Systèmes embarqués pour l’automobile

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DOSSIER DE PRESSE Systèmes embarqués pour l’automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile Contact Presse : CEA / Service Information-Media Coline VERNEAU l T. [phone] l P. [phone] [e-mail] Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Centre de Saclay l 91191 Gif-sur-Yvette Cedex CEA service information média l T. [phone] 1 Dossier de Presse « Systèmes embarqués pour l’automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile » - lundi 24 septembre 2012 © CEA SOMMAIRE Systèmes embarqués pour l’automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile Les secteurs de l’Automobile et de l’Electronique ................................................ 4 La place des systèmes embarqués dans le secteur automobile .................................. 4 Mobiliser les acteurs aux niveaux mondial et national .................................................... 6 Renforcer la R&D ........................................................................................................... 6 Concevoir de nouveaux standards et des normes adaptées .......................................... 8 Filière électronique automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l’innovation ..............................................

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• Automobile
• Étude
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Extrait

 

DOSSIER DE PRESSE

 

   

Systèmes embarqués pour l’automobile :une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile  

 

 

 

 

 

  Contact Presse : CEA / Service InformationMedia Coline VERNEAU l T. [phone] l P. [phone] [e-mail]   Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Centre de Saclay l 91191 GifsurYvette Cedex CEA service information média l T. [phone]

Dossier de Presse«Systèmes embarqués pour l’automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile»  lundi 24 septembre 2012

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SOMMAIRE    Systèmes embarquéspour l’automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l'innovation dans la filière électronique automobile

 

Les secteurs de l’Automobile et de l’Electronique .4 ...............................................  

La place des systèmes embarqués dans le secteur automobile..................................4  Mobiliser les acteurs aux niveaux mondial et national ....................................................6  Renforcer la R&D ...........................................................................................................6  Concevoir de nouveaux standards et des normes adaptées ..........................................8 

Filière électronique automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l’innovation9 ......................................................................................... ......................  

Le CEA acteur technologique du secteur automobile: zoom sur l’institut CEAList10  Sûreté de fonctionnement................ .1.1............................................................... ........  Outils logiciels de conception, vérification et validation.................................................11  Des dispositifs d’aide à la conduite .......................................................................21 ........  Dispositif de diagnostic de câbles.................................................................................13  Des outils de conception pour les industriels de l’automobile31 ................. ......................  Une démarche collaborative au sein d’une filière multipartenaire........14. .................. ..  Rôle de la Plateforme de la Filière Automobile (PFA) ...................................................14  Implication de Renault ..................................................................................................14  Implication de DELPHI .................................................................................................15  Implication de Valeo .....................................................................................................16  Implication de See4sys ................................................................................................17  Implication de KronoSafe ............................................................................................18  Implication d’Esterel Technologies................................................2 0........ .......................  Implication de Scaleo chip............................................................................................21 

ANNEXES ................................................................................................................22  

Les projets de R&D menés au CEA dans le secteur automobile................................23  Les partenaires de la filière électronique automobile .................................................26 

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Il y a deux ans,le Mondial de l’Automobile a accueilli plus d’un millionde visiteurs et près de 13 000 journalistes venant de 103 pays.Cette année, l’accent est mis sur l’automobile du futur et plus particulièrement sur les véhicules électriques et hybrides. En 2011, les 9 voitures les plus vendues en 1 France, toutes motorisations confondues, étaient fabriquées par des groupes français . Sur 2 204 229 voitures neuves vendues en France, 0,2% étaient des véhicules électriques. Et, selon le Comité des Constructeurs Français d’Automobiles (CCFA), les immatriculations de véhicules 2 électriques ont été quintuplées en 2011 . Actuellement, plus de 20% de la valeur d’une voiture est composée de systèmes etélectronique embarqués. Ces technologies occupent une place croissantedans l’automobile du futur, notamment au sein des véhicules électriques, en constante interaction avec leur environnement et les usagers. Ils disposeront de systèmes embarqués encore plus performants permettant assistance, autonomie et sécurité. Afin de garantir leur parfaite intégration, l’industrie automobile doit donc faire face à un défi technologique majeur : associer performance et maîtrise de la sûreté des systèmes embarqués. L’augmentation de la part du matériel et du logiciel embarqué induitparallèlement un accroissement de la complexité et des coûts de conception des véhicules. Le développement de ces systèmes constituant de ce fait un enjeu majeur de compétitivité ; le secteur automobile a doncbesoin d’évoluer  pour accélérer ses processus d’innovation. Dans le domaine des systèmes embarqués, de nouveaux outils, partagés par tous les acteurs de la chaîne de valeur sont ainsi devenus nécessaires pour respecter l’ensemble des spécifications imposées par les réglementations (norme ISO 26262, 3 AUTOSARde conception et la sûreté de…) et pour assurer la fiabilité fonctionnement. Dans le cadre des pôles de compétitivité Systematic,Mov’eo et ID4Car, principaux acteurs les français de la filière électronique automobile ont créé une nouvelle dynamique pour accélérer l’innovation au sein de la filière. L’institut CEAList accompagne, dans le cadre de partenariats d’innovationRenault, Valeo, Delphi, et les PME, les constructeurs et les équipementiers, tels que See4sys (Groupe Sherpa), KronoSafe, Scaleo chip et Esterel Technologies, pour répondre aux nouveaux défis technologiques du secteur.  

