« Bonjour, c’est encore moi ! Dan Eaton, ingénieur en chef des applications sur le terrain chez NI. J’évolue dans le domaine de l’ingénierie depuis 2005, soit plus de 17 ans. Je travaille sur des sujets liés à l’ADAS et à la conduite autonome (AD) depuis environ cinq ans. À mon poste, je travaille en étroite collaboration avec nos clients de l’industrie automobile, en particulier avec les principaux OEM mondiaux. Dans cette deuxième partie de série d’articles, je vais continuer à partager les informations et les expériences que j’ai recueillies afin que d’autres personnes puissent appliquer les meilleures pratiques et éviter les pièges grâce aux enseignements appris. Allons droit au but et accélérons le rythme à partir de là où nous en étions. »
Dans le dernier numéro (Journal automobile 2023 Volume 1), nous avons déjà parlé du débit de données et de la synchronisation des enregistreurs externes. Aujourd’hui, nous allons continuer notre parcours de découverte du workflow connecté au logiciel (voir Figure 1) avec la troisième spécification évidente pour l’enregistrement des données ADAS/AD, à savoir le stockage des données.
Figure 1 : Workflow de validation AD de bout en bout et flux de données
Dans le premier article, nous avons constaté que la quantité de données capturées et devant être stockées pour chaque véhicule peut facilement atteindre des centaines de téraoctets par jour. N’oubliez pas qu’une conduite continue de huit heures peut nécessiter jusqu’à 144 To de capacité de stockage (5 Go/s × 3 600 s/heure × 8 heures). Cette exigence signifie que le stockage embarqué présentant un débit élevé (vitesse d’écriture) et des volumes considérables de capacité sont indispensables. Mais une fois les données acquises et enregistrées sur un périphérique de stockage dans le véhicule, le défi ne s’arrête pas là : c’est ici qu’il commence réellement. Comment décharger ou transférer rapidement ces ensembles de données ? Comment télécharger en toute sécurité ces énormes volumes de données dans votre cloud ou votre infrastructure informatique pour les fournir au laboratoire afin d’utiliser les données pour la formation et la validation réelles des algorithmes ? Comment y parvenir avec une flotte de plus de 100 véhicules dans le monde entier, des grandes villes bien connectées aux zones rurales en passant par les régions très peu peuplées ? J’ai vu des organisations en difficulté face à ces questions. Passons en revue ces sujets séparément, en commençant par la première étape : la capacité pure de stockage embarqué.
On pourrait penser qu’il est simple de se procurer des disques de stockage SSD pouvant contenir 100 téraoctets de données ou plus. Si vous travaillez dans un environnement informatique bien réglementé, cela peut être vrai. Mais lorsqu’il s’agit de faire fonctionner des périphériques informatiques ou de type serveur dans un véhicule, cela devient plus complexe. De nombreux facteurs ajoutent des défis qui rendent difficile, voire impossible, l’utilisation de systèmes de stockage informatiques dans une voiture. Les premiers défis qui viennent à l’esprit concernent la tension d’alimentation (généralement 12 V CC), la plage de température, l’humidité, les dimensions, la consommation d’énergie, la robustesse mécanique (chocs et vibrations), etc. Oh oui, ne vous méprenez pas, il est possible de trouver des périphériques de stockage informatique qui répondront à certains de ces critères. Cependant, trouver une solution qui répond à tous les critères constitue le défi majeur.
Souvent, ce besoin entraîne l’utilisation de périphériques de stockage plus petits et non informatiques, comme les disques d’extension portables. Des capacités convenables allant jusqu’à plus de 20 téraoctets sont disponibles sur le marché, généralement avec des connexions USB 3.x ou parfois Thunderbolt™. Ces disques durs offrent une connectivité Plug-and-Play, mais ne peuvent pas supporter des débits de données durables de plusieurs gigaoctets par seconde. De plus, même si ces disques d’extension portables peuvent être suffisants en termes de capacité et à des vitesses de transfert de données plus faibles, on oublie souvent que ces disques ne sont pas spécifiquement conçus pour un usage fréquent en lecture et en écriture. Cela peut rapidement entraîner des problèmes de qualité et épuiser le stockage de données. Il n’existe rien de plus pénible ou de plus coûteux que de passer plusieurs heures sur la route et de revenir sans données, sans parler des données utiles et pertinentes. Des compromis doivent être trouvés pour ces applications, ce qui signifie que le monde informatique et celui de l’enregistrement automobile doivent se rapprocher l’un de l’autre.
NI collabore avec Seagate pour gérer les défis de workflow liés aux disques durs mentionnés ici. Seagate fournit ses disques Lyve Mobile Array avec un SSD jusqu’à 92 To (au moment de l’écriture) avec des vitesses d’écriture de plus de 5 Go/s. Ces disques durs utilisent la technologie standard RAID (Redundant Array of Independent Disks) et sont échangeables à chaud. Une connexion directe au bus PCI Express via une carte PCI Express 3e génération câblée, permet de garantir le débit de données requis. Si un débit de données ou un espace disque plus importants sont nécessaires, un autre périphérique PCI Express 3e génération câblé et un disque Lyve Mobile Array peuvent être ajoutés pour s’adapter aux nouvelles exigences.
