Mit dem neuen Eagle-Entwicklungstool übernehmen OEMs die Kontrolle

Während seiner Anfänge als Mechatronik-Ingenieur bei General Motors erkannte der Gründer von New Eagle, Rich Swortzel, einen grundlegenden Bedarf an größerer Agilität und schnelleren Iterationszyklen beim Übergang von einer Simulation zu einem Arbeitsmodell bei der Entwicklung neuer Technologien für Fahrzeuge und Geräte.

Kevin Alley, kaufmännischer Leiter, New Eagle

„Er sah Bedarf für das, was wir eMBD nennen – Embedded Model-Based Development“, sagte Kevin Alley, Chief Commercial Officer von New Eagle. „Dabei wird das modellbasierte Entwicklungsparadigma mit schnellen Iterationszyklen, die in Theorie und Simulation arbeiten, genutzt und anschließend in einen Kontext mit der Embedded-Welt integriert, um dies physisch auf ein reales Ziel zu übertragen.“

Swortzel beschloss schließlich 2009, sein eigenes Unternehmen zu gründen. Ziel war es, eingebettete Systeme zu entwickeln, die durch die Integration von kundenspezifischer Software und handelsüblicher Hardware die Entwicklung beschleunigen. Das Ergebnis war Raptor, eine offene, durchgängige Softwareplattform, die es Anwendern ermöglicht, die Produktion durch virtuelles Engineering und optimierte Arbeitsabläufe zu beschleunigen.

Schnelle Erstellung individueller Software

Kernstück der New Eagle-Plattform ist das Raptor-Tool – ein proprietäres Entwicklungstool, das als Plug-in für MATLAB Simulink dient. Raptor nutzt eMBD, um bewährte Designelemente und Codegenerierung zu nutzen, den Aufwand für die Hardware-Verifizierung zu reduzieren und eine konsistente Anwendungsentwicklungsschnittstelle für die gesamte Steuergeräte-Hardware bereitzustellen. Dies ermöglicht schnelle Entwicklung, einfache Tests und schnelle Kalibrierung.

Das Tool ermöglicht es Benutzern, native Blöcke und Funktionen neben Raptor-Blöcken zu nutzen, um schnell benutzerdefinierte Software für kompatible Controller und Displays zu erstellen.

„Sie können Blöcke per Drag & Drop verschieben – in einem Bereich, den Steuerungs-, System- und Maschinenbauingenieure bestens beherrschen – und müssen sich nicht darum kümmern, die Daten einem Informatiker oder Ingenieur zur Neucodierung oder Implementierung zu übergeben“, sagte Alley. „Klicken Sie einfach auf den ‚Erstellen‘-Button, erstellen Sie sofort eine Datei, flashen Sie sie auf das elektronische Bauteil, testen Sie es auf der Teststrecke und führen Sie anschließend Live-Tuning und -Kalibrierung durch – alles mit einer einzigen Toolchain. Das beschleunigt den Entwicklungszyklus enorm.“

Raptor ist eine offene, durchgängige Softwareplattform, die es Anwendern ermöglicht, die Produktion durch virtuelles Engineering und optimierte Arbeitsabläufe zu beschleunigen. (Quelle: New Eagle)

Laut New Eagle haben Kunden aus den Bereichen Straßen- und Geländefahrzeuge, Bau und Bergbau, Schienenverkehr, Schifffahrt, Materialtransport, Militär und anderen Branchen die Plattform des Unternehmens genutzt, um die Entwicklung von Anwendungen wie Elektro- und Hybridsystemen, Motorsteuerungen für alternative Kraftstoffe, Hydraulik, autonomen Systemen und allgemeiner Fahrzeugsteuerung zu beschleunigen.

Mehrteiliger Geschäftsansatz

Das Geschäftsmodell von New Eagle besteht im Wesentlichen aus vier Teilen, so Alley. Der erste Teil besteht in der Lizenzierung der Raptor-Software-Toolchain an Entwickler. Der zweite Teil ist die Elektronik selbst.

Neue Eagle-Kunden haben drei Möglichkeiten, was Steuergeräte angeht. Option 1 ist die Verwendung eines handelsüblichen Modells, das mit der Raptor-Toolchain kompatibel gemacht wurde. Option 2 nennt Alley „Bring your own ECU“ (Bringen Sie Ihr eigenes Steuergerät mit).

