Chef elektronica F1-renstal over IT-toepassing

ZDNet heeft geprobeerd het geheim van kampioenenrenstal Ferrari te ontcijferen en dit werd gedaan door middel van een vraaggesprek met Dieter Gundel, die de race-elektronica beheert. Zo komen we te weten hoe tijdens de race informatie wordt verzonden van de auto naar de pitbox. De controle-unit in de auto verzamelt alle data van de sensoren in de racewagen en overhandigt deze aan een logcontroller. Deze slaat de gegevens op in zijn geheugen en maakt de gegevens klaar voor verzenden. De data wordt gecodeerd en verzonden naar de pitbox op een frequentie van ongeveer 1,5GHz. Na de noodzakelijke foutcorrectie worden de gegevens verspreid naar de workstations die er bij de mechanici te vinden zijn. Voor een race van anderhalf uur wordt er ongeveer 1GB aan data verzonden, waarvan een deel redundant is zodat dataverlies voorkomen kan worden.

Gundel vertelt over het soort software dat de racegigant gebruikt: hij zegt dat voor kantoorprogramma’s gebruik wordt gemaakt van Microsoft-producten, ook wordt er veelvuldig gebruikgemaakt van CAD en CAM. Voor data-analyse en racecontrole worden er speciale programma’s geschreven. De software is erg belangrijk voor de auto, deze is ervan afhankelijk. Het is natuurlijk altijd mogelijk dat de software crasht, maar dit zal niet zorgen voor het stilvallen van de auto. Speciale sensoren merken het stilvallen van het systeem en zorgen dat de controller na een periode radiostilte vanzelf opnieuw opstart. Hierdoor zal de auto niet permanent stilvallen en is het mogelijk de race te beëindigen. Andere vragen aan het huidige kampioensteam zijn in het Duits en het Engels te lezen.

Reacties (65)

[nAFutro]

Best wel cool dat er 1Gb word verstuurd per race. (F1 regelementen zeggen dat data niet op elk deel van het circuit verzonden mag worden, maar alleen ontvangen en verstuurd worden in de buurt van de pits, wat neerkomt op +- 55 bursts van +- 5 seconden data die 1Gb over het wireless complementeren

[Verwijderd]

3,6 Mbyte / sec.
Zo heel snel is dat toch niet?

[garagaholic]

@ 300KM/h draadloos wel.

[scsirob]

Met die snelheden moet je in je onvanger al rekening gaan houden met Doppler effecten. Als de auto naar je toe rijdt lijkt het zender signaal iets hoger in frequentie dan als de auto van je afrijdt..

[0rbit]

Dat lijkt mij onzin. 300 km/h is ongeveer 84 meter per seconde. Nemen we voor het rekengemak 100 meter per seconde. De positieve frequentiedeviatie is gelijk aan (vc+v)/v = (299792458 + 100 / 299792 458) = 1,00000033356410. Een bron op 1.5 GHz heeft dus een afwijking van maximaal ongeveer 500 Hz.

Een zender op 1.5 GHz in een F1 auto op topsnelheid heeft dus een frequentieafwijking van minder dan 500 Hz. Dat is weinig. De afwijkingen die geen problemen geven op apparatuur op een lagere frequentie (10 MHz bijvoorbeeld) is in die orde van grootte.

Daarnaast is de temperatuurafhankelijkheid van de frequentie in de ontvanger afhankelijk waarschijnlijk in dezelfde orde van grootte. Daarnaast heb je ook te maken met slijtage (de aging rate) die zorgt voor een frequentieverandering. (meestal aangegeven in delen per week) Die aging rate zal in de F1 met elk jaar een nieuwe bolide geen probleem zijn, temperatuursinvloeden des te meer

[dasiro]

over het hele circuit dat toch een serieuze diameter heeft

[Olaf van der Spek]

over het hele circuit dat toch een serieuze diameter heeft

Dat mag dus niet volgens nAFutro.

[Havocnl]

Op een klein stukje dat de pits heet

[Verwijderd]

Met overhead waarschijnlijk zo'n 32 MBit per seconde. Omdat het draadloos is, vind ik dat toch nog best veel!

[Verwijderd]

<ff lollig doen mode>
Bedoelen met MS software nou MicroSoft of Michael Schumacher software? Die laatste versie lijkt me betrouwbaarder
</ff lollig doen mode>

Wel leuk, maar eigenlijk wordt er niets nieuws verteld. Het principe van datalogging is al decennia oud en het gaat enkel nog om de wijze van coderen. Doe je dit met een sleutel die bijv. maar 1 byte nodig heeft om 16 bytes aan date te verzenden, kun je heel veel loggen in de beperkte tijd dat de auto langs de pitmuur raast. En daar schuilt in de F1 juist de truc. Blijkbaar doet Ferrari dit heel slim, gezien het feit dat ze de auto tijdens de race compleet kunnen volgen. Andere teams doen het met heel wat minder informatie. Op McLaren na, die lopen op technologisch vlak vooruit als het op elektronica aankomt, zij het niet dat zij andere dingen minder goed onder controle hebben.

