如何确保新一代车载网络的一致性和性能-篮球外围盘口

激光雕刻机 | 2020-10-01

首页:对比汽车的过去、现在、将来,有一个显著的趋势:汽车早已沦为带上轮子的数据中心。在每辆汽车内部,来自安全性系统、车载传感器、导航系统等的数据流量,以及对这些数据的倚赖程度,都在大大很快快速增长。这在速度、容量、可靠性方面给车载网络(IVNs)带给了根本性影响,其中的影响之一是,在高速较低时延应用于中,比如掌控区域网(CAN)、FlexRay、本地互连网(LIN)、面向媒体的系统传输(MOST)和单边半波传输(SENT)之类的总线缺乏所需的比特率。

结果,这些传统标准于是以渐渐被信息技术(IT)领域的先前已检验的技术所代替。当前的主要实例是汽车以太网,它覆盖面积了电气和电子工程师(IEEE)研发的四项标准。目前,汽车以太网将与涵括各种系统和子系统的多种总线并存。

因此,我们必须有所不同的测试方法,来已完成汽车和IVN的设计、检验、调试、排障、确保和维修。发展趋势:更加多市场需求来自数据、以太网、标准化和生命周期。今天的汽车有多达八十个电子掌控单元(ECUs),CAN、LIN、FlexRay、MOST和SENT仍然支撑着这些ECU和各种机载系统之间的信息,比如发动机、传动系统、传输、刹车、车身、悬架、信息娱乐系统等(图1)。此外,蜂窝和非蜂窝无线技术于是以把外部数据流传送往信息娱乐系统、导航系统和交通信息系统。

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图1:在汽车系统中,有所不同的总线和数据速率获取了适当的通信功能。处置更好的数据在未来几年中,我们预计每辆汽车中都会看见多达100个ECU,联网的车内网络每天不会支撑几TB数据。我们预计汽车将之后使用CAN、CAN-FD、LIN、FlexRay、SENT和MOST;但是,当前顶端数据是FlexRay的10Mbps及MOST的150Mbps。

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当然,想要“回头得更慢”总是说道易行无以,业界广泛使用CAN总线拒绝展开大规模新的设计,才能获取适当的速度、安全性和向下兼容能力。随着传感器的数量更加多,灵敏度更加低,它们不会产生可观的数据。可以想象,10~20个摄像头,获取360度全景视图,所有摄像头都发送到1080p(现在)或4K(将来)高清数据流,像素深度从16位提升到20位甚至24位。

这些数字正在很快变换在一起:一个反对24位像素深度的4K摄像头以每秒10-30帧的速率,分解每帧199Mb的数据。尽管1Gbps速率现在有可能充足了,但迅速就必须10Gbps(图2)。图2:数量更加多的传感器和ECU之间必须更慢的数据速率和更加长的比特率。

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目前,IVNs使用预处理硬件,在传感器上继续执行数据精简(即传输)。失望的是,这不会引进时延,影响响应时间,同时还不会减少图像质量,从而容许能用的检测距离。

一个新兴解决方案是以2-8Gbps速率把原始数据传输到集中式片上系统(SoCs)或标准化处理单元(GPUs),SoC或GPU可以对输出的动态数据展开传输。IVNs于是以从扁平结构改向域控制器结构,在域控制器结构中,传感器不会把原始数据传输到中央处理单元。

所需的通信流量正在不断扩大,并随着汽车到基础设施(V2I)、汽车到汽车(V2V)和汽车到万物(V2X)技术大大演变。所有这些都将在汽车操作者和嵌入式中充分发挥最重要起到。

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改向汽车以太网在汽车应用于中,优化数据利用率拒绝更慢的吞吐量、更加较低的时延、更高的可靠性及更高的服务质量(QoS),以确保汽车的安全可靠运营。随着速度超过10Gbps,汽车以太网将在支撑高速数据通信方面充分发挥更加大的起到,还包括:IEEE802.3cg,10BASE-T1,10Mbps;IEEE802.3bw,100BASE-T1,100Mbps;IEEE802.3bp,1000BASE-T1,1Gbps;以及IEEE802.3ch,10GBASE-T1,2.5/5/10Gbps。考虑到能用的数据速率及对这些性能的市场需求大大快速增长,另外必须减少线缆重量,许多业界仔细观察人员在预测汽车以太网的发展及联网的车载节点数量时皆十分悲观。标准化:取得全新商业优势在整个汽车行业发展史上,长期以来有一种既定的作法没转变,那就是标准化。

这种作法仍将限于,因为标准化获取了许多最重要优势,比如激化了各厂商之间的竞争,减少了元器件成本,确保了互操作能力。总线流形和数据速率对比在考虑到有所不同的总线时,每种总线对应的仅次于数据速率及其反对的网络拓扑类型,图3汇总了部分数据。

汽车以太网还减少了“交换式织物”功能,以在局域网(LANs)中构建有效地的性能。它融合用于硬件和软件,用于多台以太网交换机,掌控网络节点中的业务。织物网络辨识其所有路径、节点、拒绝和资源。

在这种架构内,能用的地址空间为224个,可以相连最少1600万个节点或设备。在新一代IVN领域,标准化实例还包括汽车以太网、MIPIA-PHY和HDBaseT汽车。通过使用IT领域经过检验的技术,汽车行业将取得显著的全新商业优势,因为未来的汽车于是以变为带上轮子的数据中心。图3:主要汽车总线尤其合适特定距离的任务,但其通用性也因此很弱于基于以太网的网络。

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