Tout savoir sur le Véhicule Défini par le Logiciel (SDV)

Qu’est-ce que le software defined vehicle (SDV) ?

Le Software Defined Vehicle (SDV), ou « véhicule défini par le logiciel », révolutionne l’usage de la voiture, permettant des mises à jour continues et l’ajout de nouvelles fonctions, tout au long du cycle de vie du véhicule.

L’industrie automobile connaît une transformation numérique accélérée. Avec 200 millions de lignes de code en moyenne, soit 33 fois plus qu’un Boeing 787¹, chaque voiture neuve est désormais un véritable ordinateur roulant.

Cette évolution a donné naissance au véhicule défini par logiciel (SDV), une véritable révolution qui bouleverse tout autant le rapport à la voiture et l’expérience à bord des utilisateurs, que la façon dont travaillent les acteurs de l’Industrie automobile.

Le véhicule défini par logiciel ou Software Defined Vehicle (SDV) représente une avancée technologique majeure. Il révolutionne l’expérience de conduite en exploitant pleinement le potentiel technologique de la voiture, grâce à des mises à jour et ajouts de nouvelles fonctions tout au long du cycle de vie du véhicule. Cette nouvelle approche s’annonce décisive pour améliorer les fonctionnalités du véhicule afin de le rendre toujours plus sûr, plus performant, plus agréable et plus personnalisé.

Contrairement aux architectures traditionnelles, dans lesquelles chaque fonction du véhicule a son propre calculateur (architecture distribuée), le SDV utilise un nombre réduit de calculateurs centralisés plus puissants pour gérer la plupart des fonctions. Cela permet simultanément de simplifier l’architecture électrique et électronique du véhicule, de réduire son poids (moins de câbles) et d’augmenter son efficacité. De plus, cette nouvelle approche permet une meilleure connectivité du véhicule, nécessaire pour les mises à jour des fonctionnalités par exemple.

Software & ADAS functionality

« Les aides à la conduite, en particulier, peuvent bénéficier du SDV et être continuellement améliorées. Si les véhicules sont équipés du matériel approprié, comme des caméras, des radars ou LiDARs et s’ils disposent d’une puissance de calcul et d’une mémoire suffisantes, des mises à jour pourraient être effectuées tous les deux ou trois mois pour permettre l’ajout de nouvelles fonctions. On peut comparer cela à nos smartphones : Vous l’achetez avec un ensemble de fonctionnalités et d’applications et il dispose de performances et d’un espace mémoire suffisants. »
Joachim Mathes, Directeur R&D de Valeo Brain

SDV : Une révolution en cours

Nous vivons actuellement une période de transition entre les véhicules basés sur le matériel (Hardware) et les véhicules centrés sur le logiciel. Comme le matériel et le logiciel d’une voiture ont des cycles de vie différents, le découplage du logiciel et du matériel dans un véhicule devient un principe de conception important.

« Sur la base du matériel existant avec lequel un véhicule a quitté l’usine d’assemblage, nous sommes en mesure de mettre à jour en permanence le logiciel d’un véhicule défini par logiciel. De nouvelles caractéristiques et fonctionnalités peuvent être ajoutées pour que le véhicule soit toujours à jour et pour offrir à son propriétaire de nouvelles expériences d’utilisation – cela fonctionne même avec des caractéristiques qui n’existaient pas encore au moment où le véhicule a été commercialisé. »
Derek de Bono, Directeur SDV du Groupe Valeo

Traditionnellement, chaque fonction d’un véhicule était gérée par une unité de contrôle électronique (ECU) ou calculateur dédié(e). Dans un SDV, ces ECUs sont remplacées par des domain controllers – calculateur dédié à un domaine. Ces derniers regroupent l’ensemble des fonctions d’un domaine spécifique.

La capacité de chaque domain controller repose sur un System on Chip (SoC), ou microprocesseur.

Comme un ordinateur miniature, le SoC offre des capacités de calcul et de mémoire réparties sur plusieurs pôles. Il peut aussi intégrer de structures optimisées pour l’intelligence artificielle. Plus le SoC est performant, plus votre calculateur pourra effectuer de tâches complexes et réagir rapidement. Il peut, par exemple, détecter les limitations de vitesse à partir d’images de caméras, tout en calculant la position exacte du véhicule sur une carte haute définition et en classant les signaux radar et les données de l’accéléromètre pour calculer qu’un autre véhicule coupe votre trajectoire, ce qui déclenche une demande de freinage.