[Verwijderd]

Op McLaren na, die lopen op technologisch vlak vooruit als het op elektronica aankomt, zij het niet dat zij andere dingen minder goed onder controle hebben.

Niet alleen McLaren en Ferrari, maar zeker ook Williams, Renault en Toyota (toevallig de teams met een groot budget?) kunnen de wagen een hele race volgen met alle noodzakelijke informatie. De kleinere teams zullen het niet met minder moeten stellen. RenaultF1 stelt zelfs telemetriegegevens live beschikbaar op z'n website.

Op de website van HP (h71032.www7.hp.com/gp/us/en/features/) valt trouwens meer info te vinden over hun samenwerking (telemetrie, gebruik van Linux,...) met WilliamsBMW.

[Verwijderd]

Hoe was je van plan om in 1 byte de waarden voor 16 bytes op te slaan? Dit is niet mogelijk, per definitie. Probeer het maar eens uit, je hebt een aantal 2^128 mogelijkheden, dat is ongeveer 10^39, en die wil je stoppen in de getallen tussen 1 en 256. Als ik je dan, bijvoorbeeld, het getal 42 vraag, welke van de brongetallen is het dan? Je hebt grofweg 2^120 mogelijkheden, en om nou te gokken...


Je doelt waarschijnlijk op datacompressie. Dit werkt doordat de tekens niet onafhankelijk zijn, als een teken een bepaalde waarde heeft zal het volgende teken bijna te voorspellen zijn. Hierdoor kun je, bijvoorbeeld, elk teken vervangen door hoeveel verschillende tekens je hebt gezien tussen de vorige keer dat deze voorkwam en deze keer (move-to-front coding), je kunt alle waarden sorteren en de laatste rij uitvoeren, deze heeft meer redundantie (abcabc$ wordt cc$aabb, waarbij de $ het eind van de zin voorstelt, dit heet Burrows-Wheeler, een onderdeel van bzip2), of je maakt afhankelijk van wat je ziet een "woordenboek" waarin staat wat welke nieuwe code voorstelt en wat je daar voor in de plaats moet zetten. Dit is met een expliciet woordenboek (een die je moet opslaan) bijvoorbeeld Huffman codering, en met een impliciet woordenboek bijvoorbeeld LZW of LZFG.

[NEO256]

Hmm, de sensoren aniliseren toch alleen de wagen, waarom zou de wagen dan stil vallen als die programmatuur crasht.

[Verwijderd]

Mwoch .. motormanagement, temepratuursensoren die haywire kunnen gaan, toevoer van brandstof, allemaal dingen die met de computer geregeld worden.

[Verwijderd]

Ja, de sensoren analiseren de auto, maar aan de hand daarvan word oa de brandstof invoer geregeld. Als die computer(sofware) crashed en niet opnieuw opstart heb je toch echt een probleem.

-edit- arfman was me -net- iets voor

* 786562 Vuikie

[Bartman12321]

Die electronica in zo'n wagen draait echt niet onder een soort pc platform, het zal eerder een PLC zijn die alle berekeningen doet. Wanneer het programma vastloopt, zal de cyclustijdbewaking* de PLC resetten en het programma weer laten lopen, dit alles gebeurt op enkele hondersten van een seconde, dus de wagen zal er weinig van merken.

* Wanneer een cyclustijd (= de tijd nodig om de ingangsignalen in te lezen, het verwerken van die signalen en het aansturen van de uitgangsorganen) langer duurt dan een bepaalde tijd (meestal 2 x de verwachte cyclustijd) zal de bewaking geactiveerd worden.

Edit: Overbodig?
Waar moeten we het dan over hebben? Dat Ferrari zo goed rijdt? We zijn hier toch op tweakers, dan lijkt me uitleg over een computersturing niet overbodig.

[Verwijderd]

zo kan het ook net zo goed een microcontroller zijn met een watchdog... lijkt me ook makkelijker om om te zetten naar draadloos... en met 3.5 MB/s dataoverdracht, lijkt mij een PLC te traag...
Maar volgens mij is er eigenlijk niks nieuws verteld wat wij niet zelf zouden kunnen verzinnen

[XyritZz]

Speciale sensoren merken het stilvallen van het systeem en zorgen dat de controller na een periode radiostilte vanzelf opnieuw opstart. Hierdoor zal de auto niet permanent stilvallen en is het mogelijk de race te beëindigen.

