技術(shù)發(fā)展的要求使得將來汽車網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)是由高度集成的域控制器來構(gòu)建，這些域控制器由高速的系統(tǒng)總線互聯(lián)。業(yè)界的趨勢(shì)顯示以太網(wǎng)將取代CAN成為骨干網(wǎng)。FlexRay、CAN、LIN將繼續(xù)在子網(wǎng)絡(luò)中將智能節(jié)點(diǎn)連接在一起。這種高度互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要強(qiáng)大的域控制器。
圖1顯示了一個(gè)典型的由若干域控制器(DomainController)組成的車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該車載網(wǎng)絡(luò)以高速以太網(wǎng)作為骨干，將四個(gè)核心域控制器(動(dòng)力總成、車身及舒適系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、信息娛樂)連接在一起。每個(gè)域控制器在實(shí)現(xiàn)專用的控制功能的同時(shí)，還提供強(qiáng)大的網(wǎng)關(guān)功能。這種基于域控制器的架構(gòu)終于徹底顛覆了傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)中ECU到ECU的點(diǎn)到點(diǎn)通信方式。如在車身及舒適系統(tǒng)域內(nèi)部，各部件通過CAN、LIN溝通。在需要與其他域交換信息時(shí)則經(jīng)由網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)路由。這些域控制器不僅需要強(qiáng)大的實(shí)時(shí)處理能力，還必須同時(shí)擁有豐富的通信接口。
高速車載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)趨勢(shì)
新的諸如基于視頻的泊車、車內(nèi)電視及駕駛輔助系統(tǒng)等應(yīng)用需要大量的程序及數(shù)據(jù)空間。例如一個(gè)高端車系列已經(jīng)具有了超過1GM的嵌入式存儲(chǔ)空間分布在超過100個(gè)ECU中。隨著ECU的數(shù)量以及嵌入式存儲(chǔ)器容量的增大，網(wǎng)絡(luò)的帶寬也需要隨之增大許多。以下列舉三個(gè)突出的技術(shù)發(fā)展要求。
以太網(wǎng)
隨著數(shù)據(jù)容量、嵌入式存儲(chǔ)器和域控制器架構(gòu)的發(fā)展，車上需要新的高速互聯(lián)接口。由于已廣泛使用，以太網(wǎng)是一個(gè)明顯的選擇并已經(jīng)在量產(chǎn)的車上采用。起初，以太網(wǎng)用作高性能的網(wǎng)絡(luò)診斷，或者在車廠或維護(hù)中心用于軟件下載。隨著更多OEM開始使用，就產(chǎn)生了相應(yīng)的ISO/SAE標(biāo)準(zhǔn)，將以太網(wǎng)用作診斷OBD接口?，F(xiàn)在以太網(wǎng)已經(jīng)在環(huán)視系統(tǒng)中采用了。這也在很大程度上歸功于低成本而又滿足EMI性能的非屏蔽雙絞線的采用。以太網(wǎng)用作車載骨干網(wǎng)是很適合的，主要原因是：
●增加了帶寬選擇;
●在保持低EMI條件下采用低成本的非屏蔽雙絞線;
●以太網(wǎng)是技術(shù)及市場(chǎng)成熟的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);
●已經(jīng)有很多有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)開發(fā)者;
●容易與消費(fèi)電子集成;
●有許多供應(yīng)商提供軟件和硬件;
●有許多低成本甚至免費(fèi)的工具。
對(duì)高速并可擴(kuò)展帶寬的需求是采用以太網(wǎng)的重要?jiǎng)右?。在非汽車?yīng)用中1GB甚至10GB帶寬的應(yīng)用已屬平常，汽車網(wǎng)絡(luò)的帶寬相對(duì)滯后了。
以太網(wǎng)另一個(gè)強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)在于其生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)有大量成熟的開發(fā)人員、軟件、工具、供應(yīng)商和實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)供汽車上的應(yīng)用采納和參考。再加上以太網(wǎng)已經(jīng)在一些車型上開始量產(chǎn)使用，可以預(yù)見將來用量會(huì)激增并成為域控制器之間互聯(lián)使用的車載骨干網(wǎng)。ENET從技術(shù)上也已經(jīng)完全支持音視頻橋接(AVB)標(biāo)準(zhǔn)，滿足AVB的業(yè)務(wù)質(zhì)量需求。AVB中的網(wǎng)絡(luò)多線程能夠?qū)⒉煌耐ㄐ蓬愋驮谟布溪?dú)立開，使得軟件驅(qū)動(dòng)更加有效，從而顯著降低CPU的負(fù)載。網(wǎng)絡(luò)多線程和流量成型技術(shù)還能夠容易地將不同的通信任務(wù)分離，以保證高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)總是得到及時(shí)傳送。例如在一個(gè)域控制器中將車身控制和網(wǎng)關(guān)的功能集成在一起。車身及網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)可以通過分解通信多任務(wù)來共享同一個(gè)MAC。這有助于最重要的任務(wù)(如網(wǎng)關(guān))總是能夠得到足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
