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車載以太網解決方案 助力智能網聯汽車開發

供稿:Softing 中國 2021/1/11 10:36:43

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  • 關鍵詞: 車載以太網 智能網聯 ADAS 信息娛樂系統 電氣架構
  • 摘要:近年來,為了滿足智能網聯汽車的開發要求,車載以太網技術開始逐漸進入人們的視野。而以太網技術已經成為下一代車載網絡架構的趨勢之一,其發展之迅猛,使得各主機廠紛紛產生了濃厚的興趣並投入研發。

引言:近年來,為了滿足智能網聯汽車的開發要求,車載以太網技術開始逐漸進入人們的視野。而以太網技術已經成為下一代車載網絡架構的趨勢之一,其發展之迅猛,使得各主機廠紛紛產生了濃厚的興趣並投入研發。


一、為什麼使用車載以太網

| 對高帶寬的要求

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隨着駕駛輔助系統(ADAS)、信息娛樂系統等技術的發展,目前對車載網絡帶寬的要求越來越高,已經超出了CAN、CAN FD等傳統網絡的承載能力。這也促進了車載以太網技術的快速發展和應用。


| 線束成本

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傳統汽車上的線束相對較多,且佈線重量較重。而博通公司研發的BroadR-Reach技術,採用單對的非屏蔽雙絞線進行信號傳輸,使得電纜重量減輕30%,降低連接成本可達80%。


| 新的電氣架構

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傳統的分佈式電子電氣架構已經難以承載汽車越來越複雜的功能,未來則是按照不同功能域集中控制ECU的劃分思路,採用域控制器的方法解決這一問題。


二、車載以太網協議架構

和傳統以太網相比,車載以太網對物理層進行了修改,引入了新的100BASE-T1、1000BASE-T1。車載以太網協議通常被認為是一個5層協議系統:應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層,每一層都具有不同的功能。

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三、業務範圍


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我們公司提供全流程的解決方案,覆蓋電子電器架構開發、規範定義、原型車輛開發、測試與驗證的解決方案,橫跨了汽車開發的生命週期。


| 電子電器架構開發

電子電氣架構開發是汽車電子電氣系統的頂層設計,其目的是在功能需求、法規和設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行分析,得到最優的系統方案。我們可以根據客户的需求,提供以下六大部分內容的服務:


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| 數據庫創建工具

VisualXML是網絡數據庫自動轉換工具。利用標準的Excel網絡調查表來描述ECU的通信矩陣,一鍵式輕鬆轉換DBC、LDF、ARXML等多種文件格式,支持CAN/CANFD、LIN、以太網等總線標準,由Conversion、Split、Verification、Contrast、Editor五大功能組成。


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VisualODX軟件是ODX診斷數據自動轉換工具。利用標準的Excel診斷調查表來描述ECU的診斷規範,且通過該工具將Excel文件自動轉化為ODX/PDX數據文件。該軟件操作簡單方便,一鍵式轉化,功能強大,大大減少人力投入,同時高效快捷,從而加快開發進度。

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| 原型車輛開發

整車電子電氣功能測試是原型車輛開發不能缺少的重要環節,每個整車項目開發過程中都需要對整車所有電子電氣功能進行測試,驗證其是否滿足設計要求。我們根據整車廠所制定的規範,搭建車載以太網demo台架,集成100BASE-T1/1000BASE-T1/CANFD協議,支持以太網的SOME/IP、DoIP、AVB等協議。以下圖片是車載以太網演示系統的案例。

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| ECU開發

網關控制器軟件:網關控制器是整車電子電氣架構中的核心部分,它連接着車上各個通信子網,可將CAN、LIN、MOST、FlexRay等在不同網絡中的數據進行路由。網關控制器保障了整個汽車的安全性與可靠性。我們可以配合客户的整車開發計劃,提供低成本、高可靠性、快捷的以太網網關設計方案,大大加快網關產品的開發和生產。


