ZVEI-Initiative ZVEI sieht heutige E/E-Architekturen als Bremse für Europas SDV-Tempo

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ZVEI e.V. Verband der Elektro- und Digitalindustrie

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

OEMs und Zulieferer im Automotive-Bereich sollen sich auf eine stärker standardisierte, modulare E/E-Basisarchitektur mit klaren Schnittstellen, APIs, Safety-/Security-Vorgaben und Software-Lifecycle-Konzepten verständigen. Damit sollen Software-defined Vehicles schneller, skalierbarer und resilienter entwickelt werden.

In einem Whitepaper skizzieren im ZVEI organisierte Automotive-Zulieferer von Unternehmen wie Aumovio, Bosch, Forvia, Infineon, Murata, NXP, Onsemi und Wolfspeed und weiteren eine Referenzarchitektur mit Blick auf das Jahr 2030. Sie werben für weniger Varianz bei Basisfunktionen, klarere Schnittstellen und mehr europäische Zusammenarbeit.

Mit dem Wandel zum Software-defined Vehicle verschiebt sich die Wertschöpfung im Fahrzeug weiter von der Hardware zur Software. Der ZVEI sieht deshalb die elektrische und elektronische Fahrzeugarchitektur als zentrale Voraussetzung für künftige Fahrzeugplattformen.

In seinem Whitepaper „New E/E Vehicle Architecture“ schlägt der Verband eine domänenübergreifende Referenzarchitektur vor, die technologische Trends bis 2030 berücksichtigt und die zunehmende Komplexität heutiger Fahrzeugsysteme beherrschbarer machen soll.

Der Verband adressiert dabei vor allem OEMs und Zulieferer. Künftige E/E-Architekturen müssten hohe Datenraten, deterministische Echtzeitfähigkeit und funktionale Sicherheit gleichermaßen unterstützen. Der heutige Stand sei dafür nur begrenzt geeignet, etwa bei Funktionen wie automatisiertem Fahren, 5G-V2X-Kommunikation oder Augmented-Reality-Displays.

Zentrale Rechner, intelligente Aktoren

Technisch beschreibt das Whitepaper, das über die ZVEI-Webseite zugänglich ist, den Übergang von dezentralen Steuergeräte-Architekturen über Domain-Architekturen hin zu Server-Zonen- und Zentralrechner-Architekturen. In einer beispielhaften Server-Zonen-Architektur ordnet der ZVEI 122 Fahrzeugfunktionen zwei High-Performance-Computern und vier Zonensteuergeräten zu.

Die Grundlogik: Zentrale Entscheidungsfunktionen wandern auf High-Performance-Computer, während zeitkritische und teils sicherheitsrelevante Regelungsfunktionen weiterhin nahe an Sensoren und Aktoren bleiben. Das zeigt der ZVEI unter anderem am Beispiel X-by-Wire-Steering. Die Entscheidungslogik kann demnach zentral verarbeitet werden, während intelligente Lenkaktoren mit eigener Rechenkapazität kurze Reaktionszeiten sicherstellen.

Damit solche verteilten Funktionen zuverlässig arbeiten, müssten Schnittstellen, Kommunikationsprotokolle und APIs früh und eindeutig definiert werden. Der Verband nennt unter anderem SOME/IP, DDS, AUTOSAR Adaptive, CAN-FD und TSN/Ethernet. Für Zulieferer seien klare OEM-Spezifikationen entscheidend, um Komponenten skalierbar und interoperabel entwickeln zu können.

Standardisierung statt Variantenvielfalt

Ein Kernpunkt des Whitepapers ist die Standardisierung nicht differenzierender Basisfunktionen. Der ZVEI argumentiert, dass zu viel Varianz in Grundarchitekturen Entwicklungsaufwand, Integrationsrisiken und Markteinführungszeiten erhöht. Differenzierung solle stärker auf Anwendungsebene und über Software erfolgen, während Basisarchitektur, Schnittstellen, Middleware und Hardware-Interfaces stärker vereinheitlicht werden.

Das betrifft auch die Zusammenarbeit in der Lieferkette. Wenn Funktionen nicht mehr auf einem einzelnen Steuergerät liegen, sondern über zentrale Rechner, Zonencontroller, Sensoren und Aktoren verteilt sind, verändert sich auch die Verantwortlichkeit. Safety- und Cybersecurity-Konzepte müssen dann über mehrere Steuergeräte hinweg gedacht werden. Der ZVEI nennt unter anderem ISO 26262, ISO/SAE 21434, Threat-and-Risk-Analysen, sichere OTA-Updates, Verschlüsselung, Authentifizierung und Intrusion-Detection-Systeme als relevante Bausteine.

Auch der Software-Lebenszyklus wird zum zentralen Thema. Fahrzeugsoftware müsse über Plattformen und Fahrzeuggenerationen hinweg gepflegt, aktualisiert und abgesichert werden. Dafür brauche es stabile Fahrzeug-APIs, klare Schnittstellenkontrolle und Entwicklungsumgebungen, die Updates, Bugfixes und Security-Patches über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs ermöglichen.

Relevanz für Halbleiter und Leistungselektronik

Das Whitepaper adressiert außerdem Anforderungen an Rechenleistung, Speicher, Energie- und Thermomanagement sowie die Leistungsverteilung im Fahrzeug. Bei High-Performance-Computern verweist der ZVEI auf Multi-Core-ECUs, GPU-Unterstützung, Hypervisoren, SoCs und Chiplets. Auch offene Standards und Open-Source-Projekte wie AUTOSAR, COVESA, Eclipse SDV oder S-CORE gewinnen aus Sicht des Verbands an Bedeutung.

Für die Stromverteilung sieht der ZVEI einen Wandel von passiven Sicherungen zu intelligenten, softwaredefinierten Power-Distribution-Systemen. Elektronische Sicherungen, intelligente Power Distribution Modules und integrierte Diagnosefunktionen sollen künftig Fehlereingrenzung, Wiederherstellung und prädiktive Wartung ermöglichen. Die Integration solcher Funktionen in BMS, Inverter, Zonencontroller oder IPDMs stellt Zulieferer vor zusätzliche Anforderungen bei Thermik, Hochstromschalten, funktionaler Sicherheit und Cybersecurity.

Europäische Antwort auf „China Speed“

Der ZVEI verknüpft die Architekturfrage ausdrücklich mit der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie. Globale Konkurrenz werde zunehmend über Entwicklungsgeschwindigkeit und Plattformfähigkeit entschieden. Eine stärker standardisierte E/E-Basisarchitektur könne Entwicklungsaufwände reduzieren, Multi-Sourcing erleichtern und den Hochlauf neuer Fahrzeugplattformen beschleunigen.

Der Verband spricht in diesem Zusammenhang von einem möglichen „Airbus Moment“ für die europäische Automobilindustrie. Gemeint ist ein koordinierter europäischer Ansatz, um Kompetenzen bei Halbleiterdesign, HPC-Architekturen, Chiplets, Embedded Software, Middleware, Leistungselektronik und Systemintegration stärker zu bündeln. Das Whitepaper versteht sich dabei nicht als verbindliche Vorgabe, sondern als Diskussionsgrundlage für OEMs, Zulieferer, Politik und weitere Akteure der Branche. (sb)

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