automotive - Berner & Mattner

72lA UTOMOTIVE 5-6.2005l SYSTEME
CONSUMER-TECHNIK
IM AUTOMOBIL
Chancen und Risiken
von Bluetooth
Die Bluetooth-Technik hat den
ersten Durchbruch längst
geschafft - nach dem Aufkommen
der drahtlosen Sprechgarnituren
im Jahr 2002 und dem folgenden
Einsatz von Freisprechanlagen
im Fahrzeug im Jahr 2003,
ist die fahrzeugseitige Anwendung
von Bluetooth heute
keine Besonderheit mehr. Dennoch
ist diese Funktechnik noch
immer keine Standardfunktion in
den Fahrzeugen und es lohnt
sich, die künftigen Chancen und
Risiken näher zu untersuchen.
Als der Kurzstreckenfunk Bluetooth Ende 1999
mit dem Erscheinen der Version 1.0b seiner
Spezifikation auf dem Markt sichtbar wurde,
war ein Einsatz im Automobil noch nicht geplant.
Ursprünglich als kostengünstige ‘Cable Replacement’-
Technik im Bereich der Mobiltelefonie konzipiert, zeich-
Bild 1: Der Einsatz einer Bluetooth-Freisprecheinrichtung
mit Hands-Free-Profile im Fahrzeug
gilt heute bei den meisten Herstellern
auch außerhalb der Luxusklasse als Standardfunktion.
Die Erweiterung dieser Applikation
um den zusätzlichen Zugriff auf das Telefonbuch
wird in den nächsten Baureihen der Fahrzeughersteller
ebenfalls eine feste Größe sein.
Weitere wahrscheinliche Anwendungen sind
der Zugriff auf die SIM-Karte des Mobiltelefons,
Audio Streaming, sowie die Übertragung
von Daten aus PDA und Laptop in das Fahrzeug,
wie etwa MP3-Audiodateien.
nete sich Bluetooth durch kostengünstige Bauteile, einfache
Verbindungen mit automatischer Netzwerkkonfiguration,
sowie der Möglichkeit aus, Funktionen
auf Applikationsebene in den Profiles zu spezifizieren.
Anwendungsfälle und Killer
Applications
Die Implementierung der ersten 'Killer Application', dem
drahtlose Freisprechen mit dem Handy per Hands Free Profile
(HFP), ist heute in Fahrzeugen weit verbreitet und somit
erfolgreich im Markt etabliert. Trotz der langen Entwicklungszeit
der Bluetooth-Technologie trifft diese Aussage
allerdings noch immer nicht auf mehrere andere wichtige
Bedienfälle zu. So ist der Zugriff auf die SIM-Karte des Telefons
per Bluetooth SIM Access Profile (SAP) trotz seit Jahren
abgeschlossener Standardisierung noch kaum in Fahrzeugen
zu finden. Und beim Zugriff auf das Telefonbuch
des mobilen Gerätes oder gar der Synchronisation von Personal
Information Management (PIM) -Daten, wie Kontakten
und Terminen, zwischen mobilem Gerät und dem Fahrzeug,
wird die Kluft zwischen höchster Attraktivität der
Funktion für den Fahrzeugkunden und geringer Verfügbarkeit
im Markt noch erheblich größer. Ähnlich interessant
gestaltet sich die Betrachtung des Anwendungsfalls Audio
Streaming im Fahrzeug. Lange Zeit als möglicher Einsatz
von Bluetooth bekannt, dennoch nur wenig in den Markt
eingeführt, erlebt diese Anwendung erst heute durch das
große Interesse an MP3-Spielern, wie z. B. dem Apple

FIRMENPROFIL
te müssen nicht nur Bluetooth unterstützen, sondern auch
die erforderlichen Profile implementieren. Der Automobilkunde
muss zudem die Eignung eines bestimmten Gerätes
vor dem Kauf einfach erkennen können – zum Beispiel durch
ein geeignetes Logo auf der Verpackung oder
einer Empfehlung des Fahrzeugherstellers. Die
Berner & Mattner Systemtechnik GmbH bietet Fahrzeugherstellern
Verfügbarkeit geeigneter Geräte oder deren Prototypen
ist ebenfalls in der Entwicklungsphase
und Zulieferern Engineering- und Consulting-Dienstleistungen für die Ent-
des Fahrzeuges notwendig, um bis zur Marktwicklung
von elektronischen Steuergeräten mit folgenden Schwerpunkten: einführung eine hinreichend stabile technische
■ Entwicklungssysteme für Human Machine Interfaces, sowie
Lösung entwickeln und testen zu können.
für die Modellbasierte Entwicklung
■ Steuergeräte-Software
■ Testsysteme für Komponenten, Teil- und Gesamtsysteme
■ Entwicklungswerkzeuge für die modellbasierte Entwicklung.