Crashen maar toch door kunnen werken, zonder eerst alles op hoeven te slaan!!! Microsoft moet eens een lesje volgen bij Ferrari

Ik wil wel zo'n Microsoft Ferrari OS dat niet crasht en nog lekker snel gaat ook

[GreeTz]

In de ferrari zelf opereert natuurlijk alleen embedded software welke data ontvangt beperkt analiseerd en vervolgens doorstuurt. In de text valt te lezen dat de werkstations voorzien zijn van MS software. Dus het gewone word / excell op een windows werkplek voor het pits personeel... (just read before u flame)

[Olaf van der Spek]

In de ferrari zelf opereert natuurlijk alleen embedded software welke data ontvangt beperkt analiseerd en vervolgens doorstuurt.

En wat dacht je van de motor management software?
Als daar iets in crashed ben je niet blij, maar dat kunnen ze schijnbaar redelijk opvangen.

[Verwijderd]

Zo bijzonder is dat nou ook weer niet, hoor... Volgens mij zijn er zelfs PCI-kaartjes die hetzelfde doen in je pc. Je hebt een stukje software nodig wat elke seconde (of whatever) een heartbeat naar het kaartje stuurt. Als het OS crasht en het kaartje geen heartbeat meer ontvangt, kon het je moederbord resetten (via een kabeltje naar de reset-jumper van je moederbord).

Het kaartje werkt dus redelijk autonoom, en heeft alleen een hartslag van de software nodig om te kijken of het nog draait.

[webkiller71]

ja, en die software zal maar crashen

[Verwijderd]

Dan reboot het systeem dus en werkt alles weer...

[Verwijderd]

Dat is niet echt zo ongewoon hoor. Meeste embeddedsystems hebben een Watchdog Timer (WDT) welke het systeem monitor en zodra het niet meer reageert een reset geeft,

[BartOtten]

Gelukkig gebruiken ze alleen MS-productern in het kantoor. Rijdt je daar met 270km/u krijg je een blue-screen in je helm geprojecteerd...

Error: 762847698759
Please restart...

Of alles werkt niet meer omdat SP2 automatisch geinstalleerd is

[Verwijderd]

offtopic: Ik las het artikel, en ik wist gewoon dat iemand dit bovenstaande ging zeggen...

[Verwijderd]

Zeker, maar:

Speciale sensoren merken het stilvallen van het systeem en zorgen dat de controller na een periode radiostilte vanzelf opnieuw opstart.

Gracefull degradation zoals wij programmeurs plegen te zeggen.

[BartOtten]

In theorie, niet in MS-producten

[dataworm]

Gelukkig gebruiken ze alleen MS-productern in het kantoor

Nee hoor. Ze hebben ook nog een Opteron-cluster onder Linux. (kunnen de MS-bashers toch nog fan van Ferrari zijn )

[Verwijderd]

Belangrijkheid van de verschillenden onderdelen (van belangrijk naar onbelangrijk)...

- Motor
- Carosserie
- Banden (plus spanning)
- Courreur
...
- heeft de accu nog spanning
...
- zit de stoel lekker
...
- draait de software/hardware

[CH4OS]

Accu? Welke accu? Een formule 1 heeft geen accu (en startmotor voor hieronder... ), waarom denk je dat zo'n auto alleen vanuit de pits gestart kan worden?

Zo'n auto heeft wel een dikke dynamo, die voor de nodige stroom moet zorgen voor alle elektronische onderdelen in zo'n auto... Een (extra) accu is dus alleen maar extra gewicht, en dus acceleratie én snelheid die je verliest... Wat overbodig is...

En een stoel is zekers wel belangrijk hoor, moet jij eens opletten, als jij niet goed in je auto zit, hoe beroerd je dan rijd...

[PCSoldaat]

Dit lijkt mij geheel bullshit. Ik denk eerder dat er geen dynamo en startmotor in zit. Zonder accu zouden er geen datatransport, radiocontact, cam-beelden mogelijk zijn bij het stilstaan van de auto. Zonder dynamo en startmotor wordt er veel gewicht bespaard en bovendien zorgt een dynamo alleen maar voor weerstand (=killing in F1). Het starten is idd alleen mogelijk in de pit (+grid) d.m.v. een externe startmotor. Bij uitval onderweg ben je toch verloren. Alleen Shumi is zo slim om te ontkoppelen bij een slip waardoor de motor blijft draaien en hij zijn rit kan vervolgen.

[Olaf van der Spek]

Dit lijkt mij geheel bullshit. Ik denk eerder dat er geen dynamo en startmotor in zit.

Geen dynamo? Grapjas.

Alleen Shumi is zo slim om te ontkoppelen bij een slip waardoor de motor blijft draaien en hij zijn rit kan vervolgen.

Daar hebben ze momenteel anti-stall code voor.

[Ximinez]

Heb je in die 2 jaar voertuigtechniek iets van renwagens geleerd?

