Dalam catatan blog ini, kita akan mengkaji bagaimana kereta—yang dahulunya peranti mekanikal semata-mata—telah menjadi elektronik dan pintar melalui penyepaduan sistem dan perisian terbenam, dan bagaimana ia berkembang menjadi kenderaan yang ditakrifkan perisian pada tahun 2026.
Fungsi asas kereta adalah untuk bergerak ke hadapan apabila pedal pemecut ditekan, menukar arah apabila stereng dipusingkan, dan berhenti apabila brek ditekan. Melihat kereta pada masa lalu, kebanyakan fungsi dilakukan oleh peranti mekanikal fizikal: menekan pedal menghidupkan enjin, memusingkan stereng mengubah arah roda, dan mengenakan brek menghentikan roda melalui geseran. Walau bagaimanapun, kereta kini berkembang melangkaui peranti mekanikal mudah kepada mesin yang menggabungkan sistem elektronik dan perisian yang kompleks. Kereta hari ini membantu mengekalkan jarak yang konsisten dari kenderaan di hadapan semasa memandu, membantu dengan tempat letak kereta dan menggunakan pelbagai sensor untuk memantau persekitaran sekitar dan status kenderaan—memberikan maklumat kepada pemandu atau mengawal pergerakan kenderaan. Salah satu elemen utama yang membolehkan fungsi ini ialah sistem terbenam yang dipasang di dalam kereta.
Sistem terbenam merujuk kepada sistem komputer yang direka untuk melaksanakan fungsi terhad untuk tujuan tertentu. Komputer peribadi (PC) biasa boleh melaksanakan pelbagai fungsi dengan memasang program yang berbeza. Jika anda memasang program pemproses perkataan, anda boleh menggunakannya untuk membuat dokumen; jika anda memasang permainan, anda boleh menggunakannya sebagai konsol permainan. Sebaliknya, komputer yang terbenam dalam sistem terbenam difokuskan untuk melaksanakan fungsi yang diperlukan oleh peranti atau sistem tertentu. Anda mungkin berfikir bahawa lebih banyak fungsi yang dimiliki oleh komputer, lebih baik, tetapi mari kita ambil peti sejuk sebagai contoh. Walaupun komputer digunakan dalam peti sejuk hari ini, tidak perlu menjalankan pemproses perkataan atau bermain permainan berprestasi tinggi pada komputer yang terbina dalam peti sejuk. Dengan mengurangkan fungsi yang tidak perlu dan menumpukan pada fungsi yang diperlukan, saiz dan penggunaan kuasa peranti dapat diminimumkan, dan ia dapat melaksanakan fungsi yang ditetapkan dengan andal dan cekap. Komponen elektronik, seperti cip komputer terbenam, membentuk perkakasan sistem terbenam, sementara pelbagai program yang berjalan padanya membentuk perisian.
Jadi mengapa kereta mula dilengkapi dengan komputer? Ini kerana kereta dilengkapi dengan semakin banyak peranti elektronik, dan pada masa yang sama, sistem kawalan yang lebih canggih dan pintar menjadi perlu. Komputer yang digunakan dalam kereta juga memerlukan sistem khusus untuk peranan tertentu, tidak seperti komputer peribadi tujuan umum. Ini kerana fungsi yang mesti dilakukan oleh kereta tidak boleh dikembangkan tanpa had seperti pemproses perkataan atau permainan video; sebaliknya, ia ditakrifkan terutamanya di sekitar ciri pemanduan, keselamatan dan kemudahan. Di dalam kereta, adalah penting untuk mengukur maklumat seperti kelajuan kenderaan, keadaan enjin atau motor, tahap bateri dan bahan api, dan persekitaran sekitar dengan tepat, dan untuk mengawal kenderaan dengan sewajarnya berdasarkan maklumat tersebut. Oleh itu, adalah berfaedah untuk menggunakan sistem terbenam yang direka khusus untuk tujuan dan persekitaran kereta dan bukannya komputer tujuan umum.
