Over-the-Air-Updates: Für die Zukunft gerüstet mit den richtigen Telematikgeräten

Web Editorial Team Editor

07.02.2022 4 min.

Bei Software-Updates geht es längst nicht nur darum, Fehler zu beheben und Sicherheitslücken zu schließen. Immer mehr Hersteller erkennen, dass sie durch Updates in mobilen Anwendungen ebenso wie in industriellen Umgebungen zusätzliche Funktionen für ihre verschiedenen Geräte bereitstellen können. In diesem Sinne dienen Software-Updates nicht nur zur Befriedigung der Bedürfnisse ihrer Kunden, sondern können auch als Grundlage für die künftige Implementierung neuer Geschäftsmodelle verstanden werden.

Mithilfe von Over-the-Air-Updates (OTA) lässt sich dies nun deutlich einfacher und effizienter bewerkstelligen. Die Hersteller müssen keine Techniker entsenden, um die Updates manuell zu installieren, und die Kunden brauchen ihre Geräte nicht in die Werkstatt zu bringen.

Eine Frage der Gerätearchitektur

Da sich die Bedürfnisse der Kunden ständig ändern und neue Geschäftsmodelle Zeit brauchen, müssen sich die Hersteller mobiler Arbeitsmaschinen bereits heute fragen, welche zugrundeliegende Gerätearchitektur es ihnen erlaubt in Zukunft das volle Potenzial von Softwareupdates auszuschöpfen.

Mikroprozessor-basierte Telematik-Steuereinheiten sind offene, modulare und in der Regel auf einer Layerarchitektur aufgebaute Systeme. Als solche lassen sie sich flexibel für die verschiedensten Anwendungsfälle von heute und morgen einsetzen. (Foto: Bosch Rexroth)

Dabei ist die Auswahl der richtigen IoT-Hardware ein ganz entscheidender Aspekt. Ganz gleich, ob es um Bau-, Land- oder Forstmaschinen geht, die Hersteller müssen überlegen, welche Geräte sie für die Vernetzung nutzen möchten. Hier muss zwischen einer Mikroprozessor- und einer Mikrocontroller-Architektur unterschieden werden.

Die wichtige Unterscheidung zwischen Mikroprozessoren und Mikrocontrollern – Beispiel Telematik-Steuereinheit

Was bedeutet diese Unterscheidung für die Auswahl der Hardware? Sehen wir uns einmal das elektronische Steuergerät (Electronic Control Unit =ECU) einer Maschine an – in diesem Fall konkret die Telematik-Steuereinheit (Telematic Control Unit =TCU): Sie dient dazu, die Maschine drahtlos mit übergeordneten IT-Systemen in der Cloud zu verbinden. Dies geschieht in der TCU mithilfe der Hardware, des Betriebssystems (OS) und verschiedener Softwaremodule. Die TCU ist die zentrale Vernetzungseinheit, an die andere Steuergeräte und Sensoren angeschlossen werden können.

Bei der Auswahl der richtigen TCU steht weniger die Frage im Vordergrund, welche Funktionen in Zukunft relevant sein könnten. Vielmehr geht es darum, die Grundlage für die Flexibilität und Zukunftssicherheit der gesamten IoT-Lösung zu schaffen.

Vertiefung: Das Whitepaper „Telematics for Construction and Agricultural Machinery: Device Management“ (Telematik für Bau- und Landmaschinen: Gerätemanagement) zeigt, wie man Off-Highway-Maschinen effizient und sicher über das Internet der Dinge vernetzen kann, ohne in eine technologische Sackgasse zu geraten.

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Eine Mikrocontroller-basierte TCU ist häufig kostengünstiger als eine Mikroprozessor-basierte TCU und kann durchaus alle aktuellen Anforderungen eines Herstellers abdecken. Komplizierter wird es allerdings, wenn sich die Anforderungen des Kunden im Laufe der Zeit ändern oder die technische Entwicklung voranschreitet: Diese spezialisierten und kostenoptimierten Geräte verfügen in der Regel nämlich nur über begrenzte Ressourcen und lassen sich nur mit Einschränkungen anpassen und erweitern. So ist es beispielsweise nahezu unmöglich, ein 5G-Modul in eine solche Mikrocontroller-Architektur einzubinden, ohne das bestehende Design wesentlich zu verändern. Das wiederum zieht entsprechend umfangreiche Softwareänderungen nach sich, da die vorhandene Software in einer neuen Architektur nicht einfach wiederverwendet werden kann.

Eine Mikroprozessor-basierte TCU ist zwar teurer in der Anschaffung, doch dafür kann der Hersteller mit Software-Updates flexibler auf neue Entwicklungen reagieren. Dank der offenen Schnittstellen solcher Systeme und meist reichlich verfügbarer Bibliotheken lässt sich die Software deutlich einfacher und schneller ändern. Somit könnte ein 5G-Modul durch Erweitern der Software wesentlich leichter implementiert werden. Zudem schafft die Mikroprozessorarchitektur bessere Voraussetzungen für eine nachträgliche Einführung neuer Anwendungen und damit für die Umsetzung neuer Geschäftsmodelle (z. B. Lizenzierungsmodelle).

Überblick über Mikroprozessor- und Mikrocontroller-basierte Telematik-Hardware (Quelle: Bosch Rexroth)

Ein flexibler Ansatz für Over-the-Air-Updates

Die Eigenschaften und Möglichkeiten von Hardware-Architekturen hängen also in hohem Maße davon ab, ob sie auf Mikrocontrollern oder Mikroprozessoren basieren. Deshalb sind die Hersteller gut beraten, diese grundlegenden Unterschiede bei ihren strategischen Überlegungen zu berücksichtigen. Das bedeutet aber nicht, dass sie sich auf die eine oder die andere Variante festlegen müssen. Bei einer TCU von Rexroth (BODAS RCU) kommt der integrierte OTA Update-Agent ins Spiel. Dieser sorgt als zentraler Software-Agent nicht nur für reibungslose Updates der TCU selbst, sondern kann auch nachgeschaltete Mikrocontroller-basierte Geräte einbinden und Over-the-Air-Updates gezielt verteilen.

Dr. Christian Grabe ist Business Owner Project Digital Business Mobile Hydraulics bei Bosch Rexroth in Stuttgart. Christian verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Systemen für Off-Highway-Maschinen und Embedded Software. Bei Bosch Rexroth erarbeitet er neue Geschäftskonzepte und digitale Produkte im Bereich der vernetzten Off-Highway-Maschinen.

Seine Position zum Thema Mikrocontroller und Mikroprozessoren hat er auch bei dem von Bosch veranstalteten Expert Panel „Over-the-Air Updates for Off-Highway Machinery“ im November 2020 vertreten, bei dem die Experten beispielsweise über folgende Themen sprachen:

Warum haben OTA-Updates in letzter Zeit an Relevanz gewonnen?
Wie wirken sich OTA-Lösungen auf Ihr Geschäft aus?
Welche Herausforderungen sollten Sie bei Over-the-Air-Updates berücksichtigen?
Was sollten Sie bei der Implementierung berücksichtigen? Welche Rolle werden OTA-Updates in den nächsten Jahren spielen?

Hier sehen Sie die Expert Panel-Diskussion als On-Demand-Webinar

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