Il nuovo strumento di sviluppo Eagle consente agli OEM di assumere il controllo

Durante i suoi primi anni di lavoro come ingegnere meccatronico presso la General Motors, il fondatore di New Eagle, Rich Swortzel, individuò la necessità fondamentale di una maggiore agilità e di cicli di iterazione rapidi nel passaggio da una simulazione a un modello funzionante durante lo sviluppo di nuove tecnologie per veicoli e attrezzature.

Kevin Alley, direttore commerciale, New Eagle

"Sentiva la necessità di quello che chiameremmo eMBD – sviluppo basato su modelli embedded", ha affermato Kevin Alley, direttore commerciale di New Eagle. "Si tratta di adottare quel paradigma di sviluppo basato su modelli, cicli di iterazione rapidi che lavorano in una sorta di teoria e simulazione, e poi di avere un contesto legato al mondo embedded per tradurlo fisicamente in un obiettivo reale."

Swortzel ha poi deciso di fondare la propria azienda nel 2009 con l'obiettivo di produrre sistemi embedded che velocizzassero lo sviluppo integrando software personalizzato e hardware standard. Il risultato è stato Raptor, una piattaforma software aperta ed end-to-end che consente agli utenti di accelerare la produzione attraverso l'ingegneria virtuale e flussi di lavoro semplificati.

Creazione rapida di software personalizzato

Il cuore della piattaforma New Eagle è Raptor, uno strumento di sviluppo proprietario che funge da plugin per MATLAB Simulink. Raptor utilizza eMBD per sfruttare elementi di progettazione e generazione di codice collaudati, ridurre gli sforzi di verifica hardware e mantenere un'interfaccia di sviluppo delle applicazioni coerente su tutto l'hardware della centralina, facilitando lo sviluppo rapido, i test semplici e la calibrazione rapida.

Lo strumento consente agli utenti di sfruttare blocchi e funzionalità nativi insieme ai blocchi Raptor per creare rapidamente software personalizzati per controller e display compatibili.

"Si possono trascinare e rilasciare blocchi – lavorando in un ambito in cui ingegneri meccanici, di controllo e di sistema hanno una grande padronanza – senza doversi preoccupare di tradurli in un programmatore informatico o in un ingegnere informatico che li ricodifichi o li implementi", ha affermato Alley. "Basta premere il pulsante 'build', ottenere immediatamente un file, installarlo sul componente elettronico, portarlo sul circuito di prova e quindi eseguire la messa a punto e la calibrazione in tempo reale, il tutto all'interno di un'unica catena di strumenti. Questo accelera enormemente il ciclo di sviluppo."

Raptor è una piattaforma software aperta ed end-to-end che consente agli utenti di accelerare la produzione attraverso l'ingegneria virtuale e flussi di lavoro semplificati. (Fonte: New Eagle)

Secondo New Eagle, i clienti dei settori dei veicoli su strada e fuoristrada, dell'edilizia e dell'estrazione mineraria, ferroviario, marittimo, della movimentazione dei materiali, militare e di altri settori hanno utilizzato la sua piattaforma per accelerare lo sviluppo di applicazioni quali sistemi elettrici e ibridi, controllo di motori a carburante alternativo, sistemi idraulici, sistemi autonomi e controllo generale dei veicoli.

Approccio aziendale multi-componente

Il modello di business di New Eagle si compone essenzialmente di quattro elementi, ha affermato Alley. Il primo consiste nella concessione in licenza della catena di strumenti software Raptor agli sviluppatori. Il secondo elemento riguarda l'elettronica stessa.

I clienti New Eagle hanno tre opzioni per quanto riguarda le centraline. L'opzione 1 è utilizzare un modello commerciale già pronto all'uso, reso compatibile con la catena di strumenti Raptor. L'opzione 2 è quella che Alley definisce "porta la tua centralina".

"I clienti vengono da noi e dicono: 'Amiamo la catena di utensili, ma abbiamo la nostra elettronica'".

