑनलाइन के द रिस्क फैक्टर भी लिखते हैं।

हम और आगे बढ़ें

फरवरी 2007 में आईईईई के हकदार इंजीनियरिंग ऑटोमोटिव सॉफ्टवेयर के फरवरी के अंक के लिए मैनफ्रेड ब्रॉई और सहयोगियों ने एक विस्तृत लेख लिखा। कार सॉफ्टवेयर को विकसित करने और उसका उपयोग करने के लिए यह शायद सबसे अच्छी समीक्षाओं में से एक है।

ऑटोमोबाइल में सॉफ्टवेयर के उपयोग पर एक अच्छे प्रारंभिक ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य के लिए, जोनास बेरेसा का लेख, मई १ ९ Trans३ में औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में IEEE लेनदेन में प्रकाशित हुआ, जिसका शीर्षक " ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में माइक्रोप्रोसेसरों के अनुप्रयोग " है। यह कई माइक्रो कंप्यूटर अनुप्रयोगों का एक दिलचस्प कालक्रम प्रस्तुत करता है जो ऑटोमोबाइल में 1977 से 1982 तक उपयोग किए गए थे।