Les SoC sont développés par des acteurs comme Mobileye, Qualcomm, Nvidia ou NXP, IT ou Renesas pour n’en citer que quelques- uns. Ces entreprises conçoivent des puces électroniques sur mesure, optimisées pour les applications automobiles. Les fournisseurs de pointe ont exploité les synergies avec les centres de données ou les marchés de l’électronique grand public. Le choix du SoC dépendra de la puissance de calcul recherchée et des fonctionnalités requises.

Les contrôleurs de domaine, ou ordinateurs dédiés à un domaine spécifique, disposent non seulement d’une puissance de calcul, mais aussi d’une capacité de mémoire de haut niveau, leur permettant d’héberger un grand nombre de fonctionnalités. Les domaines typiques sont les systèmes d’aide à la conduite, l’infodivertissement, la connectivité, la carrosserie et le châssis. Leur architecture a été optimisée pour répondre aux exigences du domaine spécifique en termes de sécurité, d’interfaces, de protocoles, etc.

À terme, pour mieux exploiter les ressources informatiques, ils seront regroupés en un seul super ordinateur / contrôleur central.

Les domaines contrôleurs ou super contrôleurs intègrent plusieurs couches logicielles :

Un ou plusieurs systèmes d’exploitation ou operating system gèrent les capacités de calcul et de mémoire du microcontrôleur / SoC afin d’assurer l’exécution des fonctions à mettre en œuvre en tenant compte de leur criticité. Les fonctions sécuritaires sont prioritaires sur les fonctions de divertissement.
Le middleware c’est le lien essentiel qui permet la communication entre les applications et le SOC, le lien qui assure le fonctionnement du système dans son ensemble. Les applications offrant les fonctionnalités directement visibles par l’utilisateur, comme la navigation ou l’assistance à la conduite.

Différents fournisseurs sont spécialisés pour proposer des logiciels (1, 2 et 3). Le logiciel applicatif peut par ailleurs être embarqué dans le calculateur (on-board) ou en partie hébergé dans le cloud (hybride).

Quels sont les avantages des véhicules définis par logiciel (SDV) ?

SDV & Driver Experience

« Avec le SDV, votre voiture deviendra un appareil capable d’apprendre. Ses performances s’amélioreront au fil du temps et vous pourrez personnaliser les fonctions ainsi que l’aspect et la convivialité de votre voiture afin qu’elle corresponde mieux à vos besoins et à vos préférences »
Joachim Mathes, Directeur R&D de Valeo Brain

Le SDV permet au véhicule d’évoluer avec vous en fonction de vos besoins et de vos attentes, en sélectionnant certaines fonctionnalités logicielles et applications. Prenons quelques exemples :

Si vous vivez en ville, les phares standard de votre voiture peuvent suffire, mais si vous déménagez à la campagne et conduisez souvent sur des routes de campagne sombres, vous pourriez vouloir mettre à niveau vos phares de base pour disposer d’un éclairage plus intelligent.
Peut-être envisagez-vous de partir en vacances ? Dans ce cas, vous pourriez souhaiter plus de puissance de votre moteur électrique pour tracter une remorque. Cela pourrait être activé avec un SDV.
Si vous souhaitez de nouvelles aides à la conduite ou des fonctionnalités d’infodivertissement, elles peuvent souvent être ajoutées après mise en service grâce à une mise à jour.

Les avantages des véhicules SDV sont particulièrement nombreux pour la qualité de l’expérience d’usage de votre véhicule :

Correction des bugs évitant les rappels véhicules.
Mise à jour des fonctions du véhicule autant que le hardware le permet.
Amélioration des performances de fonctionnalités comme celle de parking mise à jour des services Infotainment, de cartographie.
Mise à jour en ligne des logiciels de synchronisation à l’aide les smartphones, suivant le cycle de vie des smartphones.
Robustification de la cybersécurité pour les fonctions et produits existants.
Amélioration de l’expérience de conduite : connectivité entre le véhicule et le smartphone.
Maintenance préventive du véhicule : les diagnostics à distance et les mises à jour OTA peuvent réduire les besoins en entretien physique et les visites au garage.
Sécurité renforcée.