I moduli di controllo Raptor personalizzati, caratterizzati da un alloggiamento rosso e dal logo New Eagle, sono interamente progettati e realizzati internamente. (Foto: Becky Schultz)

La terza opzione consiste nel progettare la centralina elettronica su misura per i clienti in base alle loro esigenze specifiche e con optional più completi. Questi modelli, denominati Raptor Control Module (RCM) e solitamente dotati di un alloggiamento rosso con il logo New Eagle, sono interamente progettati e prodotti internamente da New Eagle.

Il terzo elemento del modello di business è l'ingegneria di consulenza. Questa può consistere in una qualche forma di sviluppo software o hardware finanziato, oppure in un'ingegneria applicativa che fornisca supporto per accelerare lo sviluppo.

New Eagle offre anche servizi di progettazione chiavi in mano tramite il suo Vehicle Integration Center (VIC). "Il nostro team è molto abile nel lavorare in modo completo e pratico sui progetti dei veicoli dei clienti, garantendo un ciclo di sviluppo rapido", ha affermato Alley.

"Il quarto e ultimo tassello del nostro modello di business è la nostra attività di rivenditore e distributore a valore aggiunto di componenti di terze parti... per introdurli in applicazioni con volumi più ridotti", ha affermato Alley. Tra questi rientrano motori ad alta tensione, inverter e altri componenti che possono essere più difficili da reperire per tali applicazioni.

Partner di abilitazione

Nell'ambito della sua strategia, New Eagle ha stretto accordi con diversi partner produttivi di rilievo, tra cui John Deere Electronics. "Siamo partner di supporto", ha dichiarato Alley. "Stiamo sfruttando i nostri punti di forza".

New Eagle ha stretto accordi con partner di produzione come John Deere Electronics. Nella foto, i moduli di controllo Raptor Serie M di John Deere. (Foto: Becky Schultz)

La partnership è iniziata quando John Deere ha cercato per la prima volta di rendere disponibili sul mercato i suoi inverter ad alta tensione della serie PDU. "Per riuscirci, volevano [un partner] agile e veloce, che potesse anche contribuire all'abilitazione tecnologica", ha affermato Alley. "È lì che è iniziato il nostro rapporto: come rivenditore a valore aggiunto e integratore per la loro serie PDU. Lo facciamo da, credo, 10 anni."

In occasione di ACT Expo 2024, le aziende hanno annunciato l'espansione della loro collaborazione con l'integrazione del software Raptor nei controller della serie M di John Deere. "Abbiamo integrato Raptor su cinque delle loro centraline elettroniche in stile controller per telaio", ha affermato Alley. "La logica era in qualche modo simile a quella del lato PDU, ma si estendeva oltre.

"Ovviamente hanno una catena di fornitura estremamente solida, capacità di progettazione e produzione estremamente buone, ma avevano bisogno di un partner in grado di abilitare una piattaforma aperta, veloce e facile da usare (da qui l'integrazione di Raptor), oltre che agile nel rifornire questi mercati di nicchia più piccoli man mano che crescono."

Un'ulteriore espansione è stata annunciata all'ACT Expo di quest'anno, con il lancio da parte di New Eagle della piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni Raptor, un controller integrato robusto e abilitato per GPU, basato sull'unità di elaborazione visiva (VPU) di ultima generazione di John Deere Electronics, recentemente resa disponibile in commercio per gli OEM per applicazioni su strada e fuoristrada.

Elettronica John Deere: la tecnologia va oltre le applicazioni agricole La tecnologia VPU utilizzata per See & Spray di John Deere è ora disponibile per l'integrazione OEM in tutti i settori

New Eagle sta integrando attivamente l'hardware sviluppato da John Deere nell'ecosistema Raptor, supportando flussi di lavoro di sviluppo basati su modelli. Il sistema diventa il primo controller con GPU integrata nella gamma Raptor.

Più potenza in una piattaforma robusta

Basata su un modulo di elaborazione di nuova generazione con GPU, la piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni Raptor offre una potenza di elaborazione fino a 275 TOPS (Tera Operations Per Second) e supporta fino a 12 ingressi telecamera GMSL2 con tecnologia Power-over-Coax (PoC). Questo la rende ideale per sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS), robotica mobile, prototipazione rapida e ambienti di automazione industriale robusti.