Sistem terbenam automotif boleh dikategorikan kepada beberapa bidang berdasarkan fungsinya, termasuk Casis, Powertrain, Body dan Multimedia. Dalam bidang Casis, fungsi yang berkaitan dengan pergerakan kenderaan—seperti brek, stereng dan suspensi—dikawal berdasarkan pelbagai data, termasuk kelajuan kenderaan dan jarak ke kenderaan di sekeliling. Dalam domain powertrain, fungsi ini mengawal penjanaan dan penghantaran kuasa, dengan mengambil kira maklumat ini serta status enjin, transmisi dan bateri. Domain body mengurus fungsi yang berkaitan dengan kemudahan dan keselamatan pemandu dan penumpang, seperti tempat duduk, panel instrumen, lampu dan pintu, manakala domain multimedia mengendalikan navigasi, telematik, audio dan video serta pelbagai fungsi maklumat dan komunikasi dalam kenderaan. Hari ini, fungsi yang berpusatkan perisian—seperti sistem bantuan pemandu, automasi pemanduan, rangkaian kenderaan dan ketersambungan—menjadi semakin penting.
Setiap sistem ini mengumpul maklumat yang diperlukan daripada sensor dan unit kawalan elektronik (ECU) lain, memproses maklumat tersebut dan bertindak balas dengan sewajarnya terhadap situasi tersebut. Walaupun kereta pada masa lalu lebih seperti mesin yang bergerak berdasarkan input langsung pengguna, kereta yang dilengkapi dengan sistem terbenam telah berkembang menjadi sistem aktif yang mampu melaksanakan fungsi tertentu berdasarkan status kenderaan dan persekitaran sekitar, walaupun tanpa pengguna membuat penilaian langsung atau mengendalikannya. Sudah tentu, tidaklah sepenuhnya tepat untuk melabelkan kenderaan sedemikian serta-merta sebagai sistem kecerdasan buatan dalam erti kata yang sama seperti kecerdasan manusia; walau bagaimanapun, ia jelas mempunyai ciri-ciri yang berbeza daripada kenderaan mekanikal pada masa lalu kerana ia menggunakan sensor dan komputer untuk menilai situasi dan mengawal fungsi kenderaan berdasarkan penilaian tersebut.
Agar kereta berfungsi "dengan bijak" dengan cara ini, perisian sistem terbenam mesti dilaksanakan secara stabil dan canggih. Perisian automotif bukan sekadar satu program; sebaliknya, ia distrukturkan dalam pelbagai lapisan supaya ia boleh mengawal perkakasan, membolehkan pelbagai komponen perisian berkomunikasi antara satu sama lain dan melaksanakan fungsi aplikasi. Pada masa lalu, ini boleh dijelaskan dari segi sistem pengendalian terbenam, perisian tengah terbenam dan perisian aplikasi terbenam. Sistem pengendalian menyediakan persekitaran pelaksanaan asas yang membolehkan aplikasi berjalan pada perkakasan; perisian tengah mengabstrakkan perbezaan antara aplikasi, sistem pengendalian dan perkakasan atau menyediakan perkhidmatan yang diperlukan; dan perisian aplikasi melaksanakan fungsi yang diperlukan dalam kenderaan sebenar. AUTOSAR, salah satu piawaian perisian automotif terkemuka hari ini, juga telah berkembang dengan membahagikan perisian kepada pelbagai lapisan dan komponen untuk mengurangkan kebergantungan antara perkakasan dan perisian aplikasi dan untuk meningkatkan kebolehgunaan semula dan kebolehkendalian perisian.
