Auf dem Weg zur Serienausstattung

Infotainment, Notrufsysteme, Telemetrieanalysen – die Vernetzung von Fahrzeugen treibt die Entwicklung in der Automobilbranche voran. Technisches Herzstück für die M2M-Kommunikation bilden robuste Mobilfunkmodule und Machine Identification Modules (MIMs).

(Bild: Gemalto GmbH)

„Das Fahrzeug wird zum Kommunikationsmittelpunkt für vernetzte Mobilität“ – geht es nach dem Berliner Verband der Automobilindustrie, stehen Innovationen in der Automotive-Branche künftig ganz im Zeichen der Vernetzung. Bereits 2020 werden einer Schätzung der britischen Analyseplattform BI Intelligence zufolge Dreiviertel der 92 Millionen ausgelieferten Fahrzeuge weltweit „grundsätzlich dazu fähig sein, eine Internetverbindung aufzubauen.“ Als bekanntestes Beispiel für einen solchen Service gilt eCall, ein automatisches Notrufsystem, das ab 2018 Pflicht für alle Neuwagen wird. Dabei setzt das Fahrzeug nach einem Unfall automatisch einen Hilferuf an die Notrufzentrale ab. Aber auch Szenarien wie die Früherkennung von kritischen Fehlfunktionen und die automatische Kontaktaufnahme mit der nächstgelegenen Werkstatt laufen künftig über M2M-Kommunikation. Hinzu kommen völlig neue Möglichkeiten für Automobilhersteller, die mithilfe regelmäßig übermittelter Fahrzeugparameter wie CO2-Ausstoß, Verschleiß von Einzelteilen und sogar Details über Schaltvorgänge ein Nutzungsprofil erstellen und ihre Entwicklungsprozesse entsprechend verbessern können. Zudem kann der Hersteller eine engere Kundenbeziehung aufbauen und zusätzliche Dienste anbieten, die sich mit denjenigen aktueller Smartphones oder Tablets vergleichen lassen. Infotainment-Angebote können dann beispielsweise Live-Videostreaming eines Fußballspiels oder direkten Web-Zugriff umfassen. Premium-Klasse, Mittelklasse und selbst Kleinwagen – in wenigen Jahren zählen erweiterte M2M-Dienste zur Serienausstattung.

MIMs treiben Trend zur Vernetzung voran

Vernetzte Mobilität und ihre Möglichkeiten sind ein Megatrend in der weltweiten Automobilbranche, der folglich auch das Design und die Entwicklung geeigneter M2M-Kommunikationskomponenten stark beeinflusst. Diese bilden den technischen Dreh- und Angelpunkt als Teil einer Gesamtlösung, die eine Verbindung für die Daten- und Sprachkommunikation ermöglicht, und an diverse Assistenzsysteme gekoppelt ist. Kamen in der ersten Phase des Connected Cars allerdings noch gewöhnliche SIM-Karten zum Einsatz, die auch in Mobiltelefonen stecken, geht die Entwicklung nun zu speziellen, lötbaren Komponenten: Machine Identification Module (MIM) werden speziell für die besonderen Qualitätsanforderungen im industriellen Umfeld beziehungsweise den Automotive-Sektor konzipiert. So greift im Automotive-Umfeld beispielsweise das zentrale Thema AEC Q100. Dabei handelt es sich um ein Verfahren des Automotive Electronic Councils (AEC). Es regelt die Standardisierung bei der Qualifizierung von Elektronikkomponenten in der Automobilzulieferindustrie und muss zwingend eingehalten werden. So fordert der Automobilmarkt auch eine lückenlose Dokumentationskette und Rückverfolgbarkeit hinsichtlich Entwicklung und Produktion von MIM-Karten, um Fehlerquellen nachverfolgen und abstellen zu können. Sie umfasst, welche Lieferchargen betroffen sind und geht bis dahin, welche Personen zum Zeitpunkt der Fertigung an der Produktion beteiligt waren.

Allen Widrigkeiten zum Trotz

Hinzu kommen erweiterte technische Anforderungen an eine MIM im Vergleich zur klassischen SIM. Beispiel Lifecycle: Während die Lebensdauer von Mobiltelefonen nur wenige Jahre beträgt und neue Funktionen in der Regel auch erst in eine neue Gerätegeneration Einzug halten, müssen Automobilbauer langfristig denken. Der Lebenszyklus eines Fahrzeugs – und damit auch der MIM – beträgt nicht selten 15 Jahre oder länger. Die Herausforderung: MIMs werden in der Regel fest auf eine Platine aufgelötet und müssen all die Jahre im Cockpit schadlos und ohne Austausch oder Wartung überstehen. So muss eine MIM – zusätzlich zur Unterstützung der gängigen Mobilfunk-Standards 2G, 3G und LTE – extreme Temperaturen, höchste Luftfeuchtigkeit, starke Vibrationen und selbst elektromagnetische Schocks dauerhaft aushalten. Die Spezifikationen für eine derartige Komponente im Automobil reichen von Temperaturen von -35 bis plus +85 oder sogar +105°C. Auch die Leistung hinsichtlich der Schreib-Lesezugriffe und des Haltens von Speicherwerten unterscheiden sich von denen gewöhnlicher SIM-Karten. Dafür kommen im MIM-Umfeld spezielle Betriebssysteme wie Java Card OS mit modernem Speichermanagement zum Einsatz. Java Card OS umfasst darüber hinaus einen ‚inhärenten Schutz‘ vor unberechtigten Zugriffen: Es kann nicht von außen adressiert werden. Eine Kommunikation zwischen Betriebssystem und angekoppelten Systemen erfolgt ausschließlich an den definierten Schnittstellen. Letztlich beeinflusst das Konzept fest verbauter MIMs in die Autoelektronik auch das Subscription Management: Bedingt durch die robuste und feste Integration von MIMs in die Autoelektronik, bei der ein Austausch durch den Nutzer selbst nicht mehr möglich ist, müssen die technischen Voraussetzungen geschaffen werden, das Profil einer Karte ‚over the air‘ ändern zu können – etwa, um bei Bedarf einen Mobilfunkanbieter-Wechsel zu ermöglichen. Zusammen mit diesen Services bieten MIMs ein robustes Fundament für zuverlässige Konnektivität im vernetzten Automobil der nicht so fernen Zukunft.