Maintenant que nous avons examiné la première étape du stockage embarqué dans un véhicule en se concentrant sur la capacité et le débit de données mentionnés ci-dessus,voyons maintenant comment transférer les données du véhicule ou, plus précisément, du parc de véhicules (Figure 2). Trois approches potentielles viennent immédiatement à l’esprit. La première concerne le transfert de données sans fil ou mobile, la deuxième est une connexion câblée une fois que la voiture est de retour dans un garage ou un atelier, et la troisième consiste à retirer physiquement le ou les périphériques ou disques de stockage du véhicule.
Figure 2 : Défi du cycle de vie des données ADAS et AD pour les voitures de niveaux SAE 2 et supérieurs.
Le transfert de données sans fil ou mobile serait préférable car cette méthode permet d’accéder aux données n’importe où et à tout moment. Mais soyons réalistes : la couverture de données mobiles dans le monde entier varie considérablement. De plus, même avec la 5G ou la 6G à venir, ces quantités de données considérables (de l’ordre de plusieurs gigaoctets par seconde) ne peuvent pas être gérées par ces réseaux. Pour la majorité des données enregistrées, les réseaux mobiles ne sont pas pratiques. Même s’il existe des niches telles que le transfert d’un scénario spécifique, à angle unique ou de limite dans votre laboratoire pour une utilisation urgente, avouons-le : le transfert de données mobile ou sans fil n’est vraiment pas une option viable.
La prochaine approche est le transfert de données par câble, semblable à la manière dont nous chargeons nos véhicules électriques. (N’est-il pas formidable de voir les progrès réalisés dans la réduction du temps nécessaire pour supercharger nos voitures ?) Sans surprise, le temps est à nouveau le facteur critique lors du transfert des données enregistrées de votre ADAS, en particulier des systèmes de caméra.
Effectuons une nouvelle fois quelques calculs, en considérant 144 To par véhicule et une interface Ethernet de 100 Gbits (12,5 Go/s théorique) pour le transfert. Nous pouvons rapidement constater que la charge de notre voiture d’enregistrement sera le plus petit problème, car le transfert de données pour ce volume peut facilement prendre plus de trois heures (144 × 1 024 Go / 12,5 Go/s ≈ 3 heures, 16 minutes). Le transfert pendant la nuit peut être une option viable, mais ce processus doit être associé à un périphérique de stockage embarqué capable de gérer des campagnes d’enregistrement allant jusqu’à 150 To par jour.
Enfin, il faut aussi envisager l’extraction physique du ou des périphériques de stockage de la voiture. Comme indiqué précédemment (voir Journal automobile 2023 Volume 1), une clé USB ne peut pas être considérée comme une option, simplement en raison de la capacité de stockage limitée ainsi que d’autres facteurs abordés ci-dessus dans la section sur les lecteurs d’extension portables. Outre ces critères, que faut-il prendre en compte pour le transfert physique ? Examinons de plus près les trois domaines suivants :
Facilité d’utilisation : le conducteur doit être en mesure d’échanger facilement les périphériques de stockage (retirer le disque dur du véhicule et réinstaller un disque vide), de sorte qu’il puisse le faire sans avoir besoin d’une expertise technique approfondie et rapidement.
Le montage et le démontage physique de l’électronique s’accompagnent souvent d’un risque d’usure des connecteurs. Des configurations mécaniques robustes sont également indispensables pour la durée de vie et la disponibilité d’une solution d’enregistrement. Il n’est pas souhaitable que cela soit limité par un faible nombre de cycles de connexion et de déconnexion possibles. Bien sûr, la robustesse mécanique va aussi de pair avec la facilité d’utilisation. Il est indispensable de s’assurer qu’une utilisation ou une manipulation incorrecte du montage et du démontage du stockage ne sera pas une nouvelle source de défaillance en endommageant le transfert de données ou les connexions d’alimentation. (N’oubliez pas que nous parlons de systèmes RAID.)
Comment apporter ces disques retirés vers une station d’ingestion de données, un centre de données ou directement dans votre laboratoire de validation pour effectuer la copie réelle des données ? N’oubliez pas que vous devez également disposer de périphériques de stockage vides pour continuer à enregistrer où que votre flotte de véhicules se trouve sur le terrain !
Soudainement, ce défi en matière de logistique des données ne se limite pas au monde numérique. Cela devient également un défi dans le monde physique en raison de la nécessité d’expédier du matériel dans le monde entier. Dans ce sens, nous avons clairement identifié le besoin en sécurité des données, car personne ne veut que ces ressources précieuses (encore une fois qui voyagent désormais dans le monde physique) soient exposées à la manipulation de données ou même au vol de données. Le chiffrement des données ainsi que la gestion des clés sont des sujets majeurs à intégrer dans la stratégie et la mise en œuvre de votre pipeline de données.
Ceci conclut l’article sur les meilleures pratiques et les enseignements appris lors de la mise en œuvre du workflow connecté aux données et aux logiciels. Dan continuera de partager ses idées dans les prochains numéros du Journal automobile. L’objectif de NI est de permettre aux organisations, via un ensemble de solutions logicielles et matérielles, de mettre en œuvre un workflow connecté aux données et aux logiciels (Figure 3). NI souhaite aider ses clients et ses partenaires à accélérer le développement et à transformer le test en un avantage stratégique permettant d’améliorer les performances des produits.
Figure n°3 : Le portefeuille de solutions NI facilite le workflow de validation ADAS/AD connecté aux données et aux logiciels
Thunderbolt et le logo Thunderbolt sont des marques commerciales de Intel Corporation ou de ses filiales aux États-Unis et/ou dans d’autres pays.