 

 

 

 

 

                                                1 www.ccfa.fr   2 http://www.ccfa.fr/Lesventesdevehicules,105670  3 AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) est un consortium qui met en place une architecture logicielle ouverte et standardisée pour les véhicules, conjointement développée par des constructeurs automobiles, des équipementiers et des sociétés spécialisées dans le développement d’outils (.wuAotas.rrogww).

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Les secteurs de l’Automobile et de l’Electronique  

 

   

L’électronique est l’un des principauxfacteurs d'innovation dans le domaine automobile où elle est à la base de plus d’une innovation sur deux. Cette dynamique d’innovation etde développement repose sur la capacité des acteurs à concevoir de nouvelles fonctionnalités ou à améliorer la performance des produits ou services.

 

La place des systèmes embarqués dans le secteur automobile

Les systèmes embarqués sont définis par un ensemble de composants électroniques et de logiciels intégrés au sein de machines ou de dispositifs, on parle alors de mécatronique. Un système embarqué peut en effet intégrer plusieurs logiciels qui ont des fonctions différentes. Par exemple, un système embarqué de vision peut à la fois réaliser de la détection de piéton et de la détection de ligne blanche.

Aujourd’hui,ces systèmes représentent au moins 20% de la valeur des véhicules, et probablement 30 à 35% d’ici 2015. L’automobile du futur aura donc de plus en plus besoin de composants électroniques innovants, en particulier les véhicules hybrides et électriques.

 

 

4 Une étude récente menée par Oliver Wyman montre que le logiciel prend aussi une part de plus en plus importante dans la valeur des automobiles : le logiciel aura une croissance de plus de 200% entre 2005 et 2015 pour atteindre une valeur de 40 milliards d’euros.

 

 

                                                  4 FMEA  23 mars 2012 ymrwveli.oww/w:/ptthldnxeh.mtnac.moi/ 

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L’accroissement des logiciels embarqués s’accompagne d’une accélération de l’introduction de nouvelles fonctionnalités dans les véhicules. Le schéma cidessousillustre l’accélération du nombre de fonctionnalités au sein d’un véhicule et l’augmentation de la complexité qui lui est associée. 

 

 

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Mobiliser les acteurs aux niveaux mondial et national Pour relever les défis technologiques et économiques liés aux systèmes embarqués, l’ensemble des acteurs de la filière électronique automobile s’est mobilisé depuis plusieurs années. Au niveau mondial, le standard AUTOSAR a permis à tous les industriels de partager les mêmes spécifications techniques afin de gagner en coût et en temps de développement. La complexité des applications gérées au sein des véhicules automobiles a égalementnécessité la mise au point d’une norme pour garantir la sûreté de fonctionnement des systèmes embarqués : la norme ISO 26262. Au niveau national, les acteurs de la filière automobile, des grands groupes aux PME, ont mis en placed’innovation, notamment au sein des pôles de compétitivitéplusieurs projets  (Systematic, Mov’eo et ID4CAR) afin stimuler del’innovation et le développement technologique. A ce jour, les acteurs industriels du secteur des systèmes embarqués représentent 6% des effectifs salariés et ont un impact sur 20% de la valeur des produits en moyenne.  

Schéma: importance des systèmes embarqués dans l’industrie     

Renforcer la R&D

 

 

Même si le marchéne représente que 13% du marché mondial dede l’automobile  l’électronique, c’est  celui qui présente le taux de croissance le plus important, atteignant 15,5% par an.

Cette croissance en volume se conjugue avec des contraintes d’évolution de la filière automobile, 5 telles que le travail en plateforme véhicule , la réduction des délais de conception (24 mois en 2010) et l'externalisation d’une partie de la R&D chez les équipementiers pour accélérer le cycle de l’innovation.  

                                                5 Utilisation de mêmes composants techniques pour une famille de véhicules.

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D’ici à 2015, le marché mondial des systèmes embarqués complexes s’élèvera à plus de 200 6 milliards de dollars . Quelque soit ledomaine industriel d’application, le développement de ces technologies doit faire face à de nombreux défis : connectivité, complexité, criticité et compétitivité.