„Kunden kommen zu uns und sagen: ‚Wir lieben die Toolchain, aber wir haben unsere eigene Elektronik.‘“

Die maßgeschneiderten Raptor-Steuermodule mit rotem Gehäuse und dem New Eagle-Logo werden vollständig im eigenen Unternehmen entwickelt und hergestellt. (Foto: Becky Schultz)

Die dritte Möglichkeit besteht darin, das Steuergerät individuell an die jeweiligen Bedürfnisse des Kunden anzupassen und erweiterte Optionen anzubieten. Diese Modelle – die als Raptor Control Modules (RCMs) bezeichnet werden und typischerweise ein rotes Gehäuse mit dem New Eagle-Logo tragen – werden vollständig von New Eagle selbst entwickelt und gefertigt.

Der dritte Teil des Geschäftsmodells ist die Beratungsentwicklung. Diese kann aus einer Form der finanzierten Software- oder Hardwareentwicklung oder der Anwendungsentwicklung bestehen, um Unterstützung bei der Beschleunigung der Entwicklung zu bieten.

New Eagle bietet über sein Vehicle Integration Center (VIC) auch schlüsselfertige Designleistungen an. „Unser Team ist sehr erfahren in der praktischen Arbeit mit den Fahrzeugdesigns unserer Kunden und ermöglicht schnelle Entwicklungszyklen“, betonte Alley.

„Der vierte und letzte Teil des Geschäftsmodells besteht darin, dass wir als Value-Added-Reseller und Distributor für Komponenten von Drittanbietern agieren, um diese in kleinere Anwendungen zu integrieren“, sagte Alley. Dazu gehören beispielsweise Hochspannungsmotoren, Wechselrichter und andere Komponenten, die für solche Anwendungen schwieriger zu beschaffen sind.

Enablement-Partner

Im Rahmen seiner Strategie hat sich New Eagle mit einer Reihe starker Fertigungspartner zusammengeschlossen, darunter John Deere Electronics. „Wir sind Enablement-Partner“, erklärte Alley. „Wir nutzen unsere Stärken.“

New Eagle arbeitet mit Fertigungspartnern wie John Deere Electronics zusammen. Abgebildet sind die Raptor-Steuermodule der M-Serie von John Deere. (Foto: Becky Schultz)

Die Partnerschaft begann, als John Deere erstmals versuchte, seine Hochspannungswechselrichter der PDU-Serie kommerziell verfügbar zu machen. „Dafür suchten sie einen agilen und schnellen Partner, der auch bei der Technologieentwicklung helfen konnte“, so Alley. „So begann unsere Zusammenarbeit – als Value-Added-Reseller und Integrator für die PDU-Serie. Das machen wir, glaube ich, seit zehn Jahren.“

Auf der ACT Expo 2024 gaben die Unternehmen dann den Ausbau ihrer Zusammenarbeit durch die Integration der Raptor-Software in die Steuerungen der John Deere M-Serie bekannt. „Wir haben Raptor auf fünf ihrer Chassis-Controller-ECUs installiert“, sagte Alley. „Die Idee ähnelte der der PDUs, ging aber darüber hinaus.“

„Sie verfügen offensichtlich über eine äußerst robuste Lieferkette sowie über äußerst gute Design- und Fertigungskapazitäten, brauchten jedoch einen Partner, der eine offene Plattform ermöglichen konnte, die schnell und einfach zu verwenden ist – daher die Raptor-Integration – und der gleichzeitig flexibel genug ist, um diese kleineren Nischenmärkte zu beliefern, während sie wachsen.“

Auf der diesjährigen ACT Expo wurde eine weitere Erweiterung angekündigt: New Eagle bringt die Raptor High-Performance Compute Platform auf den Markt, einen robusten, GPU-fähigen Embedded Controller, der auf der Vision Processing Unit (VPU) der neuesten Generation von John Deere Electronics basiert und vor Kurzem für OEMs für On- und Off-Highway-Anwendungen kommerziell verfügbar gemacht wurde.

John Deere Electronics: Technologie geht über landwirtschaftliche Anwendungen hinaus. Die für See & Spray von John Deere verwendete VPU-Technologie ist jetzt für die OEM-Integration in allen Branchen verfügbar.

New Eagle integriert die von John Deere entwickelte Hardware aktiv in das Raptor-Ökosystem und unterstützt modellbasierte Entwicklungsabläufe. Das System ist der erste GPU-fähige Controller der Raptor-Reihe.

Mehr Leistung in einer robusten Plattform

Die Raptor High-Performance Compute Platform basiert auf einem GPU-fähigen Rechenmodul der nächsten Generation und bietet bis zu 275 TOPS (Tera Operations Per Second) Rechenleistung. Sie unterstützt bis zu 12 GMSL2-Kameraeingänge mit Power-over-Coax (PoC)-Technologie. Dadurch eignet sie sich für Fahrerassistenzsysteme (ADAS), mobile Robotik, Rapid Prototyping und robuste industrielle Automatisierungsumgebungen.

„Die VPU verfügt über einen NVIDIA Orin-Chip und damit über 275 TeraOPS Rechenleistung. Das sind um ein Vielfaches mehr [als bei anderen Steuergeräten]“, so Alley. Dadurch kann sie Millionen von Pixeln Daten von mehreren Kameras erfassen und analysieren. „Das bedeutet deutlich mehr Rechenleistung und deutlich mehr Speicherkapazität. Sie ist für Anwendungen im ADAS- und sogar autonomen Bereich konzipiert.“

Darüber hinaus ist die Hardware mit IP67-Versiegelung, lüfterloser passiver Kühlung und Unterstützung eines breiten Spannungs- und Temperaturbereichs für den Einsatz unter realen Bedingungen robust gemacht.

„Die meisten elektronischen Geräte auf dem Markt ähneln im Grunde Industrie-PCs. Sie sind weder starken Vibrationen noch hohen Temperaturen ausgesetzt, haben in der Regel keine IP-Schutzart und verfügen über einen Lüfter und eine aktive Kühlung“, erklärte Alley. „Das Hauptmerkmal der VPU hingegen ist ihre Konstruktion für extreme, raue Umgebungen.“

Hinter der Hardware verbirgt sich außerdem eine robuste Lieferkette, fügte er hinzu.

Weitere Autonomie ermöglichen

Auf der Software-Aktivierungsseite bringt New Eagle mit der High-Performance Compute Platform drei Optionen auf den Markt.

New Eagle demonstrierte auf der ACT Expo die Raptor Hochleistungs-Rechenplattform auf Basis der John Deere VPU. (Foto: Becky Schultz)

„Option eins ist, dass wir es im Grunde als offene Standard-Jetson-Plattform anbieten und damit einige der grundlegenden Softwareanforderungen lösen, was es zu einer einfachen, schlüsselfertigen Lösung macht“, sagte Alley. „Für Anwender, die bereits mit der NVIDIA Jetson-Architektur und -Toolchain vertraut sind, ist es wie eine robuste Hardware, die bereits mit ihren bestehenden Workflows funktioniert.“

Option zwei zielt auf die industrielle Automatisierung in Fabrikhallen ab. „Die Basis ist dieselbe, aber wir aktivieren Code-Assistants. Diese Toolchain-Entwicklung wird teilweise im Off-Highway-Bereich und dann größtenteils in der industriellen Automatisierung eingesetzt“, bemerkte Alley.

Die dritte Option, fuhr er fort, sei „am besten auf unsere traditionelle Raptor-Unterstützung abgestimmt, MATLAB Simulink plus unsere Toolchain, für eine End-to-End-Entwicklung innerhalb dieser Umgebung.“ Sie ermöglicht sowohl die Ausführung der Steuerungsalgorithmen auf der Einheit als auch die Sensorverarbeitung zur Objekterkennung und andere erforderliche Funktionssätze.

„Im Fall von Raptor geht es darum, die Steuerungsentwicklung, die Sie in anderen ECUs durchführen, die damit interagieren, in eine nahtlose Entwicklungsumgebung einzubinden – mit derselben Geschwindigkeit und denselben schnellen Iterationszyklen, aber innerhalb des Autonomiebereichs.“

Ein mehrschichtiger Ansatz

Alley beschrieb Autonomie als einen vierschichtigen Aufbau, wobei die oberste Schicht das Wahrnehmungssystem mit Kameras, Radar, LiDAR und hoher Rechenleistung ist. „Seine einzige Aufgabe besteht darin, die Welt zu verstehen, zu registrieren, wer man ist, wo man sich befindet und was um einen herum passiert, und dann in diesem Kontext intelligente Entscheidungen treffen zu können“, sagte er.

Zweitens folgt die Pfadplanungs- bzw. Entscheidungsebene. „Sie steuert die Interaktionen basierend auf ihrer Erwartung, wohin sie gehen muss und was alles andere tut, wie es das Wahrnehmungssystem vorgibt“, erklärte Alley. „Ebenso erfordert sie hohe Rechenleistung.“

„All das kann auf der VPU oder der High-Performance Compute Platform ausgeführt werden – sowohl die Wahrnehmungs- als auch die Entscheidungsalgorithmen.“

Die dritte Schicht konzentriert sich auf die Betätigung – das By-Wire-System zur Steuerung von Funktionen wie Gaspedal, Lenkung, Bremsen, Schalten usw. Und die letzte Schicht besteht aus dem physischen Fahrzeug selbst.