Für den Automobilhersteller, der in seinen
Modellen einen solchen Bluetooth-Bedienfall
ermöglichen möchte, ergibt sich daraus die
Notwendigkeit, die Verfügbarkeit geeigneter
Geräte für den Kunden sicherzustellen. Er
Auf Wunsch analysieren kompetente Berater die Engineering-Aufgaben der muss hierzu geeignete Spezifikationen, sofern
Kunden und ermitteln vorhandenes Verbesserungspotenzial. Ihre Hand- noch nicht vorhanden, erstellen lassen und
lungsempfehlungen werden von System- und Software-Ingenieuren umge- nebenbei das Interesse der Endgeräteherstelsetzt.
Selbstverständlich unterstützt die Firma auch Kunden bei der Entwicklung
und dem Einsatz der oben genannten Systeme direkt vor Ort.
ler an Produktion und Vermarktung passender
Geräte wecken. In vielen Fällen wird mit diesen
Schritten ein neuer Markt für die Endgeräte
geschaffen.
iPod, wieder größte Aufmerksamkeit. Es lohnt sich daher
nachzufragen, welchen Randbedingungen der Einsatz von
Bluetooth im Fahrzeug unterliegt.
Voraussetzungen für den Einsatz im
Automobil
Die erfolgreiche Umsetzung der Nutzungsszenarien im
Serienfahrzeug setzt zunächst das Vorhandensein einer
geeigneten und stabilen Spezifikation voraus. ‚Geeignet'
bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sie die für den
Bedienfall erforderlichen Funktionen definiert, sowie auf
Fahrzeugseite eine für den Nutzer einfache und akzeptable
Bedienung zulässt. Die Stabilität misst sich an der Frequenz
der Änderungen, sowie dem Grad der Rückwärtskompatibilität
neuer Versionen der Spezifikation zu ihren
Vorgängern. Als Standards kommen Bluetooth-Profile oder
offene Standards anderer Standardisierungsgremien in
Frage. Nachdem die hier betrachteten Bedienfälle das
Zusammenspiel mit Mobiltelefonen und anderen mobilen
Geräten (Consumer Devices) erfordern, ist ein weiteres
Qualitätsmerkmal der Spezifikation ein möglichst strenger
Qualifikationsprozess, der auf einer umfassenden Testspezifikation
aufbauen muss. Damit lassen sich technische
Risiken im Zusammenspiel mit den mobilen Geräten für
den Fahrzeughersteller besser bewältigen.
Für den Fahrzeugkunden müssen geeignete mobile Geräte
natürlich auf dem Markt verfügbar sein – dies ist der wichtigste
kritische Faktor für den Einsatz vom Bluetooth im
Serienfahrzeug. Der Mehrwert für den Automobilkunden
erschließt sich bei Anwendungen wie HFP nur dann, wenn
der Kunde die Funktion mit einem Handy seiner Wahl nutzen
kann. Es ist demnach die Verfügbarkeit einer ausreichenden
Anzahl von geeigneten mobilen Geräten (Handys,
PDAs, o.ä.) im Markt erforderlich, um eine neue Funktion
erfolgreich in den Fahrzeugbaureihen zu platzieren. Die Gerä-
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Standardisierung und
Marktaufbau
Die grundlegenden Rahmenbedingungen lassen sich am
Beispiel des erweiterten Freisprechens trefflich illustrieren.
Um während des Freisprechens per HFP auch den
Zugriff auf das Telefonbuch des Handys zu ermöglichen,
wurde bereits 2003 ein Phone Access Profile (PAP) entwickelt.
Die technische Lösung wurde jedoch von weiten
Teilen der Endgeräteindustrie und letztlich auch von der
Bluetooth SIG abgelehnt. PAP wurde noch vor seiner Veröffentlichung
verworfen. Vorhandene Standards für den
Zugriff auf das Telefonbuch wie das Bluetooth Synch Profile
oder SyncML über Bluetooth sind zwar als ratifizierter
Standard verfügbar, werden jedoch jeweils nur in wenigen
mobilen Geräten vorgehalten. Für den Einsatz als Standardfunktion
in Fahrzeugen, deren Lebensdauer im Markt
um den Faktor 10 höher liegt als bei besagten Endgeräten,
sind diese inhomogenen Standards somit nicht geeignet.
Dieser Sachverhalt führte direkt zur Erstellung des derzeit
in Bearbeitung befindlichen Profils für den Telefonbuchzugriff
(PBAP), das beide Faktoren verbindet: solide Spezifikation
und hohe Akzeptanz im Markt.
