未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車新一代整車架構(gòu)
如圖1所示,智能網(wǎng)聯(lián)車,就是車聯(lián)網(wǎng)、智能交通與智能汽車的交集,能夠?qū)崿F(xiàn)車與X(車、人、路、后臺)等的信息交互,并具有智能決策能力的新一代汽車。
如圖2所示,傳統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是由CAN總線組成,車內(nèi)分布式電控單元ECU按照功能劃分為動力總成、車身控制、輔助駕駛等總線區(qū)域;車窗、車燈、天窗等則通過LIN總線接入CAN網(wǎng)絡(luò)。這也得益于CAN總線通信具有高實時性、傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。
在新一代智能網(wǎng)聯(lián)車的浪潮下,隨著車載ECU的與日倍增以及處理器運(yùn)算能力和硬件的高速發(fā)展,連接ECU的網(wǎng)絡(luò)需要更大的帶寬,這一需求遠(yuǎn)超CAN等傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)的容量極限。
因此,比較明確的趨勢是向CAN FD過渡,CAN FD提供了64字節(jié)的數(shù)據(jù)吞吐量以及最高5Mbps的傳輸速率。另外,車載以太網(wǎng)技術(shù)似乎已經(jīng)成為了本次浪潮中寵兒。由于車載以太網(wǎng)具有高帶寬、低延遲、低成本的特性,在新一代整車架構(gòu)中將替代CAN總線成為優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
如圖3所示,以車載以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡(luò),將核心域控制器(動力總成、車身、娛樂、ADAS)連接在一起。各個域控制器在實現(xiàn)專用的控制功能的同時,還提供強(qiáng)大的網(wǎng)關(guān)功能。從圖3可以發(fā)現(xiàn),在各個域控制器的下方,各部件之間通訊基本是通過CANFD來實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,這種類似于傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(除娛樂子網(wǎng)中,娛樂域控制器與其子部件的通信將通過以太網(wǎng)實現(xiàn))。另外,當(dāng)一個域需要與其他域交換信息時,則需經(jīng)由網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)路由實現(xiàn)。這種基于域控制器的架構(gòu)改變傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)中ECU到ECU的點到點通信方式。
新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車覆蓋了車載以太網(wǎng)、CANFD以及LIN總線,因此,我們需要不同的測試方法,來完成汽車和車載網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、驗證、調(diào)試、排查以及維護(hù)。如果可以在PC端或者服務(wù)器通過以太網(wǎng)獲取汽車的CANFD網(wǎng)絡(luò)以及車載以太網(wǎng)的數(shù)據(jù),將大大降低汽車整體架構(gòu)測試的周期,提高工程師研發(fā)及測試的效率,抓取底層數(shù)據(jù),排查整車故障等。
隨著CANFD以及車載以太網(wǎng)應(yīng)用需求增多,廣州致遠(yuǎn)電子有限公司推出國內(nèi)首創(chuàng)高性能工業(yè)級的以太網(wǎng)與CAN(FD)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備——CANFDNET系列,可以應(yīng)用電池工況測試以及監(jiān)控?zé)o人駕駛CANFD總線數(shù)據(jù)等復(fù)雜場合,能夠幫助工程師快速獲取CANFD及車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù),完成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的測試。
如圖4所示,CANFDNET系列產(chǎn)品集成高速的 600MHz 主頻 32 位處理器,內(nèi)部集成2路或4路2.5kVDC隔離耐壓CAN(FD)接口、1路10M/100M自適應(yīng)Ethernet接口以及1路滿足 OPEN Alliance BroadR-Reach 規(guī)范的100M車載雙線以太網(wǎng)接口;支持多種工作模式:TCP Server、TCP Client、UDP,通過配置軟件可以靈活配置相關(guān)參數(shù)。
CANFDNET產(chǎn)品使用操作簡單,僅需要使用ZCANPRO軟件中自帶的“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置工具”即可完成一系列的參數(shù)配置,另外,CANFDNET通訊協(xié)議開放,并提供二次開發(fā)接口函數(shù)庫(支持 Windows、Linux 平臺)。同時,該產(chǎn)品具有以下功能特性:
- 實時完成車載以太網(wǎng)與CANFD同步轉(zhuǎn)換為普通以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,如圖5所示。
- 支持高速CANFD兼容CAN2.0A/B
- 流量負(fù)載監(jiān)控,守衛(wèi)總線安全
- 毫秒級定時發(fā)送,滿足高精度測試需求
- 黑白名單模式,提升數(shù)據(jù)安全性
- 靈活調(diào)整板載緩存,滿足不同應(yīng)用環(huán)境
CANFDNET系列產(chǎn)品支持ISO/Bosch的CAN FD標(biāo)準(zhǔn),兼容CAN2.0A/B模式收發(fā),數(shù)據(jù)域波特率最高可配置為5Mbps,數(shù)據(jù)長度最大可配置為64字節(jié),可提供比CAN2.0A/B高40倍的數(shù)據(jù)負(fù)載,為汽車電子、軌道交通、醫(yī)療電子場合提供更快捷的控制和數(shù)據(jù)通道。
如圖6所示,CANFDNET系列產(chǎn)品支持總線利用率上報,用戶可以在配置軟件中使能總線利用率上報周期,可實時掌握總線負(fù)載信息,防止異常入侵。
如圖7所示,設(shè)備可進(jìn)行毫秒級報文定時發(fā)送配置,用戶可以自由100條底層精確定時發(fā)送幀的周期,完全可以滿足汽車電子的測試需求。
如圖8所示,配置工具支持通道高效率濾波,用戶可根據(jù)所需報文,靈活設(shè)置黑白名單,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用。
自定義分幀,有效減輕負(fù)載
如圖9所示,CANFDNET系列產(chǎn)品支持CAN FD接口的數(shù)據(jù)分幀設(shè)置,用戶可完成各種分包需求,從而有效減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
如圖10所示,用戶可以通過配置工具靈活配置CANFDNET系列產(chǎn)品發(fā)送報文緩沖區(qū),根據(jù)需求自由調(diào)整CAN FD通道的實時性與大容量緩沖的平衡。