Dans ce contexte, l’industrie automobile est confrontée à un problème d’investissement en R&D dans le domaine du logiciel embarqué. En 2002, 22% des dépenses de R&D des industriels (17 milliards de dollars) étaient consacrés au logiciel. En 2015, ce chiffre sera de 35% pour atteindre 45 milliards de dollars.

 

 

 

Aujourd’hui, pour répondre à ces défis de complexité croissante et de réduction des temps de développement, plusieurs axes de R&D sont nécessaires :  Méthodologique : méthode et outils logiciels permettant de maîtriser le cycle de développement des applications tout en prenant en compte les architectures électroniques et les exigences de fiabilité et de sûreté de fonctionnement ;

 Technologique : afin de développer de nouvelles fonctionnalité tout en optimisant la performance et le coût associé à ces fonctionnalités. La France et l’Europe disposent actuellementd’une reconnaissance à la fois méthodologique et technologique forte, ce qui permet aux acteurs de la filière électronique Française d’êtrereconnus. Cet atout est par ailleurs renforcé par les projets réalisés dans le cadre des pôles de compétitivité Systematic, Mov’eo et ID4car.   

                           6  153 milliards d’euros.Source : IDC–septembre 2011 .aww/w:/tphtn/so/mrf.noctlarlutis/sovicesersemebme/snotsysquares critiques/tendancesdumarche.html   

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Concevoir de nouveaux standards et des normes adaptées

 

   

L’industrie automobile est confrontée d’une partàl’augmentation de la complexité des systèmes électroniques et d’autre partaux exigences de respect systématique des spécifications automobiles règlementaires. La sûreté fonctionnelle des systèmes en particulier est devenue une priorité.  

Différents standards ont été conçus pour prendre en compte le facteur sûreté, notamment la norme ISO 26262, spécifiquement adaptéeà l’automobile. Cette norme définit plusieurs niveaux d’intégrité de la sûreté automobile. Elle répond aux besoins des fabricants de systèmes embarqués, avec des considérations générales pour améliorer la qualité des produits,des règles pour l’analyse de sûreté, les objectifs attendus en termes d’activités et de preuves concernant la bonne intégration du logiciel, de même pour le matériel.  

En parallèle, les constructeurs et les équipementiers ontdécidé de s’associer aux fabricants de composants électroniques et de logiciels pour lancer le consortium AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture). Les membres d’AUTOSAR ont développé des spécifications pour la conception des systèmes embarqués à bord des véhicules. Leurs travaux ont récemment donné lieu à une architecture logicielle ouverte et standardisée qui permet de faire abstraction des calculateurs dans les phases de conception des systèmes embarqués. Cette innovation induit une baisse des coûts, améliore la fiabilité des applications et facilitela portabilité des fonctions d’un véhicule à un autre.

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Filière électronique automobile : une nouvelle dynamique pour accélérer l’innovation  

Afin de répondre aux défis technologiques associés au développementet à l’intégrationde systèmes embarqués innovants, les constructeurs automobiles et leurs équipementiers ont décidé de renforcer leur R&D pour dynamiser la filière électronique automobile.

Faisant intervenir de grands groupes, des PME et startup aux côtés du CEA, cette nouvelle dynamique vise àaccélérer l’innovation dans le domaine des systèmes embarqués.

Il s’agit d’un véritable défi pour les acteurs de la filière,l’intégration de nouvelles technologies à bord des véhicules ou dans les phases de conception et de développement étant associée à un accroissement de la compétitivité, de la complexité et des coûts de conception des véhicules.

Les acteurs industriels ont structuré au niveau national plusieurs pôles de compétitivité afin de coordonner leurs actions. Les trois principaux pôles actifs dans ce domaine sontSystematic, Mov’eo et ID4car. De ce fait, des projets de partenariats publicprivés ont été réalisés entre les membres de la filière électronique automobile. Ces projets permettentaujourd’hui aux acteurs de la filière d’être identifiés avec un savoirfaire reconnu au niveau national, puisque les systèmes embarqués constituent bien une technologie maitrisée, selon la dernière enquête sur les technologies clés du Ministère chargé de l’Industrie. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Résultatde l’étude sur les Technologies Clés 2015–Source Ministère chargéde l’Industrie       

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Le CEA acteur technologique du secteur automobile : zoom sur l’institutCEAList

 

Grâce à ses compétences dans le domaine des outils de conception (réalité virtuelle, ingénierie logiciel, robotique, contrôle non destructif) et des composants (électronique embarquée, système de perception, communication, interface hommemachine), l’automobile constitue un axe majeur d’innovation pour le CEAList.