„Wir begannen hauptsächlich mit der Nachrüstung. Viele Unternehmen benötigten eine Plattform, um Fahrzeuge je nach Kunde entweder auf der Straße oder im Gelände autonom fahren zu lassen. Sie mussten das Fahrgestell entsprechend ausrüsten, und dafür haben wir Nachrüstsysteme entwickelt“, erklärte Alley. „Im Laufe der Zeit, mit der Weiterentwicklung der Branche, haben wir gemeinsam mit den OEMs daran gearbeitet, diese Systeme nativ in die Fahrzeuge zu integrieren.“

Jetzt hat das Unternehmen die Möglichkeit, noch mehr Ebenen des Autonomie-Stacks zu erkunden. „Wir haben in der Vergangenheit die unteren beiden Ebenen hervorragend abgedeckt“, so Alley. „Die [High-Performance Compute Platform] ermöglicht es uns, partizipativ zu sein und Kunden in den oberen beiden Ebenen weiter zu unterstützen, zumindest bei der Entwicklung von Hardware und Toolchain.“

„Übernehmen Sie die Kontrolle“

New Eagle plant, seine robuste Computerplattform mit der dazugehörigen Toolchain künftig auch Kunden anzubieten, die autonom arbeiten möchten. Zu diesen Kunden können alle vom Unternehmen abgedeckten Märkte zählen, darunter Pkw, Nutzfahrzeuge, Off-Highway-Fahrzeuge (Forstwirtschaft, Bauwesen, Landwirtschaft, Bergbau usw.), Militär, Marine und Luft- und Raumfahrt.

John Deere Electronics hat sich für die Integration von Raptor in seine Steuerungen entschieden, da es sich um eine offene Plattform handelt, die schnell und einfach zu bedienen ist. (Foto: Becky Schultz)

„Der Grund dafür liegt in den drei großen Technologiewellen, auf denen wir reiten. Die erste ist die Elektrifizierung, Hybridisierung oder alternative Kraftstoffe“, bemerkte er. „Es geht darum, wie man diese neueren Technologien nutzt, sei es reines Elektroauto oder Hybrid, sei es Wasserstoff oder Brennstoffzellen. Von Branche zu Branche sind die zugrunde liegende Technologie und die Notwendigkeit ihrer Anwendung weitgehend gleich.“

Die zweite Welle ist die Autonomie. „Wir haben uns vor allem auf die Entwicklung von Drive-by-Wire-Fahrzeugen konzentriert, um sie kontrollierbar und sicher zu machen“, sagte Alley. „Wir haben alles gemacht, vom maßgeschneiderten Zwei-Personen-Elektrofahrzeug bis hin zu 250- und 300-Tonnen-Bergbau-LKWs und alles dazwischen.“

Der dritte Technologiebereich ist „Industrie 4.0“ – der nächste Schritt von der industriellen Automatisierung zur industriellen Autonomie. „Wenn man heute an industrielle Automatisierung denkt, sieht man Fahrzeuge und Roboter in der Halle, die sich autonom mit Menschen bewegen, und all das muss orchestriert werden“, sagte Alley.

„Das sind die drei Technologiebereiche, in denen wir tätig sind, aber man kann erkennen, wie ähnlich sie sich sein könnten … ein Elektrofahrzeug ist ein Elektrofahrzeug ist ein Elektrofahrzeug. Letztendlich verfügen alle über eine Antriebsquelle. Sie alle müssen einen Motor, einen Wechselrichter, ein Batteriesystem, ein Kühlsystem usw. steuern“, erklärte er. „Das hilft uns, diese verschiedenen Marktsegmente abzudecken.“

Wodurch sich New Eagle von anderen abhebt, ist: „Unser Ziel ist es nicht, Black Boxes zu verkaufen.“

„Wenn man mit großen traditionellen Automobil- oder Off-Highway-Zulieferern zusammenarbeitet, will man meist nur eine Blackbox verkaufen, an der der OEM nichts ändern kann. Wenn man etwas ändern will, kostet es Geld und Zeit“, betonte Alley. „Wir wollen die Entwicklung ermöglichen, und daher kommt auch unser Slogan ‚Take Control‘. Genau darum geht es: Übernehmen Sie die Kontrolle über die Entwicklung, das geistige Eigentum und den Zeitplan. Wir wollen ein Wegbereiter sein, kein Macher.“