"La VPU integra un chip NVIDIA Orin, quindi ha una potenza di calcolo di 275 teraOPS. Stiamo parlando di diversi ordini di grandezza in più [rispetto ad altre ECU]", ha affermato Alley. Questo le consente di acquisire e analizzare milioni di pixel di dati da più telecamere. "Quindi, ha una potenza di calcolo sostanzialmente maggiore, una capacità di archiviazione sostanzialmente maggiore, ed è progettata per svolgere funzioni che rientrano maggiormente nell'ambito dei sistemi ADAS e persino dell'autonomia."

Inoltre, l'hardware è rinforzato per le condizioni reali, con protezione IP67, raffreddamento passivo senza ventola e ampio supporto di tensione e temperatura.

"La maggior parte dei dispositivi elettronici che troverete sul mercato sono in realtà simili ai PC industriali... Non sopportano vibrazioni o temperature elevate, di solito non hanno un grado di protezione IP e sono dotati di ventola e raffreddamento attivo", ha spiegato Alley. "Mentre la VPU, la sua caratteristica principale è il fatto di essere progettata per ambienti estremi e difficili".

L'hardware è supportato anche da una solida catena di fornitura, ha aggiunto.

Ulteriore autonomia abilitante

Per quanto riguarda l'abilitazione del software, New Eagle sta introducendo sul mercato tre opzioni con la piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni.

New Eagle ha presentato la piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni Raptor, basata sulla VPU di John Deere, durante l'ACT Expo. (Foto: Becky Schultz)

"La prima opzione è quella di offrirla come una piattaforma Jetson standard aperta, risolvendo alcune delle esigenze software di base che la rendono una soluzione chiavi in mano semplice", ha affermato Alley. "Per chi è già a conoscenza dell'architettura e della tool chain di NVIDIA Jetson, sarà come un hardware robusto che funziona già con i flussi di lavoro esistenti."

La seconda opzione è orientata all'automazione industriale negli stabilimenti produttivi. "La base è la stessa, ma stiamo abilitando l'assistenza al codice, che è uno degli sviluppi della catena di strumenti utilizzata in alcuni settori dell'off-road e poi in modo piuttosto consistente nel settore dell'automazione industriale", ha osservato Alley.

La terza opzione, ha continuato, è "la più in linea con la nostra tradizionale abilitazione Raptor, MATLAB Simulink e la nostra tool chain, per lo sviluppo end-to-end all'interno di quell'ambiente". Permette sia l'esecuzione degli algoritmi di controllo sull'unità, sia l'elaborazione dei sensori per il rilevamento di oggetti e altre funzionalità richieste.

Nel caso del Raptor, si tratta di poter collegare lo sviluppo dei controlli che si sta eseguendo in altre ECU che interagiranno con esso, per averlo in un ambiente di sviluppo fluido, con la stessa velocità, cicli di iterazione rapidi, ma all'interno del dominio dell'autonomia.

Un approccio a strati

Alley ha poi descritto l'autonomia come una pila a quattro livelli, con il livello superiore costituito dal sistema di percezione, composto da telecamere, radar, LiDAR e alti livelli di capacità di calcolo. "Il suo unico scopo è comprendere il mondo, essere in grado di registrare chi sei, dove ti trovi e cosa ti circonda, e quindi essere in grado di prendere decisioni intelligenti in quel contesto", ha affermato.

In secondo luogo, viene il livello di pianificazione del percorso o di processo decisionale. "Gestisce le interazioni in base alle aspettative su dove deve andare e su cosa stia facendo tutto il resto, come indicato dal sistema di percezione", ha indicato Alley. "Allo stesso modo, richiede elevati livelli di [capacità] di calcolo.

“Tutto ciò può essere eseguito sulla VPU o sulla piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni: sia gli algoritmi di percezione che quelli decisionali.”

