Nova ferramenta de desenvolvimento Eagle permite que OEMs assumam o controle

Durante seus primeiros dias trabalhando como engenheiro mecatrônico na General Motors, o fundador da New Eagle, Rich Swortzel, viu uma necessidade fundamental de maior agilidade e ciclos de iteração rápidos ao fazer a transição de uma simulação para um modelo funcional durante o desenvolvimento de novas tecnologias para veículos e equipamentos.

Kevin Alley, diretor comercial, New Eagle

"Ele sentiu a necessidade do que chamaríamos de eMBD – desenvolvimento baseado em modelos embarcados", disse Kevin Alley, diretor comercial da New Eagle. "Trata-se de adotar esse paradigma de desenvolvimento baseado em modelos, ciclos rápidos de iteração, trabalhando com teoria e simulação, e então ter um contexto vinculado ao mundo embarcado para levá-lo fisicamente a um alvo real."

Swortzel decidiu fundar sua própria empresa em 2009 com o objetivo de produzir sistemas embarcados que acelerassem o desenvolvimento por meio da integração de software personalizado e hardware pronto para uso. O resultado foi o Raptor, uma plataforma de software aberta e completa que permite aos usuários acelerar a produção por meio de engenharia virtual e fluxos de trabalho otimizados.

Criação rápida de software personalizado

O núcleo da plataforma New Eagle é a ferramenta Raptor – uma ferramenta de desenvolvimento proprietária que serve como um plugin para o MATLAB Simulink. A Raptor utiliza o eMBD para alavancar elementos de design comprovados e geração de código, reduzir os esforços de verificação de hardware e manter uma interface de desenvolvimento de aplicativos consistente em todo o hardware da ECU, facilitando o desenvolvimento rápido, testes fáceis e calibração ágil.

A ferramenta permite que os usuários aproveitem blocos e recursos nativos junto com blocos Raptor para criar rapidamente software personalizado para controladores e monitores compatíveis.

“Você pode arrastar e soltar blocos – trabalhando em um domínio no qual engenheiros de controle, sistemas e mecânicos são fluentes – sem precisar se preocupar em traduzir isso para um cientista da computação ou engenheiro de computação para recodificar ou implementar para você”, disse Alley. “Basta clicar no botão 'construir', extrair um arquivo imediatamente, instalá-lo no componente eletrônico, levá-lo para a pista de teste e, em seguida, ajustar e calibrar ao vivo – tudo dentro de uma única cadeia de ferramentas. Isso acelera enormemente esse ciclo de desenvolvimento.”

O Raptor é uma plataforma de software aberta e completa que permite aos usuários acelerar a produção por meio de engenharia virtual e fluxos de trabalho otimizados. (Fonte: New Eagle)

De acordo com a New Eagle, clientes dos setores de veículos rodoviários e fora de estrada, construção e mineração, ferroviário, marítimo, movimentação de materiais, militar e outros têm usado sua plataforma para acelerar o desenvolvimento de aplicações como sistemas elétricos e híbridos, controle de motores de combustível alternativo, hidráulica, sistemas autônomos e controle geral de veículos.

Abordagem empresarial multi-peças

O modelo de negócios da New Eagle é composto essencialmente por quatro partes, disse Alley. A primeira consiste no licenciamento da cadeia de ferramentas de software Raptor para desenvolvedores. A segunda parte são os próprios componentes eletrônicos.

Os novos clientes da Eagle têm três opções quando se trata de ECUs. A opção 1 é usar um modelo comercial pronto para uso, compatível com a cadeia de ferramentas Raptor. A opção 2 é o que a Alley chama de "traga sua própria ECU".

“Os clientes vêm até nós e dizem: 'Adoramos a cadeia de ferramentas, mas temos nossa própria eletrônica.'”

Módulos de Controle Raptor personalizados, com carcaça vermelha e o logotipo New Eagle, são totalmente projetados e fabricados internamente. (Foto: Becky Schultz)

A terceira opção é projetar a ECU sob medida para os clientes, com base em suas necessidades específicas e com opções aprimoradas. Esses modelos – denominados Módulos de Controle Raptor (RCMs) e normalmente vêm em uma caixa vermelha com o logotipo da New Eagle – são totalmente projetados e fabricados internamente pela New Eagle.

A terceira parte do modelo de negócios é a engenharia consultiva. Esta pode consistir em alguma forma de desenvolvimento de software ou hardware financiado, ou engenharia de aplicações para fornecer suporte e ajudar a acelerar o desenvolvimento.

A New Eagle também oferece serviços de design completos por meio de seu Centro de Integração de Veículos (VIC). "Nossa equipe é muito hábil em realizar um trabalho prático completo com os projetos de veículos dos clientes, com um ciclo de desenvolvimento rápido", afirmou Alley.

“A quarta e última parte do modelo de negócios é onde atuamos como revendedores e distribuidores de valor agregado para componentes de terceiros… para integrá-los a aplicações de menor volume”, disse Alley. Isso pode incluir motores de alta tensão, inversores e outros componentes que podem ser mais difíceis de obter para tais aplicações.