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圖1:NXP MPC5748G安全以太網網關參考設計


AUTOSAR基礎軟件:AUTOSAR的傳統平台(Classic Platform)解決了嵌入式ECU需求,但是隨着駕駛輔助系統(ADAS)、信息娛樂系統等技術的發展,它已經無法滿足ECU的需求。所以需要在車輛上使用完全兼容、絕對安全、複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台,AUTOSAR自適應平台(Adaptive Platform)。我們將根據客户的需求,提供基於符合AUTOSAR CP和AP平台的基礎軟件,包括SOME/IP、DoIP、AVB等。


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圖2:傳統平台


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圖3:自適應平台


Upper Tester/Lower Tester開發服務:汽車開放系統架構聯盟(AUTOSAR)制定的車載以太網規範包括TCP/UDP/IP協議棧。而在制定的規範中提出了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的開發服務,可以更加簡單的實現在DUT上測試相關協議棧。


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| 測試與驗證

OptoLyzer Studio是一款用於車載以太網分析、仿真與測試的軟件。它可以提供消息記錄、圖形化、活動區、過濾、消息注入、書籤並且支持多種協議。


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傳統汽車上的線束相對較多,並且佈線重量較重。而博通公司研發的BroadR-Reach技術,採用單對的非屏蔽雙絞線進行信號傳輸,使得電纜重量減輕30%,降低連接成本可達80%。

-支持多種數據庫格式:*.dbc、*.ldf、*.xml、*.arxml、*.bsdconfig、*.fdepl、*.fidl

-支持多種數據格式文件的導入導出:*.blf、*.asc、*.csv、*.pcap、*.pcapng、*.olsreplay、*.olslog、*.img、*.k2llog

-消息顯示Trace/發送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議軟件。該診斷協議採用ODX(ASAM MCD-2 D/ISO 22901-1)方案,診斷儀與ECU間的數據交互,依賴於核心的ODX診斷數據庫。該方案的好處是,在功能方面確定並完成相關開發工作後,就無需再對軟件進行維護,對於新車型、新平台的支持通過升級ODX數據庫的形式來完成,而維護數據庫的工作量相對於維護軟件而言,則會小很多。這無形之中就減少了供應商的工作量,以及OEM的成本。

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Q-Automation作為一款自動化的測試軟件,用於測試電子控制單元(ECU)。Q-Automation支持ASAM ATX標準,可以與其他工具共享數據。它可以用來定義測試規範、定義測試準備、測試執行、測試評估等。


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VIN|ING系列接口卡是應用創新概念的通信接口卡。VIN|ING 2000是一款基於DoIP的可移動VCI設備。不僅支持通過Wi-Fi或USB連接電腦的標準應用,而且也可以支持遠程診斷任務和獨立操作。這是通過內置於設備中的新Softing SDE實現的-將經過驗證、測試的標準基礎通信組件與功能訪問接口相結合。因此,PC上的所有標準序列和功能都可以直接在VCI上重複使用,無需WLAN連接,不再有Wi-Fi連接和帶寬或延遲的問題。


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Technica公司從2008年以來便與BMW共同合作,一起研發了BroadR-Reach技術、車載以太網及其協議等技術開發標準測試。其團隊根據對車載以太網的深入學習研究,設計研發了一系列測試的硬件、軟件工具。通過這些產品,用户可以方便地實現車載以太網相關產品的仿真、測試、調試、監聽數據等強大功能。


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德國IPETRONIK公司成立於1989年,多年來一直致力於汽車行業提供安全、專業、可靠的記錄儀,因其卓越的硬件品質、豐富的協議兼容、高精度的測量記錄,使其得到了許多汽車企業的高度評價。根據需求,IPETRONIK提供了多款以太網記錄儀以供選擇。

延續了以往的優點的同時,記錄儀支持高速以太網的協議標準、更快的數據寫入、取出速度,使得車載以太網測試可以順利進行。


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由Open Alliance發佈的TC8規範定義了ECU從物理層到應用層的測試條目,其目的是為了提高車載以太網ECU之間的通信質量以及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規範和AUTOSAR規範的車載以太網第一層到第七層的協議測試。

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| 往期回顧

▶ 車載以太網工具鏈

▶ CAN FD的一致性測試

▶ Q-Automation

▶ Q-Tester 2.1 新版發佈

審核編輯(王靜)
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