Il terzo strato si concentra sull'attuazione, ovvero il sistema by-wire per controllare funzioni quali acceleratore, sterzo, frenata, cambio, ecc. E l'ultimo strato è costituito dal veicolo fisico stesso.

"Abbiamo iniziato principalmente con il retrofit. Molte aziende avevano bisogno di una piattaforma per installare i veicoli su strada o fuoristrada, a seconda del cliente, per poterli guidare in modo autonomo. Avevano bisogno di abilitare il telaio ed è qui che abbiamo progettato sistemi di retrofit", ha spiegato Alley. "Nel tempo, con l'evoluzione del settore, abbiamo lavorato a monte con gli OEM per integrare questa funzionalità in modo nativo nel veicolo".

Ora, l'azienda ha l'opportunità di esplorare ancora più livelli dello stack di autonomia. "Storicamente, abbiamo giocato molto bene nei due livelli inferiori", ha affermato Alley. "La [Piattaforma di elaborazione ad alte prestazioni] ci consente di essere partecipativi e di supportare ulteriormente i clienti nei due livelli superiori, almeno nello sviluppo di hardware e tool chain".

'Prendi il controllo'

In futuro, New Eagle prevede di fornire la sua piattaforma di elaborazione robusta con una catena di strumenti di abilitazione ai clienti che desiderano passare all'autonomia. Tali clienti potrebbero spaziare in tutti i mercati in cui opera l'azienda, tra cui autovetture, veicoli commerciali, veicoli fuoristrada (settore forestale, edile, agricolo, minerario, ecc.), militari, navali e aerospaziali.

John Deere Electronics ha scelto di integrare Raptor nei suoi controller perché è una piattaforma aperta, veloce e facile da usare. (Foto: Becky Schultz)

"La logica è dovuta alle... tre principali ondate tecnologiche che stiamo attraversando. La prima è l'elettrificazione, l'ibridazione o i carburanti alternativi", ha osservato. "Tutto dipende da come si sfruttano queste nuove tecnologie, che si tratti di veicoli elettrici a batteria (BEV) o ibridi, o forse dell'idrogeno o delle celle a combustibile... Passando da un settore all'altro, la tecnologia di base e la necessità di applicarla sono praticamente le stesse".

La seconda ondata è l'autonomia. "Ancora una volta, abbiamo giocato un ruolo importante in questo ambito grazie all'abilitazione del drive-by-wire per renderli veicoli controllabili e sicuri", ha affermato Alley. "Abbiamo realizzato di tutto, da un veicolo elettrico personalizzato per due persone fino a camion da miniera da 250-300 tonnellate, e tutto ciò che sta nel mezzo".

La terza area tecnologica è "Industria 4.0", ovvero il passaggio successivo dall'automazione industriale all'autonomia industriale. "Quando si pensa all'automazione industriale oggi, si hanno veicoli [e] robot che si muovono in modo autonomo insieme alle persone e tutto questo deve essere orchestrato", ha affermato Alley.

"Questi sono i tre ambiti tecnologici in cui operiamo, ma potete immaginare come possano essere simili... un veicolo elettrico è un veicolo elettrico, è un veicolo elettrico. In fin dei conti, hanno tutti una qualche fonte di energia. Devono tutti controllare un motore e un inverter, un sistema di batterie, un sistema di raffreddamento, ecc.", ha commentato. "Quindi, questo ci aiuta a esplorare questi diversi segmenti di mercato."

Ciò che differenzia New Eagle è che "il nostro obiettivo non è vendere scatole nere".

"Se lavori con i tradizionali Tier 1 per l'automotive o i Tier 1 off-highway, vogliono venderti un widget a scatola nera che l'OEM non può toccare. Se vuoi cambiare qualcosa, hai bisogno di soldi e tempo", ha affermato Alley. "Vogliamo abilitare, ed è da qui che nasce il nostro slogan 'Prendi il Controllo'... È proprio questo il punto: prendi il controllo dello sviluppo, prendi il controllo della proprietà intellettuale, prendi il controllo delle tempistiche. Vogliamo essere un facilitatore, non un esecutore."