2026-04-23 
Les essais routiers de conduite autonome génèrent d'énormes quantités de données capteurs. Les solutions de stockage traditionnelles obligent le véhicule à s'arrêter pour remplacer le disque dur, ce qui nuit gravement à l'efficacité des tests. Cet article présente une solution de carte d'extension U.2 basée sur la technologie PCIe Switch, qui permet l'échange à chaud du disque dur sans arrêter le véhicule grâce à une conception dédiée, offrant ainsi une infrastructure efficace et fiable pour le stockage des données de conduite intelligente.
Avec le développement rapide des technologies de conduite autonome de niveau L3/L4, les véhicules de test routier doivent collecter et traiter chaque jour des volumes massifs de données. Prenons comme exemple la flotte de test d'une certaine entreprise : 15 véhicules effectuent simultanément des tests, chacun équipé de plusieurs LiDAR, caméras haute définition et radars à ondes millimétriques, générant des dizaines de téraoctets de données par jour.
Toutefois, les solutions traditionnelles de stockage présentent trois principaux points critiques :
· Capacité de stockage insuffisante: La capacité d'un seul SSD est limitée, et la collecte continue par des capteurs haute résolution entraîne une saturation rapide de l'espace de stockage.
· Interruption des tests due au remplacement du disque dur: Les solutions traditionnelles exigent que le véhicule s'arrête et soit éteint afin de remplacer le support de stockage, interrompant ainsi le processus de test continu.
· Bande passante de transmission des données limitée: Les réseaux embarqués ne peuvent pas répondre aux besoins de transfert en temps réel des masses importantes de données.
Pour résoudre ces problèmes, la solution de stockage leader de l'industrie adopte une combinaison innovante de carte d'extension PCIe Switch + boîtier d'extension de disque dur U.2 + interface haute vitesse MCIOafin de permettre l'échange à chaud des SSD pendant les essais routiers.
La carte d'extension PCIe Switch constitue le nœud central de l'ensemble du système de stockage. Connectée à l'ordinateur industriel embarqué via un emplacement PCIe x16, la carte intègre une puce PCIe Switch haute performance capable d'étendre un port PCIe unique en plusieurs canaux indépendants.
Spécifications techniques majeures:
· Configuration de l'interface: Adopte l'interface MCIO 8i (SFF-TA-1016), avec 4 ports de sortie MCIO par carte d'extension.
· Performance de bande passante: Prend en charge les canaux PCIe Gen5 x4, avec une bande passante théorique maximale par port atteignant 128 Gbps, compatible avec les versions antérieures PCIe 4.0/3.0.
· Capacité d'extension: Une seule carte peut connecter jusqu'à 8 SSD NVMe U.2, répondant ainsi aux besoins de stockage de grande capacité.
Dans les applications de stockage embarqué, les cartes d'extension U.2 et M.2 ont chacune leurs avantages : les cartes U.2 adoptent un format standard de 2,5 pouces, prennent en charge une conception d'échange à chaud, offrent une capacité unitaire supérieure à 16 To et conviennent aux applications professionnelles nécessitant une grande capacité et une haute fiabilité. L'interface U.2 est compatible avec les protocoles SAS/PCIe et se distingue par sa grande polyvalence.
L'échange à chaud des SSD constitue l'innovation centrale de cette solution. Grâce à une prise en charge matérielle de l'échange à chaud, les ingénieurs peuvent remplacer en toute sécurité les supports de stockage pendant que le véhicule est en marche, sans avoir besoin de l'arrêter ou de l'éteindre.
La technologie d'échange à chaud repose sur une prise en charge à trois niveaux :
· Niveau matériel: La puce PCIe Switch prend en charge l'activation/désactivation dynamique des ports, tandis que le backplane du disque dur U.2 assure un contrôle temporel de l'alimentation, garantissant ainsi un impact courant maîtrisé lors du branchement et du débranchement.