Parceiros de capacitação

Como parte de sua estratégia, a New Eagle se aliou a diversos parceiros de fabricação de peso, um dos quais é a John Deere Electronics. "Somos parceiros de capacitação", afirmou Alley. "Estamos alavancando nossos pontos fortes."

A New Eagle se aliou a parceiros de fabricação como a John Deere Electronics. Na imagem, os Módulos de Controle Raptor da Série M da John Deere. (Foto: Becky Schultz)

A parceria começou quando a John Deere buscou comercializar seus inversores de alta tensão da série PDU. "Para isso, eles queriam [um parceiro] ágil e rápido que também pudesse ajudar com a viabilização da tecnologia", disse Alley. "Foi aí que nosso relacionamento começou – como revendedor e integrador de valor agregado para sua série PDU. Fazemos isso há, creio eu, 10 anos."

Em seguida, na ACT Expo 2024, as empresas anunciaram a expansão de seu relacionamento com a integração do software Raptor aos controladores da Série M da John Deere. "Instalamos o Raptor em cinco de suas ECUs estilo controlador de chassi de carroceria", disse Alley. "A lógica era um pouco semelhante à da PDU, mas expandiu-se além disso."

“Eles obviamente têm uma cadeia de suprimentos extremamente robusta, capacidades de design e fabricação extremamente boas, mas precisavam de um parceiro que pudesse viabilizar uma plataforma aberta que fosse rápida e fácil de usar — daí a integração com o Raptor — e também ágil para fornecer a esses nichos de mercado menores à medida que eles crescem.”

Uma nova expansão foi anunciada na ACT Expo deste ano, com a New Eagle lançando a Raptor High-Performance Compute Platform, um controlador embarcado robusto, habilitado para GPU, construído na Unidade de Processamento de Visão (VPU) de última geração da John Deere Electronics, que foi recentemente disponibilizada comercialmente para OEMs para aplicações dentro e fora de estrada.

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A New Eagle está integrando ativamente o hardware desenvolvido pela John Deere ao ecossistema Raptor, com suporte para fluxos de trabalho de desenvolvimento baseados em modelos. O sistema se torna o primeiro controlador habilitado para GPU na linha Raptor.

Mais potência em uma plataforma robusta

Construída com um módulo de computação de última geração habilitado para GPU, a Plataforma de Computação de Alto Desempenho Raptor oferece até 275 TOPS (Tera Operações por Segundo) de poder de processamento e suporta até 12 entradas de câmera GMSL2 com tecnologia Power-over-Coax (PoC). Isso a torna adequada para sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), robótica móvel, prototipagem rápida e ambientes robustos de automação industrial.

“A VPU possui um chip NVIDIA Orin, o que significa que ela tem 275 teraOPS de poder computacional. Estamos falando de várias ordens de magnitude a mais [do que outras ECUs]”, disse Alley. Isso permite capturar e analisar milhões de pixels de dados de várias câmeras. “Portanto, há muito mais poder computacional, muito mais armazenamento, e ela foi projetada para fazer coisas que estão mais dentro do escopo do ADAS e até mesmo da autonomia.”

Além disso, o hardware é reforçado para condições do mundo real, com vedação IP67, resfriamento passivo sem ventoinha e amplo suporte de tensão e temperatura.

“A maioria dos eletrônicos que você vê no mercado são como PCs industriais… Eles não suportam altas vibrações ou temperaturas, geralmente não têm classificação IP e possuem ventilador e resfriamento ativo”, explicou Alley. “Já a VPU, sua principal característica é o fato de ser projetada para ambientes extremos e robustos.”

O hardware também conta com uma cadeia de suprimentos robusta, ele acrescentou.

Mais autonomia facilitadora

No lado da capacitação de software, a New Eagle está trazendo três opções ao mercado com a Plataforma de Computação de Alto Desempenho.

A New Eagle demonstrou a Plataforma de Computação de Alto Desempenho Raptor, construída sobre a VPU John Deere, durante a ACT Expo. (Foto: Becky Schultz)

“A primeira opção é que vamos trazer isso basicamente como uma plataforma Jetson aberta padrão, resolvendo algumas das necessidades de software de baixo nível que a tornam uma solução pronta para uso fácil”, disse Alley. “Para quem já está na arquitetura e na cadeia de ferramentas do NVIDIA Jetson, será como um hardware robusto que já funciona com os fluxos de trabalho existentes.”

A segunda opção é voltada para a automação industrial em fábricas. "É a mesma base, mas estamos habilitando assistentes de código, que é um dos desenvolvimentos da cadeia de ferramentas usado em alguns projetos off-road e, em seguida, de forma bastante substancial no setor de automação industrial", observou Alley.

A terceira opção, continuou ele, é "a mais alinhada com nossa capacitação tradicional do Raptor, o MATLAB Simulink mais nossa cadeia de ferramentas, para desenvolvimento de ponta a ponta dentro desse ambiente". Ela permite que tanto os algoritmos de controle sejam executados na unidade quanto o processamento de sensores para detecção de objetos e outros conjuntos de recursos necessários.