Pour les constructeurs, la transition vers une architecture logicielle centralisée représente un défi de taille, nécessitant souvent une refonte complète de l’architecture électrique/électronique des véhicules. Ce changement est complexe et prend du temps, même si certains acteurs plus agiles que d’autres ont déjà entamé cette transformation. Les nouveaux entrants sur le marché, partant d’une feuille blanche, sont notamment plus rapides à s’adapter à ce nouveau modèle. Néanmoins tous les constructeurs, indépendamment de leur taille ou de leur région, investissent actuellement de façon massive dans le développement des SDV.

SDV & Market challenges

Le SDV change complètement la façon dont fonctionne l’industrie automobile dans son ensemble. Nous sommes passés d’une hiérarchie très descendante entre les OEM et les fournisseurs à une approche de partenariat avec une innovation ouverte et un co-développement. En effet le SDV nécessite la mise en œuvre de tout un écosystème.

SDV : l’approche de Valeo

Valeo : l’expertise des véhicules définis par logiciel

Au cours des 30 dernières années, Valeo est devenu l’un des leaders des logiciels embarqués automobiles. Le nombre d’ingénieurs en logiciels et systèmes embarqués de Valeo a été multiplié par 20 entre 2010 et 2023. Aujourd’hui, 40 % de nos 20 000 ingénieurs sont spécialisés dans ces deux domaines. Nous disposons de centres de développement de logiciels dédiés en Égypte, en Chine, en Inde, au Mexique, en République Tchèque, en Allemagne… L’expertise dans ce domaine est en constante expansion.

Valeo développe des éléments essentiels au développement des du SDV : des composants de haute technologie, contrôleur de domaine avec des hautes performances de calcul, des produits applicatifs et la compétence système pour optimiser les architectures.

En 2023, nous avons lancé Valeo anSWer, notre offre de logiciel en tant que produit et service (software as a product et software as a service), comprenant :

des applications de pointe,
le middleware qui permet la communication entre les applications et le SoC et garantit que le système fonctionne de manière efficace et sécurisée,
et des services pour soutenir nos clients dans la conception de leur architecture logicielle, l’intégration, la validation, les tests et la maintenance.

« Chez Valeo, nous disposons de toutes les technologies au niveau du matériel, du calculateur et du logiciel (hardware, ECU, software) nécessaires pour le SDV, et nous sommes donc devenus le partenaire naturel de nos clients. »
Derek de Bono, Directeur SDV du Groupe Valeo

Les OEMs nécessitent une expertise en conception, intégration, validation et maintenance d’architecture logicielle. Selon McKinsey, les tests, l’intégration et la validation représentent en réalité 40 % de la valeur du logiciel. Nous offrons des services d’intégration et de validation pendant la phase de développement, mais aussi après le début de la production.

Ces services sont indispensables car le cycle de vie du logiciel dans un véhicule se poursuit pendant de nombreuses années après la sortie d’usine du véhicule et même des années après la fin de la production. Si l’industrie automobile se dirige tout droit vers le véhicule défini par logiciel, Valeo devient une entreprise définie par logiciel à bien des égards.

En même temps, le SDV est toujours composé de matériel (hardware), et la fiabilité, la sécurité et la capacité de mise à niveau de ce matériel définissent les possibilités de l’expérience utilisateur. Notre ambition est d’être le partenaire de référence pour nos clients constructeurs automobiles, en construisant ce SDV avec eux, à leurs côtés, dans des écosystèmes dynamiques.

Chaque constructeur met en œuvre sa stratégie et cela varie également par région. Par exemple, la Chine possède son propre écosystème. C’est clairement l’esprit de l’écosystème SDV de Renault, que nous avons rejoint aux côtés de Google et Qualcomm, et pour lequel nous fournirons des composants clés, y compris l’ordinateur haute performance et le logiciel d’application embarqué.

Notre partenariat avec BMW pour la future « Neue Klasse » est un autre excellent exemple. Nous fournirons le contrôleur de domaine ADAS, les capteurs et les logiciels pour le stationnement et les manœuvres. Toutes les fonctions ADAS seront hébergées et traitées par notre contrôleur de domaine, qui sera alimenté par les SoC Qualcomm Snapdragon.