· Niveau firmware: Le tiroir du disque dur intègre un contrôleur d'échange à chaud qui surveille les changements d'état du logement du disque et envoie au système des événements d'insertion ou de retrait du périphérique.
· Niveau logiciel: Le système d'exploitation prend en charge l'échange à chaud des périphériques NVMe, et le système de fichiers peut démonter et remonter en toute sécurité les volumes de stockage.
3.2 Procédure d'opération d'échange à chaud
Prenons comme exemple une flotte de 15 véhicules de test routier, le processus d'opération d'échange à chaud des SSD est le suivant :
Étape 1 : Surveillance et alerte précoce – Le système surveille en temps réel la capacité restante de chaque SSD et émet automatiquement une alerte lorsque l'espace de stockage descend en dessous du seuil prédéfini.
Étape 2 : Démontage sécurisé – Les ingénieurs effectuent une opération de démontage sécurisée via l'interface logicielle, et le système termine la vidange des données et le démontage du système de fichiers.
Étape 3 : Remplacement physique – Grâce au design EZ-Slide du tiroir, le disque complet est rapidement retiré et un nouveau inséré lorsque le véhicule roule à basse vitesse ou effectue un bref arrêt ; l'ensemble du processus ne prend que quelques secondes.
Étape 4 : Reconnaissance automatique – Après détection de l'insertion du nouveau disque, le système effectue automatiquement l'initialisation du périphérique et le montage du système de fichiers, et la réécriture des données reprend immédiatement.
Sur la base de la carte d'extension de disque dur utilisant un commutateur PCIe et de la technologie de changement à chaud des SSD, un système complet et intelligent de boucle fermée pour les données de conduite autonome est construit :Collecte des données embarquées: 15 véhicules de tests routiers fonctionnent simultanément, chacun équipé d'une carte d'extension commutateur PCIe et d'un boîtier d'extension de disques U.2 à 8 baies. Les données provenant des LiDAR, caméras et radars à ondes millimétriques sont écrites en temps réel sur des SSD NVMe U.2 via le canal haute vitesse PCIe 5.0.Remplacement du disque dur sans arrêt: Lorsque le disque dur est plein, celui-ci est remplacé directement grâce à la fonction de changement à chaud, sans interrompre le test du véhicule. Par rapport aux solutions traditionnelles, l'efficacité des essais routiers augmente de plus de 30 %.Analyse des données dans le cloud: Les disques durs remplacés sont insérés dans des serveurs locaux (24 baies U.2) et transférés vers le cloud via un réseau 10G, où des algorithmes privés effectuent le nettoyage des données, l'annotation des scènes et l'entraînement des modèles.
· Transmission haute performance: La carte d'extension commutateur PCIe offre une bande passante agrégée de 64 Go/s, répondant aux besoins d'écriture simultanée des capteurs multi-canaux.
· Extension flexible: Les cartes d'extension U.2 prennent en charge des SSD professionnels haute capacité, avec une capacité maximale de stockage par système atteignant 128 To.
· Prise en charge du changement à chaud: La conception permettant le remplacement à chaud des disques durs autorise leur changement sans immobiliser le véhicule, assurant la continuité des tests.
· Fiabilité de niveau industriel: Structure entièrement métallique et conception anti-vibrations adaptée à l'environnement embarqué sévère.
· Maintenance facile: Le design EZ-Slide avec tiroir coulissant permet à une seule personne d'effectuer les opérations de remplacement des disques durs.
La concurrence dans l'industrie de la conduite autonome est entrée dans sa deuxième phase, portée par les données. La carte d'extension de disque dur utilisant un commutateur PCIe, combinée à la carte d'extension U.2 et à la technologie de changement à chaud des SSD, fournit une solution efficace, fiable et évolutible pour le stockage des données de conduite intelligente. Avec la généralisation de la technologie PCIe 5.0 et la baisse continue du coût des SSD NVMe, cette solution sera largement adoptée dans davantage de projets de conduite autonome, aidant les entreprises à renforcer leurs capacités de boucle fermée des données.
