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車載以太網(wǎng)解決方案

2020-05-23 00:35:14·  來源：汽車電子  
　
近年來，為了滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)要求，車載以太網(wǎng)技術(shù)開始逐漸進(jìn)入人們的視野。而以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為下一代車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的趨勢之一，其發(fā)展之迅猛，使得各主
近年來，為了滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的開發(fā)要求，車載以太網(wǎng)技術(shù)開始逐漸進(jìn)入人們的視野。而以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為下一代車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的趨勢之一，其發(fā)展之迅猛，使得各主機(jī)廠紛紛產(chǎn)生了濃厚的興趣并投入研發(fā)。
 
 
一、為什么使用車載以太網(wǎng)

1、對高帶寬的要求
 
隨著駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、信息娛樂系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，目前對車載網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求越來越高，已經(jīng)超出了CAN、CAN FD等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的承載能力。這也促進(jìn)了車載以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。

2、線束成本
 
傳統(tǒng)汽車上的線束相對較多，且布線重量較重。而博通公司研發(fā)的BroadR-Reach技術(shù)，采用單對的非屏蔽雙絞線進(jìn)行信號傳輸，使得電纜重量減輕30%，降低連接成本可達(dá)80%。

3、新的電氣架構(gòu)
 
傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)已經(jīng)難以承載汽車越來越復(fù)雜的功能，未來則是按照不同功能域集中控制ECU的劃分思路，采用域控制器的方法解決這一問題。

二、車載以太網(wǎng)協(xié)議架構(gòu)

和傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，車載以太網(wǎng)對物理層進(jìn)行了修改，引入了新的100base-T1、1000base-T1。車載以太網(wǎng)協(xié)議通常被認(rèn)為是一個5層協(xié)議系統(tǒng)：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，每一層都具有不同的功能。
 
 
三、業(yè)務(wù)范圍
車載以太網(wǎng)解決方案
 
我們公司提供全流程的解決方案，覆蓋電子電器架構(gòu)開發(fā)、規(guī)范定義、原型車輛開發(fā)、測試與驗證的解決方案，橫跨了汽車開發(fā)的生命周期。

1、電子電氣架構(gòu)開發(fā)

電子電氣架構(gòu)開發(fā)是汽車電子電氣系統(tǒng)的頂層設(shè)計，其目的是在功能需求、法規(guī)和設(shè)計要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進(jìn)行分析，得到最優(yōu)的系統(tǒng)方案。我們可以根據(jù)客戶的需求，提供以下六大部分內(nèi)容的服務(wù)：
 
2、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建工具：

VisualXML是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫自動轉(zhuǎn)換工具。利用標(biāo)準(zhǔn)的Excel網(wǎng)絡(luò)調(diào)查表來描述ECU的通信矩陣，一鍵式輕松轉(zhuǎn)換DBC、LDF、ARXML等多種文件格式，支持CAN/CANFD、LIN、以太網(wǎng)等總線標(biāo)準(zhǔn)，由Conversion、Split、Verification、Contrast、Editor五大功能組成。
 
 
VisualODX軟件是ODX診斷數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換工具。利用標(biāo)準(zhǔn)的Excel診斷調(diào)查表來描述ECU的診斷規(guī)范，且通過該工具將Excel文件自動轉(zhuǎn)化為ODX/PDX數(shù)據(jù)文件。該軟件操作簡單方便，一鍵式轉(zhuǎn)化，功能強(qiáng)大，大大減少人力投入，同時高效快捷，從而加快開發(fā)進(jìn)度。
 
 
3、原型車輛開發(fā)
整車電子電氣功能測試是原型車輛開發(fā)不能缺少的重要環(huán)節(jié)，每個整車項目開發(fā)過程中都需要對整車所有電子電氣功能進(jìn)行測試，驗證其是否滿足設(shè)計要求。我們根據(jù)整車廠所制定的規(guī)范，搭建車載以太網(wǎng)demo臺架，集成100base-T1/1000base-T1/CANFD協(xié)議，支持以太網(wǎng)的SOME/IP、DoIP、AVB等協(xié)議。以下圖片是車載以太網(wǎng)演示系統(tǒng)的案例。
 
 
 
4、ECU開發(fā)
網(wǎng)關(guān)控制器軟件：網(wǎng)關(guān)控制器是整車電子電氣架構(gòu)中的核心部分，它連接著車上各個通信子網(wǎng)，可將CAN、LIN、MOST、FlexRay等在不同網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。網(wǎng)關(guān)控制器保障了整個汽車的安全性與可靠性。我們可以配合客戶的整車開發(fā)計劃，提供低成本、高可靠性、快捷的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計方案，大大加快網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。
 
圖1：NXP MPC5748G安全以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計
 
AUTOSAR基礎(chǔ)軟件：AUTOSAR的傳統(tǒng)平臺（Classic Platform）解決了嵌入式ECU需求，但是隨著駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、信息娛樂系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)無法滿足ECU的需求。所以需要在車輛上使用完全兼容、絕對安全、復(fù)雜度高以及計算資源需求量大的軟件。因此，AUTOSAR建立了第二個軟件平臺，AUTOSAR自適應(yīng)平臺（Adaptive Platform）。我們將根據(jù)客戶的需求，提供基于符合AUTOSAR CP和AP平臺的基礎(chǔ)軟件，包括SOME/IP、DoIP、AVB等。
 