Herausforderungen, Risiken,
Maßnahmen
Der Einsatz von Bluetooth zur drahtlosen Anbindung von
Consumer-Geräten im Automobil beinhaltet einige
Besonderheiten, die sich direkt auf Design, Implementierung
und Test beim Automobilhersteller auswirken. Generische
Sicherheitsrisiken einer jeden drahtlosen Technik,
wie Verbindungsabbruch, Gefahr des unauthorisierten
Zugriffs und Denial-of-Service-Angriffe sind bereits an
anderer Stelle hinreichen behandelt worden und können
durch ein entsprechendes Systemdesign und Sicherheitskonzept
adressiert werden.

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Tel.: 089/99830-217 oder -667
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Über diese Anforderungen der neuen Technik hinaus muss der OEM auf die
stark unterschiedliche Erwartungshaltung des Kunden an die betroffenen
Produkte reagieren. Abstriche in Funktion oder Bedienkomfort, die der
Kunde beim Mobiltelefon akzeptieren kann, werden beim Einsatz im Automobil
nicht mehr hingenommen. Dieses Problem wird durch hohe Erwartungen
des Kunden an die Funktionssicherheit des Automobils noch verstärkt.
Der Autohersteller muss eine angemessen Funktion und Bedienung
garantieren und setzt sich dem Risiko mangelhafter Kundenzufriedenheit
aus, falls das System beim Einsatz eines bestimmten Endgerätes nicht entsprechend
funktioniert. Für den OEM ergibt sich die Notwendigkeit, sich ein
umfassendes Bild von Funktionsumfang und Qualität der verfügbaren mobilen
Geräte zu verschaffen und sein System darauf abzustimmen. Aufgrund
der schnellen Marktzyklen dieser Geräte wird dieser Test- und Anpassungsaufwand
in den meisten Fällen die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugsystems
andauern.
Die eingesetzten Bluetooth-Protokollstacks und -Profile sind nach Anzahl der
implementierten Funktionen und im Codeumfang vergleichsweise groß. Aus
Sicht des Systementwicklers handelt es sich um ein komplexes System mit
verteilten Funktionen, die auf Endgeräten mit unbekannter Qualität der Implementierung
realisiert sind. Hier sind Sicherheitslücken in der Software sowie
funktionale Unterschiede aufgrund von Spezifikationslücken oder Implementierungsfehlern
zu erwarten. Letztlich lässt sich auch der tatsächliche
spätere Einsatzzweck des Systems nicht vollständig vorhersagen. Neue
Geräte des Kunden können sehr wohl zu unvorhergesehenen Nutzungsszenarien
und neuen Risiken im Bereich Systemsicherheit und Integrität führen.
Der OEM kann diese Risiken durch hohen Testaufwand mit guter Testtiefe
(hier bieten sich automatisierte Testsysteme an), fehlertolerante Auslegung
des Systems sowie strengen Sicherheitsaudits beherrschen.
Ausblick
Durch die drahtlose Anbindung kleinerer mobiler Geräte aus dem Consumer-
Bereich werden sich mit Bluetooth im Fahrzeugbereich auch künftig interessante
Anwendungen für den Nutzer realisieren lassen. Sollte die breite
Einführung von HFP mit gleichzeitigem Telefonbuchzugriff in Fahrzeugen
wie Mobiltelefonen wie geplant gelingen, werden auch weitere Anwendungsfälle
und Funktionen Eingang in die Baureihen finden.
Nach anfänglichem Marketing-Hype und der zwangsläufig großen Enttäuschung
über schleppende Standardisierung und Funktionsverfügbarkeit in
Endgeräten scheint genau jetzt ein günstiger Zeitpunkt für die Integration von
Bluetooth in das Fahrzeug gekommen zu sein. Die Technik ist ausgereift,
seine Einsatzgebiete sind definiert und alle beteiligten Industrien haben ein
hinreichend gutes Verständnis für das Zusammenwirken von Automobilindustrie,
Standardisierungsgremien und Herstellern mobiler Geräte entwickelt.
Die Beteiligten können heute von den Entwicklungen und Erfahrungen
der Vergangenheit profitieren, indem sie Bluetooth erfolgreich in das Fahrzeug
integrieren und eine solide und sichere, aber dennoch zügige Weiterentwicklung
der Technik im Fahrzeug vorantreiben. Auch die Berner & Mattner
Systemtechnik GmbH wird weiterhin aktiv in diesem Feld agieren.
Dipl.-Ing. Holger Lenz wechselte nach mehrjähriger
Tätigkeit als Softwareentwickler und
Systemingenieur in der Luftfahrtbranche im
Jahr 2000 in den Fachbereich Automotive der
Berner & Mattner Systemtechnik GmbH. Er
ist im Unternehmen für die Leitung und Durchführung
von Projekten im Themengebiet Bluetooth
verantwortlich. In dieser Eigenschaft ist
er ebenfalls mehrjähriges Mitglied der Bluetooth
SIG Car Working Group.
Berner & Mattner Systemtechnik GmbH
@ www.bms.de