ความหน่วงระดับไมโครวินาที + ความน่าเชื่อถือแบบไม่สูญเสียข้อมูล DDS กลายเป็นรากฐานใหม่ของยานยนต์ที่นิยามด้วยซอฟต์แวร์ ด้วยการเร่งตัวของยานยนต์อัจฉริยะและเชื่อมต่อเครือข่าย บัส CAN/LIN แบบดั้งเดิมและ SOME/IP ไม่สามารถตอบสนองความต้องการการส่งข้อมูลปริมาณมากจากเซนเซอร์ที่มีความหน่วงต่ำและความน่าเชื่อถือสูงได้อีกต่อไป ในสถานการณ์เช่นนี้ บริการกระจายข้อมูล DDS (Data Distribution Service) ซึ่งถูกนำไปใช้อย่าง成熟แล้วในด้านการป้องกันประเทศ การบินและอวกาศ กำลังกลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญของมิดเดิลแวร์สื่อสารในยานยนต์รุ่นใหม่ และค่อยๆ ได้รับความนิยมจากผู้ผลิตรถยนต์
แท้จริงแล้ว DDS คืออะไร? คุณค่าหลักที่นำมาสู่วงการยานยนต์คืออะไร? สถานการณ์การประยุกต์ใช้ในปัจจุบันเป็นอย่างไร? ปัญหาและความท้าทายที่พบในการประยุกต์ใช้มีอะไรบ้าง… สำหรับคำถามข้างต้น เมื่อเร็วๆ นี้ เราได้พูดคุยกับคุณ Kelvin Hor ผู้อำนวยการฝ่ายขายประจำภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกของ Real-Time Innovations (RTI) ผู้ให้บริการโซลูชัน DDS ชั้นนำระดับโลก มาทำความรู้จักกัน
เหตุใด DDS จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์อย่างรวดเร็ว?
DDS ถูกนำไปใช้ครั้งแรกในด้านการป้องกันประเทศ การบินและอวกาศ ซึ่งต้องการความน่าเชื่อถือและความเรียลไทม์สูงในการกระจายข้อมูล แตกต่างจากการสื่อสารแบบร้องขอ-ตอบกลับแบบดั้งเดิม DDS ใช้โมเดลการเผยแพร่-สมัครสมาชิกที่เน้นข้อมูลเป็นศูนย์กลาง พูดง่ายๆ ก็คือ โหนดใดๆ ในระบบ ไม่ว่าจะเป็นโดเมนคอนโทรลเลอร์อัจฉริยะ ตัวควบคุมพื้นที่ หรือเซนเซอร์ตัวเดียว เพียงแค่ประกาศว่าสามารถเผยแพร่ข้อมูลใดได้บ้าง และต้องการสมัครรับข้อมูลใด DDS จะจัดการเส้นทาง การจัดตารางเวลา และการจัดการการส่งข้อมูลโดยอัตโนมัติ
ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น DDS สามารถกำหนดค่าคุณภาพการสื่อสารได้อย่างยืดหยุ่นผ่านนโยบาย QoS ที่หลากหลาย (เช่น ความน่าเชื่อถือ วงจรชีวิต) ทำให้สามารถบรรลุความหน่วงแบบ end-to-end ระดับไมโครวินาที พร้อมรับประกันว่าคำสั่งควบคุมที่สำคัญ “จะไม่สูญหาย” นอกจากนี้ยังรองรับการขยายแบบไดนามิก การเพิ่มโหนดใหม่ไม่จำเป็นต้องแก้ไขโค้ดที่มีอยู่ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการบูรณาการลงอย่างมาก
เมื่อพูดถึงสาเหตุที่ DDS เข้าสู่อุตสาหกรรมยานยนต์ Kelvin Hor ชี้ให้เห็นว่า ในยุคของ CAN/LIN ตำแหน่งและความหมายของสัญญาณถูกผูกไว้แบบคงที่ผ่านโปรโตคอลและฐานข้อมูล โครงสร้างระบบค่อนข้างคงที่และมีขอบเขตที่ชัดเจน ด้วยการพัฒนาของสถาปัตยกรรมแบบโซนและการประมวลผลแบบรวมศูนย์ จำนวน ECU ค่อยๆ ลดลง อีเทอร์เน็ตกลายเป็นเครือข่ายการสื่อสารหลัก ระบบซอฟต์แวร์ของยานพาหนะทั้งคันเปลี่ยนจากการขับเคลื่อนด้วยสัญญาณไปสู่การขับเคลื่อนด้วยบริการ ความซับซ้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในกระบวนการวิวัฒนาการนี้ ขอบเขตของฮาร์ดแวร์ค่อยๆ ลดลง ฟังก์ชันแอปพลิเคชันเดี่ยวๆ มักต้องอาศัยโหนดประมวลผลหลายโหนดทำงานร่วมกัน ตัวอย่างเช่น โมดูลการรับรู้ การหลอมรวม และการตัดสินใจ ทำงานบนโดเมนคอนโทรลเลอร์หรือแพลตฟอร์มประมวลผลกลางที่แตกต่างกัน ก่อให้เกิดการปรับใช้แบบกระจายข้ามโดเมน ในขณะเดียวกัน ความต้องการของระบบสำหรับการจัดตารางเวลาที่ยืดหยุ่น การขยายแบบไดนามิก และการแบ่งปันข้อมูลข้ามโหนดก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ในบริบทนี้ รูปแบบการสื่อสารแบบดั้งเดิมที่ยึดตามการผูกสัญญาณแบบคงที่ไม่สามารถรองรับความต้องการวิวัฒนาการของระบบได้อีกต่อไป ในขณะที่กลไกการเผยแพร่-สมัครสมาชิกที่เน้นข้อมูลเป็นศูนย์กลางสามารถบรรลุการกระจายข้อมูลแบบหลวมๆ และการค้นพบแบบไดนามิก ซึ่งปรับให้เข้ากับสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนได้ดีกว่า นี่คือเหตุผลหลักที่ DDS ค่อยๆ ถูกนำมาใช้ในสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์รุ่นใหม่
จากมุมมองของตลาด Kelvin Hor กล่าวเพิ่มเติมว่า รูปแบบการพัฒนาของผู้ผลิตรถยนต์ดั้งเดิมที่จัดตั้งทีมงานโครงการตามรุ่นรถและผูกซอฟต์แวร์กับฮาร์ดแวร์อย่างแน่นหนา ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของยานยนต์ที่นิยามด้วยซอฟต์แวร์ (SDV) สำหรับการทำซ้ำอย่างรวดเร็วและการลดต้นทุนได้อีกต่อไป ปัจจุบัน การเปลี่ยนผ่านสู่แพลตฟอร์ม SDV ค่อยๆ กลายเป็นแนวโน้ม กล่าวคือ การใช้แพลตฟอร์มเดียวรองรับทุกรุ่นรถตั้งแต่ระดับพรีเมียมไปจนถึงระดับเริ่มต้น ในเวลานี้ ความเป็นโมดูลและการแยกส่วนกันจึงกลายเป็นความต้องการที่จำเป็น
DDS ในฐานะโครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสาร มีความสามารถในการแยกส่วนนี้โดยธรรมชาติ สามารถลดการเชื่อมโยงกันของซอฟต์แวร์และความซับซ้อนของระบบจากระดับล่าง เพิ่มระดับความเป็นโมดูล จึงช่วยให้ผู้ผลิตรถยนต์ลดต้นทุนการพัฒนา ลดระยะเวลาการวิจัยและพัฒนา และเร่งการนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด นี่คือสาเหตุพื้นฐานที่ทำให้ DDS ค่อยๆ ได้รับความสนใจจากผู้ผลิตรถยนต์
DDS ทำงานร่วมกับ TSN เพื่อให้เกิดการสื่อสารแบบเรียลไทม์ที่แน่นอน
เพื่อรับประกันความน่าเชื่อถือและความเรียลไทม์ของสถาปัตยกรรมระบบมากยิ่งขึ้น การทำงานร่วมกันระหว่าง DDS และ TSN (Time-Sensitive Network) กำลังกลายเป็นฉันทามติของอุตสาหกรรม
สาเหตุก็คือ DDS เชี่ยวชาญในการกระจายข้อมูลที่ยืดหยุ่นและการทำงานร่วมกันข้ามแพลตฟอร์ม แต่นโยบาย QoS (เช่น งบประมาณความหน่วง เวลาตัด) อาศัยเครือข่ายพื้นฐานในการรับประกันความเรียลไทม์ และไม่สามารถบรรลุการส่งข้อมูลแบบแน่นอนระดับไมโครวินาทีได้ด้วยตัวเอง ในขณะที่ TSN สามารถให้การส่งข้อมูลแบบแน่นอน (รวมถึงความหน่วงต่ำ การซิงโครไนซ์เวลา) ในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต แต่มันทำงานเฉพาะในเลเยอร์เครือข่าย ไม่เข้าใจความหมายของแอปพลิเคชัน และไม่สามารถระบุได้โดยอัตโนมัติว่าข้อมูลใดต้องได้รับการประมวลผลก่อน
เมื่อใช้ทั้งสองอย่างแยกกัน จะเกิด “ช่องว่าง” ที่ว่า “ชั้นบนมีความต้องการ แต่ชั้นล่างไม่รับรู้ ชั้นล่างมีความสามารถ แต่ชั้นบนไม่มีอินเทอร์เฟซ” การทำงานร่วมกันคือกุญแจสำคัญในการทำลายกำแพงนี้