圖2：傳統(tǒng)平臺
 
圖3：自適應(yīng)平臺
 
Upper Tester/Lower Tester開發(fā)服務(wù)：汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)盟（AUTOSAR）制定的車載以太網(wǎng)規(guī)范包括TCP/UDP/IP協(xié)議棧。而在制定的規(guī)范中提出了Upper Tester和Lower Tester的重要測試概念。Upper Tester/Lower Tester是Tester與DUT的被測核心功能模塊之間的中介，可以輔助完成測試。我們將為您提供Upper Tester/Lower Tester的開發(fā)服務(wù)，可以更加簡單的實現(xiàn)在DUT上測試相關(guān)協(xié)議棧。
 
 
5、測試與驗證
OptoLyzer Studio是一款用于車載以太網(wǎng)分析、仿真與測試的軟件。它可以提供消息記錄、圖形化、活動區(qū)、過濾、消息注入、書簽并且支持多種協(xié)議。
 
 
傳統(tǒng)汽車上的線束相對較多，并且布線重量較重。而博通公司研發(fā)的BroadR-Reach技術(shù)，采用單對的非屏蔽雙絞線進(jìn)行信號傳輸，使得電纜重量減輕30%，降低連接成本可達(dá)80%。

-支持多種數(shù)據(jù)庫格式：*.dbc、*.ldf、*.xml、*.arxml、*.bsdconfig、*.fdepl、*.fidl

-支持多種數(shù)據(jù)格式文件的導(dǎo)入導(dǎo)出：*.blf、*.asc、*.csv、*.pcap、*.pcapng、*.olsreplay、*.olslog、*.img、*.k2llog

-消息顯示Trace/發(fā)送Send

-信號顯示Data


-曲線顯示Graph

-儀表盤Panel：Gauge Tile、Activity Tile、Text Tile、Progress Bar Tile、Image Tile

-總線統(tǒng)計Statistics

-編程：C#支持更多的功能組建，實時性更高

-過濾功能Filter

Q-Tester是一款簡易使用的診斷協(xié)議軟件。該診斷協(xié)議采用ODX（ASAM MCD-2 D/ISO 22901-1）方案，診斷儀與ECU間的數(shù)據(jù)交互，依賴于核心的ODX診斷數(shù)據(jù)庫。該方案的好處是，在功能方面確定并完成相關(guān)開發(fā)工作后，就無需再對軟件進(jìn)行維護(hù)，對于新車型、新平臺的支持通過升級ODX數(shù)據(jù)庫的形式來完成，而維護(hù)數(shù)據(jù)庫的工作量相對于維護(hù)軟件而言，則會小很多。這無形之中就減少了供應(yīng)商的工作量，以及OEM的成本。

Q-Automation作為一款自動化的測試軟件，用于測試電子控制單元（ECU）。Q-Automation支持ASAM ATX標(biāo)準(zhǔn)，可以與其他工具共享數(shù)據(jù)。它可以用來定義測試規(guī)范、定義測試準(zhǔn)備、測試執(zhí)行、測試評估等。

 
VIN|ING系列接口卡是應(yīng)用創(chuàng)新概念的通信接口卡。VIN|ING 2000是一款基于DoIP的可移動VCI設(shè)備。不僅支持通過Wi-Fi或USB連接電腦的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，而且也可以支持遠(yuǎn)程診斷任務(wù)和獨立操作。這是通過內(nèi)置于設(shè)備中的新Softing SDE實現(xiàn)的-將經(jīng)過驗證、測試的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)通信組件與功能訪問接口相結(jié)合。因此，PC上的所有標(biāo)準(zhǔn)序列和功能都可以直接在VCI上重復(fù)使用，無需WLAN連接，不再有Wi-Fi連接和帶寬或延遲的問題。
 
Technica公司從2008年以來便與BMW共同合作，一起研發(fā)了BroadR-Reach技術(shù)、車載以太網(wǎng)及其協(xié)議等技術(shù)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)測試。其團(tuán)隊根據(jù)對車載以太網(wǎng)的深入學(xué)習(xí)研究，設(shè)計研發(fā)了一系列測試的硬件、軟件工具。通過這些產(chǎn)品，用戶可以方便地實現(xiàn)車載以太網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品的仿真、測試、調(diào)試、監(jiān)聽數(shù)據(jù)等強(qiáng)大功能。
 
 
德國IPETRONIK公司成立于1989年，多年來一直致力于汽車行業(yè)提供安全、專業(yè)、可靠的記錄儀，因其卓越的硬件品質(zhì)、豐富的協(xié)議兼容、高精度的測量記錄，使其得到了許多汽車企業(yè)的高度評價。根據(jù)需求，IPETRONIK提供了多款以太網(wǎng)記錄儀以供選擇。
延續(xù)了以往的優(yōu)點的同時，記錄儀支持高速以太網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、更快的數(shù)據(jù)寫入、取出速度，使得車載以太網(wǎng)測試可以順利進(jìn)行。
 
由Open Alliance發(fā)布的TC8規(guī)范定義了ECU從物理層到應(yīng)用層的測試條目，其目的是為了提高車載以太網(wǎng)ECU之間的通信質(zhì)量以及ECU之間的兼容性。我們與Rohde＆Schwarz、Spirent Communications以及Technica公司共同合作提供符合TC8規(guī)范和AUTOSAR規(guī)范的車載以太網(wǎng)第一層到第七層的協(xié)議測試。
 
 
 
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