SDV : quels enjeux de cybersécurité ?

La complexité accrue des systèmes embarqués des SDV pose des enjeux spécifiques en matière de cybersécurité et de détection des intrusions.

Pour faire face à ces défis, les constructeurs automobiles et les équipementiers mettent en œuvre des stratégies de sécurité robustes, dès la conception des véhicules. Les nouveaux équipements doivent, tout d’abord, être en conformité avec les principes fixés par le règlement 155 de l’ONU. Ce dernier impose et encadre la mise à jour de l’électronique connectée de l’ensemble des véhicules.

D’autres textes internationaux comme l’ISO/SAE 21434 précisent le cadre normatif applicable aux SDV, avec notamment :

Des mises à jour logicielles régulières et sécurisées.
Des systèmes de détection d’intrusion.
Des protocoles de communication cryptés.

Cela implique notamment la mise en place de systèmes de détection d’intrusion, la segmentation des réseaux de bord, l’utilisation de protocoles de communication sécurisés ou encore la réalisation de tests de pénétration réguliers. De plus, les mises à jour sont essentielles pour corriger les vulnérabilités et maintenir les systèmes à jour face aux nouvelles menaces.

SDV & Cybersecurity

« Nous travaillons en étroite collaboration avec les constructeurs automobiles pour que nos produits soient sûrs aujourd’hui, mais aussi pour la durée de vie future du véhicule. »
Derek de Bono, Directeur SDV du Groupe Valeo

Quel est l’impact de l’intelligence artificielle sur les SDV ?

L’intégration de l’IA dans les SDV ouvre de nouvelles perspectives en termes de sécurité, de confort et de performance, mais soulève également de nouveaux défis. Nous avons anticipé ces défis automobiles en créant, en 2017, le premier centre de recherche mondial consacré à l’intelligence artificielle appliqué à l’automobile : valeo.ai.

L’intelligence artificielle intégrée dans un véhicule défini par logiciel permet notamment de développer des systèmes d’aide à la conduite toujours plus performants, capables d’anticiper les dangers et d’intervenir en cas de besoin. La reconnaissance d’images et la vision par ordinateur, par exemple, permettent aux véhicules de détecter les piétons, les cyclistes et les autres véhicules mieux et plus vite qu’un conducteur humain. De plus, l’apprentissage automatique permet aux véhicules d’adapter leur comportement en fonction des conditions de circulation et de l’environnement.

L’IA améliore aussi considérablement votre expérience utilisateur à bord :

Les assistants vocaux intelligents permettent de contrôler les différentes fonctions du véhicule par la voix.
Les systèmes de recommandation suggèrent des itinéraires optimisés en fonction des préférences de l’utilisateur.
L’ambiance intérieure du véhicule est personnalisable en adaptant la température, l’éclairage et la musique en fonction de l’humeur du conducteur.

Grâce à l’analyse de grandes quantités de données, l’IA permet de détecter les anomalies et les défaillances potentielles du SDV avant qu’ils ne surviennent ou s’aggravent. Cela permet de planifier la maintenance de manière proactive, en réduisant les risques de panne, et d’augmenter la durée de vie du véhicule.

L’intégration de l’IA dans les SDV soulève également de nouveaux défis. La question de la sécurité des données, déjà évoquée plus haut, est primordiale. Les véhicules autonomes collectent, par nature, une grande quantité de données personnelles, devant être protégées contre les cyberattaques.

Le véhicule défini par logiciel ouvre une nouvelle ère de mobilité. En offrant une plus grande personnalisation et une évolutivité constante, il transforme votre voiture en compagnon technologique du quotidien, s’adaptant aux changements et à l’évolution de vos besoins au cours de votre vie Le potentiel d’innovation est immense, pour une expérience de conduite toujours plus immersive.

Les 3 points clés à retenir :

Le SDV est un véhicule évolutif qui vise à proposer l’expérience utilisateur la plus aboutie et qui pourra être enrichie tout au long de son usage pendant plusieurs années.
L’architecture du véhicule est radicalement transformée par le SDV, avec une centralisation de l’ensemble des fonctions logicielles.
Le SDV modifie en profondeur l’industrie automobile en créant de nouveaux modèles économiques et en renforçant la collaboration entre les acteurs.