Antaranya, sistem pengendalian terbenam dan persekitaran pelaksanaan berfungsi sebagai asas kritikal untuk operasi perisian automotif yang stabil. Sistem pengendalian boleh digambarkan sebagai sejenis persekitaran masa jalan yang mengurus sumber yang diperlukan untuk program yang dilaksanakan secara langsung oleh pengguna atau pelbagai perisian kawalan kenderaan untuk berfungsi. Konsep ini mudah difahami jika anda memikirkan padang sukan. Jika padang dibahagikan kepada bahagian untuk pelbagai aktiviti—seperti bola keranjang, bola sepak dan larian—dan diuruskan supaya ramai orang boleh menggunakan masa dan ruang yang mereka perlukan semasa bersenam secara serentak, setiap aktiviti boleh diteruskan dengan cekap tanpa mengganggu satu sama lain. Begitu juga, sistem pengendalian biasa mengurus berbilang program supaya ia tidak bercanggah antara satu sama lain, menggunakan sumber sistem dengan cekap dan beroperasi dengan stabil.
Perisian untuk sistem terbenam yang digunakan dalam automobil memerlukan ciri-ciri yang berbeza daripada program yang dijalankan pada PC tujuan umum. Khususnya, semasa kenderaan bergerak, sering terdapat situasi di mana maklumat segera atau kritikal mesti diproses dalam jangka masa yang ditetapkan. Oleh itu, dalam sistem automotif, ciri-ciri sistem pengendalian masa nyata (RTOS)—yang boleh memproses tugas tertentu dalam masa yang terhad—adalah penting, dan sistem mesti dapat mengendalikan input dengan betul daripada pelbagai sensor dan peranti kawalan. Ini kerana jika maklumat yang berkaitan dengan kelajuan, stereng, brek dan status kenderaan tidak diproses pada masa yang sesuai, akibatnya boleh melangkaui ralat program mudah dan memberi kesan langsung kepada keselamatan kenderaan. AUTOSAR, piawaian perisian automotif, menyediakan seni bina perisian yang mengambil kira prestasi dan keselamatan masa nyata berdasarkan fungsi dan keperluan kenderaan; Platform Klasik, khususnya, digunakan untuk sistem terbenam dengan kekangan masa nyata dan keselamatan yang ketat.
Dengan memanfaatkan ciri-ciri ini, pembangunan sistem pengendalian dan perisian terbenam untuk automobil telah menjadi bidang kritikal yang memberi kesan langsung kepada prestasi dan keselamatan kenderaan. Jika dahulu, daya saing teras kenderaan sebahagian besarnya ditentukan oleh prestasi mekanikal—seperti enjin, transmisi dan badan—unit kawalan elektronik, perisian, rangkaian kenderaan, sensor dan platform pengkomputeran kini telah mengukuhkan kedudukan mereka sebagai faktor daya saing utama. AUTOSAR, piawaian utama untuk perisian automotif, telah dibangunkan sejak tahun 2003 oleh syarikat-syarikat utama dalam industri automotif dan perisian untuk mewujudkan piawaian terbuka untuk seni bina elektrik dan elektronik (E/E) automotif. Pada masa ini, ia bukan sahaja menawarkan Platform Klasik—direka bentuk untuk keperluan kawalan dan keselamatan masa nyata berasaskan mikropengawal—tetapi juga Platform Adaptif untuk aplikasi seperti ECU pengkomputeran berprestasi tinggi dan pemanduan autonomi.
Khususnya, apabila industri automotif terus menerima pakai perisian, peranan perisian automotif telah menjadi jauh lebih besar berbanding sebelum ini. Walaupun struktur tipikal pada masa lalu melibatkan berbilang ECU yang bertanggungjawab untuk fungsi tertentu yang beroperasi secara relatif secara bebas, seni bina elektrik dan elektronik automotif kini berkembang ke arah mengintegrasikan berbilang fungsi dan memanfaatkan sumber pengkomputeran berprestasi tinggi. Akibatnya, perisian automotif berkembang melangkaui sekadar program kawalan yang terikat dengan perkakasan tertentu; ia menjadi semakin penting untuk mempunyai struktur di mana pelbagai komponen perisian berkomunikasi antara satu sama lain dan boleh mengembangkan dan mengurus fungsi kenderaan secara berterusan. AUTOSAR juga sedang membangunkan Platform Adaptif untuk ECU berprestasi tinggi di samping Platform Klasik, dan baru-baru ini telah memajukan platform boleh laku dan teknologi berkaitan untuk menyokong Kenderaan Tertakrif Perisian (SDV).