Les recherches technologiques ainsi menées par l'instituts’inscrivent le cadre de projets de dans partenariats de R&D avec les industriels mondiaux : Renault, PSA, Valeo, Continental, Delphi, Visteon, Freescale et STMicroelectronics.

 

 

7 En s'engageant dans la création de Digiteo , premier parc français de recherche en sciences et technologies de l’informationcommunication, sur le Plateau de Saclay, l'institut CEAList a et de la renforcé ses coopérations scientifiques. Parallèlement, il dynamise ses partenariats industriels grâce à sa forte implication dans les pôles de compétitivité, plus particulièrement au sein du pôle Systematic (Groupe Thématique Automobile & Transport),et dans le pôle automobile Mov’eo. 

Dans le domaine de l’électronique embarquée, le CEAList est également présent au niveau des TM standards internationaux comme AUTOSARou l’ISO qui imposent aux industriels de 26262 renforcer leurs partenariats de R&D internationaux. Ainsi, depuis 2008, le CEAList est devenu le seul 8 acteur de recherche en France à devenir partenaire du consortium AUTOSAR. Il participe désormais activement aux travaux de R&D menés dans le cadre de la filière électronique automobile.

 

                                                7 Membres fondateurs de Digiteo : CEA, CNRS, Ecole Polytechnique, INRIA, Supélec, Université ParisSud 11. 8 StatutPremium member.  

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Face aux défis technologiques del’électronique embarquée qui nécessitent une maîtrise simultanée de la complexité et de la réduction des coûts et des délais de conception, le CEAList a focalisé sa recherche sur deux axes majeurs :

 Le développement d’outilspour garantir la sûreté de fonctionnement de l’électronique embarquée ;

 La simplification et la maîtrise du processus de développement des systèmes embarqués rendu possible par le développementd’outils d’ingénierie logiciel.

    Sûreté de fonctionnement

Au niveau logiciel, pour concilier performances et sûreté de fonctionnement, le CEAList a proposé un nouveau système d’exploitation, PharOS, adapté aux systèmes embarqués multicœurs. Cette solution, qui permet de garantir la sûreté de fonctionnement, autorise égalementl’intégrationde tâches critiques et non critiques sur un même calculateur, ce qui constitue une innovation majeure. En réduisant le nombre global de calculateurs utilisés, PharOS permet de diminuer le coût de l’électronique embarquée dau départ dans le domaine du nucléaire, cetteans les véhicules. Utilisée technologie a ensuite été adaptée aux contraintes du monde automobile à travers plusieurs projets collaboratifs du pôle Systematic (D20S, O4AII, PETRA). Elle a abouti à la création d’unestartup nommée KronoSafe, éditeur del’operating system sécuritaire PharOS et de l’outillage associé.La société See4sys intégrera la technologie PharOS et proposera une électronique embarquée compatible avec les normes AUTOSAR. Par le biais des projets industriels en cours, les équipementiers (Delphi) et les constructeurs automobile (Renault) pourront commercialiser les premiers systèmes automobiles sécuritaires PharOS.

Au niveau matériel, en partenariat avec la société Scaleo chip et Continental, le CEAList contribue au développement du microcontrôleur OLEA qui apportera des solutions innovantes aux problématiquesde l’efficacité énergétique du moteur, de la complexité croissante des systèmes électroniques et de l’extension duréseau embarqué intravéhicule. Il intègrera notamment des technologies autorisant un contrôle moteur matériel flexible, une protection contre les dysfonctionnementsde l’électronique (intégrité système) et une communication Ethernet déterministe.

 

Outils logiciels de conception, vérification et validation

Ces outils et méthodologies garantissent, pour les applications industrielles, une augmentation de la qualité et des performances des logiciels ainsi qu'une réduction des coûts et des délais de développement. Ils automatisent partiellement le processus de validation et assurent une réduction des coûts de vérification, aujourd’hui estimés à 75% du coût total d’un système critique. Celleci est construite sur l'outil Papyrus du CEAList et le langage de modélisation SysML/UML. SysML est une norme de l'OMG (http://www.omg.org) basée sur UML qui tend à se diffuser, notamment dans les secteurs del’aéronautique,du ferroviaire, de la défense, mais aussi dans ceux faisant appel à la mécatronique. Cette brique développée dans le cadre de plusieurs projets collaboratifs (Usine Logicielle, Lambda et EDONA du pôle Systematic) a suscité un fort intérêt de la filière automobile. Suite à ces projets multipartenariaux, le CEAList a créé un partenariat pérenne et fort à travers des laboratoires communs avec Renault, Sherpa et Esterel Technologies. Ces laboratoires communs peindustriels de s’approprier ces outils et de lesrmettent aux adapter à leurs besoins. Pour Esterel Technologies, éditeur de l'atelier SCADE pour le développement de systèmes critiques, ce laboratoire

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