“เมื่อรวม DDS และ TSN เข้าด้วยกัน ก็สามารถใช้ประโยชน์จาก DDS ในการจัดการการกระจายข้อมูลทั่วไปที่ยืดหยุ่น และอาศัย TSN ในการรับประกันการส่งข้อมูลสำคัญแบบแน่นอนระดับไมโครวินาทีและไม่มีการกระวนกระวายใจ ดังนั้นจึงสามารถตอบสนองความต้องการแบนด์วิธสูง ความเรียลไทม์สูง และความปลอดภัยสูงบนเครือข่ายที่ใช้ร่วมกันได้ด้วยต้นทุนต่ำที่สุด ขจัดความไม่แน่นอนอย่างสิ้นเชิง ทำให้ยานยนต์ที่นิยามด้วยซอฟต์แวร์มีความเป็นไปได้ทางวิศวกรรมสำหรับการผลิตจริง” Kelvin Hor กล่าว
สถานะการประยุกต์ใช้และความท้าทาย
จากความคืบหน้าในการประยุกต์ใช้ DDS ได้ขยายจากโดเมนคอนโทรลเลอร์อัจฉริยะไปสู่โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารของยานพาหนะทั้งคัน
ในประเทศจีน โดยมีผู้เล่นหน้าใหม่อย่าง XPeng เป็นตัวแทน OEM บางรายไม่ได้มองว่า DDS เป็นเพียงช่องทางข้อมูลเท่านั้น แต่เป็นแพลตฟอร์มการสื่อสารพื้นฐานที่รองรับธุรกิจใหม่ในอนาคต รวมถึงการอนุมานแบบเรียลไทม์ของ AI การทำงานร่วมกันระหว่างยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐาน และการทำงานร่วมกันบนคลาวด์ นอกจากนี้ มาตรฐานทางเทคนิคก็ค่อยๆ ได้รับการปรับปรุง ในปี 2024 มาตรฐานการทดสอบ DDS สำหรับยานยนต์ในประเทศจีนฉบับแรก T/CSAE 371-2024 “วิธีการทดสอบบริการกระจายข้อมูล (DDS) สำหรับยานยนต์ที่เชื่อมต่ออัจฉริยะ” ได้รับการเผยแพร่ มาตรฐานนี้นำโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารแห่งประเทศจีน ร่วมกับบริษัท 16 แห่ง รวมถึง Great Wall Motors, FAW Group, Geely Auto, Changan Automobile, BAIC, และ Chery Automobile
ในส่วนของตลาดต่างประเทศ DDS มักมาพร้อมกับโครงการผลิตจริงที่ได้รับการรับรองด้านความปลอดภัยเชิงฟังก์ชัน (เช่น ISO 26262 ASIL D) โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ผลิตรถยนต์ที่มีความต้องการส่งออกรถไปยุโรปจะนำกรอบการสื่อสารที่ผ่านการตรวจสอบแล้วนี้มาใช้ล่วงหน้า
Kelvin Hor เสริมว่า ณ ไตรมาสแรกของปี 2026 ผลิตภัณฑ์ RTI Connext Drive ได้ถูกติดตั้งในรถยนต์ที่ผลิตจริงมากกว่า 2 ล้านคันทั่วโลก ครอบคลุมผู้ผลิตรถยนต์หลายราย “ปัจจุบันเราได้ร่วมมือหรือสร้างพื้นฐานความร่วมมือกับผู้ผลิตยานยนต์ในประเทศจีนส่วนใหญ่ (รวมถึงผู้เล่นหน้าใหม่และ OEM ดั้งเดิม) และยังคงผลักดันการแลกเปลี่ยนที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นอย่างต่อเนื่อง ด้วยความคืบหน้าของการเปลี่ยนผ่านสู่แพลตฟอร์ม โครงการที่เกี่ยวข้องกำลังค่อยๆ ดำเนินไปตามจังหวะของแต่ละฝ่าย”
เขามองว่าจีนเป็นตลาดชั้นนำของ DDS ในวงการยานยนต์ “แนวคิดที่ล้ำหน้าบางอย่างของเรา เราจะให้ความสำคัญกับการวิจัยและพัฒนาและนำไปใช้ร่วมกับลูกค้าระดับแนวหน้าในประเทศจีนเป็นอันดับแรก”
แม้แนวโน้มจะกว้างไกล แต่ความท้าทายก็มีอยู่จริง และมักไม่จำกัดอยู่แค่ในด้านเทคนิค:
ประการแรก ความเฉื่อยขององค์กร Kelvin ชี้ให้เห็นว่าความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดมักมาจากการรับรู้ที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างแผนกต่างๆ การเลือกใช้ DDS มักเกี่ยวข้องกับหลายแผนก เช่น ระบบขับเคลื่อนอัจฉริยะ ระบบภายในห้องโดยสาร ระบบควบคุมรถ ซอฟต์แวร์พื้นฐาน หรือแม้กระทั่งฝ่ายจัดซื้อ หากการรับรู้ไม่ตรงกัน การดำเนินการก็จะติดขัดได้ง่าย
ประการที่สอง การย้ายจากสัญญาณ CAN ไปเป็นข้อมูล DDS สัญญาณแต่ละสัญญาณในการสื่อสาร CAN มีคำจำกัดความตำแหน่งเพียงไม่กี่ไบต์ ในขณะที่ DDS ต้องการโครงสร้างข้อมูลและความหมายที่ชัดเจน การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับการปรับเครื่องมือเท่านั้น แต่ยังต้องการให้ทีมงานต่างๆ บรรลุฉันทามติเกี่ยวกับ “โมเดลข้อมูลและความหมาย” ซึ่งหลายโครงการต้องปรับแต่งกันซ้ำแล้วซ้ำเล่าในจุดนี้
ประการที่สาม ความปลอดภัยของข้อมูลและความสามารถในการตอบสนองในสถานการณ์สุดขั้ว ในด้านซอฟต์แวร์ ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยหรือปัญหาด้านประสิทธิภาพในสถานการณ์การรับส่งข้อมูลที่รุนแรงนั้นไม่สามารถมองข้ามได้ สิ่งนี้ต้องการการตรวจสอบทางเทคนิคอย่างมืออาชีพและซ้ำแล้วซ้ำเล่า พร้อมทั้งต้องการให้ทีมผู้จำหน่ายมีความสามารถในการตอบสนองอย่างรวดเร็ว
Kelvin Hor กล่าวว่า “ปัจจุบันมีผู้เข้ามาในตลาดนี้จำนวนมาก แต่เกณฑ์ทางเทคนิคในด้านนี้ไม่ต่ำ RTI ผ่านการสั่งสมและตรวจสอบทางเทคนิคมาหลายปี มีประสบการณ์การจัดหาชิ้นส่วนที่成熟และระบบการตอบสนองที่สมบูรณ์ ซึ่งสามารถรับประกันนวัตกรรมที่รวดเร็วและการผลิตจริงของลูกค้า นอกจากนี้ เรามีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับส่วนประกอบของมิดเดิลแวร์ ฟังก์ชันต่างๆ มากมายจะถูกเปิดผ่านอินเทอร์เฟซ เพื่อช่วยให้ลูกค้าสร้างแพลตฟอร์มที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตนเอง”
สรุป
DDS จะกลายเป็น “อุปกรณ์มาตรฐาน” ของ SDV หรือไม่? จากแนวโน้มทางเทคนิค มีความเป็นไปได้สูง เพราะยิ่ง SDV พัฒนาลึกซึ้งมากขึ้น ยานยนต์ทั้งคันก็จะยิ่งเหมือนฐานข้อมูลแบบเรียลไทม์แบบกระจายมากขึ้น โหนดทั้งหมดผลิตและบริโภคข้อมูลที่มีความหมาย แทนที่จะส่งสัญญาณหรือเรียกอินเทอร์เฟซแบบจุดต่อจุด ภายใต้กระบวนทัศน์นี้ DDS ที่เน้นข้อมูลเป็นศูนย์กลาง เหมาะกับสถาปัตยกรรมระยะยาวมากกว่า SOME/IP หรือ IPC แบบดั้งเดิมที่เน้นบริการเป็นศูนย์กลางโดยธรรมชาติ
แต่ “อุปกรณ์มาตรฐาน” ไม่ได้หมายถึงผู้เล่นรายเดียวครองตลาด จุดแบ่งแยกที่สำคัญคือ: เมื่อขนาดระบบขยายไปถึงโหนดลอจิคัลหลายร้อยโหนด ระดับความปลอดภัยแบบผสม และข้อจำกัดแบบเรียลไทม์ข้ามโดเมนเกิดขึ้นพร้อมกัน ใครยังคงสามารถรับประกันความแน่นอนได้โดยไม่เสียสละประสิทธิภาพการพัฒนา นี่คือสิ่งที่น่าสนใจที่สุดในการเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ของ DDS มันไม่ใช่เส้นทางการแทนที่เทคโนโลยีง่ายๆ แต่เป็นการเขียนระบบวิศวกรรมใหม่อย่างช้าๆ ใครก็ตามที่สามารถสะสมสถานการณ์การใช้งานจริงได้มากกว่า ใครก็ตามที่จะสามารถขุดคูเมืองป้องกันตัวเองให้ลึกขึ้นได้อย่างแท้จริง