“No caso do Raptor, é possível vincular o desenvolvimento dos controles que você está fazendo em outras ECUs que irão interagir com ele para tê-lo em um ambiente de desenvolvimento contínuo — tendo a mesma velocidade, ciclos de iteração rápidos, mas dentro do domínio da autonomia.”

Uma abordagem em camadas

Alley descreveu a autonomia como um conjunto de quatro camadas, sendo a camada superior o sistema de percepção, composto por câmeras, radar, LiDAR e altos níveis de capacidade computacional. "Seu único objetivo é entender o mundo, ser capaz de registrar quem você é, onde você está e o que está ao seu redor, e então ser capaz de tomar decisões inteligentes nesse contexto", disse ele.

Em segundo lugar, vem a camada de planejamento de trajetória ou tomada de decisão. "Ela lida com as interações com base na expectativa de onde precisa ir e no que todo o resto está fazendo, conforme informado pelo sistema de percepção", indicou Alley. "Da mesma forma, requer altos níveis de capacidade computacional."

“Tudo isso pode ser executado na VPU ou na Plataforma de Computação de Alto Desempenho — tanto os algoritmos de percepção quanto os de tomada de decisão.”

A terceira camada se concentra na atuação — o sistema by-wire para controlar funções como acelerador, direção, frenagem, troca de marchas, etc. E a camada final consiste no próprio veículo físico.

“Começamos principalmente no segmento de retrofit. Muitas empresas precisavam de uma plataforma para colocar veículos na estrada ou fora dela, dependendo do cliente, para que pudessem dirigir de forma autônoma. Elas precisavam habilitar o chassi, e foi aí que projetamos os sistemas de retrofit”, explicou Alley. “Com o tempo, conforme o setor evoluiu, trabalhamos para avançar com os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) para ajudar a incorporar isso nativamente no veículo.”

Agora, a empresa tem a oportunidade de explorar ainda mais camadas da pilha de autonomia. "Historicamente, atuamos muito bem nas duas camadas inferiores", disse Alley. "A [Plataforma de Computação de Alto Desempenho] nos permite ser participativos e auxiliar ainda mais os clientes nessas duas camadas superiores, pelo menos no desenvolvimento da cadeia de hardware e ferramentas."

'Assuma o controle'

No futuro, a New Eagle planeja disponibilizar sua plataforma de computação robusta com cadeia de ferramentas de capacitação para clientes que buscam a autonomia. Esses clientes podem abranger os mercados que a empresa abrange, incluindo automóveis de passeio, veículos comerciais, veículos off-road (florestal, construção, agrícola, mineração, etc.), militar, marítimo e aeroespacial.

A John Deere Electronics optou por integrar o Raptor aos seus controladores por ser uma plataforma aberta, rápida e fácil de usar. (Foto: Becky Schultz)

“A lógica se deve às... três grandes ondas tecnológicas em que surfamos. A primeira é a eletrificação, a hibridização ou os combustíveis alternativos”, observou ele. “Tudo depende de como você aproveita essas tecnologias mais recentes, seja um veículo elétrico a bateria puro ou híbrido, ou talvez hidrogênio ou células de combustível... Conforme você avança de um setor para outro, a tecnologia subjacente e a necessidade de aplicá-la são praticamente as mesmas.”

A segunda onda é a autonomia. "Mais uma vez, onde atuamos bastante foi na capacitação de veículos com tecnologia drive-by-wire, tornando-os veículos controláveis e seguros", disse Alley. "Fizemos de tudo, desde um veículo elétrico personalizado para duas pessoas até caminhões de mineração de 250 e 300 toneladas, e tudo o que há entre esses dois extremos."

A terceira área tecnológica é a “Indústria 4.0”, ou o próximo passo da automação industrial para a autonomia industrial. “Quando pensamos em automação industrial hoje, temos veículos e robôs em operação que se movem de forma autônoma com as pessoas, e tudo isso precisa ser orquestrado”, disse Alley.

“Esses são os três domínios tecnológicos em que atuamos, mas você pode ver como eles podem ser semelhantes... um veículo elétrico é um veículo elétrico. No fim das contas, todos eles têm algum tipo de fonte de energia. Todos precisam controlar algum tipo de motor e inversor, sistema de bateria, sistema de refrigeração, etc.”, comentou. “Então, isso nos ajuda a atravessar esses diferentes segmentos de mercado.”

Onde a New Eagle se diferencia é que “nosso objetivo não é vender caixas pretas”.

“Se você trabalha com o tradicional Tier 1 automotivo de grande porte ou com o Tier 1 off-road, eles querem te vender um widget de caixa preta que o fabricante original não pode tocar. Se você quer mudar algo, dinheiro e tempo”, afirmou Alley. “Queremos capacitar, e é daí que vem o nosso slogan 'Assuma o Controle'... Esse é o ponto principal – assumir o controle do desenvolvimento, assumir o controle da propriedade intelectual, assumir o controle do cronograma. Queremos ser facilitadores, não executores.”