Een renwagen heeft niets met een normaal voertuig voor de weg te maken. Er zijn renwagens, zeker in de jaren 80 waar geen dynamo op zat. Alleen een accu die het de gehele race vol moest houden. De meeste componenten werden hydraulisch of mechanisch aangedreven.

Met de hoeveelheid electronica in de huidige renwagens is het stroomverbruik hoog. Een moderne F1 wagen heeft een dynamo.

Vaak zelfs een sterkere stroom (in ampere's) dan een accu kan leveren...

Dat is niet waar. Een accu slaat energie op. De kortsluitstroom van een accu is bijzonder hoog daar de volledig opgeslagen capaciteit vele malen hoger is dan de maximale stroomsterkte welke een dynamo levert.

[Verwijderd]

Alleen Shumi is zo slim om te ontkoppelen bij een slip waardoor de motor blijft draaien en hij zijn rit kan vervolgen.

Uuum ontkoppelen? F1 auto's hebben een semiautomatische schakel bak, dat houd in dat de koppeling automatsiche wordt bedient.

De koereur heeft geen knop of hendel om te ontkopplen. De auto heeft anti-stall code waardoor hij zelf detecteert dat de motor gaat afslaan en ontkoppelt.

Als de auto still staat (in de pits) dan detecteert hij dat ook en ontkopelt hij. De koereur heeft weer wel een extra knop om de koppeling weer erop te gooien. Hetzelfde principe zie je tegenwoordig in de nieuwere auto's met automatsiche schakelbak. Vroeger was het zo dat je bij een stoplicht de rem ingedrukt moest houden anders kruipt de auto langzaam naar voren.

Tegenwoordig hebben ze daar een ontkoppel mechanisme voor welke de automatsiche schakelbak ontkoppelt als de auto still staat en weer koppelt als je op het gas gaat staan.

[CH4OS]

Weet je wel wat een dynamo doet dan? |:(Dank u wel, stroom opwekken... Vaak zelfs een sterkere stroom (in ampere's) dan een accu kan leveren...

Dus bullshit? Dacht het niet... Heb 2 jaar motorvoertuigentechniek gedaan, dus ik weet denk ik wel wat ik blaat hoor...

[Verwijderd]

Volgens mij snap ji het niet zo erg....

Een formule1-bolide is wel degelijk uitgerust met een accu(utje). Een dynamo zit er ook op en het enige wat ontbreekt om te kunnen starten is een startmotor. Vandaar dat ze dat in de pits doen door een buis in de aars van de auto te steken.

Hoe kan het anders zo zijn dat alle elektronische systemen al werken vóórdat de motor draait?
Kijk maar goed bij de start van een wedstrijd:
Er staat niemand meer in de buurt van de auto, alleen een mannetje met een buis (startmotor)
Die wordt zonder glijmiddel in de aars van de auto geparkeerd en VROEEEMMM het blokje slaat aan

[Verwijderd]

Nee. Zeker in de F1-sport, maar tegenwoordig ook in normale auto's, is een boordcomputer nodig om de brandstofinjectie en schakelmomenten en whatever (ben geen autokenner) te regelen. In de F1-sport, waar honderdsten van seconden tellen, kan een computerprogramma die de motor aanstuurt, het verschil maken.

Zelfs mijn Yaris heeft een computertje die de brandstoftoevoer schijnt te regelen (en waarvoor ik nog subsidie kreeg ook, omdat het de auto zuinig houdt).

[Verwijderd]

De subsidie zit voorzover ik weet op de pjoeter in je dashboard waarmee je dus o.a je gemiddelde en actuele brandstofverbruik kunt zien.
Dat zou tot zuiniger rijden leiden, vandaar de subsidie.

[Verwijderd]

goh, mijn alto van '89 heeft al die nieuwerwetse dingen niet. wel was hij volgens de handleiding optioneel te krijgen met een automaat. alles is bij mij nog mechanisch. mag eigenlijk niet bij een tweaker he

[carpin]

data logger die data vezend, vind ik niet zo bijzonders en geheim.

[mjtdevries]

Met name omdat zelfs het armste team in de F1 het ook zo doet.

De eindconclusie van het artikel is dan neem ik aan ook dat ze het geheim niet hebben kunnen ontcijferen?

[homernt]

De belangrijkste vraag in mijn ogen stellen ze niet. Ze maken reclame voor AMD maar gebruiken ze dat ook. Ik ga daar wel van uit maar het is toch leuk om het even zeker te weten.

[Verwijderd]

AMD maakt buiten de processoren ook een heleboel embedded onderdelen. Dus ze zullen vast wel iets van AMD gebruiken.

[Verwijderd]

Gelukkig hebben ze geen datalimiet.
Valt kort voor de finish je auto bijna stil. Teruggevallen naar 56 kilobits
per seconde.