Sama seperti Android Google dan iOS Apple yang telah bersaing dalam pasaran telefon pintar yang berpusat pada sistem pengendalian, kepentingan perisian dan platform pengendalian juga semakin berkembang dalam industri automotif. Walau bagaimanapun, tidak seperti telefon pintar, automobil bukanlah produk yang terdiri daripada perisian semata-mata. Dalam kenderaan, perisian mesti beroperasi bersama-sama dengan pelbagai sensor, penggerak, unit kawalan elektronik (ECU), rangkaian kenderaan dan perkakasan elektrik dan elektronik, dan permintaan untuk keselamatan dan kebolehpercayaan adalah sangat tinggi. Oleh itu, keupayaan untuk mereka bentuk dan mengintegrasikan perkakasan dan perisian bersama-sama adalah penting dalam industri automotif. Pembangunan AUTOSAR—antara muka piawai yang mengurangkan kebergantungan antara aplikasi, perkakasan dan ECU sambil meningkatkan kebolehgunaan semula perisian—berkaitan secara langsung dengan keperluan ini.
Memandangkan industri automotif dan elektronik/IT Korea Selatan telah berkembang seiring, negara ini berkemungkinan besar akan memperoleh kelebihan daya saing yang ketara dalam bidang sistem terbenam automotif. Apabila automobil berkembang daripada mesin ringkas kepada sistem yang menggabungkan peranti elektronik dan perisian, penumpuan pelbagai teknologi—termasuk bukan sahaja pembuatan automotif tetapi juga semikonduktor, sensor, komunikasi, sistem pengendalian, platform perisian dan kecerdasan buatan—menjadi semakin penting. Khususnya, apabila automobil berkembang menjadi kenderaan yang ditakrifkan perisian, keupayaan untuk melaksanakan dan mengurus fungsi kenderaan melalui perisian menjadi salah satu faktor utama yang menentukan daya saing dalam industri automotif. Oleh itu, jika syarikat automotif dan firma elektronik dan IT Korea Selatan terus membina keupayaan teknikal dalam bidang perisian automotif dan sistem terbenam, mereka akan dapat menunjukkan kelebihan daya saing baharu dalam pasaran automotif global.
Jika dahulu, kereta merupakan mesin kompleks yang dipacu terutamanya oleh enjin dan bahagian mekanikal, kini ia menjadi lebih seperti sistem komputer yang besar di mana pelbagai sensor, unit kawalan elektronik, sistem komunikasi, peranti pengkomputeran dan perisian saling berkaitan dan beroperasi bersama. Malah, AUTOSAR kini sedang menyeragamkan pelbagai bidang perisian automotif, termasuk komunikasi, persekitaran pelaksanaan, diagnostik, sokongan perkakasan, kemas kini perisian, keselamatan, sekuriti dan fungsi storan, manakala Platform Adaptif sedang berkembang untuk menangani bidang yang memerlukan pengkomputeran berprestasi tinggi, seperti pemanduan autonomi.
Akhirnya, pernyataan bahawa "kereta telah menjadi komputer" tidak hanya bermaksud bahawa satu komputer telah dipasang di dalam kenderaan. Ia lebih dekat maksudnya dengan idea bahawa, apabila peranan perisian—yang mengawal pelbagai fungsi kenderaan dan memproses maklumat—semakin penting, kereta itu sendiri sedang berubah menjadi sistem elektronik dan perisian yang besar. Untuk memahami evolusi automobil masa depan, adalah perlu untuk mengkaji bukan sahaja teknologi mekanikal seperti enjin dan badan kenderaan tetapi juga teknologi seperti sistem terbenam, sistem pengendalian, platform perisian, sensor, rangkaian kenderaan dan kecerdasan buatan. Kereta bukan lagi sekadar mesin yang mengangkut orang ke destinasi yang diingini; ia sedang berkembang menjadi sistem mobiliti pintar yang melihat persekitaran mereka, memproses data dan melaksanakan pelbagai fungsi melalui perisian.
